Abstract
The purpose of this study was to improve the problems of the voltaic cell described in the science textbooks of secondary schools. For this purpose, the contents of science textbooks which are related to the voltaic cell were analyzed and the problems which were not explained clearly by theorems were tried to be explained by experiments, and lastly sug-gestions were made toward the improvements regarding the voltaic cell in the science textbooks. The findings are that there are problems on the ways of ensuring whether the voltaic cell operates properly as a chemical battery, on the explanation of why the hydrogen bubbles form at the zinc electrode, on the cell potential, on the unification of the electrode terminology used, and on the mention of the current. Solutions to the problems except the cell potential were suggested. According to the experiment, the theoretical potential was calculated by considering the potentials of redox reactions at the two electrodes of the cell and by taking into account the characteristics of the electrodes such as the work function, ionization energy, stan-dard reduction potential, and electronegativity.The cell potential of the voltaic cell is explained by several factors. In the improved version of the textbook's introduction section to the voltaic cell, it is necessary to describe the voltaic cell his-torically.For the conceptual section, it should be explained in terms of the Daniel cell.
이 연구의 목적은 중${\cdot}$고등학교 교과서에 제시된 볼타전지에 대한 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시하는데 있다. 이를 위하여 과학 교과서 중 관련 단원 내용을 분석하였으며 추출한 문제점을 실험을 통해 해결하였고 이를 바턍으로 교과서의 개선 방향을 제안하였다. 교과서 분석 결과, 화학전지의 작용 여부를 확인하는 방법, 아연판에서 수소 기체가 발생하는 이유에 대한 설명, 기전력에 대한 실험연구 결과, 전극용어 사용의 통일, 전류에 대한 설명 등 에 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 기전력에 대한 실험연구 결과, 기전력 측정 값에 대한 과학적인 설명은 각 전극에서의 산화환원 반응에 대한 기전력과 표준 환원 전위, 전기음성도, 일함수, 이온화 에너지 등과 같은 전극의성질을 함께 고려하여 설명해야 함을 알 수 있었다. 이는 볼타전지의 기전력이 여러 가지 요인에 영향을 받기 때문이다. 이와 같이 볼타전지의 기전력에 대한 정확한 설명은 용이 하지 않으므로 볼타전지는 화학전지의 도입 부분에서 역사적으로만 간단하게 기술하고 개념 설명은 다니엘 전지를 이용하여 기술하는 방향으로 교과서를 개선 할 것을 제한하였다.
