• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제19권3호
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• pp.533-551
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• 2017

통계교육 연구자들은 형식적 추리 방법을 지도하기에 앞서 비형식적 추리를 지도할 것을 강조하며 통계적 추리의 발달 과정에 주목하고 있다. 본 연구는 표본 비교하기 과제와 모집단의 그래프 추측하기 과제를 해결하는 과정에서 나타나는 중 고등학생들의 비형식적 통계적 추리의 수준과 각 수준별 특징을 분석하였다. 연구 결과, 표본 비교하기 과제에서는 개인적인 의견에 기초하여 타당하지 않은 추리를 하는 수준, 자료에 대한 국소적 관점을 가진 수준, 자료에 대한 전체적 관점으로 전환되는 수준, 분포의 다각적인 측면에 주목하는 수준, 통계적 개념들을 통합하여 추리하는 수준이 확인되었다. 모집단의 그래프 추측하기 과제에서는 개인적인 의견에 기초하여 타당하지 않은 추리를 하는 수준, 표본대표성에만 주목하고 표집변이성을 고려하지 않는 수준, 표본대표성과 표집변이성을 모두 고려하며 분포의 한 측면에 주목하여 부분적으로 타당한 추리를 하는 수준, 분포의 다각적 측면에 주목하는 수준, 통계적 개념들을 통합하여 추리하는 수준이 확인되었다.

• 대한화학회지
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• 제55권6호
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• pp.1030-1041
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• 2011

본 연구에서는 사범대학 과학교육과에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 중학교 교육과정에 해당하는 화학 개념의 이해도를 조사하고 예비 과학 교사들의 배경변인에 따른 답지 반응 분석을 실시하였다. 연구 결과, 오답을 선택하는 예비 과학 교사들이 모든 문항에서 나타났으며, 문제를 해결했더라도 각 문항의 해결에 필요한 개념을 충분히 이해하지 못하는 예비 과학 교사들이 있음을 알 수 있었다. 그리고 특정 문항에 대해서는 예비 과학 교사들이 고등학교 시절 대학수학능력시험의 선택 과목으로 화학을 선택한 것과 상관없이 정답률이 낮았다. 이 결과의 원인을 찾기 위한 심층질문을 통해 몇 가지 사실을 알 수 있었다. 첫째, 중학교 학생들이 가지고 있는 오개념을 예비 과학 교사들도 가지고 있었다. 둘째, 대학수학능력시험 선택 과목으로 화학 선택 유무에 따라 정답률에 차이가 없었다. 셋째, 개념에 대한 본질적 이해 전에 계산을 통한 문제 풀이나 단순 기억에 의해 문제를 해결하려는 학습 습관은 오개념 형성에 영향을 주었으며, 형성된 오개념은 대학생이 되어도 지속적으로 나타나는 경향이 있었다.

• 영재교육연구
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• 제25권6호
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• pp.905-926
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• 2015

본 연구에서는 온라인 영재교육 프로그램을 이수한 학생의 동기, 자기조절전략, 학습양식을 비교하여 성취도 상위, 중위, 하위 집단 간에 차이가 있는지 분석하고자 하였다. 이 연구에 참여한 학생은 2015년 3월~6월까지 온라인 영재교육 과정을 이수한 중학교 1학년~고등학교 2학년 788명이며, 이들은 학습관리시스템을 통해 온라인 설문에 자발적으로 참여하였다. 설문 문항은 동기(동기적 선호, 학습목표 지향성) 관련 20개 문항, 자기조절전략(인지조절 전략, 행동조절 전략) 관련 27문항, 학습양식 관련 6문항, 학습자 배경변인 7문항으로 총 60개였으며, 설문 데이터는 SPSS 19.0를 이용해 기술통계 및 다변량분산분석(MANOVA)의 방법으로 분석하였다. 본 연구에서 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생의 수학, 과학 과목에 대한 동기적 선호를 비교했을 때, 성취수준 상위, 중위, 하위집단 순서로 수학적, 과학적 내재적 동기가 높았다. 둘째, 상위, 중위, 하위 집단 간 인지조절 전략 하위 요인별 활용의 차이를 분석한 결과 정교화 전략에서 집단 간 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났고, 노력 및 시간조절 전략에서도 상위 집단과 하위 집단, 중위 집단과 하위 집단 간에 유의미한 차이가 나타났다. 즉, 상위 집단의 정교화 전략, 노력 및 시간조절 활용 수준이 가장 높은 것으로 나타났다. 마지막으로, 학습 양식 선호의 차이, 즉 협동학습과 경쟁학습 선호에 대한 집단 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.50-61
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• 2017

본 연구의 목적은 고등학생의 학습유형이 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 행동영역에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고, 문제해결과정에서 나타나는 학습유형에 따른 학습자의 문제해결 방식을 시선추적 기법을 통해 살펴보고자 하였다. 충청북도 소재 E 고등학교 2학년 4개 학급 중 2개 학급, 총 50명의 학생들에게 학습유형검사를 실시하였으며, 이 중에서 최근 2년간 시행된 대학수학능력시험 지구과학I 기출문제를 접하지 않은 학생을 중심으로 학습유형 별 2명씩 무선 표집하여 최종 8명을 연구 대상으로 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 확산적 동화적 수렴적 조절적 학습자의 문항 정답률이 각각 지식영역, 적용영역, 지식-이해영역, 이해영역에서 높게 나타남으로써 네 가지 학습유형이 평가문항의 행동영역에 따라 성취 수준에 차이가 있음을 확인하였다. 둘째, 학습유형별 학습자가 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 문제를 해결하는 과정에서 보인 관심영역(AOI) 별 시선점유율은 AOI 2 영역이 AOI 1, 3, 4 영역보다 높은 시선점유율을 나타내었다. 즉 네 가지 학습유형의 학습자들이 문제 해결의 단서 혹은 정보가 되는 AOI 2 영역, 즉 표 그림 그래프 영역에 더 주의 깊게 응시한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 질적인 면에서 높은 수준의 문항개발을 위해서는 AOI 2 영역을 중점적으로 고려해야할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 선발의 공정성과 객관성을 확보하기 위해서는 대학수학능력시험 지구과학I 행동영역에서 전체적으로 고른 문항 수가 출제되어야 할 것이며, 문항개발 시 과학개념에 대한 지식, 이해, 적용, 탐구의 행동영역 별 문항이 표 그림 그래프와 높은 상관관계를 갖도록 문항을 제작해야 할 것으로 사료된다.

• 영재교육연구
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• 제24권6호
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• pp.1001-1024
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• 2014

본 연구에서는 과학영재학교에서 AP(Advanced Placement)를 경험하고 현재 대학생이 된 39명의 영재고 졸업생들과의 심층인터뷰를 통해 영재학교에서 운영 중인 AP의 운영실제 및 그 의미를 탐색하고 2015년부터 과학고로의 전면적 확대를 앞두고 있는 AP의 향후 방향성을 모색해보고자 하였다. 현재 영재학교 학생들은 기초필수와 선택과목 등으로 평균 8과목 이상의 AP 과목을 수강하고 있었다. AP 교과목의 경우, 대개는 영재학교 2학년부터 수강이 이루어지는 것이 일반적이나 PT(placement test)를 통해 1학년 때부터 AP과목을 수강하는 경우도 있었다. AP로 제공되는 선택과목들은 전공별로 차이가 있어 수학 교과에서는 비교적 많은 전공 선택 과목이 제공되고 있으나 생물이나 전산 교과등을 이수하려는 학생들에게는 상대적으로 선택의 폭이 적었다. 본 연구에 참여한 학생들에 의하면 영재학교에서의 AP는 오히려 대학에서의 수업보다 내용상 더 어려웠으며 소수인원으로 진행되는 만큼 활발한 교사-학생 상호작용과 함께 충실하게 운영되었다. 하지만 AP 과목의 이수 인정 학점인 C+의 타당성과 관련해서는 상이한 의견이 제시되었다. 연구결과 학생들은 AP로 단축된 시간을 다양한 측면으로 활용하고 있었다. AP가 0.5년에서 1.5년의 조기졸업을 위한 통로로도 활용되어지지만, 학생들은 AP로 단축된 시간을 복수전공, 부전공, 해외 교환학생 등과 같이 다양한 기회로 활용하고 있음을 알 수 있었다. 특히 남학생들의 경우 AP로 인해 단축된 시간이 있어 군복무 기간에 대해 다소 부담감을 덜 느끼는 것을 알 수 있었고, AP가 학생 개개인 관심사나 연구를 위한 시간적 여유를 제공해주기도 하였으며, 무엇보다 AP를 통해 고등학교에서 보다 진지하게 진로를 탐색하고 경험할 수 있는 유용한 시간이었다고 학생들은 지적한다. 본 연구는 과학영재학교와 과학고등학교에서 AP 과정이 성공적으로 정착하고 더욱 확대 발전하기 위해서 학교-대학 간의 보다 원활한 행정시스템 개선, AP 과목 인정 대학의 확대 등을 포함한 몇 가지 현실적 제언을 제시하고 있다.

• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.381-393
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• 2012

이번 연구를 통해 고등학교 1,2학년 학생들이 학습하는 2009 개정 교육과정 화학 I 검정 교과서 4종을 선정하여 과학적 지식 외에 어떠한 STEAM 요소를 포함하고 있는지 분석하였다. 각 단원별, 출판사 별, 교과서의 영역별로 포함된 STEAM 요소의 종류와 수는 어떻게 다르게 나타나는가에 관한 연구 문제를 선정하고 결과를 분석해 보았다. 현 교과서의 내용과 잘 맞지 않는 STEAM 요소의 새로운 하위요소들을 정하고, 새로운 분류 틀을 만들어 그 분류틀을 기준으로 분류 하였다. 먼저 예술 분야의 경우 방법적인 면에서의 예술 분야를 '표현예술'로 만화, 토의, 역할놀이의 하위요소를 가지며 내용적인 면에서의 예술 분야를 '문화예술'로 사회문화, 과학자 이야기, 인류의 역사, 직업탐구, 미술의 하위 요소를 갖는다. 기술과 공학요소는 서로 분류하기 어려우므로 '기술공학' 이라는 하나의 분야로 통일하고, '과학적 내용을 활용한 기술'과 '과학적 발전에 활용된 기술'의 두 가지 하위 요소를 포함한다. 마지막으로 수학요소는 수, 연산, 단위변환, 구조모형의 하위 요소를 갖는다. 또한 교과서에 포함된 STEAM요소의 교과서 안의 위치영역을 도입부, 본문, 보충자료의 세 영역으로 분류하고, 본문의 경우 내용과 탐구영역으로 세분화 하여 분석하였다. 분석 결과 대부분의 교과서가 개정 교육과정의 의도를 파악하여 다른 분야를 통해 학습이 일어나게 하기위해 STEAM 요소를 포함 하고 있었다. 그러나 교과서 별로 활용하는 학습 방법이 제한되어 있으며, 교과서의 종류에 따라 조금 다르게 나타났다. 또한 포함하고 있는 세부요소의 종류는 전체 14종류 밖에 되지 않으며, 그것도 교과서 별로 몇 가지 요소에 집중돼는 경향을 나타내는 것으로 보아 현재 화학교육에서 활용되는 STEAM 교육에는 한계가 있는 것으로 보인다. 단원별로는 수업내용에 따라 포함된 STEAM 요소가 다르게 나타났는데, 많은 수의 STEAM 요소가 I단원에 포함되어 있는 것으로 보아 수업 내용에 수학, 역사 들이 포함되어 있지 않는 경우 STEAM 요소가 포함되기 어려움을 알 수 있었다. 마지막으로 영역별로 포함된 STEAM 요소의 경우 요소들이 대부분이 보충자료 영역에 포함되어 있고, 그 요소가 문화 예술이 가장 많은 것으로 보아 실제적으로 화학 지식에 대한 활용적인 면에만 STEAM이 활용되며 화학지식에 대한 접근 방법적 융합교육이 매우 부족함을 알 수 있었다. 현재, 국내 교육계에서 STEAM 교육에 관해 주시하고 있는 만큼, 새로운 교육적 경향인 STEAM 교육이란 무엇인지에 관해 면밀히 탐구하고, STEAM 교육의 효과와 프로그램 및 교재 개발에 대한 엄밀한 연구가 필요하다. 이러한 연구들을 통해서 저학년들에게 집중되어 있는 융합교육을 전 학생들에게 확대하고, 궁극적으로 평생에 걸친 학습 시대에 스스로 활용 할 수 있게 될 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.358-375
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• 2015

이 연구의 목적은 융합인재교육(STEAM)이 가지는 가치, 필요성, 정당성을 탐색하고, 국내외 사례와 전문가들의 인식을 조사하여 우리나라 실정에 맞는 융합인재교육의 정책 및 실행 방향을 제시하고자 한다. 이 연구의 대상자는 2011학년도 전국의 초.중.고등학교에서 융합인재교육 연구학교의 실무를 담당한 교사 11명과 STEM/STEAM 교육과 관련된 국내 전문가 19명, 국외 전문가 12명이며, 이들이 소속된 기관의 프로그램 운영 사례를 논의의 대상으로 하였다. 우리나라의 융합인재교육 정책에서 고려되어야 할 점을 경험과 이해, 정책적 지원, 추진 방향의 측면에서 분석된 결과는 첫째, 경험과 이해의 측면에서 학교 현장에서 편리하게 적용하고 활동할 수 있는 프로그램 개발과 적용 방안이 제시되어야 하고, 이 교육 활동의 목표가 무엇이며 평가 체제와 환류에 대한 표준이 작성되어야 한다. 전문가들은 주제중심 학습이 가장 선호되는 학습이며, 창의적 사고력 개발과 실생활 적용능력을 위한 교육이 이루어져야 된다고 인식하고 있다. 둘째, 정책적 지원의 측면에서는 우수한 STEAM 교사 양성을 위한 다양한 프로그램과 정책적 유인책이 부족하다. 다양한 시각과 첨단 기술을 가미한 과학기술, 공학 및 예술과 인문사회를 아우를 수 있는 교재를 개발하여 보급하여야 한다. 이를 위해 교사들이 활동한 내용을 서로 나누고 자료를 쉽게 얻을 수 있는 STEAM 네트워크가 필요하다. 이 네트워크에는 기업체, 대학, 연구소 등의 관련 기관이 함께 참여할 수 있도록 정책적인 유도가 필요하다. 셋째, 추진방향의 측면에서는 현행 교육과정에서 STEAM 교육이 자연스럽게 이루어 질 수 있는 정책 방안 제시가 필요하다. 국내외 전문가들은 창의적 사고력을 기르는 교육과 함께 융합적 문제해결력을 기르는 교육 방향으로 나가는 것을 추천하고 있다. STEAM 교육과 관련된 정부의 부처 간의 협조에 의해서 이를 실천해 나갈 것을 요구하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1158-1174
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• 2011

이 연구에서는 2009년에 시행된 까오카오의 구성 및 출제의 기본 원칙과 범위, 검사지 구성 등 을 파악하고, 문항 유형, 특이 사항 등을 분석하였다. 또한 까오카오 전국권1과 전국권2의 이과 종합 및 상해 이과 종합과 상해 화학 문항을 수능과 관련하여 내용 수준 및 행동 요소별로 분석하였고, 아울러 우리나라 수험생의 관점에서 예상 정답률을 추정하였다. 분석 결과, 까오카오 전국권 시험의 이과종합은 시험시간이 총 150분이며 300점 만점이고 상해 이과종합과 화학은 총 120분이며 각각 150점 만점이다. 또한 선택형 문항과 서답형 문항을 포함하고 있으며 서답형 문항은 실험 문제, 단답형과 서술형 문제 등 다양한 문제 유형으로 이루어져 있다. 이과종합 시험은 물리, 화학, 생물로 구성되어 있으며 우리나라 수능과 달리 지구과학 내용은 포함되어 있지 않다. 기본적인 이해나 관찰 능력부터 추리나 종합적인 사고 능력을 요구하고 있으며, 특히 실험 능력을 강조하고 있다. 시험의 출제 내용은 교육과정이 아닌 출제 요강에서 제시하고 있으며, 대체로 우리나라 고등학교까지의 교육과정 수준을 벗어나는 대학 수준의 비율이 다소 높았다. 행동 영역에 따른 분석에서 이해와 적용에 해당하는 문항의 비율이 우리나라 수능에 비해 매우 높게 나타났으나 탐구 설계 및 수행에 해당하는 문항의 경우는 비율이 높지는 않지만 매우 심도 있게 탐구 영역을 다루고 있다. 예상 정답률의 경우 전국권1과 전국권2의 예상 정답률 분포가 큰 차이를 보이지 않았으나, 예상 정답률이 20 39%에 해당하는 어려운 문항이 우리나라 수능과 비교할 때 4~5배로 높아 어렵게 출제되는 것으로 평가된다. 특이 사항으로는 까오카오 문항이 실험 능력을 강조하고 있으며 일상생활과 관련된 문항도 낮은 비율이지만 생활에 유용하게 출제되고 있다.