중학교 1학년 과학 교과서 물질 영역의 과학적 모형 유형 분석

Abstract

본 연구에서는 중학교 1학년 과학 교과서의 내용 중 물질 영역에 제시된 모형들의 범주를 구분하고, 각각의 전체 빈도수를 조사분석하여 물질 영역의 교과서 집필이나 수업을 계획함에 있어서 다양한 모형의 유형을 고려하는데 기초자료로 사용될 수 있을 것이다. 2007개정 과학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학 교과서 11종을 대상으로, ‘물질 영역’에 속하는 ‘물질의 세 가지 상태’, ‘분자의 운동’, ‘상태변화와 에너지’라는 세 단원에 제시된 모형의 유형 및 특성을 조사하고 과학적 모형 분류 틀을 개발하였다. 연구를 통해 개발되어진 과학적 모형 분류 틀은 표상 양식과 표상의 속성으로 나누어져있으며, 표상 양식은 활동 모형, 비유적 모형, 상징적 모형, 이론적 모형으로 분류하고, 표상의 속성은 정적 모형과 동적모형으로 분류하였다. 개발되어진 과학적 모형 분류 틀을 가지고 교과서에서 사용되고 있는 모형의 유형과 빈도수를 분석하였다. 연구 결과, 표상 양식에서는 활동 모형과 비유적 모형이 가장 많이 사용되었고, 표상의 속성에서는 동적 모형이 많이 사용되고 있었다. 물질 영역에서는 입자 개념을 다루며 학생들이 일상생활에서 접하는 거시적인 현상들을 분자의 배열이나 운동과 같은 미시적 관점으로 이해하는 것을 목표로 하고 있다. 하지만, 구체적 조작 단계에 머무르고 있는 학생들이 비가시적이고 추상적인 입자의 개념을 이해하는 것에 어려움을 느끼므로 분자의 움직임을 가시화할 수 있는 다양한 유형의 모형들을 개발하려는 노력이 요구된다. 이러한 연구의 결과는 현 교과서들에 나타난 과학적 모형 사용의 제한점과 바람직한 방향을 모색하게 할 뿐 아니라, 앞으로 집필되어질 교과서와 수업을 구성하는데 유용한 정보를 제공해 줄 것이다.|This study aims to classify analysis of scientific models and to be used as a database that enables to consider various models in middle school science textbooks for the 7th grade : Area of Matter for developing lesson plans and textbook organization by investigating and analyzing total frequency. As to 11 middle school science textbooks for the 7th grade according to the revised 7th national science curriculum, the types and characteristics of model presented on three chapter : 'three states of material', 'movement of molecule', 'change of state and energy' are investigated and also the classification frame of scientific model is presented. This classification frame is divided into two major factors : 'mode of representation' and 'attribute of representation'. 'Mode of representation' is composed of 'action model', 'analogical model', 'symbolic model' , 'theoretical model' and then 'attribute of representation' consists of 'static model', 'dynamic model' respectively. Through this frame of classification, the type and frequency of models presented in textbooks were analyzed.. The result shows that the frequency of 'action model' and 'analogical model' is the most high in 'mode of representation', and that 'dynamic model' in 'attribute of representation'. Area of matters deals with conception of molecules and aims for students to understand the arrangement and movement of molecule microscopically about macroscopic state in a daily life. However, students who are still in a concrete operational stage have difficulty in understanding conception of molecules which is abstract and invisible. Therefore, efforts to develop various models visualizing movement of molecules are required. Thus, this study can help to recognize the limitations of scientific models on current textbooks and offer more useful information in planning lessons and organizing textbooks for the future.