• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.277-288
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• 2015

과학 교육과정의 성취기준은 교육목표를 안내하고, 교육의 내용을 구성하며, 평가의 방향을 지시하는 중요한 기능을 한다. 2009 개정 과학과 교육과정은 자연현상과 사물에 대하여 흥미와 호기심을 가지고 탐구하여 과학의 기본 개념을 이해하고, 과학적 사고력과 창의적 문제해결력을 길러 일상생활의 문제를 해결할 줄 아는 과학적 소양을 기르는데 목표를 두고 있다. 새롭게 개정된 교육과정인 만큼 이전의 교육과정과 비교하여 과학교육이 추구하는 목표를 지향하는 성취기준이 되어야 바람직 할 것이다. Bloom의 신교육목표분류체계를 사용하여 우리 교육과정의 성취기준을 지식 차원과 인지과정 차원으로 분석함으로써 다양한 지식차원과 인지과정 차원을 담아내고 있는지 알아보았다. 2009 개정 교육과정은 이전의 2007 개정 교육과정과 비교하여 인지과정 및 지식 차원에서 고등사고를 촉진하는 인지과정 및 지식차원의 유형이 확장되었음을 확인하였다. 그러나 미국의 NGSS와 비교하여 인지과정 차원과 지식 차원에서 특정 범주의 인지과정이나 지식 유형에 편중되어 있었다. '분석하다', '평가하다', '창안하다'와 같은 인지과정이나 '메타인지 지식'과 같은 지식의 유형은 소홀히 다루어지고 있었다. 성취기준에서 소홀히 다루어진 인지과정과 지식의 유형은 교사용 지도서의 학습목표에서도 다루어지지 않음을 비교분석을 통해 확인하였다. 교육과정에서 천명하고 있는 과학교육의 목표를 고려하였을 때 교육과정의 성취기준 및 교사용 지도서의 학습목표 진술이 일부 지식 차원과 인지과정 차원에 편중되어 있는 것은 분명 개선이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 과학과 교육과정 성취기준의 진술방식에 대한 제고를 통하여 다양한 인지과정과 지식의 유형을 지향하는 성취기준을 작성하여야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권6호
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• pp.743-752
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• 2006

이 연구는 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하기 위하여 다지 선다형 검사 문항을 사용하였으며 영역별, 성별, 그리고 사사교육의 일종인 R&E 프로그램 이수 경험별로 나뉘어 조사하였다. 이 조사를 위하여 한국과학영재학교 273명의 학생을 대상으로 설문조사하였다. 연구결과, 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식은 과학지식의 잠정성에서 가장 높은 인식을 보였다. 성별과 R&E 프로그램 이수 경험별로 나뉘어 조사한 결과, 대부분의 경우에 집단별 인식에 있어 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았으나 R&E 프로그램을 경험한 집단과 경험하지 못한 집단으로 나누어 인식 성향을 조사하였을 때, 프로그램을 경험한 집단이 과학자의 연구동기 및 연구활동을 보다 사회적인 맥락에서 인식하였고, 과학자의 사회적 책임에 대한 인식도 높았다. 이를 통하여 R&E 활동 경험이 과학 영재 학생들의 과학의 본성에 대한 인식에 영향을 미치는 한 요인임을 확인하였으며 이들 결과는 과학영재 교육 프로그램의 개발과 운영, 특히 R&E 프로그램의 운영과 평가, 그리고 과학영재 교육과정 개발 및 과학교사 교육에 있어 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.453-463
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• 1997

제6차 교육과정 개편에 따라 1996학년도부터 고등학교에서 가르치고 있는 '공통과학'과목의 교과 내용과 7종의 교과서를 대상으로 교과서 구성 체계 및 단원별 내용의 양적 분포, 교과 내용의 구성, 탐구 활동의 내용, Schwab의 탐구 활동 수준 분류, 부록의 구성, Slayer & Bay의 목적군을 이용한 분석, Romey의 정량적 분석 등을 실시했다. 교과서의 구성 체계는 모든 교과서가 교육부가 제시한 원칙에 크게 벗어나지 않았다. 교과서의 총 면 수는 7종의 교과서가 $471{\sim}519$면으로 구성되었고 '물질', '힘', '생명', '지구' 단원간의 배분을 적절히 유지하였으며 특히 통합 단원의 의미가 있는 '에너지'와 '환경'단원을 비중 있게 다루고 있다. '공통과학'은 통합 과학의 의미를 살리려는 의도는 엿보이나 아직도 교과 내용이 화학적 통합을 완전히 이루지 못하고 있다. 우리가 일상 생활에서 부딪히는 문제들을 주제로 그 원인과 과정을 밝히는 방법으로 구성하는 것도 하나의 대안일 것이다. 교과서에서 사용하고 있는 탐구 활동의 종류는 11가지 인데 대부분 '자료해석', '실험', '조사', '토의' 등이 많이 사용되었다. 탐구활동 중 실험은 96.1%가 Schwab의 탐구 요구 수준의 제1수준에, 3.9%가 제2수준에 해당하였고, 제3수준에 해당하는 실험은 없었다. 교과서의 부록은 총 26종이 제시되어 있는데 모든 교과서가 '교과서 내용 풀이'를 포함하고 있고 기타 특정 분야에 편중되는 등 다양한 자료를 담지 못하고 있다. Slayer & Bay가 제시한 종합 연구의 목적군을 이용해 분석한 결과 교과서의 내용이 대부분 학문적 준비에 치우쳐있다. 그러나 '환경' 단원의 경우는 사회적 필요에 따른 내용을 상당히 포함하고 있다. Romey의 정량적 분석 결과는 문장, 그림 및 도표, 장 끝의 질문, 학생의 학습 활동 수 등이 $0.4{\sim}1.5$ 사이의 값으로 학생 참여를 적절히 유도하는 발견 지향적 인 것으로 조사되었다. 그러나 장의 요약은 본문 내용을 반복하는 내용으로 구성되었다. 이와 같이 공통과학 과목은 새로운 현대 사회에 부응하는 교과 목표와 체계를 지향하고 있지만 아직도 통합과학으로서의 내용과 체계를 완전히 갖추고 있지 못할 뿐만 아니라 현재 사용되고 있는 7종의 교과서가 교육 목표를 충분히 반영하지 못하고 있다. 따라서 교사의 역할이 더욱더 중요하게 되었다.

• 대한화학회지
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• 제48권3호
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• pp.283-290
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• 2004

이 연구의 목적은 과학 개념 학습 환경에서 스캐폴딩 전략을 적용한 코스웨어와 활동지를 개발하고 적용하여, 코스웨어 수업이 개념 이해도와 노력, 자기 점검 등을 포함한 정의적 영역에 미치는 효과를 알아보는 것이었다. 연구 대상은 충북 청원군에 소재한 인문계 고등학교 10학년 2개 반으로 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 코스웨어와 활동지를 이용한 수업을, 통제집단에는 교사 중심의 설명식 수업을 화학반응속도 단원에 대해 3차시에 걸쳐 실시하였다. 수업 처치 전에 사전 문제 해결 능력 하위 변인 검사를 실시하고, 중간고사 과학 성적을 조사하였다. 수업 처치 후에는 개념 이해 검사와 사후 문제 해결 능력 하위 변인 검사를 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 스캐폴딩 전략을 적용한 코스웨어와 활동지로 학습한 실험집단은 교사 중심의 설명식 수업을 받은 통제집단과 통계적으로 비슷한 수준의 개념 이해 점수를 획득하였다. 이는 스캐폴딩 전략을 적용한 코스웨어가 학습자의 개념 발달을 위한 개별화 수업의 도구로 활용될 수 있음을 나타내준다. 한편, 문제 해결 능력 하위 변인 검사에서 실험집단은 통제 집단에 비해 노력과 자기 점검 그리고 인지전략 변인에서 통계적으로 유의미하게 향상되었는데, 이는 스캐폴딩 전략이 학습의 책임을 학습자에게 이양함으로써 자기 조절력이 향상된 것으로, 자기 주도적인 학습 능력의 향상을 위해 스캐폴딩 전략을 수업에 활용할 수 있음을 나타내준다.

• 대한화학회지
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• 제54권3호
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• pp.329-337
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• 2010

본 연구는 과학 교사들에게 교과서에 실린 문항에 대한 관심을 높일 뿐 아니라 교과서 문항을 효과적으로 사용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 고등학교 화학II 교과서 8종의 단원 평가 문항을 블룸의 개정된 교육목표 분류틀에 따라 분석하였다. 연구 결과 블룸의 인지 영역에 따른 분류에서는 '이해(44.7%)'에 해당하는 문항이 가장 많았고, '적용(29.9%)', '지식(15.6%)', '분석(9.5%)' 순이었으며 이러한 결과는 일반화학 교재의 단원 평가 문항 분석 결과인 '적용', '분석', '이해' 순으로 되어 있는 것과 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 '평가'에 해당하는 문항은 전체 화학II 교과서에서 단 한 문제도 발견되지 않았으며 '종합(0.3%)'에 해당하는 문항도 거의 찾아볼 수 없었다. 한편 '적용'에 해당하는 문항의 대부분이 특정한 계산을 요하는 '양적인 수행'이었으며 '이해' 및 '양적인 수행'에 해당하는 문항의 비율은 분석된 총 문항의 70%에 이르렀다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권9호
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• pp.1124-1132
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• 2015

일반적으로, 교사 학습 알고리즘이 적절히 학습되기 위해서는 레이블의 편향이 없는 충분한 양의 학습데이터가 필요하다. 그러나 영작문 자동채점 시스템 개발을 위한 충분하고 편향되지 않은 학습데이터를 수집하는 것은 어려운 일이다. 또한 영어 작문 평가의 경우, 전체적인 답안 수준에 대한 다면적인 평가가 이루어진다. 적고 편향되기 쉬운 학습데이터와 이를 이용한 여러 평가영역에 대한 학습모델을 생성해야하기 때문에, 이를 위한 적절한 기계학습 알고리즘을 결정하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 문제를 앙상블학습을 통해 완화할 수 있음을 실험에 통해 보이고자 한다. 실제 중, 고등학교 학생들을 대상으로 시행된 단문형 영작문 채점 결과를 학습데이터 개수와 편향성을 조절하여 실험하였다. 학습데이터의 개수 변화와 편향성 변화의 실험 결과, 에이다부스트 알고리즘을 적용한 결과를 투표로 결합한 앙상블 기법이 다른 알고리즘들 보다 전반적으로 더 나은 성능을 나타냄을 실험을 통해 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권6호
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• pp.765-774
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• 2006

이 연구의 목적은 과학적 문제발견 능력을 신장시키기 위한 수업 방향을 제시하는 것이다. 이를 위해서 연구 대상자들은 협동 활동과 개별 활동을 통해 낮게 구조화된 과학적 문제 상황에서의 문제발견 과제를 수행하였으며, 문제발견 활동에 대한 심층적인 분석을 하였다. 분석 결과, 협동 문제발견 활동은 '문제 상황 탐색', '기존 지식 및 경험 표출', '잠정적 문제의 적절성 논의', '다양한 문제 생성', '최선의 문제 선택'의 다섯 단계를 거치는 것으로 나타났다. 또한 협동 문제발견 활동은 기존 지식이나 직간접 경험에 크게 의존하며, 문제 상황과 관련된 다양한 과학적 개념이 자연스럽게 표출되는 것으로 나타났다. 협동 활동을 통해 발견된 문제에 대한 창의성 요소 점수와 독창적 문제선택에 대한 일치 정도는 대체로 높은 편으로 나타났다. 또한 열린 문제 상황에서 발견된 문제의 유형이 닫힌 상황보다 더 다양한 것으로 나타났다. 또한 학생들은 문제발견 활동이 과학적 개념이나 사고력 및 탐구 능력을 신장시키는데 긍정적인 영향을 준 것으로 인식하고 있었다. 따라서 교사는 첫째, 문제발견에 필요한 지식이나 정보를 탐색할 수 있는 교육적 환경을 조성해야 한다. 둘째, 과학 지식과 경험의 폭을 넓힐 수 있는 다양한 기회를 제공해야 한다. 셋째, 학생들의 지식과 경험을 자유롭게 표출할 수 있는 수업 분위기를 조성해야 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.296-306
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• 2006

본 연구의 목적은 미국 퍼듀대학의 하계 GERI 프로그램에 참가한 부산 영재고등학교 학생들의 창의성 개발 학습에 대한 효과를 분석하는데 있다. 연구자들은 12명의 학생들을 대상으로 과학관련 수업을 참관하여 교사와 학생간의 상호작용 및 창의성 개발을 위한 교수학습 전략을 분석하였다. 그리고 이중 6명의 학생들을 대상으로 구체적인 과학 학습과 창의성 개발 과정에 대해 심층 면담을 실시하였다. 연구 결과, 3단계의 심화 학습으로 이루어진 GERI 프로그램은 교사의 창의적인 교수 방식 및 그룹 토의와 개별 연구를 통한 학습으로 학생들에게 창의적인 사고 기능을 촉진하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 면담을 실시한 대부분의 학생들은 영어에 대한 부담에도 불구하고 GERI 프로그램이 재미있고 쉽게 학습할 수 있으면서도 창의적인 사고 기능 개발에 효과적인 것으로 인식하고 있었다. GERI 프로그램은 우리나라와 비교할 때, 과학 지식의 수준이 다소 떨어지고, 체계성이 부족한 경향이 있었으나 학생들에게 다양한 학습 방법을 활용하여 새로운 과학 세계에 접할 수 있도록 도와주는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 우리나라 영재 학생들의 창의성 향상을 위한 교수학습 프로그램을 개발하는데 의미 있는 시사점을 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.870-880
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• 2007

이 연구에서는 과학실험활동에서 이루어지는 학습자의 상호작용 과정을 심층적으로 분석함으로써,인지수준별 모둠구성에서 나타나는 상호작용의 변화형태와 특성을 확인하여 상호작용 과정에 대한 실질적 이해를 돕고자 하였다. 이를 위해 1년 동안 13개의 탐구실험 활동이 진행되는 동안 교사가 추천한 두 모둠을 관찰 하면서 녹음/녹화하였다. 40차시의 녹음/녹화자료는 모두 전사되었으며,자료는 메모하면서 보고 듣는 과정을 반복하는 방법을 기초로 분석하였다. 이질모둠의 상호작용은 3A(형식적조작초기)학생이 문제해결을 주도하고 나머지 학생들은 상호작용에 참여하지 못한 채 일방적인 설명을 듣거나 답을 베끼는 식으로 변화하였다. 한편 낮은 능력의 학생은 상호작용에서 소외되고 있었으며,중간수준의 두 학생사이에 새로운 상호작용이 형성되고 있었다. 이로부터 상호작용을 강조한 활동의 진행과 모둠구성에 대한 시사점을 얻을 수 있었으며,이에 대해 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제40권1호
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• pp.72-89
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• 2016

본 연구는 우리나라에서 융합인재교육(STEAM)에 대한 연구가 본격적으로 이루어진 2011년부터 2014년까지 국내 학술지에 발표된 관련 논문 271편에 대해 발행 연도, 연구 방법, 연구 대상, 연구 주제, 발행 기관별로 연구 성과를 진단하고 앞으로의 연구 방향을 결정하는 지표를 제공하고자 하였다. 융합인재교육의 논문 게재 수는 2011년부터 2014년까지 지속적으로 증가하고 있으나 2014년에는 연구의 증가 추세가 주춤하는 경향을 나타내었다. 2013년부터는 대학교를 대상으로 한 연구가 두드러지게 증가하였고, 2014년에는 유치원 대상의 연구의 증가와 부진 학생과 특수학생을 대상으로 한 연구도 이루어짐을 확인하였다. 유치원과 대학교급에서는 미술을 중심으로 한 연구의 비중이 가장 높고, 초.중.고등학교급에서는 실과와 과학을 중심으로 한 연구가 많은 비중을 차지하고 있다. 일반 학문 분야에서는 융합인재교육에 대한 연구의 영역을 확대하고 있는 반면 교육 관련 학회에서는 2014년에 논문 게재 편수가 2013년에 비하여 약 16% 감소하였다. 앞으로 융합인재교육 연구에 있어 사례연구와 같은 질적연구 방법론이 더 높은 비중으로 다루어져야 할 필요가 있으며, 프로그램 보급 및 활용 실태에 대한 분석을 통한 프로그램을 효과적으로 공유하기 위한 시스템 구축에 대한 연구와 교육정책 및 제도에 대한 연구가 더 이루어져야 한다. 그리고 예비 교사 및 현장 교사의 교사교육에 대한 연구와 장기적인 연구를 수행하여 그 효과성을 검증해야 할 필요가 있다.