• 과학교육연구지
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• 제45권2호
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• pp.143-155
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• 2021

본 연구의 목적은 2018년도부터 적용된 2015개정 교육과정의 통합과학과 과학탐구실험의 지난 3년간의 현장적용 실태를 점검하고, 이를 토대로 2022 개정 교육과정 및 고교학점제에 대비하여 두 과목의 개선 방안을 탐색하려는 것이다. 이를 위해 전국에 분포한 고등학교들이 고르게 포함되도록 지역별로 분배, 표집하여 설문조사를 실시하였으며 총 192개 학교의 과학교사가 설문에 참여하였다. 또한 과학과 선택과목 재구조화에 대한 현장전문가의 의견을 조사하기 위해 12명의 고등학교 과학 교사들을 초점집단으로 선정하여 심층면담을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 설문조사에서 통합과학의 경우 현장적용 3년차를 맞이하여 대부분의 학교에서 6~8단위로 편성·운영하는 것으로 나타났으며, 학급당 통합과학 담당 교사는 3개년도 평균 2~3명으로 나타났다. 과학탐구실험의 경우 학기당 1단위씩 총2개 학기로 편성·운영하는 경우가 가장 많았으며, 부족한 시수를 채우기 위해 여러 명의 과학교사가 과학탐구실험을 담당하고 있는 것으로 나타났다. 심층면담에서 과학교사들은 향후 고교학점제에 대비하여 학기단위 집중이수가 가능한 규모로 통합과학을 축소하고, 핵심역량을 강화하여 재구조화해야 한다고 주장하였다. 연구결과를 토대로 2022개정 교육과정의 고등학교 공통과목 재구조화에 주는 시사점을 학기단위 집중이수가 가능하도록 통합과학을 빅아이디어를 중심으로 재구성하는 방안, 선택과목 수강을 안내할 수 있는 기본 과학개념을 중심으로 과학과 공통과목을 구성하는 방안, 고등학교 1학년 과학과 공통과목을 통한 선택과목 안내 및 진로지도의 필요성, 과학영역간 간학문적, 다학문적 통합·융합 과목을 지도를 위한 교사 전문성 강화의 필요성 등을 제안하였다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.163-170
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• 2022

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에서 중등학교의 모든 학생들이 이수해야 하는 공통과목인 중학교 과학, 고등학교 통합과학과 과학탐구실험의 성취기준 139개와 교과서 활동 496개를 대상으로 과학과 사회정서학습 요소를 분석하였다. 교육과정 성취기준의 경우, 7개의 과학과 사회정서학습 요소 중 '문화적 이해'는 거의 포함되지 않았고, '수리', '창의적 사고'는 중학교에서 높은 빈도로 나타났으며, '비판적 사고', '사회적 기술', '윤리적 이해'는 고등학교에 높은 빈도로 포함되어 있었다. 교과서 활동의 경우, 중학교와 고등학교의 사회정서학습 요소의 경향성이 비슷하게 나타났다. '비판적 사고', '창의적 사고', '사회적 기술' 등이 중점적으로 제공되고, '윤리적 이해'와 '문화적 이해'는 제한적으로 반영되어 있었다. 총체적인 사회정서학습 요소 함양을 위해서는 교육과정 성취기준의 구체화 또는 교과서 활동 및 교수-학습 과정에서의 보완 등이 필요하다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.154-155
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• 2006

본 연구는 통합형 고등학교에서 교사가 ICT 활용 과학 수업을 수준에 맞춰 진행하였을 때 학생들의 과학 학습의 인식과 과학적 태도가 얼마나 신장되는지를 알아보고 또한 효과적인 ICT 활용 수업을 하기 위한 시사점을 얻는데 그 목적이 있다 연구 과정은 통합형고등학교 1학년 보통반 2개반 64명을 대상으로 통제 집단과 실험 집단으로 나눈 후, 통제집단은 전통적인 수업을 하고 실험집단에 대해서는 ICT를 활용한 수업을 한 후 ICT 할용한 수업이 학업 성취도 및 흥미도에 미치는 효과에 대하여 알아보았다. 실험 전에는 학생의 ICT활용 능력 검사를 실시 하였고, 실험 후에는 학업 성취도 검사, 학습 흥미도 검사 등을 실시하였다 연구 결과에 의하면 ICT 활용한 수업집단에서 학습 흥미도 에서 유의미한 결과가 나왔다 학생과 교사의 ICT활용능력을 향상 시키고 새로운 시대에 맞는 학습 개발의 중요성과 이것을 어떻게 효율적으로 잘 사용하느냐가 중요하다는 것을 알 수 있었다

• 한국과학교육학회지
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• 제44권3호
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• pp.231-248
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• 2024

본 연구에서는 오픈소스 소프트웨어와 인공지능 문서 분류 모델인 한국어 Sentence-BERT로 고등학교 1학년 통합과학 질문-답변 챗봇을 제작하고 2023학년도 1년 동안 독립형 서버에서 운영했다. 챗봇은 Sentence-BERT 모델로 학생의 질문과 가장 유사한 질문-답변 쌍 6개를 찾아 캐러셀 형태로 출력한다. 질문-답변 데이터셋은 인터넷에 공개된 자료를 수집하여 초기 버전을 구축하였고, 챗봇을 1년 동안 운영하면서 학생의 의견과 사용성을 고려하여 자료를 정제하고 새로운 질문-답변 쌍을 추가했다. 2023학년도 말에는 총 30,819개의 데이터셋을 챗봇에 통합하였다. 학생은 챗봇을 1년 동안 총 3,457건 이용했다. 챗봇 사용 기록을 빈도분석 및 시계열 분석한 결과 학생은 수업 중 교사가 챗봇 사용을 유도할 때 챗봇을 이용했고 평소에는 방과 후에 자습하면서 챗봇을 활용했다. 학생은 챗봇에 한 번 접속하여 평균적으로 2.1~2.2회 정도 질문했고, 주로 사용한 기기는 휴대폰이었다. 학생이 챗봇에 입력한 용어를 추출하고자 한국어 형태소 분석기로 명사와 용언을 추출하여 텍스트 마이닝을 진행한 결과 학생은 과학 질문 외에도 시험 범위 등의 학교생활과 관련된 용어를 자주 입력했다. 학생이 챗봇에 자주 물어본 주제를 추출하고자 Sentence-BERT 기반의 BERTopic으로 학생의 질문을 두 차례 범주화하여 토픽 모델링을 진행했다. 전체 질문 중 88%가 35가지 주제로 수렴되었고, 학생이 챗봇에 주로 물어보는 주제를 추출할 수 있었다. 학년말에 학생을 대상으로 한 설문에서 챗봇이 캐러셀 형태로 결과를 출력하는 형태가 학습에 효과적이었고, 통합과학 학습과 학습 목적 이외의 궁금증이나 학교생활과 관련된 물음에 답해주는 역할을 수행했음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 공교육 현장에서 학생이 실제로 활용하기에 적합한 챗봇을 개발하여 학생이 장기간에 걸쳐 챗봇을 사용하는 과정에서 얻은 데이터를 분석함으로써 학생의 요구를 충족할 수 있는 챗봇의 교육적 활용 가능성을 확인했다는 점에 의의가 있다.

• 창의정보문화연구
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• 제6권1호
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• pp.1-13
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• 2020

본 연구는 사회통합전형으로 과학고등학교를 입학하는 학생들을 대상으로 교육 프로그램을 개발 적용하고 그 효과를 분석하는 데 목적이 있다. 프로그램은 과학고 사회통합전형 학생의 효율적인 학교 적응 지원을 통한 과학기술인으로서의 성장 도모 및 교육 격차 해소라는 목표로 개발되었고, 사회통합전형으로 입학하는 고등학생을 대상으로 입학 전과 입학 초기 여름방학에 적용하였으며 이에 대한 사전-사후 학업적 자기효능감 및 자아탄력성 검사와 면담을 실시하였다. 70명이 입학전 프로그램에 참여하였고, 이 중 56명이 입학 초기 여름방학 프로그램에 참여하였으며, 36명의 학생들이 프로그램 효과와 관련한 일대일 면담에 참여하였다. 검사 결과에서는 자아탄력성에서만 유의미한 차이를 보였으며 면담 결과에서는 학생들이 과학고에 입학하고 나서 학업적인 면이나 학교생활 적응 면에서 프로그램이 큰 도움이 되었다고 하였다. 이를 통하여 이 학생들에게 필요한 지원에 대한 제안과 추후연구를 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권2호
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• pp.209-220
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• 2015

과학은 자연 현상을 탐구하는 학문으로서 본질로 통합적인 성격을 띤다. 또한, 모든 학생을 위한 과학적 소양을 키우기 위한 과학교육의 목표를 효과적으로 달성하기 위해서는 통합적 과학교육이 요구된다. 이러한 관점에서 이 연구는 자연 현상을 관통하는 기본 개념이나 원리를 통합 개념으로 정의하고, 이를 중심으로 통합과학 교육과정의 내용을 구성하였다. 구성된 통합 개념 중심 과학교육과정의 대상은 고등학교 1학년이며, 성취수준을 제시하여 학습 내용의 수준과 범위를 나타내었다. 이 연구에서 제시한 통합과학 교육과정의 내용 구성은 현재 진행되고 있는 문 이과 통합형 과학과 교육과정의 개정에 새로운 관점을 제시할 수 있다는데 의미가 있다.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.429-437
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• 2020

본 연구는 고등학교 통합과학 담당교사를 대상으로 교육과정-수업-평가 실행과 변화를 조사하였다. 17개 시도의 통합과학 담당교사 529명을 대상으로 과학과 핵심역량, 기능, 교수학습 방법과 평가 방법에 대한 실행, 그리고 교사의 수업 준비, 주제/교재, 교수학습, 평가에 대한 변화를 온라인설문을 통해 조사하였다. 연구 결과 첫째, 교사들은 통합과학 수업에서 과학과 핵심역량 중 과학적 의사소통능력과 과학적 탐구능력, 과학과 기능 중 자료수집 분석 및 해석, 의사소통에 대한 실행이 높았다. 교사들이 통합과학 수업에서 많이 활용하는 교수학습 방법은 강의이며, 평가 방법은 선택형, 서술형 및 논술형, 보고서로 조사되었다. 교사의 경력에 따른 집단 간 차이를 살펴보면, 10년 미만의 교사 집단이 10년 이상의 교사 집단보다 2015 개정 과학과 교육과정에 기반한 수업 실행에 소극적인 것으로 나타났다. 둘째, 통합과학 교사들은 수업 준비는 교과서 외에 여러 가지 자료를 탐색하고 재구성하고, 주제와 교재 준비를 위해 여러 분야의 통합적인 개념을 적용하려는 노력이 증가한 것으로 나타났다. 셋째, 통합과학 교사들이 과정중심평가를 수업에 적용하는 것은 소극적이지만, 수업 구현을 위한 수업 재구성, 학생 참여도 증가를 위한 방안 모색 등 수업 전반에 대해 노력과 준비를 하고 있는 것으로 조사되었다. 교사의 자율성과 전문성을 존중하면서도 평가의 공정성과 신뢰성을 확보하고 교사 공동체를 기반으로 책임을 분담할 수 있는 시스템 및 과정중심평가에 대한 교사의 관심 또는 운영 단계별로 지원하는 시스템의 구축이 필요하겠다. 이를 통해 교사의 업무 과중 해소, 그리고 평가의 질 관리, 과정과 결과의 공정성, 객관성 확보할 수 있을 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구는 2019년도에 적용 2년차를 맞이한 고등학교 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험의 2차 년도 적용 현황을 분석하고 이를 토대로 향후 과학과 고등학교 교육과정 개발을 위한 제언을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 총244개의 과학중점고와 일반고를 대상으로 설문조사를 실시한 결과를 2018년도 1차 년도 조사결과와 양적으로 비교하였다. 또한 초점집단을 구성하는 9명의 과학교사들과 심층면담을 실시하여 2차 년도 적용현황에 대한 심층 답변을 논의하였다. 연구결과에 따르면, 1차 년도와 마찬가지로 적용 2년차에도 통합과학은 대부분 6~8단위로 운영하고 있었으며, 학급당 통합과학을 담당하는 교사는 3~4명이 대부분인 것으로 나타났다. 교사 초점집단 면담에서 현장교사들은 통합과학이 통합적 지도를 필요로 하며 학생의 흥미와 관심 유발에도 좋지만, 평가공정성 확보 등의 문제로 과정중심 평가 등을 구현하기는 어렵다고 주장하였다. 과학탐구실험의 경우 대부분 학기당 1단위로 2개 학기로 운영하고 있었으며, 가르치는 사람이 달라서 통합과학과 과학탐구실험을 거의 연계하지 않는 것으로 나타났다. 2019년도부터 과학탐구실험의 학교생활기록 기재 방식이 절대평가로 변경되어서 상대평가로 성적산출을 하지 않아도 되므로 학생들의 만족도나 수업의 흐름이 기대한 것보다 훨씬 좋고, 부담없이 가르칠 수 있다고 교사들은 말하였다. 연구결과를 토대로 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험 교육과정 안착을 위한 지원방안, 차기 과학과 교육과정 개정에서 통합과학과 과학탐구실험 과목의 개선 방안 등을 제안하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.576-585
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• 2004

이 연구는 국민공통기본교육과정 해양영역의 용어, 학습개념, 탐구를 대상으로 학습 연계성을 분석하였다. 분석 대상 교과서는 제 7 차 교육과정에 의해 집필된 초등학교 4학년, 중학교 7학년, 고등학교 10학년 과학교과서를 사용하였다. 용어의 사용 빈도는 초등학교에서 중 ${\cdot}$ 고등학교로 학교급이 올라가면서 증가하였으나, 용어의 해설은 고등학교로 갈수록 감소하였다. 학습개념은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에 관계없이 구체적 개념이 형식적 개념보다 많은 것으로 조사되었다. 탐구상황은 순수 과학적 상황이 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교 전 과정에서 통해서 가장 높았다. 탐구과정은 초등학교에서 중학교, 고등학교로 올라감에 따라 기본적 탐구과정에서 통합적 탐구과정의 비율이 증가하는 것으로 조사되었다. 탐구활동은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에서의 토의, 실험, 조사의 탐구활동이 많았으나, 고등학교에서는 견학 및 과제 연구가 전혀 제시되지 않았다. 이러한 결과에서, 기본 교육자료인 교과서에는 학교급에 상관없이 주요 용어에 대한 설명이 필요한 것으로 보인다. 또한, 학습개념과 탐구상황은 학생들의 인지발달과 과학${\cdot}$기술${\cdot}$사회와의 관계에서 전인적 학습이 가능하도록 할 필요가 있다. 특히, 지구과학교육에서 탐구활동은 야외학습을 통한 교육적인 효과가 크기에 적절한 적용이 요구된다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권4호
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• pp.404-416
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• 2015

본 연구의 목적은 고등학교 과학 교과의 효과적인 수업방법에 대해 고등학교 과학교사들과 고등학생들이 가지고 있는 인지프레임을 조사하고, 그들이 2009 개정 과학과 교육과정의 고등학교 과학에서 제시하고 있는 교수학습 방법을 어떻게 이해하고 있는지를 알아보는 것이다. 이를 위해 275명의 고등학교 과학 교사와 275명의 고등학생으로부터 데이터를 수집하였고, 수집된 데이터는 언어네트워크 분석법을 통하여 단어 분석과 프레임 분석을 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 고등학교 과학 교사들은 문제해결능력과 탐구능력을 향상시킬 수 있는 학생 중심의 수업이 효과적이라고 인식하고 있다. 반면 고등학생들은 교사들이 충분한 자료를 제시하여야 하고 대학 진학에 도움이 될 수 있는 수업이 효과적이라고 인식하고 있다. 둘째, 두 집단은 모두 2009 개정 과학과 교육과정을 충분히 반영하지 못한 인지프레임을 가지고 있다. 특히 두 집단은 융합 또는 통합이라는 요소를 그들의 인지프레임에 연결시키지 못하고 있고, 여러 과학 분야의 내용들이 서로 밀접하게 관련되어 있다는 사실을 인식하지 못하고 있다. 그러므로 교사들이 고등학교 과학 교육과정에 대해 명확하게 이해하고 이를 실행할 수 있도록 현직 연수를 강화시킬 필요가 있다.