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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 55, Number 3
JKCSEZ 55(3)
June 20, 2011 

 
Title
Analysis of Experiments for the Rules of Material Change Unit in 9th Grade Science Textbooks and the Development of Experiments Applying Small-Scale Chemistry

9학년 과학교과서 물질변화에서의 규칙성 단원 실험 분석과 Small-Scale Chemistry를 적용한 실험 개발
Author
Ran Yeong Ryu, Dong Jin Kim, Hyun Sook Hwang, Se Yeol Park, Sang Kwon Lee, Kuk Tae Park*

유란영, 김동진, 황현숙, 박세열, 이상권, 박국태*
Keywords
Small-scale chemistry(SSC), 앙금생성 실험, 물의 전기분해 실험, 과산화수소수의 분해 실험, SSC를 적용한 실험 , Small-Scale Chemistry (SSC), Precipitation Experiment, Water Electrolysis Experiment, Decomposition of Hydrogen Peroxide Experiment, Experiments Applying SSC
Abstract
이 연구는 9학년 과학교과서 물질변화에서의 규칙성 단원에 제시되어 있는 실험의 분석과 small-scale chemistry (SSC)를 적용한 실험을 개발하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 9학년 9종 과학교과서의 물질변화에서의 규칙성 단원에 제시되어 있는 앙금생성, 물의 전기분해, 과산화수소수의 분해 실험들을 분석하고, 13명의 과학교사들에게 과학교과서의 실험들을 수행하게 하여 문제점과 개선해야할 사항들을 추출하였다. 개선해야할 사항들을 바탕으로 SSC를 적용하여 개 발한 실험들을 19명의 예비교사들에게 과학교과서의 실험과 함께 수행하게 한 후 SSC를 적용한 실험의 장점과 단점을 조 사하였다. 연구 결과, 요오드화납 앙금생성 실험과 Hoffman식 물의 전기분해 실험, 그리고 이산화망간을 촉매로 사용하는 과산화수소수의 분해 실험이 9학년 과학교과서에 가장 많이 제시되어 있었다. 과학교과서의 실험들에서 개선해야할 사항 들로는 시약의 소모량, 실험시간, 실험장치 규모 등이었다. SSC를 적용하여 개발한 실험들의 장점은 적은 양의 시약 사용 으로 폐액 처리의 용이성과 실험의 안전성을 높여주며, 실험시간의 단축과 재현성이 있는 실험결과들을 얻을 수 있는 것 등이었다. 반면에 단점은 적은 양의 시약 사용으로 실험관찰에서 다소간의 어려움과 성취감의 감소, 작은 규모의 실험 기 구 사용의 미숙함 등이었다. 그러나 SSC를 적용하여 개발한 실험들을 9학년 과학실험으로 활용한다면, 적은 양의 시약을 사용하여 간편하게 재현성이 있는 실험을 이론수업과 병행하여 실시할 수 있어, 학생들이 물질변화에서의 규칙성에 대한 과학적인 개념을 형성하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

The purpose of this study was to analyze experiments for the rules of material change unit in 9th grade science textbooks and develop experiments applying small-scale chemistry (SSC). For this study, experimental methods for the precipitation experiment, water electrolysis experiment, decomposition of hydrogen peroxide experiment presented in the 9 science textbooks were analyzed. Problems and improvements that were needed were extracted by 13 science teachers performing the experiments. Experiments applying SSC were developed based on the improvements needed. Afterwards, 19 pre-service science teachers performed both the developed SSC experiments and the science textbooks' experiments. A questionnaire about merits and demerits of the experiments applying SSC was performed. According to the results of this study, most of the 9th grade science textbooks included the lead iodide precipitation experiment, water electrolysis experiment by Hoffman voltameter, and decomposition of hydrogen peroxide experiment using catalytic manganese dioxide. Improvements were needed on the quantity of reagents, time for performing experiments, and scale of experimental apparatus. Merits of the developed experiments applying SSC which used small amount of reagents were safety, easy waste material disposal, short reaction time, and reproducible experimental results. Demerits of the experiments applying SSC were difficulty in observing, decreased achievement, and lack of skill in handling small-scale apparatus. Therefore, if the experiments developed applying SSC were to be utilized in 9th grade science experiments, it will be possible to use less reagent and be able to teach and carry out reproducible experiments at the same time. Also, the reproducible experiments based on SSC will help students understand the scientific concepts for the rules of material change unit.

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