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화학1 금성출판사 중앙출판사 공기의 오염 및 대책 단원 연구 비교

세제-금성출판사, 중앙교육진흥연구소 화학1 교재 비교분석Ⅰ. 출판사별 단원명(1) 금성대단원: Ⅱ. 화학과 인간중단원: 5. 생활 속의 화합물소단원: 1. 비누와 합성세제1-1. 비누는 어떻게 때를 닦아낼까?1-2. 합성세제는 어떤 성질을 가지고 있을까?(2) 중앙대단원: Ⅱ. 화학과 인간중단원: 2. 생활 속의 화합물소단원: 1. 세제1-1. 비누1-2. 합성세제1-3. 세제가 인체에 미치는 영향Ⅱ. 각 교재의 학습 목표세척 과정의 원리를 분자적 수준에서 설명하고, 특히 세제가 인체 표면에 미치는 화학적 영향에대하여 조사, 토의한다.- 고등학교 교육과정 해설 6. 과학 中 (1) 금성1. 비누와 합성 세제의 세척 과정의 원리를 설명할 수 있다-물질의 현상의 탐구를 통해 화학의 기본개념을 이해하는 인지적 영역2. 세제가 인체에 미치는 영향을 이해할 수 있다.-인지적 영역-구체적인 학습 목표 설정으로 이를 통해, 학습하게 될 내용을 충분히 짐작 할 수 있다.또한, 고등학교 교육과정 해설에서 권장하는 바에 모두 부합하고 있다고 할 수 있다.(2) 중앙1. 세제로 사용되는 물질의 특성과 세정 원리를 이해한다.-인지적 영역2. 세제 사용에 따른 환경오염과 그 대책 및 세제의 올바른 사용법을 익힌다.-STS 영역-세제에 대하여 다루는 단원이라는 점에서 세제사용이 환경오염에 미치는 영향을 무시할 수 없음을 고려할 때, 이를 다루고자 한 점은 바람직하다 할 수 있다. 구체적인 학습 목표 설정도 이루어지고 있으나, 교육과정 해설에서 권장하는 ‘세제가 인체에 미치는 영향’에 대한 항목도 있었다면 더 바람직하였을 것이다.Ⅲ. 각 교재에 관한 전반적 분석1. 페이지 수(1) 금성190p~200p : 총 11페이지(2) 중앙166p~173p : 총 8페이지2. 도입(1) 금성전체 단원을 아우르는 도입은 따로 분리되어 있지 않다.#세부단원의 도입1-1 비누는 어떻게 때를 닦아 낼까?우리 조상들은 빨래를 할 때 식물을 태운 재를 물에 녹여 거른 잿물을 사용하였다. 식물의 재 속에는 어제는 몸을 씻는데 사용하는 비누와 어떻게 다를까?- 학생들이 흔히 같다고 생각할 수 있는 비누와 합성세제가 서로 다른 것임을 먼저 도입에서 언급하여 학생들에게 두 가지가 다르다는 점을 우선 알려주고 본문에서 그 차이점에 대해 다루게 되면 본문과의 연계성도 이루어지고 있다고 볼 수 있다.(2)중앙기원전 5000년경, 4대 문명의 발상지 중 하나인 이집트에서는 사람들이 강물에 몸을 담그고 천연 탄산소다로 몸을 문질러 목욕을 하였다고 한다. 오늘날 사람들은 여러 가지 세제를 이용하여 피부나 옷에 묻어있는 때를 제거한다. 세제는 어떤 작용으로 때를 제거하는 것일까?가장 많이 사용하고 있는 세제 중 하나인 비누의 제법과 성질을 알아보고, 다른 합성세제들에 대해서도 알아보자.- 기원전, 이집트인들의 탄산소다를 이용한 목욕방법을 때를 제거하는 방법의 예로 들어 학생들의 관심을 이끌어내고자 하였으며, 오늘 날 사람들이 사용하고 있는 세제의 세척원리와, 여러 세제들에 대해서 알아보고자 한다고 언급함으로써 뒤의 본문에서 다루고자 하는 내용과의 연계성도 충분하다.#세부단원의 도입1. 비누로마 사람인 플리니의 저서에 의하면 문헌상 최초의 비누는 페니키아 인들이 양의 기름과 재를 사용하여 만든 것이라고 한다. 비누는 인간이 가장 오래전부터 사용한 세제이다. 비누는 어떤 원리에 의해 때를 제거하는 지 알아보자.- 금성의 ‘1-1 비누는 어떻게 때를 닦아 낼까?’단원의 도입과 일치한다.2. 합성세제어느 날 주희는 어머니가 빨래하시는 것을 도와 드리기로 하였다. 빨래통에는 면으로 된 흰색 내의와 모혼방의 셔츠가 있었다. 이 두가지 옷을 같은 세제를 이용하여 함께 빨아도 될까?섬유에는 천연 섬유와 합성 섬유가 있으며, 천연 섬유에는 식물성 섬유와 동물성 섬유가 있다. 식물성 섬유인 면과 동물성 섬유인 모, 합성 섬유인 나일론의 성질이 서로 어떻게 다른 지 알아보자.- 실생활의 예를 들어 학생들의 관심을 이끌어 낼 수 있다. 하지만 이 소단원에서 다루고자 하는 바는 섬유가 아니라 합성세제이므특히 탄소화합물을 구조를 나타낼 때, 그 골격만을 나타내어 간단하게 표현하는 방법을 이용하고 있으나, 고등학교 교육과정에서 이에 대한 선행학습이 없이 골격구조식으로 구조를 설명하는 것은 학생들에게 비누의 구조에 대한 오개념을 심어줄 수 있으므로 수정되어야 한다고 생각한다.-비누의 세탁과정을 과 함께 비누분자의 모형을 이용하여 설명함으로써 학생들의 이해를 도울 수 있다. 이 과정을 설명하는 데 있어 계면활성제의 개념을 도입하고 용어의 설명을 덧붙였다면 더욱 체계적인 학습이 되었을 것이다.-비누화 반응에 대하여 화학식을 이용한 설명이 있었다면 학습의 이해를 높이는 데 도움이 되었을 것이다. 단순한 설명만으로는 이해가 쉽지 않다.(2) 중앙1. 비누-친수성, 친유성 물질과 계면활성제에 대한 설명을 비누의 구조에 따른 세탁과정에 선행하여 나타냄으로써 비누에 대한 체계적 이해를 돕는다.-비누에 대한 체계적인 화학적 접근을 통해, 학생들로 하여금 화학적 관심을 유도할 수 있다. ‘세척 과정의 원리를 분자 구조의 측면에서 설명하는 것은 분자의 구조 그 자체를 알기보다는 우리가 늘 사용하는 비누라는 물질의 분자 구조를 한번 접하게 함으로써 일상 생활 속의 화학적 관심을 유도하는 것에 의미가 있다.’는 교육과정해설서에서 권장하는 항목을 고려할 때, 조금 과한 화학식에 의존한 설명이라 볼 수도 있겠으나, 화학이라는 과목의 특성을 고려할 때, 이 정도의 화학식과 구조를 통한 설명은 현상에 대한 화학적 이해를 도울 수 있어 바람직하다고 생각한다.또한 금성에서 비누화 반응을 글을 통한 설명으로만 이야기 하고 있는 반면, 중앙에서는 반응식을 도입하여 설명한 점도 바람직하다고 생각한다.그림도 적절하게 이용하여 설명하고 있는 데, 의 경우 금성의 경우와 달리 선형으로 탄소를 배열하여 학생들의 비누의 구조에 대한 이해를 충분히 돕고 있다.합성세제(1) 금성1-2 합성세제는 어떤 성질을 가지고 있을까?-합성세제의 대표적인 예로 ABS와 LAS에 대하여 각각의 특성과 그 특성을 야기하는 구조를대한 설명과 계면활성제의 친수성기의 종류에 따라 성질이 달라져 널리 이용이 가능함을 설명하고 있다. 하지만 계면활성제에 대한 설명은 앞서 비누관련 소단원에서 세탁의 과정을 설명할 때 이미 다루었던 내용을, 계면활성제라는 용어만 도입하여 설명이 반복되고 있으므로, 비누 소단원에서 계면활성제에 대한 설명을 동반한 세탁원리 설명을 한 후, 합성세제 단원에서 친수성기의 종류에 따른 성질에 대한 언급이 되었으면 좋았을 것이라고 생각한다.-의 경우 비누와 합성 세제에 대하여 체계적인 비교를 통해 학생들로 하여금 그 차이를 쉽게 알 수 있도록 하였다. 이 표에 액성(pH관련)과 환경오염에 미치는 영향의 정도에 대한 항목도 있었다면 더욱 학습에 효과적이었을 것이라고 생각한다.- 논의하기에서 자료를 통하여 최근 우리나라의 합성세제 사용량에 대하여 알아보고 있다. 뒤이어 합성세제에 세척력을 갖는 계면 활성제 성분과 세척력을 높이기 위하여 각종 첨가제가 첨가되고 있음을 설명하고, 이에 따른 환경오염의 예를 설명하고 있다. 하지만 논의하기에서 합성세제 사용량의 증가는 사실상 큰 의미를 갖고 있지 않다. 합성세제의 사용으로 인한 환경오염이 더해질 때, 합성세제 사용량의 증가가 의미를 갖게 되는 것임을 고려할 때, 합성세제의 사용으로 인한 각종 환경오염의 초래를 먼저 설명한 후 논의하기에서 합성세제 사용량의 증가에 대하여 다루었다면 더욱 연계성 있는 전개가 되었을 것이라고 생각한다.그럼에도 불구하고, ‘합성 세제에는 세척력을 높이는 등의 여러 목적에 따라 몇 가지 물질들을 첨가하여 사용하게 된다. 어떤 물질들이 어떤 목적으로 합성 세제에 첨가되고 있는지를 조사하고, 이 물질들이 어떤 경로를 통하여 인체나 환경에 악영향을 끼칠 수 있는지를 알아본다.’라고 권장하고 있는 교육과정해설서를 참고 할 때, 세제에 각종 첨가제가 첨가되며 이에 따라 세제의 성질이 달라지고, 또한 이 첨가물들로 하여금 인산염의 경우 부영양화를 야기한다고 설명하고, 첨가물들 때문이 아니더라도 합성세제가 물의 용존산소 하였다면 학습효과를 높일 수 있었을 것이다.-각 가정에서 합성세제의 사용량이 증가하고 있음을 통해 세제사용량을 줄여야 한다고 이야기 하고 있기는 하나, 정작 합성세제 사용량을 감소시켜야 하는 원인에 대한 설명이 이루어지지 않고 있다. 합성세제의 사용이 각종 환경오염을 야기함을 설명하고 이를 통해 합성세제 사용량을 줄일 필요성이 있다고 설명하여야 바람직하다.세제가 인체에 미치는 영향(1) 금성-세제가 피부에 미치는 영향은 따로 단원을 분리하지 않고 1-2단원에서 함께 다루고 있다.-세제가 인체에 미치는 영향에 대한 설명이 간단히 피부에 미치는 영향으로 국한되어 설명하고 있다.(2) 중앙3. 세제가 인체에 미치는 영향-합성세제가 환경오염에 영향을 미침을 간단히 설명하고 있다. 이는 세제에 대한 단원임을 고려할 때 STS 측면에서 꼭 필요한 언급이지만, 본 소단원명이 세제가 인체에 미치는 영향임을 고려할 때 위계성에 부합하지 않는 다고 생각한다. 오히려 앞선 단원에서 언급하였다면, 학생들의 학습에 효과적이었을 것이다.-세제가 직,간접적으로 인체에 흡수되었을 때 미치는 영향을 다양한 예를 들어 자세히 설명하고 있으며, 이러한 피해를 줄이기 위한 방법에 대해서도 설명하고 있다.4. 탐구활동(1) 금성-비누의 성질 : 실험을 통해 비누의 성질과 성분에 대하여 알아본다.→본문에 들어가기 앞서 실험을 통해 비누의 pH, 포함금속, 식용유와의 반응 등을 선행하여 학습함으로써 뒤이어 학습할 내용에 대한 이해를 높일 수 있다.-합성세제의 성질 : 실험을 통해 합성세제는 어떤 성질을 나타내는 지 알아본다.→본문에서 다룰 내용을 앞서 실험을 통해 확인함으로써 학습에의 이해와 흥미를 더할 수 있다.-합성세제의 효율적인 사용방법 : 올바른 세탁 방법에 대한 토의→주어진 자료를 통해 효율적인 세탁이 가능한 조건을 찾고 이를 통해 세제사용을 줄여 환경오염을 줄이고자 한다.→STS측면에서 환경오염을 막기 위한 세제사용량 감소를 위해 세탁의 효율을 높이는 조건을 찾는 것은 바람직하다.-합성세 있다.

교육학| 2009.11.28| 9페이지| 1,500원| 조회(244)

화학교육, 교재연구, 공기오염, 화학1

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2009 노벨 화학상 수상자의 업적 조사

올해 노벨화학상은 세포내 단백질 합성공장인 리보솜의 구조를 3차원적으로 명확히 규명한 공을 세운 영국·미국·이스라엘 과학자 3인에게 돌아갔다. 그 영광의 주인공은 벤카트라만 벤카트라만 라마크리시난, 토머스 스타이츠, 아다 요나스다.이들의 업적으로 그동안 너무 방대해 실질적으로 눈으로 확인할 수 없었던 리보솜의 구조가 뚜렷이 드러났으며 리보솜의 구조를 들여다봄으로써 박테리아 퇴치를 위한 항생제 투여 시보다 정확한 지점에 이를 적용할 수 있게 됐다.리보솜은 박테리아에서 사람까지 세포로 이뤄진 모든 생명체에 존재하는 세포내 소기관이다. 리보솜이 이처럼 필수적인 이유는 단백질을 만드는 공장이기 때문이다. 유전정보를 담고 있는 DNA는 그 자체로는 아무 일도 할 수 없다. 예를 들어 췌장세포가 인슐린 단백질을 만들려면 세포핵 속에 들어있는 인슐린 유전자(DNA)의 본(전령RNA, 이하 mRNA)을 떠 이를 세포질에 있는 리보솜으로 가져간 뒤 여기서 인슐린단백질을 합성한다.실처럼 생긴 mRNA 분자의 염기 3쌍마다 아미노산 하나의 정보를 담고 있다. 이를 코돈이라 부른다. mRNA가닥이 리보솜에 자리잡으면 코돈의 염기에 상보적인 염기(안티코돈)를 지니는 tRNA가 달라붙는다. tRNA 분자의 한쪽 끝에는 해당하는 아미노산이 붙어있다.리보솜에는 tRNA가 붙는 자리가 두 곳(A자리, P자리) 있다. P자리에 있는 tRNA의 아미노산 사슬은 A자리에 새로 들어온 tRNA의 아미노산과 결합한다. 자유의 몸이 된 tRNA는 리보솜을 떠나고 A자리에 있는 tRNA(아미노산 사슬을 달고 있는)가 P자리로 옮긴다. 다시 빈 A자리에 mRNA의 다음 코돈에 해당하는 tRNA가 들어오고 앞의 과정이 반복된다. 이렇게 형성된 아미노산 사슬이 3차원적으로 뭉쳐 단백질이 만들어진다.이 같은 리보솜의 대략적인 기능은 수십 년 전에 밝혀졌지만 실제 분자수준에서 그 메커니즘을 밝히려면 리보솜의 구조를 먼저 규명해야 했다. 리보솜은 10만개가 넘는 원자로 이뤄진 거대한 분자복합체다. 리보솜은 큰 단위체(50S, S는 침강계수로 값이 클수록 큰 분자다)와 작은 단위체(30S)로 이뤄져 있다. 따라서 연구자들은 리보솜 전체의 구조를 밝히기에 앞서 각 단위체의 구조를 밝히는 연구를 먼저 시작했다.수상자의 한 사람인 이스라엘 바이츠만과학연구소 아다 요나트 박사는 1980년 처음으로 50S 단위체의 결정을 만드는데 결했다. 그 뒤 요나스 박사팀은 좀 더 품질이 좋은 결정을 만들어 X선을 쪼여 회절 패턴을 얻어내는 데 결했다. 회절은 빛이 크기가 파￥더긠이 정도인 구멍을 통과할 때 물결처럼 사방으로 퍼지는 현상이다. 분자를 이루는 원자사이의 거리가 X선의 파￥과 비슷하기 때문에 이런 현상이 생긴다. 이 회절패턴을 수학적으로 처리하면 분자의 3차원구조를 얻을 수 있다. 그런데 리보솜은 덩치가 너무 큰 분자여서 당시 요나스 박사팀이 얻은 데이터만으로는 구조를 밝히는데 부족했다.1990년대 미국 예일대 토머스 스타이츠 교수팀은 중금속을 이정표로 써서 리보솜의 구조를 밝히는 연구를 시작했다. 스타이츠 교수팀에서 박사후연구원 생활을 한 광주과기원 생명과학과 엄수현 교수는 “리보솜 결정에 중금속 용액을 넣으면 중금속 이온이 리보솜의 특정한 부분에 자리한다”며 “X선이 중금속을 만나면 강하게 회절하므로 중금속의 공간배치를 알 수 있고 이를 토대로 리보솜을 이루는 원자의 위치를 계산할 수 있다”고 설명했다.2000년 스타이츠 교수팀은 마침내 50S 단위체의 3차원 구조를 밝혀 ‘사이언스’에 16쪽에 이르는 논문을 발표했다. 이 저널에 실리는 논문이 보통 3~4쪽인 걸 감안하면 이 연구결과의 비중을 짐작할 수 있다. 같은 해 요나트 박사팀도 비슷한 방법으로 30S 단위체의 구조를 밝혔다. 영국 케임브리지 분자생명연구소 벤카트라만 라마크리슈난 박사팀 역시 같은 해 30S 단위체의 구조를 규명하는데 성공했다.한편 두 단위체가 결합된 리보솜 전체의 구조는 2005년 미국 버클리 캘리포니아대 도드나 케이트 교수팀이 규명했다. 그리고 2006년 스타이츠 교수팀은 리보솜에 mRNA와 tRNA가 붙어있는 상태, 즉 단백질 공장이 돌아가고 있는 상태를 결정화하는데 성공해 입체구조를 규명했다. 30여년에 걸친 리보솜 구조 연구의 대단원인 셈이다.

자연과학| 2009.11.28| 2페이지| 1,000원| 조회(474)

노벨상, 화학, 2009

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원자흡수분광법을 이용한 니켈합금에서의 코발트 분석방법

AAS의 응용니켈 합금 - 불꽃 원자 흡수 분광법코발트 분석방법1. 목적각종 시료들 중에서 금속성분을 분석하기 위해서는 시료의 조성에 따라 습식법이나 비색법, 원자흡수 분광법 ,유도결합 플라즈마 분광법 등으로 정량하게 되는데 가장 많이 활용되고 있는 방법 중의 하나가 바로 원자흡수 분광법(AAS)이다. AAS는 금속원소는 물론 준금속과 일부의 비금속 원소들까지 약 70여 개의 원소들을 정량 할 수 있는 분석 방법으로서 기체상태의 중성원자가 복사선을 흡수하는 사실에 기초를 둔 방법이다. AAS는 다른 방법에 비해 신속, 정확하고 간편하며 시료의 전처리 방법이 복잡하지 않다. 또한 간섭영향이 비교적 적고 선택성이 좋으며 극미량의 낮은 농도는 물론 높은 농도까지도 분석이 가능하므로 여러 분야의 화학분석에 이용되게 되었다.이러한 AAS의 이용 중 환경 유해 중금속인 코발트를 분석하는 방법에 대해 알아 보고자 한다. (본문은 단순 코발트 시료의 분석이 아닌 니켈합금에 포함된 중금속 코발트를 분석하는 방법에 대한 연구임을 밝힌다.)1-1 전반적 요약이 연구의 원리는 산으로 측정시료를 분해하고 원자 흡수 분광 광도계의 공기-아세티렌 불꽃 내에서 측정 용액을 흡입하고, 코발트의 스펙트럼으로부터 나오는 공명선 에너지의 흡광도를 측정하고 240.7nm의 파장에서 검정용액의 흡광도와 비교하는 것이다.코발트는 몇 개의 흡수선을 나타내며, 가장 감도가 좋은 선들은 다음 표와 같다.파장 (nm)감도(ppm)분석범위(ppm)240.720.24~40242.490.48~80252.140.615~150352.693.060~600345.354.080~800

자연과학| 2009.11.28| 8페이지| 1,000원| 조회(533)

기기분석, 분광법, 중금속, 응용, AAS, 분석방법

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