• 정보교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.177-189
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• 2013

국제학업성취도 비교 연구에 따르면 우리나라 학생들은 과학 수학교과에서 높은 수준의 학업성취결과를 나타낸 반면 학습 동기는 상대적으로 낮게 나타났다. 이에 본 연구는 엔지니어링 수업 모델을 적용한 로봇활용 STEM 융합교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 주제는 4학년 과학교육과정의 한 단원이면서 학생들에게 친숙하고 로봇의 활용이 효과적인 '동물'로 정하였다. 로봇활용 STEM 프로그램은 로봇소양교육, 주제관련 교과학습, 엔지니어링 교육활동의 세 영역으로 구성되었다. 개발된 STEM 프로그램은 현장교사 14명으로부터 검토를 받았으며 연구결과 로봇 소양 유무에 상관없이 대부분의 교사가 프로그램의 목표, 내용 구성, 로봇의 활용에 대해 긍정적 반응을 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.544-560
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• 2003

본 연구에서는 첫째, 서울 소재의 기관 성격이 다르며 학생들이 주로 방문하는 대표적인 과학관으로 국립서울과학관, 서울특별시과학교육연구원 탐구학습관, LG 사이언스 홀을 선정하여, 그 곳 전시물의 목표, 전시물 내용, 관람활동 방식, 전시물 설명 방법 등 전시물의 일반적인 특징을 조사하였다. 둘째, 국립서울과학과, 서울특별시과학 교육연구원 탐구학습관, LG 사이언스 홀을 방문한 중학생 290명에게 관람한 전시물 중에서 가장 좋았던 전시물과 가장 싫었던 전시물을 선택하도록 하여, 학생들이 자신이 택한 전시물들에 대하여 어떻게 생각하고 있는지를 비교 조사 하였다. 과학관 전시물의 특징은 과학관의 목적이나 운영방식등의 특성에 따라 달랐다. 과학관의 설립목적에 따라 가장 많은 비율을 차지하는 전시물의 목표와 내용 영역이 달랐으며, 과학관의 설립목적과 전시물의 내용에 따라 전시물을 관람 활동 방식도 차이가 있었다. 또한 과학관을 운영방식에 따라 전시물을 설명하는 방식도 과학관마다 차이가 있었다. 전시물에 대한 학생들의 인식조사에서 학생들은 가장 좋았던 전시물과 싫었던 전시물을 선택한 이유에 대해서는 대체적으로 '조작방법이 재미있어서' 전시물이 좋았고, '과학 내용이 시시해서' 전시물이 싫었다고 응답하였다. 학생들은 전시물의 내용에 대해서는 참신하여 호기심을 자극할 만 하고 쉽게 이해할 수 있는 내용과 일상 경험이나 학교에서 배운 것을 확인할 수 있는 내용을 선호 하였다. 전시물을 관람한 소감으로 좋았던 전시물에 대해서는 과학이 재미있다고 느꼈고, 학교에서 해 볼 수 없는 것을 경험하게 되었다고 응답하였다. 전시물과 학교 수업과의 관련성에 대해서는 앞으로 과학수업을 배우는데 도움이 될 것으로 인식하였다. 설명이 없는 상태에서 전시물을 의도는 이해했다고 응답하였으나, 전시물의 원리를 이해했다고 응답한 학생 비율은 적었다. 전시물에 대한 설명을 통해 원리나 개념을 이해했으나 각 과학관마다 약 20%의 학생들은 설명을 보지 않았다고 응답하였으므로 학생들의 관심을 유도할 수 있도록 전시물의 설명방식을 다양화 할 필요가 있다. 특히 도우미가 설명하는 경우에 전시물이 이해되었다고 응답한 비율이 높았다. 관람하는데 있어서 크게 불편한 점은 없었지만, 기타 불편했던 점으로 단체 관람하는데 할당된 시간과 인원에 대한 점과 전시물의 작동 시간 사이에 기다려야 하는 시간이 길고 작동되는 시간은 짧아서 불편했다고 응답하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권6호
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• pp.870-885
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• 2010

이 연구의 목적은 숙련된 전공 교사와 비전공 교사가 공동 작업으로 중학교 1학년 "분자의 운동"에 관한 CoRe를 개발하면서, 개발 과정에서 연구 참여자들이 경험하는 것은 무엇이며, 개발 과정 경험 후 이들이 수업에서 나타나는 PCK 변화는 무엇인지 알아보는 것이었다. 이 연구는 도구적 사례 연구이며, 연구 참여자를 의도적 표본 추출하였다. CoRe 개발 과정 녹음과 수업 관찰 녹화, 면담으로 자료를 수집하였고, 모든 자료는 전사 후 분석하였다. 연구 결과, 연구 참여자들이 CoRe 개발 논의 과정을 통해 교과 내용 지식과 이전 수업에 대해 반성하고, 교사 자신의 오개념을 수정하고 개념을 명료화했으며, 교수 내용과 목표를 분명히 인식하고, 학생들의 선개념에 대한 이해를 높이는 경험을 한다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 비전공 연구 참여자들은 전공 교사와의 논의를 통해 이전의 수업에서 입자적 관점이 부족했었던 면을 확인하고, "분자의 운동"에서 무엇을 왜 가르쳐야 할지를 명확히 인식하게 되었음을 강조했다. CoRe 개발 경험 후 비전공 연구 참여자들은 PCK의 구성 요소 중 과학 교육과정에 대한 지식에 가장 큰 영향을 받아, 수업에서 입자성과 분자의 운동을 강조하는 모습을 보였다. 또 CoRe에서 논의된 새로운 교수 전략을 도입했다. 비전공 연구 참여 교사들의 PCK가 변하는 정도는 자신의 지식과 이전 수업에 대한 반성적 사고 정도와 교사의 정의적 특성에 따라 달랐다. 이 연구를 통해 CoRe 개발 과정이 교사의 전문성 신장에 필수적인 반성적 사고를 촉진시키고, PCK에도 유의미한 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 특히 전공자와 비전공자가 공동으로 CoRe를 개발하는 논의 과정을 통해 통합 교과에서 비전공자들이 보이는 일종의 결여를 확인하고 보완할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 인식이 곧바로 실천으로 연결되는 것이 아니라 내면화되기까지는 시간과 노력이 요구된다는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.295-305
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• 2019

본 연구와 관련된 선행 연구에서는 과학 교수 학습 과정에서 효과적인 시각적 표상 활용과 연구를 촉진하기 위한 목적으로 2개 차원으로 구성된 시각적 표상 능력의 교육목표 분류체계(visual representation competence taxonomy: VRC-T)가 개발되었다. 본 연구에서는 이러한 VRC-T에 기초하여 그림자 현상에 대한 초등학생의 시각적 표상 능력을 조사하고 그림자에 대한 과학 지식과 표상 능력 사이의 관계 및 VRC-T 인지 과정의 위계 관계를 탐색하고자 하였다. 연구 결과 그림자 현상에 대한 초등학생의 시각적 표상 능력을 '해석하기', '통합하기', '구성하기'의 대범주로 나누어 보면 대체적으로 '해석하기'가 가장 점수가 높고, 다음이 '구성하기', '통합하기'의 순으로 나타났다. 또 학생들이 정규 교육과정에서 그림자 관련 단원을 학습한 이후임에도 불구하고 시각적 표상 능력은 높지 않은 것으로 나타났다. 한편 텍스트 기반의 과학 지식은 시각적 표상 능력의 모든 범주와 상관이 높지 않았다. 이것은 텍스트 형식의 과학 지식을 가지고 있더라도 시각적 표상 능력은 갖추어져 있지 않을 가능성이 크다는 것과 과학 수업에서 시각적 표상을 좀 더 강조하여 다루어야 할 필요성을 나타낸다. 마지막으로 서열화 이론에 따라 그림자 현상에 대한 시각적 표상 능력의 인지 과정 위계 관계를 탐색한 결과, 인정비율을 다소 느슨하게 하는 경우 6개 인지 과정 사이에 일직선의 위계 관계가 발견되었다. 이것은 평가 도구나 과제, 시각적 표상 능력을 지도하는 수업 활동을 계획할 때 VRC-T가 유용하게 활용될 수 있는 분석틀임을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.45-57
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• 2019

맥락과 학습자의 흥미를 무시하는 기존의 과학사 교육은 과학의 본성(NOS)에 대한 이해를 방해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대륙이동설의 역사에 대한 스토리텔링의 풍부한 맥락을 통해 NOS 요소를 전달하고자 한다. 스토리텔링을 전달하는 다양한 매체 중에서 개인의 몰입을 이끌어내는 강력한 매체는 바로 컴퓨터 게임이며, 그 중에서도 스토리가 주가 되는 장르는 롤플레잉게임(RPG)이므로, 본 연구에서는 대륙이동설을 중심으로 과학사 롤플레잉 게임(SHRPG)을 개발하고자 한다. 게임 개발을 위한 모델은 Kim(2017)의 4F 프로세스를 적용했으며, 이 모델은 현황 분석, 목표 설정, 게임화 설계, 마무리 단계로 구성되어 있다. 목표 설정 단계에서 교육 게임화 범위는 대륙이동설의 역사에서 두드러지게 나타나는 4 가지의 NOS 요소(Lederman et al., 2002)를 포함하였다. 즉, 창의력과 상상력의 요구, 주관성, 사회 문화적 특성, 잠정성이다. 메커닉스와 룰은 퀘스트, 보상, 퀴즈, NOS 점수와 랭킹을 포함했다. 최종 단계에서는 4번의 테스트가 수행되었다. 마지막 4차 테스트인 베타테스트에서 고등학생들을 대상으로 VNOS-C 사전 사후 설문, 만족도 조사, 면담을 통해 본 연구가 교육게임화가 추구하는 결과인 '재미도 있고 배운 것도 많은 수업'인지 확인했다. 그 결과, SHRPG에서 의도한 NOS 요소 4 가지에 대해 학생들이 게임의 스토리인 대륙이동설의 맥락을 통해 이해하고 있었으며, 4 가지 요소 중에서도 '창의력'요소에서 가장 뚜렷한 효과를 보였다. SHRPG에 대한 만족도 또한 매우 높게 나타났는데, 스토리에서 가장 큰 재미를 느꼈으며, RPG 형식의 교육을 통해 쉽게 이해할 수 있었다는 의견이 가장 많았다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.523-537
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• 2023

본 연구는 과학기술로 인해 발생할 수 있는 위험을 다루는 과학교육에 대한 초등교사의 교육 경험과 교육 준비도 및 요구도를 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 다수의 교사가 과학교육에서 과학기술로 인해 발생할 수 있는 위험을 다루어 본 경험이 없었다. 둘째, 2022 개정 과학과 교육과정의 성취기준에 위험이 포함되어 있다는 것을 알고 있는 교사의 수가 모르는 교사의 수보다 더 많았다. 셋째, 위험지각, 위험평가, 위험관리에 대한 교사들의 이해도를 비교하면, 위험지각에 대한 이해도가 상대적으로 높고 위험평가에 대한 이해도가 낮았다. 넷째, 대다수 교사가 위험에 대한 교육 및 연수를 받은 경험이 없었다. 다섯째, 위험교육의 10가지 목표를 가르치기 위한 교사의 현재 역량 수준은 정보 활용과 실천 역량 순으로 높게 나타났고, 확률 해석과 위험평가 방법에 대한 평가가 가장 낮게 나타났다. 여섯째, 다수의 교사는 학교 과학 수업에서 과학기술로 인해 발생할 수 있는 위험에 대해 교육하는 것이 중요하다고 응답하였으며 특히 실천 역량, 정보 활용, 의사 결정 역량 순으로 중요하다고 응답하였고 실천 역량, 정보 활용, 대중매체의 영향 평가 순으로 교육이 시급하다고 응답하였다. 그러나 교사들은 학교 과학 수업에서 위험을 다루게 될 때 예상하는 어려움으로 관련 교육자료의 부족, 위험교육 관련 교수 이론에 대한 이해 부족, 과학 교과 내용 및 성취기준과의 관계 순으로 높게 응답하였다. 일곱째, 위험교육의 10가지 목표별 교육 요구도를 산출한 결과, 위험 특성의 영향 평가, 의사 결정 역량, 실천 역량, 위험평가 방법에 대한 평가가 초등교사가 우선하여 요구하는 항목이었다.

• 한국화예디자인학연구
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• 제41호
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• pp.155-169
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• 2019

본 연구는 블룸의 교육목표에 따른 원예동화책의 교육적 특성과 인식을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위하여 Web에서 식물과 원예활동에 관한 키워드 검색을 통해 수집한 70여 권의 그림동화책 중에서 이들이 담고 있는 내용에 따라 블룸의 교육목표 인지적 영역(cognitive domain), 정의적 영역(emtional domain), 심동적 영역(psychomotor domain)에 해당하는 동화책으로 분류하고 이에 대한 내용적 특성과 원예교육과 관련된 내용을 찾아 분석하여 교육적 효과를 기술하였다. 또한 서울지역 교사들을 대상으로 기초조사(인구학적 변인조사), 원예그림동화책을 활용한 원예교육 방법(교육법)으로 스토리텔링전략, 그림동화책 후 활용, 효과적인 교육 기자재 등을, 원예교육 인식에 대한 조사로서 원예그림동화책 특성, 장점, 단점 및 도움이 되는 점 등을 조사하였다. 설문지 분석결과, 원예그림동화책을 활용한 원예교육을 하였을 때 교사가 인식하는 장점으로는 '원예활동에 관한 아이들의 흥미와 관심을 불러일으키는 것', 그러나 단점으로는 '교육활동시간이 부족하다는 것'이 나왔다. 그림동화책을 이용하였을 때 학교현장에서 도움이 되는 것은 '수업에 도입하기 쉽다'는 점으로 나타났다. 원예그림동화책 교육방법에 대한 인식으로는 스토리텔링 중 가장 효과적인 방법은 '이야기 몰입', 그림책을 읽은 후 효과적인 활동은 '그림 그리기', 원예그림동화책 교육에 가장 효과적인 기자재는 '실물화상기'로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권7호
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• pp.736-745
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• 2005

교사는 자신이 담당하고 있는 교과의 전문가일 뿐 아니라 교육활동에 있어서 특별한 노하우를 갖고 있는 전문가이며, 교사의 가장 중요한 임무는 수업이다. 그러나 교사들의 전문적 수업지도성 확보를 위한 동기유발의 역할을 담당해야 할 교사평가가 그 역할을 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 전문성 향상을 위한 과학 교사의 자기평가 도구를 개발하고 적용하는데 그 목적이 있다. 일반적인 교사 평가의 준거와 과학 교사가 갖추어야 할 자질과 역할에 대한 선행 연구와 문헌을 고찰하고, 중등 과학 교사의 업무와 과학 수업의 특징, 실험과 수행 평가가 강화된 현실을 반영하여 과학 교사 자기평가 도구의 평가 영역과 평가 요소를 결정하고 검사 문항을 개발하였다. 예비 검사를 실시하여 문항을 수정 보완하고, 과학교육 석사 학위를 소지하고, 교직 경력이 8년 이상인 현직 중등 과학교사 10명으로부터 검사 도구의 내용 타당도를 알아보았다. 개발된 평가 도구를 이용하여 중등 과학교사 220명을 대상으로 검사를 실시하고 SPSS 통계 패키지를 이용하여 신뢰도와 교사 집단별로 총점과 하위 영역별 점수에 통계적으로 유의미한 차이가 있는지 분석하여 보았다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 갇다. 첫째, 본 연구에서 개발한 과학 교사를 위한 자기평가 도구는 과학 교사가 갖추어야 할 자질인 여섯 가지 하위영역에서 과학 교사의 자질을 스스로 진단해 볼 수 있도록 제작되었다. 평가 도구는 교과 지식, 교수 전략, 교수 기술, 실험실 경영, 평가, 전문성의 6개 하위영역, 총 77개의 문항으로 구성되어 있다. 각 문항은 5점 Likert 척도의 형식으로 제작되어 점수가 높을수록 과학 교사의 자질이 높음을 의미한다. 자기평가 도구의 내용 타당도는 80.8%로서 평가목표에 문항의 내용이 적합한 것으로 나타났으며, 신뢰도 계수는 하위 영역별로 .54$\sim$.69의 범위에 있었고 전체 검사의 신뢰도는 .95로 양호하다. 하위영역과 전체 검사간의 상관계수는 .54$\sim$.79로 나타났다. 특히, 전문성 영역의 상관계수가 .79로서, 전문성이 교사의 자질과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 둘째, 서울과 경기지역 중학교 과학 교사 220명을 대상으로 개발한 평가 도구를 적용해 본 결과, 성별로는 교과 지식 영역과 실험실 경영에서 남교사가 여교사보다 유의미하게 높은 점수를 얻었고(p<.05 ), 경력별로는 경력이 많은 교사집단이 모든 영역에서 통계적으로 유의미하게 더 높은 점수를 얻었다(p<.05). 전공별로는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 학위별로는 교과 지식 영역에서만 석사 이상의 교사 집단이 유의미하게 더 높은 점수를 나타냈다 (p<.05)다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.191-201
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• 2020

이 연구에서는 증강현실을 활용한 협력적 과학 개념학습에서 나타나는 학생들의 언어적 상호작용과 물리적 상호작용을 심층적으로 조사하였다. 3개의 소집단으로 구성된 고등학교 1학년 학생 12명이 연구에 참여하였다. 이들은 화학 결합 개념 이해를 목표로 개발된 스마트 기기 기반의 증강현실 어플리케이션을 활용한 수업에 참여하였다. 학생들의 수업 과정은 녹음 및 녹화하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 언어적 상호작용 중 개별 진술 단위에서는 정보 질문과 정보 설명 및 방향 질문과 방향 설명에 관한 진술의 비율이 높았고, 상호작용 단위에서는 교정형 및 누적형 상호작용의 비율이 높았다. 학습 진행에 관한 개별 진술 및 상호작용의 비율도 높게 나타났다. 학생들의 물리적 상호작용은 유의미한 언어적 상호작용 없이 단독으로 이루어진 경우가 가장 많았다. 학생들이 지식 구성 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호작용을 할 때는 가상 객체를 응시하거나 활동지 관련 활동을 하는 비율이 높았던 반면, 물리적 상호 작용만 수행하거나 운영 관련 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호 작용을 할 때는 증강현실의 마커의 조작과 관련한 다양한 탐색적 활동이 주로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교과에서 증강현실을 활용한 협력적 개념학습이 효과적으로 이루어지기 위한 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권5호
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• pp.1008-1017
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• 2004

다른 교과와 마찬가지로 물리교육에서도 언어는 기본이 되는 학습 도구이다. 쓰기 활동은 무엇보다 참여한 학생 모두에게 자신의 언어로 생각을 표현할 기회를 동등하게 부여한다는 장점이 있다. 대부분의 과학 수업에서 쓰기 활동이 보고서와 같은 획일적인 양식인데 비해, 학생들은 다양한 양식의 쓰기 형태를 보인다. 그러나 국내에서 학생들에게 제시할 수 있는 적절한 과학 쓰기 과제나 특징에 대한 연구는 많지 않은 실정이다. 먼저 본 연구는 본질적으로 추상적이어서 이해하기 어려운 물리 개념인 빛을 주제로 학생들이 다양한 양식의 글쓰기를 수행하도록 과제를 설계하였다. 이어 이를 학생들에게 제시한 뒤 학생들의 쓰기 자료로부터 드러나는 특성을 개념적 측면과 정서적 측면에서 분석하고, 각각의 쓰기 과제 유형이 주는 물리교육적 유용성을 탐색하였다. 쓰기 과제는 <존재이입형>, <인식전환형>, <경험근거형>, <지식근거형>의 4가지 유형을 선정하여 이를 수행한 학생들의 글쓰기를 분석 대상으로 삼았다. 개념적 측면의 분석 결과, 학생의 개념이 과제 유형별로 상이한 특성 보였으며, 정서적 표현은 상상적 형태의 쓰기 유형인 <존재이입형>과 <인식전환형>유형에 나타났다. 이러한 점들을 고려할 때, 물리교육에서 과학 쓰기는 수업의 목표에 따라 다양한 과제유형이 구안되고 적절하게 제시되어야 할 것이다.