1. 화학 반응에서 물질의 변화에 대한 개념 검사 문항의 예
|
그림과 같이 시험관에 질량이 5g인 새 못을 물에 반쯤 잠기게 넣은 후, 고무마개로 막았다. 며칠 동안 그대로 놓아 둔 다음, 시험관을 관찰해 보니 시험관의 못이 녹슬어 있었다.  새 못과 며칠 후에 생긴 녹은 같은 물질인가? 다른 물질인가? ① 같은 물질이다. ② 다른 물질이다. ③ 위의 설명으로는 알 수 없다. 위와 같이 답한 이유를 자세히 설명하시오. |
1) 과학적 개념 설명
화학 변화는 어떤 물질이 처음과는 화학적 성질이 다른 물질로 변하는 현상이다. 화학 변화가 일어날 때는 반응 물질을 이루고 있는 원자들 사이의 결합이 깨어지고, 재배열이 일어나 새로운 물질이 생성된다. 화학 변화에는 빠른 산화(연소), 느린 산화(금속이 녹스는 현상), 앙금 생성 반응, 분해(열분해, 전기분해), 치환 등이 있다.
2) 오개념 생성 원인 및 교정 방법
못과 녹이 동일한 물질이라고 응답하지는 않지만, 못이 물속에 있는 찌꺼기나 공기 중에 있는 성분과 섞여서 녹이 된다고 생각하는 혼합(mixing)의 개념을 가지고 있는 학생이나 못이 녹이 되어도 녹 속에는 여전히 못의 성분이 그대로 남아 있다고 생각하는 학생들도 결과적으로는 녹스는 현상을 물리 변화로 인식하는 경향을 가지고 있는 것으로 볼 수 있다. Hesse와 Andersson(1992)이 7, 8학년 학생들을 대상으로화학 변화 전•후 물질의 변화를 조사했을 때에도 비슷한 유형의 개념이 발견되었다. 즉, '빛나던 동 파이프의 색깔이 왜 변했을까?'라는 질문에 대해 '새로운 물질은 전에 있던 물질과 같은 물질인데 단지 형태만 수정된 것이다'라는 수정(modification) 유형의 개념을 지닌 학생들이 있었다.
못이 녹으로 바뀌었다고 생각하는 학생들은 못의 녹슨 부분을 제거했을 때, 제거된 녹의 질량과 못의 질량은 같다고 생각하며, 못이 물과 같은 외부 물질과 닿아서 결합을 이루는 것이 아니라 못 자체가 녹으로 변형되어진 것으로 본다. Hesse와 Andersson(1992)은 이러한 유형의 개념을 변형(transmutation)이라고 분류했다. 이 유형의 학생들은 기존 물질이 완전히 새로운 물질로 바뀐다는 견해를 지니고 있는데,이들의 설명은 거시적인 관점에서는 과학적 개념과 유사한 결론에 도달하지만, 미시적인 입자의 관점에서는 원자 자체가 새로운 원자로 바뀌거나 사라진다는 생각을 포함하고 있다.
못과 녹이 다른 물질이라고 생각하는 학생들 중에는 녹이 못과는 별개로 물이나 공기 등 외부로부터 어떤 물질이 붙어서(coating) 생겼다고 생각하는 경우도 있다.
철과 산소가 반응해서 산화철(녹)이 되는 것이죠?? ;;
오개념생성원인을 한참 읽다보니깐 갑자기 헷갈려서요..