Analysis of Description of Diffusion Phenomena in the 7th Grade Textbook and Diagnosis of Science Teachers' Understanding of the Diffusion Concepts

7학년 교과서의 확산현상 기술에 대한 분석과 과학교사들의 확산개념에 대한 이해도 조사

We analyzed the description of diffusion phenomena in a 7th-grade textbook, and investigated teachers' understanding and teaching methods on diffusion concepts. The data were collected from textbook analysis and questionnaires from 46 science teachers and interviews with 5 teachers. Based on texts' analysis by definition, example, and representation of the diffusion, we found that most of the representations were macroscopically explained by observing the movement of ink in water and smelling the fragrance of perfume in the air. The analysis of questionnaire and interviews also revealed that the definition and the explanation of the diffusion were too abstract for teachers to understand and teach the concept without further information about the microscopic concept of collision of the matter with the medium. Such examples and models lead science teachers to form indistinctive concepts such as dissolution, effusion, and evaporation. Furthermore, the analytical data showed that teachers' understanding of the diffusion concept has been heavily dependent upon the textbook and the level of the understanding was very similar with that of textual description.

본 연구에서는 확산 현상에 대한 7학년 과학교과서의 기술을 분석하고, 중학교 과학 교사들의 확산 개념에 대한 인식을 조사하였다. 데이터는 교과서 분석, 46명의 교사에 대한 설문 조사, 5명의 교사를 대상으로 한 면담을 통해 얻어졌다. 확산의 정의, 예시 및 모형에 대한 교과서 분석에 의하면 대부분의 표현들이 물속에서 잉크의 움직임을 관찰하기나 공기 중에서 향수냄새 맡기와 같이 거시적으로 설명되어 있었다. 또한 확산의 정의나 설명이 너무 축약적이어서 교사들이 물질과 매질의 충돌과 같은 미시적인 개념에 대한 추가 정보 없이는 개념을 이해하여 가르치기가 어려웠고, 확산 현상의 정의에서 농도차를 고려하고 있지 않았다. 설문조사와 면담 분석 결과 예시나 모형은 과학교사들로 하여금 용해, 분출 그리고 증발과 같은 개념과 혼동하도록 유도할 가능성이 있었다. 또한 교사들의 확산개념에 대한 이해도는 교과서에 매우 의존적이고 개념의 이해 수준 또한 교과서의 경향과 유사하였다.