물의 응고 실험에 대한 초등학생의 인식조사 및 부피 변화 비교 실험의 대안 물질 탐색
Perceptions of Elementary Students about the Water Freezing Experiment and Alternative Material for the Volume Change Comparison Experiment
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초록
물이 얼음으로 상태변화하면서 부피가 증가하는 것은 다른 물질과 비교하여 물이 가지는 매우 독특한 물리적성질이다. 본 연구는 물의 응고 실험 수업을 받은 초등학생들이 일반 물질의 부피 변화에 대해 어떤 생각을 가지는지 조사하고자 하였다. 또한 물과 부피 변화 비교가 가능한 대안 물질을 탐색, 발굴하고자 하였다. 연구결과는다음과 같다. 연구에 참여한 94명의 학생 중 82명(87%)의 학생이 물이 얼 때 부피가 증가한다는 사실을 잘 알고있었다. 대상을 일반 물질로 확대하여 양초의 경우를 살펴보면 ‘부피 변화 없음’, ‘부피 증가’, ‘부피 감소’를 각각32명, 32명, 14명이 선택하였다. 특히 강조해야 할 점은 ‘부피 증가’를 선택한 32명 중 10명의 학생은 양초 부피가증가하는 이유를 본인들이 학습했던 얼음의 부피 증가에서 찾으려 한다는 점이었다. 물과 부피 변화 비교실험이가능한 일차 선정 물질은 데칸올(1-Decanol)이었다. 그러나 데칸올은 용기 외부에서 관찰이 쉽지 않다는 점과 독특한 냄새로 인해 실험 물질로 적절하지 않음을 확인하였다. 최종 선정된 물질은 부탄디올(1,4-Butanediol)이었으며, 부피 변화가 용기 외부에서 쉽게 확인 가능하며 냄새도 없어 비교실험에 적합한 물질임을 확인할 수 있었다.
Abstract
The fact that water increases in volume as it solidifies into ice is an extremely unique physical property of water compared with other substances. This study aimed to investigate the perceptions of elementary school students who participated in a water freezing experiment and their understanding of the volume change of common substances. Additionally, it intended to explore and identify a suitable substance for comparison with water in terms of changes in volume during solidification. The results are as follows: Out of 94 students, 82 (87%) were aware that water increases in volume when it freezes. Expanding the target to normal materials, specifically a candle, 32, 32, and 14 students responded with “no change in volume,” “increase in volume,” and “decrease in volume,” respectively. Notably, 10 out of the 32 students who selected “increase in volume” associated the increase in the volume of the candle to that of ice, which they had observed previously. The primary choice for the volume change comparison experiment was 1-decanol. However, it was deemed unsuitable for the experiment due to its unique odor and the difficulty of observing it from outside the container. Ultimately, 1,4-butanediol was selected as the