• 한국과학교육학회지
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• 제37권2호
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• pp.323-334
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• 2017

과학기술관련 사회쟁점(SSI) 교육은 다양한 영역에서 긍정적 효과를 보여주고 있는데, 학생들이 책임 있는 미래 사회 시민으로 합리적인 SSI 의사결정을 할 수 있도록 안내하는 것을 주요 목표로 한다. 저자의 선행연구에서 기술의 본성(NOT) 요소가 SSI 맥락에서 명시적으로 나타날 뿐 아니라 NOT 이해 수준이 높은 경우가 좋은 SSI 의사결정의 특징과 겹친다는 결과를 얻었다. 따라서 NOT 이해의 수준은 SSI 의사결정의 질을 가늠하는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 SSI 의사결정에서 NOT 이해 수준을 평가하기 위한 루브릭을 제안하였다. 또한, 이 루브릭을 활용하여 SSI 수업 전후에 나타나는 NOT 변화를 탐색하였다. 연구 참여자는 58명의 대학생으로 SSI 수업을 6주간(주 1회 105분) 수강하였다. 자료 수집을 위하여 SSI 수업 전후로 대학생들에게 황금쌀(유전자재조합식품의 일종)에 관련된 지문을 읽고 의사결정 글쓰기를 작성하도록 하였다. 학생들의 황금쌀관련 의사결정에서 NOT 이해 정도를 평가하고 분석하기 위하여 개발한 루브릭은 저자의 선행연구에서 제시한 NOT 개념틀(기술의 양태를 드러내는 '인공물', '지식', '실행', '시스템' 차원에 각 3개의 하위요소를 포함하여 총 12개의 요소를 가짐)을 기반으로 하였다. 더욱이 NOT 이해 수준을 구분하기 위하여 두 가지 기준을 도입하였다. 학생들이 얼마나 많은 NOT 요소를 파악하는지와 주어진 지문의 맥락에 맞추어 근거를 제시하는지가 해당 기준이다. 결국 NOT 요소를 인식하지 못하거나 잘못 이해하는 경우가 '수준0' 이고, 주어진 지문에 명시적으로 제시되지 않은 NOT 요소를 폭넓게 제시하면서 다양하고 구체적인 정보와 근거를 제안하는 경우는 '수준3' 으로 전체 4 단계로 구분하였다. 연구결과로 학생들의 SSI 의사결정에 NOT 요소가 명시적으로 나타나고 이해 수준은 다양하게 분포하였다. 또한, SSI 수업 후 NOT 이해 수준이 향상된 것으로 나타났다. 결론 및 함의에서는 SSI 의사결정에서 NOT 이해의 역할과 SSI 수업의 어떤 측면이 NOT 이해를 향상시켰는지를 추론하여 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.685-695
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• 2008

과학의 본성의 관점에서 과학의 탐구 단원의 내용 분석을 실시하였다. 10종의 10학년 과학 교과서 탐구단원 속에 있는 학습 목표, 활동, 문장에서 과학의 본성에 대한 내용, 관점, 제시방법을 분석하였다. 10종 교과서의 학습 목표들은 과학의 정의, 과학자의 특성, 과학적 방법, STS로 대분류되었다. 한편 과학 지식의 특성과 모델 형성 등과 같은 구체적인 과학 지식의 본성에 대한 관점은 학습목표에 포함되지 않았다. 활동 총 38개 중 17개가 어떤 정보도 주지 않은 과제형으로 제시되었다. 21개는 기본 자료를 제공하고 그것을 기초로 활동하는 형식이었다. 어느 경우이든 그 활동을 통해 배워야할 NOS 요소와 그에 대한 타당한 관점에 대한 명시적 언급이 없거나 부족했다. 과학 교과서 문장도 4영역으로 분류될 수 있었으며 현대적 관점과 고전적 관점이 혼재되어 있었다. 특히 과학의 정의는 귀납주의적 진술이 많았고, 과학 지식의 생성은 이론 형성보다는 법칙의 발견으로 표현되었다. 교사 수준에서 NOS에 대한 학습 목표와 학습 내용 제시와 함께 분명한 관점이 반영된 읽을거리를 제공해야만 효과적인 과학의 본성 수업이 가능함을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.585-598
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• 2015

본 연구는 예비 과학교사들의 집단 글쓰기 활동을 통해 집단 글쓰기 과정의 3단계인 정보수집, 정보의 논리적 조직, 검토 단계에서 나타나는 하위요소를 파악하고자 하는데 목표를 두고 있다. 이를 위하여 과학교과 논리 및 논술을 수강하는 19명의 예비 과학교사들을 대상으로 집단 글쓰기 수업을 구성하여 그 과정을 탐색하였다. 집단 글쓰기는 예비 과학교사들로 하여금 과학과 관련된 사회적 쟁점들 중 하나를 선택하여 작성하도록 하였으며, 4~5명으로 형성된 집단을 구성하여 실행되었다. 집단 글쓰기 3단계의 하위요소 분석은 집단별 토의내용과 작성한 글을 대상으로 귀납적으로 분석하여 결과를 도출하였다. 연구결과, 예비 과학교사들의 집단 글쓰기 과정의 3단계에서 다음과 같은 하위 요소가 추출되었다. 정보수집 단계에서는 정보 공유, 정보이해, 정보판별의 하위요소가 추출되었으며, 정보의 논리적 조직 단계에서는 정보의 범주화, 분산, 정보의 균형화, 성찰이라는 하위요소가 분석되었다. 마지막으로 검토 단계에서는 글 형식 통일, 전체적 글의 흐름검토, 가독성 고려라는 하위요소가 추출되었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제37권4호
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• pp.430-439
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• 2018

The preservice elementary teachers' goal orientations for science teaching (mastery/ability-approach/ ability-avoidance/work-avoidance goal) were measured. We also examined how the goal orientations were related to their images of science class (preferred/avoided). The results showed that the student teachers (75 males and 82 females) tended to have the mastery or ability-approach goals rather than the ability-avoidance or work-avoidance goals for science teaching. For avoided class, they tended to show teacher-centered components (eg., teacher: lecturing, students: watching and listening, environment: chalkboard), while rarely to show such teacher-centered components for preferred class. Regarding the relationships between the goal orientations and the images of science class, the significantly positive relationship was found between the ability-approach goal orientation and teacher-centered image of avoided class. However, the teacher-centered image for preferred class was positively related to the ability-avoidance goal orientation. The educational implications and future directions were discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.793-812
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• 2018

본 연구는 지식 중심의 과학교육에 대한 비판적 시각으로부터, 과학으로부터 배울 수 있는 지혜가 무엇인지 탐색하고자 하였다. 즉, 과학 과학수업 시간에 공유될 만한 '과학의 지혜'의 범주와 예시를 실제 수업 관찰과 면담을 통해 탐색하여 연구 결과로 제안하고자 하였다. 자료수집을 위해 3개 고등학교의 물리 수업을 관찰하고 교사 면담과 학생 면담을 각각 진행하였다. 수집된 자료는 본 연구에서 규정한 '과학의 지혜'의 의미에 기초하여 질적으로 분석하였다. 본 연구에는 '과학의 지혜'를 "과학지식의 형성 과정과 활용 과정에서 발견할 수 있는 지혜로운 행동, 태도, 방법, 생각 등의 행위"의 의미로 한정하여 사용하였다. 연구 결과, '과학의 지혜'의 3가지 범주와 6개의 예시를 도출하고 이를 연구자의 관점에서 해석 및 논의하였다. 첫 번째 범주는 '과학적 탐구에 필요한 태도'로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '합리적 의심과 개방적 태도' 및 '최선의 대안을 찾는 노력'이다. 두 번째 범주는 '문제 해결에 유용한 방법'으로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '조건을 변화시켜보는 사고방식'과 '과학의 언어를 사용하는 소통방식'이다. 마지막으로 세 번째 범주는 '과학과 인간의 관계에 대한 고찰'로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '과학과 사회의 관계에 대한 이해'와 '과학과 나의 관계에 대한 인식'이다. 결론에서는 미래 과학교육의 대안적 목표로서 '지혜 지향적 과학교육'을 제안하고 그 의미와 시사점에 대해 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.47-63
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 검정 교사용 지도서의 3~4학년 물질 영역에 나타난 PCK 요소를 분석하였다. 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 교사용 지도서와 달리 상대적으로 PCK 요소의 편차가 작았다. 평균적으로 과학 내용에 관한 지식이 가장 높은 비율을 차지하였고, 과학 교수 전략에 관한 지식이 과학 교육과정에 관한 지식보다 비율이 높게 다뤄졌다. 과학 평가에 관한 지식은 출판사 간 편차가 가장 컸으며, 학생에 관한 지식은 대부분의 출판사에서 비율이 낮게 나타났다. 하위요소로는 개념 및 이론보다 실험 및 탐구의 비율이 높았다. 수직 연계와 수업 목표에 비해 수평연계의 비율이 낮았고, 수업 목표는 교과 역량, 성취기준 등으로 다양하게 제시되었다. 발문이 강조됨에 따라 지도 전략과 발문이 비슷한 비율로 나타났다. 동기 및 흥미, 오개념은 지도 전략, 발문과의 연계가 나타났다. 평가 문항과 평가 준거는 수준별로 제시된 경우가 있었으며, 이 두 요소를 중심으로 다양한 PCK 요소의 연계가 있었다. 출판사별 편차가 상대적으로 큰 요소는 보충·심화 개념, 교과서 탐구, 활동 순서 및 방식, 교과 특이적 전략, 평가 문항이었다. 이상의 연구 결과를 중심으로 추후 교사용 지도서 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.48-63
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• 2024

본 연구에서는 맥락을 중요시하는 수업 절차를 제안하고, 과학 수업을 진행하여 어떠한 효과가 있는지 살펴보고자 하였다. 과학지식과 관련이 있는 다양한 맥락 중에서 발견의 맥락과 실생활 맥락을 중심으로 수업을 설계하기 위한 수업 절차를 개발하였다. 맥락중심설계와 이를 적용한 프로그램에 대하여 전문가의 내용 타당도 검증 후 수업을 진행하였고, 학생들의 반응을 확인하였다. 수정·보완을 거쳐 완성된 수업 설계의 최종안은 다음과 같다. 맥락중심설계를 4단계 PEAS(1단계 - 맥락 제시하기(Presentation), 2단계 - 맥락 탐색하기(Explore), 3단계 - 맥락 적용하기(Adapt), 4단계 - 정리하기(Share & Synthesize)) 절차로 제시하였다. 과학지식이 어떠한 사회적·역사적 맥락에서 생성되었는가(발견의 맥락)부터 실생활에서 어떻게 활용되고 있는가(실생활 맥락)까지 폭넓게 다룸으로써 단편적인 지식 습득에만 치우치지 않고, 과학지식의 전반적인 흐름을 경험할 수 있도록 하는 데 목표를 두고 있다. 새롭게 제안한 수업 절차에 대한 이해를 돕고, 그 효과를 확인해보고자 5학년 2학기 '재미있는 나의 탐구', 2. 생물과 환경 단원을 선정하여 프로그램을 개발하였다. 연구 결과, 맥락중심설계를 적용한 초등과학 프로그램은 학생들의 자기주도적 학습능력 향상에 효과적이었고, 특히 내재적 동기 영역에서 효과가 두드러졌다. 학생들은 과학지식과 관련된 발견의 맥락과 실생활 맥락을 경험하면서, 과학 학습에 능동적으로 참여하고자 하는 욕구가 생겼고, 이것이 적극적인 학습 효과를 이끌어내는 데 필수적인 조건이 되면서 의미 있는 학습이 일어날 수 있는 선순환 고리가 만들어졌을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 도출된 시사점을 바탕으로 다양한 영역 및 내용을 대상으로 맥락중심설계를 적용한 프로그램을 개발할 수 있을 것이다.

• 영재교육연구
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• 제21권4호
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• pp.801-828
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• 2011

중학교 과학영재 담당교사의 수업을 관찰하여 Pedagogical Content Knowledge(PCK)의 요소를 분석하고, 요소간의 관련성을 알아보았다. 연구 대상은 대도시 지역의 중학생 대상 영재교육원에서 과학을 가르치는 교사 4명이었으며, 전공은 각각 물리, 화학, 생물, 지구과학이고 2명은 전임교사, 2명은 겸임교사였다. 또한 전임교사들은 영재학생들만 가르쳤고, 겸임교사들은 보통 일반학생들을 가르쳤고, 특별히 주 1회 영재학생들을 가르쳤다. 수업관찰, 반구조화된 인터뷰를 실시하였으며, 문서자료를 수집하여 질적으로 분석하였다. 연구 결과, 과학영재담당교사의 PCK 요소의 몇 가지 특징이 나타났다. 교사들의 과학교수지향은 PCK의 요소들과 긴밀하게 상호작용하고 있었다. 교사들의 교육과정지식은 교사에 따라 상이했지만, 학습유형의 선택은 교사의 영재 교육 및 수업의 목표와 관련되어 있었다. 또한 이러한 교육과정 지식은 학생에 대한 이해의 영향을 받았다. 교사들은 교육과정지식과 학생에 대한 이해에 따라 수업에서 서로 다른 교수전략을 사용하고 있었다. 또한 PCK의 요소들의 관계는 밀접했으며 방향성을 가지고 있었다. 이러한 연구결과를 바탕으로 PCK의 요소와 관계성을 설명하기위해 사면체 모델을 제안했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권4호
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• pp.545-555
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• 1998

과학 탐구 능력의 향상은 과학 교육의 중요한 목표가 되어왔다. 이 목표를 달성하기 위하여 과학 교육 과정, 탐구 수업 방법, 교육 환경의 개선이 중요하다. 또 다른 중요한 요인은 과학 탐구 능력을 측정할 수 있는 도구를 개발하는 것이다. 그 동안 과학 탐구 능력 검사 도구는 우리 나라에서 뿐만 아니라 외국에서도 많이 개발되었다. 그러나 대부분은 문장으로 주어진 상황에서 각 탐구 요소를 측정하도록 되어 있어서 각 검사 도구에서의 독특한 특징을 발견할 수가 없다. 본 연구의 목적은 선 그래프를 이용하여 신뢰롭고 타당한 과학 탐구 능력 검사 도구를 개발하는 것이다. 선행 연구 등을 통하여 선 그래프를 이용하여 측정할 수 있는 과학 탐구 요소 6가지(가설 설정, 변인 통제, 자료 변환, 예상, 추리, 결론 도출)를 선정하고, 예비 검사와 현장 검사를 통하여 문항을 수정 보완하고, 최종적으로 4지 선다형의 19문항을 개발하였다. 본 검사 도구의 내용 타당도는 78%, 신뢰도 (KR-20)는 0.82, 평균 변별도 지수는 0.57, 그리고 평균 난이도 지수는 0.47이었다. 이 결과는 좋은 검사 문항의 기준에 합당하므로 본 검사 도구는 과학 탐구 능력을 측정할 수 있는 신뢰롭고 타당한 검사 도구라고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권5호
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• pp.501-514
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• 2022

온라인 교수학습 환경으로의 변화에 따라 온라인 형성평가에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 대한 예비 교사들의 준비가 필요하다. 본 연구에서는 교사 교육의 기초 토대 마련을 위해 예비 과학교사 22명을 대상으로 온라인 수업과 온라인 형성평가, 형성평가에 대한 인식을 조사하고, 이를 바탕으로 실행 과정에서 나타나는 주요 사항을 분석하였다. 사전 인식은 개방형 설문을 통해 얻은 응답을 오픈 코딩을 통해 범주화하여 범주별 빈도를 파악하였고, 사전 인식의 범주 분류 결과를 바탕으로 실행의 모습을 분석하였다. 이를 통해 현재 상태와 바람직한 활용 목표 간의 격차를 파악하고, 교사 교육에서 중점을 두어야 하는 사항은 무엇인지에 대해 논의하였다. 연구의 결과, 사전 인식에서는 온라인 수업의 어려움으로 상호작용을 언급하고, 온라인 형성평가의 장점으로 테크놀로지의 활용 및 피드백과 수업 조정을 언급하였다. 지도안과 조별 사전 인식 과정에서는 플랫폼의 테크놀로지를 활용하여 자동화된 피드백을 대부분 활용하였지만, 응답 분석 결과를 활용한 수업 조정과 상호작용이 나타나지는 않았다. 또한 온라인 형성평가의 형성적 기능에 적합하지 않은 활용 방식이 다수 나타났다. 이러한 원인은 예비 교사들의 형성평가 활용에 대한 이해가 부족하고, '평가'의 측면에 치중했기 때문으로 분석된다. 형성평가의 피드백을 통한 '형성적' 기능과 활용 방법에 대한 예비 교사들의 충분한 이해가 바탕이 될 때, 온라인 형성평가의 장점을 활용한 상호작용으로 이어질 수 있다. 따라서 형성평가의 핵심적 기능이 잘 발휘될 수 있도록 형성적 활용에 대한 역량 강화와 실질적 적용 방법에 대한 교육이 예비 교사 교육에서 강조되어야 할 것이다.