• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.169-179
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• 2007

이 연구에서는 가설 연역적 탐구 실험이 학생들의 과학의 본성에 대한 관점 변화에 미치는 효과를 조사하였으며, 그 효과는 학습 전략에 따라 분석되었다. 연구 대상은 중학교 2학년 학생 212명이며 학생들은 실험집단과 통제집단으로 무선 배치되었다. 통제집단의 학생들은 안내된 탐구 실힘을 실시하였으며, 실험집단의 학생들은 가설 연역적 탐구 실험을 실시하였다. 연구 결과 사전 검사에서 실험 집단과 통제 집단은 과학의 본성에 대한 관점이 거의 비슷하게 나타났다. 수업을 실시한 후 실험 집단은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론 의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다. 실험집단 중에서 피상적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 가설에 대한 관점만이 유의미하게 변화되었다. 반면, 실험집단 중에서 심층적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.79-93
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• 2019

귀납, 연역, 가설연역, 귀추는 과학의 방법, 혹은 그것의 토대를 이루는 논리로서 과학교육에서 주목받아왔다. 그런데 가설연역과 귀추가 갖는 논리적 유사성에서 확인할 수 있듯이 이들 용어들의 구분이 항상 명확한 것은 아니다. 본 연구는 귀납, 연역, 가설연역, 귀추에 대한 과학교육론 교재들의 서술을 조사하여 과학의 방법으로서, 혹은 과학 탐구의 맥락에서 이들 용어들이 사용되는 의미를 분석하였다. 이를 위해 7종의 과학교육학 교재들에서 관련된 서술을 추출하였고, 용어의 정의, 사용된 예시, 다른 용어들과의 관계를 검토하여 용어가 갖는 의미의 일관성과 용어간의 구별가능성을 조사하였다. 분석 결과 교재의 서술에서 용어가 갖는 의미가 일관성을 갖지 못하며, 관련 용어사이의 의미구별을 어렵게 하는 여러 논의들이 발견된다는 문제를 발견할 수 있었다. 이러한 혼선의 원인, 그리고 과학교육의 맥락에서 본 연구가 갖는 교육적 시사점도 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권7호
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• pp.586-601
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• 2008

본 연구의 목적은 과학자의 가설-연역적 탐구과정에서 가설설정단계, 실험설계단계, 결과해석단계에서 귀추적 추론이 나타나는지를 확인하고, 각각의 단계에서의 귀추적 추론과정을 분석하기 위한 분석틀을 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해, 8명의 과학자들과의 심층면담을 통해 얻은 프로토콜을, 기존 문헌에서 추출한 귀추적 추론과정의 하위요소로 분석해 보았다. 그 결과, 과학자의 귀추적 추론이 세 단계 모두에서 나타나고 있어 기존요소에 의한 분석틀을 벗어난 새로운 분석틀이 요구되었다. 그 결과 과학자들과의 심층면담을 통해 탐구의 각 단계에서 나타나는 귀추적 추론 분석틀을 새롭게 개발하였다. 이 틀을 과학교육전문가로부터 타당성 확인 결과, 내용타당도 지수 0.90을 얻어 타당한 것으로 인정되었으며, 실제로 과학자의 탐구과정에서 나타나는 귀추적 추론과정을 분석한 결과 매우 적절한 것으로 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.556-564
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• 2004

본 연구는 중 고등학생의 창의력 및 과학적 사고력 향상을 위해 학습자 활동 중심으로 개발된 가설-연역적 실험 모듈이 과학고 학생들에게 효과적인지 알아보기 위해 수행되었다. 삼투압과 식물의 색소 분리와 관련된 5차시의 가설-연역적 실험 모듈의 효과를 알아보기 위하여 서울의 S 과학고 남 여 4개 반을 각각 46명씩 2개 학급으로 구성된 실험 집단 및 통제 집단으로 나누어서 수업을 하였다. 실험 집단은 삼투 현상 및 광합성 색소 분리와 관련된 가설-연역적 방식으로 구성된 생물 실험 모듈을 통해 학생 중심의 실험 수업을 하였고, 통제 집단은 개발된 실험 모듈과 같은 내용을 가지고 전통적인 방식의 실험 결과 확인 실험 수업을 수행하였다. 두 모듈을 적용하여 학생들의 창의력 및 과학적 사고력, 과학 탐구 능력 그리고 성취도의 향상 효과를 조사하였다. 연구 결과, 개발된 실험 모듈을 적용한 실험 수업은 기존의 전통적 실험 수업보다 학생들의 창의력, 과학적 사고력, 과학 탐구 능력에 유의미한 효과를 보였다. 이상과 같은 연구 결과는 삼투 현상과 광합성 색소 분리를 주제로 한 두 개의 생물 실험 모듈을 적용한 가설-연역적 방식의 수업이 전통적인 교과서 실험 방식인 확인식 실험 수업보다 학생들의 창의력 및 과학적 사고력을 높이는 데 효과가 있음을 의미한다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.48-60
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• 2020

이 연구의 목적은 집단중심 추세모형을 적용하여 과학고 학생들이 탐구를 수행하는 과정에서 나타난 통합 탐구 기능 변화의 양상과 특징을 분석하는 것이다. 이를 위해 3개의 가설-연역적 탐구 과제를 이용하였으며, 이를 59명의 과학고 학생들에게 순차적으로 수행하게 하고 그 과정을 보고서로 작성하게 하였다. 작성된 보고서는 Lee and Park(2017)에 의해 개발된 평가 준거틀에 따라 통합 탐구 기능 4개 요소별로 평가하였으며, 이를 집단중심 추세모형에 적용하여 탐구 과제를 수행한 3개 시점에 따른 탐구 기능 수준의 변화 양상을 요소별로 분석하였다. 또한, 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 몇 가지 관점에서 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 집단중심 추세모형을 적용하여 학생들의 통합 탐구 기능 변화 양상을 분석한 결과, 4개 요소 모두에서 2개 집단으로 분류되었으나 그 변화 양상은 요소별로 많은 차이가 있었다. 둘째, 학생들의 통합 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 분석한 결과, 탐구 기능의 맥락의존성, 탐구 기능 발달 경로의 변이성, 탐구 기능 요소별 수준의 들쭉날쭉성을 발견할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 과학고 학생들의 통합 탐구 기능 발달을 위한 제언을 하였다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.309-335
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• 2011

과학 탐구 과정 및 과학 학술지의 논문 양식을 기초로 글쓰기 분석틀을 만들었으며, 중학교 1학년 과학 영재의 글을 글쓰기 분석틀에 근거하여 분류하였다. 연구 대상 학생들의 글을 임시적 설명의 유무와 결론의 형태를 기준으로 7가지 유형으로 구분하였고, 그리고 각 유형별 사례를 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석 내용의 기술 횟수와 글쓰기에서 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 기술된 위치를 기준으로 단선형, 복선형, 결론 보강형으로 나누었다. 단선형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 1회 일 때, 복선형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 2회 이상, 결론 보강형은 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석을 1회 이상의 과정을 통해 결론을 내린 후 다시 앞에 제시한 과정 이외의 연구 방법 또는 연구 결과 및 자료 해석이 나타날 경우라 하였다. 학생들은 과학 글쓰기를 통하여 과학자와 같이 글을 쓸 수 있는 기회를 얻을 수 있고, 학생들의 글쓰기 유형은 학생들을 평가할 수 있는 기준으로써 적용가능하다고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.545-562
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• 2019

이 연구의 목적은 고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하고, 그 적용 효과를 탐색하는 것이다. 이를 위해 문헌 연구 및 선행 연구 결과를 토대로 통합 탐구 기능 교육을 위한 수업용 자료 1종과 학생들이 자신의 탐구 능력 수준에 맞추어 선택적으로 학습할 수 있는 개별 학습용 자료 2종을 포함한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 수준을 조사하기 위한 도구로 가설-연역적 탐구 형식으로 구성된 사전, 사후 검사용 탐구 과제를 1개씩 개발하였다. 인지적 스캐폴딩 도구의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 추리 통계를 실시하였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구의 적용 여부에 따른 고등학생들의 통합 탐구 능력을 Rasch 모형에 따른 Wrightmap을 산출하여 비교하였고, 통합 탐구 기능의 각 요소에 대한 학생들의 수준 변화 양상을 확인하였다. 연구 결과, 인지적 스캐폴딩 도구를 사용했던 실험군은 대조군에 비해 탐구 설계, 자료 수집 및 변환, 자료 해석, 결론 도출 등 모든 평가 요소에서 유의미하게 높은 점수를 보였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구를 활용했던 학생들은 전반적으로 통합 탐구 능력이 향상되었고, 통합 탐구 기능의 각 요소에서 높은 수준으로 뚜렷하게 변화되는 양상을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 학생들이 과학 탐구를 수행하는 과정에서 직면하는 기능적 장벽을 완화 또는 제거하기 위해 인지적 스캐폴딩 도구를 적극적으로 활용할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권3호
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• pp.222-238
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• 2017

이 연구의 목적은 지구과학 탐구에서 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 탐색하는 것이다. 이를 위해 과학 탐구 기능 발달과정 관련 문헌의 조사를 통해 '탐구 설계', '자료 수집', '자료 해석', 그리고 '결론 도출'을 발달 변인으로 설정하고, 각각에 대한 가설적 학습발달과정(HLP)을 4개 수준으로 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 조사하기 위한 도구로 3가지 지구과학 탐구 과제를 개발하였는데, 이들은 학생들이 주어진 문제 인식에서 출발하여 결론 도출에 이르기까지의 통합 탐구 기능을 포함하는 가설-연역적 탐구이다. 중학생, 고등학생, 대학생 총 126명을 대상으로 각각 개발된 지구과학 탐구 과제를 수행하게 한 후 HLP를 토대로 개별 학생들의 통합 탐구 기능을 요소별로 평가하였다. 또한, 학생들의 평가 자료를 Rasch 모델에 적용하여 HLP에 대한 타당화 과정을 거쳤다. 마지막으로, 분석 결과를 근거로 HLP를 수정 보완하여 경험적 학습발달과정을 개발하였다. 이 연구는 학생들의 통합 탐구 기능의 발달에 영향을 주는 요인들을 규명함으로써 지구과학 탐구 수업에서 학생들의 통합 탐구 기능을 효과적으로 향상시키기 위한 스캐폴딩 방안을 찾는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 지구과학 탐구 수업에 대한 교사들의 PCK를 향상시키는데 필요한 시사점을 제공한다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제9권1호
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• pp.99-117
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• 2007

본 연구의 목적은 소수 나눗셈을 도입하는 수업에서 아동들이 소수 나눗셈을 이해하는 과정을 분석하고 소수 나눗셈 학습과 관련한 어려움을 극복하는 과정에서 아동들이 전개하는 논리적 추론의 특징을 분석하는 것이다. 초등학교와 중학교 수학에 어떤 차이점이 있다면 그것은 논리적 추론의 특성에서 찾을 수 있다. 따라서 초등학교 고학년 아동의 논리적 추론의 특성을 탐구할 필요가 있으며 이를 위해 본 연구에서는 초등학교 5학년 아동을 대상으로 (자연수)${\div}$(소수) 학습을 하면서 나타나는 논리적 추론의 특성을 규명하였다. 연구 결과 5학년 아동들은 구체적 조작 수준을 넘어 가설-연역적 추론의 수준을 경험하면서 형식적 조작기의 특성을 보였다. 그리고 두 종류의 가역성 가운데 상반성에 기초한 아동의 설명은 소수 나눗셈과 관련한 어려움을 극복하는데 효과적이라는 것과 함께 이런 가역성은 아동들이 곱셈과 나눗셈을 같은 연산 체계로 이해할 수 있게 함을 알 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제68권1호
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• pp.40-53
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• 2024

이 연구는 화학 핵심 개념, 화학 행동 영역, 수학 행동 영역으로 구성된 3차원 분석틀을 이용하여 2019학년도부터 2022학년도까지 4개년도의 대학수학능력시험 화학 I 문항을 분석하여 영역별 출제 문항 수와 비율을 알아보고 이를 바탕으로 각 영역 간의 관계에 대하여 알아보았다. 연구 결과, 대학수학능력시험 화학 I 문항은 핵심 개별 별로 비교적 고르게 출제되었으나, 고난도 문항은 양적 관계에 편중되었다. 화학 행동 차원의 경우, 문제 인식 및 가설 설정, 탐구 설계 및 수행 영역의 문항 출제 비율이 매우 낮았고, 고난도 문항의 경우 결론 도출 및 평가에 편중되었다. 수학 행동 영역의 경우, 발견적 추론 영역과 연역적 추론 영역에서 출제된 문항 수가 매우 적었고, 고난도 문항은 내적 문제해결력 영역에 편중되었다. 또한, 특정 화학 핵심 개념과 화학의 행동 영역은 특정 수학 행동 영역과 높은 연관성을 보였으며, 이러한 특징은 학생들이 어려워하는 고차원적 수학 행동 영역을 포함하는 문항에서 두드러지게 나타났다.