물질-은 ~들이 있다~는 -이 원칙적으로 취할 ~은 -이 나타내는수 있는 3가지 상태이다 성질이다 ~은 -을 구성한다 ~는 -를 분류한 것이다물질의 상태 물질의 특성 물질의 구성 물질의 분류-은 ~로 구분된다 -는 ~로 구분된다-에는 ~들이 있다 혼합물 순물질-에는 ~뜰이 있다 원자 분자고체 액체 기체 -은 ~로 구분된다 -은 ~로 구분된다~를 이용하여 -의 불균일 균일 화합물 홑원소물질의 양 밀도 어는점 끓는점 용해도 구조와 설질을 설명할 수 있다 혼합물 혼합물 물질~는-으로 가볍고 ~는 물질이 분자모혈 분자법칙무거운 정도를 차지하는 공간을 ~는 기체가 용매에 ~는 고체가 용매에나타낸다 나타낸다 녹는 정도이다 녹는 정도이다 ~는-중 하나이다 -에는 ~이 있다질량 부피 기체의 용해도 고체의 용해도 기체반응법칙 아보가드로법칙공과 막대기모형 전자공간모형-는 ~에 -는 ~에 -는~에 -는~에 ~은 -간의 결합이다 ~은 -간의 반응이다비례한다 반비례한다 비례한다 반비례한다 화학결합 화학반응 -은 ~로 구분된다압력 온도 알갱이 크기전해질 비전해질~은 진한수용액에서도 거의 이온화되는 -이다 ~은 -중 수용액 중에서 이온화도가 작은 것이다강전해질 약전해질~은 -중 해리하여 ~은 -중 해리하여 ~은 -중 해리하여 ~은 -중 해리하여수소이온을 생성하고 염기와 수산화 이온을 생성하는 수소이온을 생성하고 염기와 수산화이온을 생성하는중화하여 염을 만드는 물질이다 물질이다 중화하여 염을 만드는 물질이다 물질이다강산 강염기 약산 약염기
전기화학이 어려운 이유화학교육전공 3학년20022897 김학린Ⅰ. 서론Ⅱ. 전기화학이 어려운 이유1. 첫째 이유 : 관련용어 이해의 문제1) 용어의 정의와 문장의 표현에 대한 문제2) 물리와 화학, 두 학문의 입장 차이2. 둘째 이유 : 전류가 흐르는 현상의 이해 문제1) 전류에 대한 제한된 생각2) 도체와 전해질의 관계에 대한 문제3. 셋째 이유 : 전위차에 의한 전지 형성에 대한 이해 부족4. 넷째 이유 : 전압의 상대적 성질에 대한 사고의 문제5. 다섯째 이유 : 전위에 대한 사고의 문제6. 여섯째 이유 : 다니엘 전지에서 염다리 역할에 대한 이해 부족Ⅲ. 결론 및 제언Ⅰ. 서론전기화학은 학생들뿐만 아니라 교사들에게도 가장 어려운 주제 중의 하나다. 이 때문에 6차 교육과정에서 중학교 3학년에 제시되었던 이 내용은 7차 교육과정에서는 국민 공통 기본교육과정에서 사라져 버렸다.그러나 전기화학은 산화환원 반응의 가장 중요한 부분이며, 오늘날 현대 과학 기술의 발달에서 매우 중요한 부분을 차지하는 내용이다. 또한 우리는 실생활에서 가장 친밀하게 접하게 되는 과학의 분야 중 하나라고 할 수 있다. 우리는 주변에서 건전지나 전등, 가전제품 등을 많이 다루기 때문이다. 따라서 비록 이 개념을 학문적인 입장에서 제대로 가르치고 배우는 것이 어렵다고 하더라도, 학문적인 어려움을 이유로 전기화학의 중요한 개념을 고등학교에서 제대로 가르치는 것 자체를 포기할 수는 없을 것이다.전기화학이 어려운 이유는 여러 가지 일 수 있다. 그러나 그 중 하나는 교육내용이 혼란스럽고 복잡한 형태로 되어 있어서 명쾌하게 개념을 전달받거나 이해하기가 어렵다는 점도 있을 것이다. 어떻게 하면 전기화학에 관련된 화학개념을 명확하게 전달할 수 있을까?Ⅱ. 전기화학이 어려운 이유1. 첫째 이유 : 관련용어 이해의 문제1) 용어의 정의와 문장의 표현에 대한 문제학생들이 처음에 전기화학을 배우면서 가장 혼란스러워하는 부분은 용어이다. 전자, 전하, 전기, 전류, 전지, 전압, 전위 등 단어 자체도 비슷, ‘전하가 흐른다.’, ‘전자가 흐른다.’2) 물리와 화학, 두 학문의 입장 차이전류가 흐르는 현상을 이해하려면 가장 기본이 되는 개념이 전위와 전압의 개념이다. 전위의 차이가 전압이므로 전위나 전압 중 하나를 이해하면 이 역시 다른 개념을 이해하기가 훨씬 쉬워진다.그런데 이 개념을 제대로 파악하기 어려운 이유 중 하나는 물리학적 접근과 화학적 접근의 차이에서 비롯된다.물리 ⇒ 전하가 존재하는 곳에 전기장이 형성되고, 전기장 안에서 존재하는 위치에 따라 전위 차이가 생겨서 전하를 띤 입자는 그 전위 차이 혹은 전압에 의해 이동하는 데, 그러한 전하의 흐름을 전류라 한다.화학 ⇒ 용액과 금속이 반응할 때 자발적 반응이 일어나는 과정으로 인해 형성된 전압에 의해 전류가 흐른다.전류에 대한 두 학문의 가장 큰 시각 차이는, 화학에서는 전하가 발생하는 원인에 대한 설명에 초점을 두는 반면, 물리에서는 이미 형성된 전하로 인해 일어나는 현상의 설명에 초점을 둔다는 것이다.또한 두 학문에서 사용하는 용어와 부호의 차이도 무시할 수 없다. 음전하인 전자의 위치에너지로 해석하는 화학과 양전하의 위치에너지로 해석하는 물리의 시각 차이는 개념을 정확하게 이해하는 데 큰 걸림돌로 작용한다.물리 ⇒ 양전하를 가정하고 전위가 높은 곳을 (+)극으로, 전위가 낮은 곳을 (-)극으로 가정∴ 전류는 (+)극에서 (-)극으로 전위 차이에 의해 흐른다.화학 ⇒ 전자를 가정하고 전위가 높은 곳을 (-)극으로, 전위가 낮은 곳을 (+)극으로 가정∴ 전자는 (-)극에서 (+)극으로 이동한다.심지어 일부 학생들은 이러한 개념들을 혼동하여 전류와 전자가 도선 어디에선가 충돌하지 않을까 상상하기도 한다.2. 둘째 이유 : 전류가 흐르는 현상의 이해 문제1) 전류에 대한 제한된 생각학생들은 물리 영역에서 이미 금속 도선 속을 흐르는 전류에 대해 배운다. 이때 도선 속을 전자가 움직여서 전류가 흐른다고 배우기 때문에 전류가 흐르려면 도선이 있어야 한다고 생각하기 쉽다. 또한 전자가 움직여야만 전류가 흐른습을 표현하고 있다. 그러나 전해질 용액 안의 전하를 띤 입자들은 모두 이동한다. 전기장이 형성되었기 때문에 도선 속에서는 자유전자가, 그리고 용액 안에서 음이온은 같은 방향으로 이동하고, 양이온은 전자나 음이온과 반대방향으로 이동한다.국민공통 10년 교육과정 동안 화학영역에서는 원자의 구조를 제대로 배우지 않아서 전자와 이온 사이의 관계를 제대로 이해하지 못하는 경향이 크다. 또한 전기장의 개념을 강조하지 않고, 산화환원반응만을 강조하기 때문에 자발적으로 일어나는 산화환원반응에 참여하는 이온들만 이동한다고 생각한다.2) 도체와 전해질의 관계에 대한 문제학생들은 물질의 분류를 다음과 같이 학습한다.하지만 많은 학생들은 어떤 물질은 물에 녹아서 전기를 통하는데, 어떤 물질은 물에 녹아도 전기를 통하지 않는지 이해하지 못하기 때문에 전해질을 어렵게 생각한다. 예를 들면 소금은 고체 상태에서 전기가 통하지 않다가 액체 상태가 되면 전기가 왜 통하는지 이해하지 못한다. 앞서 말했듯이 국민공통 10년 교육과정 안에는 원자의 구조와 이에 근거한 화학결합의 개념이 포함되어 있지 않기 때문이다. 돌턴의 원자의 개념은 중학교에서 배우지만 원자와 이온의 관계에 대해서는 정확하게 이해하지 못하고, 이온결합을 모르기 때문에 전해질 용액의 내용을 어려워한다.또한 물질의 분류 자체에도 문제가 있다. 위의 그림에서 소금을 전해질로 분류를 했지만, 도체가 고체라는 정의를 하지 않는다면 액체 상태의 소금은 이미 전기가 흐르는 도체에 포함되기 때문에 전해질로 구분할 필요는 없다.3. 셋째 이유 : 전위차에 의한 전지 형성에 대한 이해 부족황산(H2SO4)수용액에 구리(Cu)판과 은(Ag)판을 담그고 도선으로 연결하면 전류가 흐를 수 있는지에 대한 질문을 하면 대부분의 학생들과 심지어는 화학 교사들조차도 전류가 흐르지 않는다고 대답한다. 그들은 구리와 은 전극이 모두 전해질 수용액에 존재하는 수소 양이온(H+)보다 이온 화 경향이 작기 때문에 구리나 은이 전해질 수용액에 서 산화가 일어나지 않재에서 전지의 원리를 설명할 때 수소를 기준으로 전위 값이 음인 아연과 전위 값이 양인 구리를 두 전극으로 제시하는 것으로 나타났다. 대표적인 사례는 다음과 같다.산화와 환원반응이 일어날 때 전자가 도선을 통하여 각 전극으로 이동하게 만든 장치를 화학전지라 한다..........Zn[H2SO4]Cu 전지에서 아연의 이온화 경향이 수소보다 크므로 아연은 전자를 잃고 이온화 된다.Zn → Zn2+ + 2e-이 때 생긴 전자는 도선을 통해 구리판으로 이동한다.이렇게 제시하면 몇 가지 설명에서 편리한 점이 생기는데, 우선 전극 전위의 개념을 굳이 도입하지 않더라도 금속과 산의 산화환원반응으로 전지의 전류 흐름을 설명할 수 있다는 것이다. 이 경우에는 먼저 금속과 산이 반응하여 전자가 발생하고, 이 발생한 전자가 도선을 따라 흐르는 것으로 설명함으로써 두 전극 사이의 전위차로 인해 발생하는 전기장의 개념을 도입하지 않고 전류의 흐름에 대한 설명이 가능하다.금속표준환원전위K-2.93Ca-2.76Na-2.71Mg-1.55Al-1.662Zn-0.762Fe-0.447Ni-0.257Sn-0.138Pb-0.1262(H)0.00Cu+0.342Hg+0.851Ag+0.800Pt+1.118Au+1.498또한 전해질 용액으로 산 용액을 제시하면, 산 용액에 포함 된 수소가 표준환원전위값의 기준인 0이 되기 때문에 바로 표 준환원전위값을 이용하여 전압을 계산할 수 있다. 만약 전해질 용액에 수소 이온이 포함되어 있지 않다면 계산은 한 단계 더 복잡해지기 때문에 학습의 난이도가 높아질 수 있다.그러나 바로 이 점 때문에 학생들은 전해질 용액이 산 용액 의 경우만을 접하게 되어서 자연스럽게 금속 전위의 개념이나 전해질의 근본적인 역할에 대한 사고를 피하면서 금속과 산의 반응성으로만 화학전지를 이해할 가능성이 높다. 따라서 전위 의 개념 없이 우선 금속이 산에 녹아야 한다는 전제 조건위에 단순히 여러 가지 물질들의 이온화 경향 차이만으로 전지의 형 성 유무를 판단하게 되는 것이다.또한 같은 아연등의 설명에서 미시적인 입자의 관점으로 두 전극을 구성하는 금속입자들과 용액에 존재하는 이온 입자들 사이의 상호작용을 구체적으로 묘사하거나 환원전극의 역할을 제대로 표현하는 것이 필요하다.4. 넷째 이유 : 전압의 상대적 성질에 대한 사고의 문제앞서 말했듯이 수소의 표준환원전위값은 0으로 결정되어 있으므로 다른 전해질 용액의 이온들과는 달리 산 용액에서는 바로 두 전극의 표준환원전위값을 서로 비교하여 쉽게 전압을 계산할 수 있다. 이는 온도나 원자량과 마찬가지로 전위값은 상대적인 값이기 때문이다.0∨라고 정한 수소의 표준전위값을 3∨로 바꾸어 주면 황산수용액에 아연과 구리 전극을 담근 전지의 전압이 어떻게 되는지 질문을 하면 대부분의 학생들은 전압의 값은 변하지 않는다고 대답한다. 그러나 전압은 전극의 전위 차이로부터 계산되는 상대적인 값이므로 기준이 되는 수소의 표준환원전위값이 변화하여도 전압은 변하지 않는다고 정확하게 알고 있는 학생은 극히 드물었다. 대부분은 수소의 표준환원전위값이 변하여도 아연과 구리의 표준환원전위값이 변하지 않기 때문에 두 금속으로 만든 전지의 전압은 변하지 않는다고 생각을 하고 있었다. 즉 전지에서 수소를 고려할 필요가 없기 때문에 수소의 표준환원전위값의 변화가 고려될 필요가 없다고 단순하게 생각한다. 이러한 점으로 미루어 볼 때 단순히 전극전위나 전압에 관련된 계산 문제를 잘 해결한다고 해서 전극 전위나 전압에 대한 정확한 개념을 가지고 있는 것은 아님을 확인할 수 있다.5. 다섯째 이유 : 전위에 대한 사고의 문제Zn2+ + 2e- → Zn, E° = - 0.76∨Ag+ + e- → Ag, E° = 0.80∨2Ag+ + 2e- → 2Ag, E° = ?학생들에게 위의 산화환원반응식에서 반쪽반응식의 계수를 2배로 하면 표준전극전위 E°값은 어떻게 되는지 묻게 되면 대부분이 반쪽반응식의 계수와 상관없이 일정하다는 사실을 잘 알고 있다. 하지만 전극전위가 왜 ‘양’에 관계없이 일정한 값인가에 대해서는 구체적으로 설명하지 못한다. 이 결과
발견 학습 지도(Discovery learning)화학교육전공 3학년20022897 김학린차례1. 발견학습의 정의1) 발견2) 발견학습2. 발견학습의 배경1) 발견학습 수업 모형의 시대적 배경2) 발견학습의 이론적 배경3. 발견학습의 목적4. 발견학습의 조건5. 발견학습의 특징6. 발견학습의 채택 이유7. 발견학습 모형1) 가정2) 모형8. 발견학습 모형의 교수-학습 적용 과정1) 7단계 모형2) 5단계 모형9. 발견학습의 장?단점1) 장점2) 단점10. 발견학습에서 교사의 역할11. 발견학습 적용 시 유의점12. 발견학습 모형의 비판 및 평가1) 비판2) 평가13. 발견학습과 탐구학습의 차이점14. 예시 수업 지도안(7단계 모형 적용)1. 발견학습의 정의1) 발견학생들이 자신의 행동과 마음을 통해서 능동적으로 학습하여 스스로 지식을 획득하거나 자료와 증거를 재정리하거나 변형하여 새로운 통찰력을 갖는 행위를 의미한다.Bruner가 주장한 발견이란 우리가 일반적으로 쓰는 의미인 ‘미처 보지 못한 사물이나 현상을 먼저 찾아내는 과정’을 의미하지 않는다.2) 발견학습발견학습이란 인지적 학습이론의 대표적인 모형으로 학습자에게 학습과제를 최종적인 형태로 제시하지 않고 그 최종 형태를 학습자 스스로 조직하도록 요구되는 상황에서 일어나는 학습이다.과거 교육은 실험실에서 대부분 교사의 지시에 의해서만 움직여 왔는데 그러한 교육에 대해 반성을 하면서 새롭게 등장한 과학교육방법이다. 즉, 교사의 지시를 최소화하고 학습자들의 학습하려는 경향성에 기초한 학습방법이다.전통적 과학교육에서는 과학 활동의 결과와 과학적 지식을 과학교육의 본질로 믿어서 학생들에게 과학적 지식을 이해시키고 전달하는데 주류를 이루어왔다면 발견학습은 과학 활동의 과정을 중요시한다. 지식 습득의 결과보다는 과정을 중시한다는 것이다.발견학습에서는 문제발상단계에서 학생이 문제가 있다고 느끼고 문제를 발견하고 문제를 스스로 해결하여 답을 찾도록 해야 한다는 의미에서 발견학습이라 하며 탐구적인 태도가 중요하다는 의미에서은 관찰과 추리를 통해 획득한 다.③ 기본 과학 개념인 ‘원리의 습득 과정 능력의 신장’과 ‘과학이란 행하는 것’이라는 과학 본성에 대한 인식을 심어 주기 위함이다. 과학에 대한 본성을 이해하기 위해 지적인 발달로 과학 지식의 습득보다는 과학 지식을 알아가는 과정적 학습에 관심 을 둔다.4. 발견학습의 조건Bruner는 발견학습이 잘되기 위한 조건으로 학습태세, 요구상태, 관련정보의 학습, 연습의 다양성 등 네 가지를 제시하였다.① 학습태세 : 학습자가 학습상황에 임해서 보이는 내적 성향성으로 발견학습을 촉진하기 위해서는 발견하도록 하는 제시를 자주하여 학생 스스로 발견할 기회를 충분 히 제공하여야 한다.② 요구상태 : 학습자의 동기수준을 가리키는데 보통의 동기수준이 너무 높거나 낮은 동기 수준 보다는 분류체계의 발견에 도움을 준다.③ 관련정보의 학습 : 학습자가 관련된 구체적 정보를 알고 있는 정도로 발견은 우연한 것 이 아니고 많은 구체적 정보(개념, 법칙, 원리)의 학습이 발견능력을 촉 진하는 것이다.④ 연습의 다양성 : 정보에 접촉하는 사태가 다양하면 그 정보를 조직할 수 있는 분류체계 의 개발이 용이해진다는 것이다.5. 발견학습의 특징① 교재의 기본구조에 대해 철저히 학습한다.교재의 구조란 교재를 이루는 중심개념과 기본요소로서 지엽적인 지식을 잘라버린 근간의 지식이며 이러한 근간을 철저하게 학습함으로써 교과에 대한 이해가 쉽게 이 루어지고 망각을 방지할 수 있고 전이가 쉽게 될 것이다.② 학습효과의 전이를 중시한다.한 사람이 평생을 배워도 모든 지식이나 기술을 배울 수 없으며 더구나 급속도로 증가하는 지식과 기술의 양을 도저히 따라갈 수 없는 것이다. 그러므로 이 중에서 가장 원리가 되는 것, 공통성이 있는 것의 요점을 배워 모든 유사한 사태에 대하여 전이가 되게 해야 한다는 것이다. 한정된 시간 내에 가장 능률적인 학습을 하는 방 법이라고 생각하고 있다. 전이력은 기본 구조에 가까운 것일수록 철저히 학습하면 더욱 효과적이라고 할 수 있다.③ 학습의 발 전시키는 단계이다.8. 발견학습 모형의 교수-학습 적용 과정Kauchak과 Eggen은 발견 학습의 단계를 7단계로 제시하고 있으나(최돈형 역, 1989), 단계가 너무 복잡하면 실제 수업 현장에서의 적용 가능성이 줄어들기 때문에 최근에는 이를 간략화하여 5단계 정도로 수업 단계를 제시하고 있다(교육부, 1996). 밑의 표는 7단계 모형과 5단계 모형의 절차를 비교한 것이다.5단계 모형7단계 모형· 탐색 및 문제 파악 단계· 자료 제시 및 관찰 탐색 단계· 자료 추가 제시 및 관찰 탐색 단계· 규칙성 발견 및 개념 정리 단계· 적용 및 응용 단계· 자료 제시· 자료 관찰· 추가 자료 제시· 추가 관찰· 일반화 추리· 정리· 발전1) 7단계 모형먼저 Kauchak과 Eggen의 발견학습 모형의 구체적 교수-학습 과정 7단계를 기술해보면 다음과 같다.(1) 제 1 단계 : 자료 제시자료를 제시하는 것은 다음과 같은 역할을 한다. 첫째로 학생들에게 현실의 한 부분을 제공해준다. 학생들과 친숙한 실물들을 사용함으로써, 교사는 실세계의 한 조그만 부분을 교실로 들여올 수 있다. 실물을 사용하는 것은 교실에서 하는 과학 활동을 실제 세계와 관련시켜 준다. 결국, 교실에서 얻은 지식과 기능을 이 세계에 대해 충분히 적용할 수 있게 된다.자료 제시의 또 다른 역할은 학생들이 실제적이며 구체적인 실례들을 관찰함으로써, 그들에게 탐구기능을 발달시킬 실습의 기회를 제공한다는 것이다. 학생들은 보다 훌륭한 관찰자, 추리자가 될 뿐만 아니라 과학의 전 과정에서의 이들 기능의 역할을 알게 된다.(2) 제 2 단계 : 자료 관찰관찰을 하게 하는데 있어서 교사는 어떤 관찰이든 모든 관찰에 대해 수용적 태도이어야 하며, 그 모두를 똑같은 비중으로 존중해야 한다. 이 과정은 과학의 과정과 과학자의 활동에 보다 더 가까우므로 권장되는 것이다. 과학자들이 하나의 과정을 탐구하기 시작할 때는, 어느 관찰이 중요하고 어느 관찰이 중요하지 않은지 확실하지 않다.교사는 학생들이 관찰한 모든 것을 여러 단편의 자료를 연결시킬 수 있을 때, 교사는 격려하는 태도이면서 캐묻는 태도를 유지해야 한다. 캐묻는 태도는 수업의 주안점을 학생에, 또 자료와 학생간의 상호 작용에 둔다. 발견학습 활동은 학생과 교사간의 어림짐작 게임으로 간주 되어서는 안 되며, 학생들이 환경의 한 조그만 부분에서 규칙성을 찾아내려는 적극적인 노력으로 간주되어야 한다.(6) 제 6 단계 : 정리학생들이 개념이나 일반화(법칙)를 도출해낸 다음에, 교사는 그들이 그 추상적 개념을 정확하게 말로 나타내도록 도와서 수업이 정리되게 해야 한다. 이것은 학생들로 하여금 가까이에 있는 자료뿐만 아니라, 아직 대해 보지 않은 다른 예에 까지 확장시켜 설명하는 말로 개념을 정의하거나, 법칙을 설명하게 함으로써 이루어 질 수 있다.추상적인 개념은 특수한 용어보다는 일반적인 말로 서술되어야 한다. 만약 그 말을 칠판에 쓰거나, OHP로 투영해 준다면 학생들은 보고 기호화 할 수 있는 반영구적 기록을 가지게 된다.칠판에 추상적 개념을 쓸 때, 교사는 그 말이 완전하고 정확하며, 학생들에게 이해되는가를 확실히 하기 위해, 학생들이 그것을 비판적으로 검토하게끔 격려하여야 한다. 교사는 또한 제공된 예들에서 개념의 정의에 포함된 특성을 확인함으로써 학생들이 그 개념 정의의 적합성을 검토하게끔 도와줄 수 있다.추상적인 개념을 판서하는 것은 또한 강화(reinforcement)의 역할을 한다. 발견학습 활동에는 어느 정도의 불확실성(uncertainty)이 있다. 즉, 모든 학생들이 동시에 어떤 개념이나 법칙에 도달하지 못할 것이라는 점이다. 만약 추상적 개념을 판서하지 않는다면, 몇몇 학생들은 그들의 배운 것에 대해 불확실한 채로 있게 될 수도 있다. 발견학습 모형은 학생들로 하여금 그들 나름의 추상적인 개념을 형성하게 하도록 고안된 것임을 주지해야 한다.(7) 제 7 단계 : 발전학습한 추상적 개념을 확장시키거나 응용하는 단계로, 이 단계는 또한 있을지도 모르는 어느 불확실한 점을 학생이 해결하도록 돕는다. 지자료 제시 및 관찰 탐색 단계교사가 문제 해결에 필요한 한두 가지 자료를 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 한다. 자료를 제시하는 것은 다음과 같은 역할을 한다. 첫째, 아동들에게 현실의 한 부분을 제공해준다. 아동들과 친숙한 실물들을 사용함으로써 교사는 실세계의 한 부분을 교실로 들여올 수 있다. 둘째, 아동들이 실제적으로 실제적이며 구체적인 실례들을 관찰함으로써 그들에게 탐구 기능을 발달시킬 실습의 기회를 제공한다는 것이다. 이러한 관찰 과정을 통하여 아동들은 보다 훌륭한 관찰자, 추리자가 될 뿐 아니라 과학의 전 과정에서 이들 기능의 역할을 알게 된다. 얼마 동안의 관찰이 끝나면 교사는 관찰 결과를 발표시킨다. 여기에서 교사는 다양한 관찰 결과를 발표시키고 의미있는 관찰이든 아니든 모두 받아들이는 태도를 지녀야 한다.(3) 제 3단계 : 자료 추가 제시 및 관찰 탐색 단계앞에서 제시한 자료 이외에 다른 자료들을 추가로 제시하여 학생들로 하여금 관찰 탐색하게 하고, 앞에서 관찰 탐색한 결과와 비교하게 한다. 이 단계에서 제공되는 보충 자료에는 형성하고자 하는 개념과 일치하는 자료도 있고 때로는 이와 반대되는 자료도 포함되어 있어야 한다. 이러한 관찰은 직접적인 지시보다는 질문을 통하여 유도하는 것이 바람직하다.(4) 제 4단계 : 규칙성 발견 및 개념 정리 단계앞에서 관찰 탐색한 결과에 대한 토의를 통하여 일반화하고 규칙성을 발견하는 단계이다. 이 단계에서 교사는 학생들이 여러 관찰된 사실에서 규칙성을 이끌어 내고 기술하도록 유도한다. 여기에서 교사의 질문 기술은 유용한 개념을 형성하는데 중요한 역할을 한다. 이 단계에서 학생들이 규칙성을 발견하지 못하면 피드백 과정을 통하여 자료를 더 제시한 다음 일반화하도록 한다.(5) 제 5단계 : 적용 및 응용 단계앞에서 발견한 규칙성을 다른 경우에 적용 또는 응용해 보게 함으로써 발견한 규칙성이나 개념을 보충 심화시키는 단계이다. 이를 위해서 교사는 학생이 이제까지 배운 것을 얼마나 잘 이해하고 있는지를 파악다.
