초등 과학 교사용 지도서에서 초등교사들이 과학수업을 준비하고 진행하는 과정에서 느끼는 어려움을 해결하는 데 도움을 줄 수 있는 각론은 중요하다. 2022 개정 교육과정 초등 과학 교사용 지도서를 개발하는 데 시사점을 얻기 위해서는 지도서 각론에 대한 초등교사들의 인식과 요구 조사가 필요하다. 이에 본 연구에서는 초등 과학 교사용 지도서 각론의 구성 요소와 디자인에 대한 분석을 바탕으로 설문지를 개발하여 초등교사들의 인식과 요구를 알아보고자 하였다. 이를 위해 먼저 초등교사들이 현재 사용하고 있는 지도서 각론의 구성 요소별 필요성, 만족도와 활용도에 대한 인식을 조사하였다. 다음으로 지도서 각론의 구성 요소와 디자인 등에 관한 교사들의 요구를 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 첫째, 수업 준비와 진행에 도움이 되는 구성 요소들에 대해 초등교사들의 만족도가 상대적으로 높았다. 둘째, 초등교사들은 수업에 필요한 구성 요소들을 한눈에 파악할 수 있는 배치와 가독성 높은 디자인 구성을 원하였다. 결론적으로 초등 과학 교사용 지도서 각론은 과학 교수·학습에 필요한 수업 준비, 수업 흐름, 교수·학습 자료 등을 한눈에 파악하고, 가독성 높게 구성해야 함을 알 수 있었다. 이 연구 결과를 토대로 향후 초등교사들이 실제 수업에 활용할 수 있는 교과용도서가 될 수 있게 새로운 접근과 시도를 해야 할 것이다.

본 연구에서는 초등학생의 디지털 소양 함양을 위한 예비 초등교사의 과학 수업 실행을 탐색하였다. 이를 위해 광주광역시의 ㄱ교육대학교 4학년 학생 4명을 대상으로 면담을 실시하였고, 교수학습과정안과 수업 실행 영상을 분석하였다. 면담 질문은 과학 수업 계획 단계와 과학 수업 실행 단계, 과학 수업 실행 후 단계로 구분하였고, 면담 내용은 녹음 후 전사하여 범주화하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 수업 계획 단계에서 예비 초등교사들은 초등학생의 디지털 소양 함양을 위해 디지털 교수학습 도구를 선택할 때 해당 주제의 활동과의 관련성, 초등학생에게 익숙한 정도 등을 고려하였다. 교수학습과정안을 작성하면서 디지털 소양함양 관련 기준을 설정하는 데 어려움을 겪었다. 둘째, 과학 수업을 실행하면서 예비 초등교사들은 학생의 수업 참여도 향상, 실시간 자료 공유를 통한 학생별 지도 가능성 증가 등의 긍정적인 경험을 했던 반면에, 디지털 교수학습 도구를 원활하게 활용하지 못해서 수업 시간이 초과되기도 하였다. 셋째, 과학 수업 후에 예비교사들은 수업에 대한 성찰 및 요구사항을 제시하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 예비 초등교사들의 디지털 소양 개발 필요성과 교육대학 교육과정 개선의 필요성을 제안하였다.

본 연구는 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램이 초등학생의 환경소양 및 자기효능감에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 부산광역시에 있는 A 초등학교 6학년 학생 22명을 대상으로 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램을 적용하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램은 초등학생의 환경소양 향상에 효과적이었다. 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램 실시 후 학생들의 환경태도와 가치, 감수성이 긍정적으로 변화했고, 환경 쟁점 의식 및 생태적 지식이 향상되었으며, 환경친화적 행동과 환경 기능 면에서도 유의미한 상승이 있었다. 둘째, 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램은 초등학생의 자기효능감 신장에 효과적이었다. 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램 실시 후 학생들은 문제 해결에 대한 자신감, 자신이 해야 할 행동을 판단하는 능력이 향상되었다. 셋째, 액션러닝을 활용한 환경교육 프로그램을 실시할 때 초등학생들은 기존 수업보다 적극적인 참여와 흥미를 보였다. 학생들은 자신들이 직접 문제를 찾고, 해결 방법을 구상하며 이를 직접 실천해볼 때 환경 보호에 대한 의지가 커졌다. 성찰 후에는 해결 방법을 심화시켜 자신이 사용하지 않는 물건을 팔아보고, 수익을 환경보호 단체에 기부하는 활동으로 이어지면서 학생들의 수업 몰입도와 만족도가 높았음을 확인할 수 있었다.

물리적 도구와 가상도구가 가진 서로 다른 도구적 특성은 사용자의 지식획득과 개념 이해에 있어 각기 다른 기제로 작용하여 학습에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 본 개관연구는 문헌고찰을 통해 물리적 도구와 가상도구의 사용을 통한 학습과정을 도구가 부여하는 행동유도성의 관점과 인지적 개입의 깊이에 따른 관점에서 정리하였다. 또한 이를 바탕으로 기존에 수행된 물리적 도구와 가상도구의 사용을 통한 학습수행 정도를 비교한 연구의 결과들을 재해석하였다. 비록 물리적 도구와 가상도구의 사용에 있어 각기 다른 행동유도성이 관여되긴 하지만 실제 학습에 영향을 미치는 요인은 가상도구를 사용하느냐 혹은 물리적 도구를 사용하느냐가 아니라, 도구가 제공하는 새롭고 부가적인 정보의 양과 학습자가 도구를 이용한 다양한 학습활동을 통해 개념을 이해하는 과정에서 발생하는 인지적 개입의 깊이에 달려 있음을 확인하였다. 본 연구는 교사들이 물리적 및 가상도구를 사용하여 학생들의 개념 이해를 돕기 위한 학습 시 행동유도성과 인지적 개입의 관점에서 수업 계획을 세울 때 고려해야 할 시사점을 제시하였다.

이 연구는 1920년대 통신학교인 조선통신중학관에서 발행한 『중학강의록』과 『문교의 조선』, 『신지식』 및 신문 기사 등을 분석하여 당시 이루어진 통신교육에서 과학교육 상황을 살펴보았다. 통신교육 교재로 활용된 자료의 화학강의 내용의 분석과 검정시험 문제와의 비교 등으로 학교 밖과학교육의 실효성을 조사하였다. 통신교육은 학교 내 교육을 받지 못하는 1920년대의 높은 교육열의 소통 창구이었고, 상급학교 진학을 시도하기 위해 검정시험을 봐야 하는 이들에게는 매우 유용한 교육 방법이었다. 화학강의 내용이 검정시험 문제와 유사성이 높아서 학습자들은 통신교육을 상당히 선호했을 것이고 학습력도 높았을 것이다. 그러므로 조선어로 발행된 『중학강의록』은 당시 과학교육 상황에서 매우 의미 있는 자료로 활용되었다고 볼 수 있다.

이 연구에서는 초등, 중, 고등학교의 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제를 조사하여 학교급별 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제의 유사성을 코사인 유사도 측정을 통해 분석하였다. 연구 대상은 초, 중, 고등학생 566명, 교사의 327명이었다. SSI 관련 선행연구 논문과 프로그램에 포함된 SSI 주제 60개를 환경, 과학기술, 보건·의학, 기타 사회 문제 영역로 구분하고 목록화하여, 연구 대상인 학생 또는 교사가 선호하는 주제 5개를 선택하도록 하였다. 자료수집은 서베이몽키를 이용한 온라인으로 진행하였고, 수집된 자료는 학생 및 교사별로 6개 집단으로 구분하고, 집단별로 주제의 선택 빈도를 조사하였다. 그리고 선택된 주제의 빈도를 기준으로 벡터 값을 계산하고, 학교급별 학생 간, 교사 간, 교사와 학생 간의 코사인 유사도를 측정하여 주제 선호 유사도를 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학생의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 중학생과 고등학생 사이의 코사인 유사도(0.982)가 초등학생과 중학생간(0.651) 또는 초등학생과 고등학생간(0.662)의 코사인유사도보다 높았다. 둘째, 교사의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 초등, 중, 고등학교간의 모든 비교 집단에서 비교적 비슷한 코사인 유사도의 양상을 보였다. 셋째, 학생과 교사간 학교급별 SSI 선호 주제 유사도는 초등학교 학생과 교사 집단간 코사인 유사도(0.974)가 다른 학교급의 비교 집단, 중학교급(0.621) 또는 고등학교급(0.645)보다 높았다. 즉 초등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 SSI 주제가 73.33%의 수준에서 유사하고, 반면, 중학교 또는 고등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 주제가 33% 수준으로 유사한 경향을 보였다. SSI 교육에서 학생에게 관심 있는 주제로 접근하는 것은 학습 동기 유발과 지속, 그리고 즐거운 학습 경험과 학습에 대한 긍정적인 태도 형성과 긴밀하게 연관된다. 따라서, SSI 수업을 설계할 때, 학생 관심의 관점에서 주제를 검토해야 할 것이다. 특히 교사가 학생의 선호도와 다소 차이가 있는 SSI 주제를 선별한 경우, 그 차이를 극복할 수 있는 치밀한 교수 설계가 필요할 것이다.

이 연구는 인지적 도제 모델의 교수 단계와 교수방법을 적용하여 Rapid-cycling Brassica rapa (RcBr)를 활용한 식물 분자생물학 실험 프로그램을 개발하여 그의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 개발된 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관한 전문성 제고를 위하여 'purple RcBr과 non-purple RcBr 개체의 DFR 유전자 확인'과 'DNA 프로파일링 방법을 이용한 RcBr 개체의 유전적 다형성 부위 확인'의 두 가지 실험 주제를 선정하여 총 8차시로 구성하였다. 개발된 프로그램은 충북 H 대학교 생물교육 전공 2학년 18명을 대상으로 적용하여 분자생물학 지식과 기술 활용에 관한 인지기능과 영역 일반적 메타인지 기능의 향상 효과를 알아보았으며, 개발된 프로그램에서 제공된 수업흐름도 작성 과제의 분석을 통하여 프로그램의 효과를 검증하고자 하였다. 개발된 인지적 도제 모델 기반의 RcBr 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 지식 및 기술 활용에 관한 인지기능 향상에 효과적이었다. 예비교사의 선행 실험 경험에 따라 고차적 인지기능 향상에 차이를 보였는데, 선행 실험 경험이 없는 예비교사의 고차적 인지기능 향상에 특히 효과적이었다. 개발된 프로그램은 또한 영역 일반적 메타인지 기능 중 메타인지적 지식의 과제와 메타인지적 조절의 계획, 점검, 평가 부분의 하위요소에 있어 유의미한 향상 효과를 보여주었다. 이는 프로그램의 차시별 자기평가 활동이 예비교사의 메타인지적 조절 기능 향상에 도움을 주었기 때문으로 생각한다. 이 연구에서 개발된 인지적 도제 모델의 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관련된 핵심역량을 키우는데 이바지한 것으로 나타났으므로 후속 연구에서 이 교수·학습 자료를 재구성하여 과학교사 연수나 고등학생들에게 적용하여도 메타인지 기능의 향상 효과를 기대할 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 예시 자료를 활용하여 자동문항생성을 기반으로 생성된 평가도구의 신뢰도를 산출하는 방안을 제시하는 데 있다. 이를 위해 학생들마다 다른 문항에 응답하는 설계와 평가 점수에 다중 오차요인을 반영할 수 있는 다변량일반화가능도이론을 예시 자료에 적용하여 분석하였다. G-연구분석 결과, 대부분의 설계에서 잔차 효과 다음으로 고전검사이론의 진점수에 해당하는 학생 효과가 크게 나타났다. 또한 문항 내용 영역을 고정한 설계에서 학생들의 상대적 순위는 문항 유형이나 문항에 따라 변하지 않았으며, 문항 유형을 고정한 설계에서 내용 영역에 따라 난이도는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. D-연구 분석 결과, 원자료는 적정수준 이상의 신뢰도를 확보하였으며, 수와 연산, 기하, 확률 및 통계 영역의 문항 수를 줄이거나 문자와 식과 함수 영역의 가중치를 높게 반영함으로써 원자료보다 높은 신뢰도를 산출할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 효율적인 측정 조건은 예시 평가 자료에 제한되지만 본 연구에서 활용한 방법은 자동문항생성 기반의 다양한 평가 상황에서 측정학적 특성을 바탕으로 신뢰도를 산출하고, 효율적인 측정 조건을 탐색하는 데 적용 가능하다.