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Analysis of 'Ignorance' in Acid-base Models Contents of Chemistry I and Chemistry II Textbooks & Teacher's Guides in 2009 & 2015 Revised Curriculum

2009·2015 개정 교육과정 화학 I 및 화학 II 교과서 및 교사용 지도서에 제시된 산·염기 모델 내용에 대한 '이그노런스' 분석

  • Received : 2019.11.26
  • Accepted : 2020.03.30
  • Published : 2020.06.20

Abstract

The purpose of this study was to analyze chemistry textbooks and teachers' guidebooks from the perspective of 'Ignorance', one of the important features of model. This is because the emphasis is on developing modeling capabilities for students in the 2015 Revised Curriculum. For this, Arrhenius model and Brønsted-Lowry model were selected as acid and base models in neutralization reaction which are important contents in chemistry curriculum. The analysis criteria of this study were extracted by analyzing previous studies and four general chemistry textbooks dealing with 'Ignorance' related to acid and base neutralization reaction. Based on the analysis criteria, we analyzed nine chemistry I textbooks and teacher's guides and six chemistry II textbooks and teacher's guides of the 2015 revised curriculum. In addition, we analyzed contents of four chemistry I textbooks and teacher's guides and three chemistry II textbooks and teacher's guides in the 2009 revised curriculum for comparison according to revised curriculums. We analyzed the contents related to the concept of 'neutralization reaction', 'neutrality', 'quantitative relation of neutralization reaction', 'degree of ionization', and 'ionization constant'. Based on the results of this study, we proposed a way to present 'Ignorance' of the models in teachers' guidebooks that chemistry teachers can understand 'Ignorance' of model and teach modeling capabilities for students.

이 연구에서는 모델의 중요한 특징 중 하나인 '이그노런스'의 관점으로 화학 교과서 및 교사용 지도서의 내용을 분석하였다. 이는 2015 개정 교육과정에서 학생들의 모델링 역량을 기르는 것을 강조하고 있기 때문이다. 화학 교육과정에서 중요하게 다루는 내용인 산과 염기의 중화반응에 관련된 모델로 Arrhenius 모델과 Brønsted-Lowry 모델을 선정하고, 이에 관련된 '이그노런스'를 다룬 선행 연구와 대학 일반화학 교재 4종을 분석하여 연구의 분석 기준을 추출하였다. 추출한 분석 기준으로 2015 개정 교육과정의 화학 I 교과서 및 교사용 지도서 9종과 화학 II 교과서 및 교사용 지도서 6종을 분석하였다. 또한 개정 교육과정에 따른 내용의 차이를 비교하기 위해 2009 개정 교육과정의 화학 I 교과서 및 교사용 지도서 4종 그리고 화학 II 교과서 및 교사용 지도서 3종도 분석하였다. '중화 반응' 개념, '중성' 개념, '중화 반응의 양적 관계', '이온화도', '이온화 상수'에 관련된 내용을 중심으로 분석하였다. 연구 결과를 토대로, 모델의 '이그노런스'를 화학 교사들이 이해하고 학생들의 모델링 역량을 길러줄 수 있도록 교사용 지도서에 이와 관련된 내용을 제시하는 방안을 제안하였다.

Keywords

References

  1. NGSS Lead States. Next Generation Science Standards: For States, By States; The National Academies Press: Washington, DC, 2013; Available at http://www.nextgenscience.org/.
  2. Gilbert, J.; Justi, R. Modeling-based Teaching in Science Education; Springer: Switzerland, 2016.
  3. Kim, S. K.; Park, C. Y.; Choi, H.; Paik, S. H. Journal of the Korean Chemical Society 2018, 62, 226. https://doi.org/10.5012/JKCS.2018.62.3.226
  4. Oh, P. S.; Oh, S. J. International Journal of Science Education 2011, 3, 109.
  5. Cho, H. S.; Nam, J. H. Journal of the Korean Association for Science Education 2017, 37, 539. https://doi.org/10.14697/jkase.2017.37.4.539
  6. Cho, E. J.; Kim C. J.; Choe, S. U. Journal of the Korean Association for Science Education 2017, 37, 859. https://doi.org/10.14697/jkase.2017.37.5.859
  7. Kang, N. H. Journal of the Korean Association for Science Education 2017, 37, 143. https://doi.org/10.14697/jkase.2017.37.1.0143
  8. Clement, J. J. International Journal of Science Education 2000, 22, 1041. https://doi.org/10.1080/095006900416901
  9. Clement, J. J.; Rea-Ramirez, M. A.; Mimez-Oviedo, M. C. An instructional model derived from model construction and criticism theory. In J. J. Clement, M. A.; Rea-Ramirez; Mary, A., Eds., Kluwer Academic: Dordrecht, The Netherlands, 2008, 23.
  10. Gobert, J. D.; O'Dwyer, L.; Horwitz, P.; Buckley, B.; Levy, S.; Wilensky, U. International Journal of Science Education 2011, 33, 653. https://doi.org/10.1080/09500691003720671
  11. Justi, R.; Gilbert, J. K. International Journal of Science Education 2011, 25, 1369. https://doi.org/10.1080/0950069032000070324
  12. Kim, S. K.; Kim. J. E.; Park, S. H.; Paik, S. H. Journal of the Korean Association for Research in Science Education 2019, 39, 457.
  13. Buckley, B. C.; Boulter C. J. Investigating the role of representations and expressed models in building mental models. In Developing models in science education, J. K. Gilbert; C. J. Boulter Eds.; Kluwer Academic: Dordrecht, The Netherlands, 2000, 119.
  14. Redish, E. F. American Journal of Physics 1994, 62, 792. https://doi.org/10.1119/1.17461
  15. Schwarz, C. V.; Gwekwerere, Y. N. Science Education 2007, 91, 158. https://doi.org/10.1002/sce.20177
  16. Snow, R. E. International Journal of Educational Research 1990, 14, 455.
  17. Gilbert, J. K.; Boulter, C. J.; Rutherford, M. International Journal of Science Education 1998, 20, 83. https://doi.org/10.1080/0950069980200106
  18. Jonassen, D.; Strobel, J.; Gottdenker, J. Interactive Learning Environments 2005, 13, 15. https://doi.org/10.1080/10494820500173292
  19. Rea-Ramirez, M. A.; Clement, J.; Nunez-Oviedo, M. C. Model Based Learning and Instruction in Science; Springer: Netherlands, 2008.
  20. Schecker, H. P. Physics Education 1993, 28, 102. https://doi.org/10.1088/0031-9120/28/2/007
  21. Windschitl, M.; Thompson, J.; Braaten, M. Science Education 2008, 92, 941. https://doi.org/10.1002/sce.20259
  22. Gobert, J. D.; O'Dwyer, L., Horwitz, P.; Buckley, B.; Levy, S.; Wilensky, U. International Journal of Science Education 2011, 33, 653. https://doi.org/10.1080/09500691003720671
  23. Chang, H. S. Is Water H2O?:Evidence, Realism and Pluralism; Springer Science & Business Media: London, 2012.
  24. Stuart F. Ignorance: How It Drives Science; Oxford University Press: USA, 2012.
  25. Asnat R. Z.; Sharona T. L. Journal of Research in Science Teaching 2019, 56, 881. https://doi.org/10.1002/tea.21532
  26. Paik, S. H.; Choi, J. I.; Park, E. J. Journal of the Korean Association for Research in Science Education 2013, 33, 1273. https://doi.org/10.14697/jkase.2013.33.7.1273
  27. Kim, S. K.; Choi, H,; Park, C. Y.; Paik, S. H. Journal of the Korean Chemical Society 2019, 63, 56. https://doi.org/10.5012/JKCS.2019.63.1.56
  28. Paik, S. H. Journal of chemical education 2015, 92, 1484. https://doi.org/10.1021/ed500891w
  29. Park, J. S.; Youn, Y.; Jung, J. O.; Cho, E. M.; Ryu, S. K. Chemistry I; Kyohaksa: Seoul, 2011.
  30. Ryu, H. I.; Kim, C. S.; Lee, G. P.; Lee, J. B.; Bak, S. B.; Kang, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, H. G. Chemistry I; Visang Press: Seoul, 2011.
  31. Noh, T. H.; Choi, S. S.; Kang, S. J.; Lee, S. Y.; Bae, B. I.; Go, S. Y.; Ju, Y.; Choi, S. Y. Chemistry I; Chunjae Press: Seoul, 2011.
  32. Kim, H. J.; Kim, H. S.; Lee, B. K.; Lee, S. M.; Lee, Y. S.; Lee, J. H.; Lee, J. S.; Lee, H. N.; Cho, H. S. Chemistry I; Sangsang Academy Press: Seoul, 2011.
  33. Park, J. S.; Youn, Y.; Jung, J. O.; Cho, E. M.; Ryu, S. K. Chemistry II; Kyohaksa: Seoul, 2012.
  34. Ryu, H. I.; Kim, C. S.; Lee, G. P.; Lee, J. B.; Bak, S. B.; Kang, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, H. G. Chemistry II; Visang Press: Seoul, 2012.
  35. Noh, T. H.; Choi, S. S.; Kang, S. J.; Lee, S. Y.; Bae, B. I.; Go, S. Y.; Ju, Y.; Choi, S. Y. Chemistry II; Chunjae Press: Seoul, 2012.
  36. Hong, H. K.; Jeon, H. G.; Lee, B. K.; Kim, M. S.; Seok, D. J.; Sin, I. J.; Kim, H. S. Chemistry I; Kyohaksa: Seoul, 2018.
  37. Park, J. S.; Park, J. H.; Kang, S. H.; Ryu, S. K.; Sin, D. H.; Lee, S. Y.; Cho, S. Y.; Cho, H. S. Chemistry I; Visang Press: Seoul, 2018.
  38. Noh, T. H.; Kang, S. J.; Ju, Y.; Go, S. Y.; Kim, Y. H.; Choi, S. Y.; Yang, C. H. Chemistry I; Seoul: Chunjea: Seoul, 2018.
  39. Jang, N. H.; Kang, S. J.; Park, J. B.; Lee, H. I.; Kim, H. C.; Bae, S. W.; Oh, C. J.; Og, J. S.; Lee, J. M.; Lee, H. N. Chemistry I; Sangsang Academy Press: Seoul, 2018.
  40. Choi, M. H.; Seo, I. H.; Han, M. J.; Jeong, D. Y.; Kim, H. K.; Choi, G. S. Chemistry I; Mirea-n: Seoul, 2018.
  41. Lee, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, J. B.; Kim, H. J.; Kang, S. G.; Park, B. K.; Kim, S. H.; Park, H. J. Chemistry I; Jihaksa: Seoul, 2018.
  42. Kang, D. H.; Lee, S. M.; Park, G. S.; Choi, J. M. Chemistry I; YBM: Seoul, 2018.
  43. Hwang, S. Y.; Jeon, H. Y.; Lee, S. H.; Noh, D. G. Chemistry I; Donga Publisher: Seoul, 2018.
  44. Ha, Y. K.; Jeon, S. C.; Bae, B. I.; Noh, K. J.; Kang, S. H.; Kim, J. O. Chemistry I; Kumsung Publisher: Seoul, 2018.
  45. Hong, H. K.; Jeon, H. G.; Lee, B. K.; Kim, M. S.; Seok, D. J. Sin, I. J.; Kim, H. S. Chemistry II; Kyohaksa: Seoul, 2019.
  46. Park, J. S.; Park, J. H.; Kang, S. H.; Ryu, S. K.; Sin, D. H.; Lee, S. Y.; Cho, S. Y.; Cho, H. S. Chemistry II; Visang Press: Seoul, 2019.
  47. Roh, T. H.; Kang, S. J.; Ju, Y.; Go, S. Y.; Kim, Y. H.; Choi, S. Y.; Yang, C. H. Chemistry II; Chunjea: Seoul, 2019.
  48. Jang, N. H.; Kang, S. J.; Park, J. B.; Lee, H. I.; Kim, H. C.; Bae, S. W.; Oh, C. J.; Og, J. S.; Lee, J. M.; Lee, H. N. Chemistry II; Sangsang Academy Press: Seoul, 2019.
  49. Choi, M. H.; Seo, I. H.; Han, M. J.; Jeong, D. Y.; Kim, H. K.; Choi, G. S. Chemistry II; Mirea-n: Seoul, 2019.
  50. Lee, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, J. B.; Kim, H. J.; Kang, S. G.; Park, B. K.; Kim, S. H.; Park, H. J. Chemistry II; Jihaksa: Seoul, 2019.
  51. Hong, H. K.; Jeon, H. G.; Lee, B. K.; Kim, M. S.; Seok, D. J.; Sin, I. J.; Kim, H. S. Chemistry I Teacher's Guide; Kyohaksa: Seoul, 2018.
  52. Choi, M. H.; Seo, I. H.; Han, M. J.; Jeong, D. Y.; Kim, H. K.; Choi, G. S. Chemistry I Teacher's Guide; Mirea-n: Seoul, 2018.
  53. Park, J. S.; Youn, Y.; Jung, J. O.; Cho, E. M.; Ryu, S. K. Chemistry II Teacher's Guide; Kyohaksa: Seoul, 2012.
  54. Roh, T. H.; Kang, S. J.; Ju, Y.; Go, S. Y.; Kim, Y. H.; Choi, S. Y.; Yang, C. H. Chemistry II Teacher's Guide; Chunjea: Seoul, 2019.
  55. Brown, T. L.; LEMay, H. E. Jr.; Bursten, B. E.; Murphy, C. J.; Woodward, P. M. Chemistry: The Central Science 2th ed.; Prentice Hall: USA, 2012.
  56. Zumdahl, S. S.; Zumdahl, S. A. Chemistry 8th ed.; Cengage Learning: Singapore, 2010.
  57. Mcmurry, J. E. Chemistry 10th ed.; McGraw-Hill: NY, 2010.
  58. Oxtoby, D.; Gillis, H. P.; Campion, A. Principles of Modern Chemistry, 7th ed.; Cengage Learning: NY, 2012.
  59. John, H.; Go, M. J. The History of Chemistry; Book's hill: Seoul, 2005.
  60. Schmidt, H.-J. International Journal of Science Education 1991, 13, 459. https://doi.org/10.1080/0950069910130409
  61. Wobbe, D. V.; Albert, P. Journal of Chemistry Education 2001, 78, 494. https://doi.org/10.1021/ed078p494
  62. Brubaker Jr. C. Journal of Chemical Education 1957, 34, 325. https://doi.org/10.1021/ed034p325
  63. Go, H. S.; Kim, K. E.; Paik, S. H. Journal of the Korean Chemical Society 2012, 56, 628. https://doi.org/10.5012/jkcs.2012.56.5.628
  64. Paik, S. H.; Go, H. S.; Jeon, M. C. Journal of the Korean Chemical Society 2013, 57, 279. https://doi.org/10.5012/jkcs.2013.57.2.279
  65. Paik, S. H. The History of Chemistry: imotionmedia: Seoul, 2018.

Cited by

  1. 인식론 및 존재론적 관점에서 두 유형의 산·염기 모델에 대한 화학 교사들의 인지 수준 분석 vol.64, pp.5, 2020, https://doi.org/10.5012/jkcs.2020.64.5.267
  2. 고등학교 과학영재 학생들의 산-염기 모델의 인지 수준 분석 vol.65, pp.1, 2021, https://doi.org/10.5012/jkcs.2021.65.1.37