용해·확산과 관련된 혼합현상에 대한 고등학생들의 개념 유형 분석
A Study of High School Students’ Conceptions of Mixing Phenomena Related to Dissolution and Diffusion
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초록
이 연구의 목적은 고등학생들의 용해·확산과 관련된 혼합현상에 대한 개념 유형을 알아보고자 하는 것이다. 연구대상은 화학 I 과목을 수강하는 고등학교 2학년 학생 108명과 화학 II 과목을 수강하는 고등학교 3학년 학생 29명이다. 연구 결과, 많은 학생들이 분필이 무극성 물질이기 때문에 물에 섞이지 않는다는 대안적 개념을 가지고 있었다. 사염화탄소가 물에 섞이지 않는 현상에 대해서 대부분의 학생들이 인력의 개념으로 이해하였으나, 밀도 차이와 같은 물질의 특성의 차이로 이해하는 유형 또한 많았다. 물과 에탄올이 한없이 섞이는 현상은 많은 학생들이 인력 개념으로 이해하였다. 대부분 학생들은 수성 잉크와 물이 섞이는 현상을 섞이는 이유에 대해서는 알지 못한 채 단지 퍼져나가는 현상 자체로만 받아들이고 있었다. 요오드가 사염화탄소에 섞이는 현상은 구멍이론이나 인력 개념으로 이해하였다. 이러한 용해·확산과 관련된 혼합현상에 대한 다양한 대안적 개념은 엔트로피 개념의 부족으로 인한 것이다. 따라서 학생들이 이러한 현상을 제대로 이해하도록 과학 교과서의 서술 방식이 바뀔 필요가 있다.
Abstract
The purpose of this study was to investigate the types of conceptions of mixing phenomena related to dissolution and diffusion in high school students. The subjects of the investigation consisted of 108 students who took chemistry I course at 11th grade and 29 students who took chemistry II course at 12th grade. For this study, it was found that the many students had the alternative conception that chalk didn’t dissolve in water because chalk was a nonpolar material. Most of the students understood the phenomena which carbon tetrachloride and water will not mix as the attraction conception. But many of the other students understood the phenomenon as characteristic of the materials such as difference of density. Many of the students understood the phenomenon of mixing ethanol and water constantly as ‘Attraction conception’. The phenomenon which is mixed ink and water was just accepted by the most students as the spreading of ink in water without understanding the reason of mixing. The phenomena of mixing iodine and carbon tetrachloride was understood as ‘Space conception’ or ‘Attraction conception’. It could be inferred that the diverse alternative conceptions related to dissolution and diffusion phenomena were generated by the absence of entropy concept. Therefore, the explanations of science textbooks related to dissolution and diffusion phenomena need to change for students to understand them correctly.
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