• 한국과학교육학회지
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• 제36권5호
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• pp.717-727
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• 2016

본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다. 과학 수업에서는 다양한 과학 탐구 활동의 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 여전히 교사 중심의 수업이 많이 이루어지고 있고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서도 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 비중이 높지만, 최근 과학적 탐구나 정당화를 요구하는 문제가 많이 증가하고 있었다. 숙제와 관련해서는 피드백을 주거나 토론을 위해 사용하는 비중은 낮고 숙제를 다 했는지 점검하거나 성적 산출을 위해 사용하는 비중이 높은 편이지만 점차 개선되고 있었다. 교사의 전문성 계발 활동에서는 교사들은 다양한 교사 교육 프로그램에 참여하고 있지만 여전히 전통적인 과학 내용과 교육 과정, 교수법에 대한 비중이 높은 편이었으며, 과학과 정보 기술을 통합하거나 비판적 사고력이나 탐구 능력 향상에 대한 연수 비중은 적었다. 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.625-635
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• 2019

학생들은 일상생활에서 많은 시각적 표상을 경험하고 있기 때문에 글과 함께 시각적 표상이 제공되는 인포그래픽은 교사가 정보를 전달하는 방법으로 효율적이다. 또 학생들이 직접 정보를 생산하는 방법으로도 사용될 수도 있다. 따라서 대부분 글로 기록하는 기존의 실험관찰책과 비교하여 학생들이 직접 인포그래픽을 구성하는 수업이 초등학교 과학 수업에 어떤 효과가 있을 것인지에 대해 연구하고자 한다. 초등학교 5학년 4개 학급 학생 총 99명을 대상으로 연구를 실시하였으며, 적용 단원은 2단원 '산과 염기'로 연구집단과 비교집단 모두 교과서에 제시된 탐구와 과정을 중심으로 동일한 수업을 진행하였다. 연구집단은 탐구 결과와 과정을 인포그래픽으로 구성한 반면, 비교집단은 실험관찰책을 그대로 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들이 중점적으로 설명하려는 내용에 따라 인포그래픽의 유형이 달라졌다. 학습 목표에 따라 학생이 중점을 두는 정보를 효과적으로 전달하기 위해 스스로 가장 적합한 유형의 인포그래픽을 선택하였다. 둘째, 인포그래픽을 구성하는 수업은 학업성취도에 유의미하고 긍정적인 효과가 있었다. 하지만 시각화 경향성과 수업 처치 간 상호작용은 나타나지 않았고, 인포그래픽 구성 수업은 학생들의 시각화 특성과 무관하게 긍정적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 셋째, 수업 중 인포그래픽 학습지를 활용한 학생들의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 시각화 경향성과 수업 처치간 상호작용은 나타나지 않았다. 넷째, 인포그래픽을 구성하는 수업에 대한 초등학생들의 인식은 전반적으로 긍정적이었다. 하지만 인포그래픽을 구성하는 과정에 어려움을 느낀 학생들의 응답으로부터 수업에서 인포그래픽이 점차적으로 어떻게 활용되어야 더 효과적일지에 대한 연구가 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.754-770
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• 2022

노티싱은 교사가 교수학습 맥락에서 무엇에 주의를 기울이는지, 그것을 어떻게 해석하고 반응해야 하는지 결정하는 것을 의미한다. 노티싱을 분석하여 교육 설계 및 실행의 주체인 교사의 수업설계, 실행, 반성의 전반적 특성을 이해할 수 있으며 이는 교사 역량 강화를 위한 교사교육 설계의 기초자료로 활용할 수 있다. 이에 이 연구에서는 수업설계와 시연 후의 성찰 과정에서 나타나는 초등 예비교사의 노티싱 특성을 분석하였다. 이를 위하여 강원도 소재 교육대학에 재학 중인 초등 예비교사 106명이 온도에 따른 기체의 부피 변화 개념을 다루는 과학수업의 시연 후에 작성한 수업 성찰지를 분석하였다. '주체', '수업 단계', '주제', '초점', '견지'의 다섯 가지 차원으로 이루어진 노티싱 분석틀을 설계한 후 이를 활용하여 각 차원의 구성요소별 빈도와 비율을 도출하였다. 또한 '수업 단계'와 '주제'에 따른 '초점'의 빈도와 비율을 분석하였다. 연구 결과 '주체' 차원에서는 '교사와 학생'을 동시에 주목한 빈도가 가장 높았으며, '수업 단계' 차원에서는 '탐구 활동'의 빈도가 가장 높았다. '주제' 차원에서는 '수업전략에 따른 수업설계'가 가장 빈번하게 나타났으며 '초점' 차원에서는 수업의 목표이자 학생이 달성해야 할 역량을 특정하지 않은 경우가 가장 많았다. '견지' 차원에서는 '기술'이 가장 높은 빈도로 나타났다. '수업 단계'와 '주제'에 따라 '초점'이 어떻게 달라지는지 분석한 결과 차원의 구성요소별로 특징적인 초점이 나타난 것을 알 수 있었다. 연구 결과를 토대로 예비교사의 노티싱 특성이 교사교육의 설계 및 운영에 갖는 시사점을 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권3호
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• pp.334-351
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• 2018

과학 수업에서 학생에 대한 교사의 시선 공감은 학습 효과를 높이는데 효과적이라 여겨졌다. 이에 따라 시선 공감에 관한 연구들이 수행되었지만, 대부분의 연구들은 시선의 특징을 밝히는데 그치고 있다. 따라서 과학교사의 시선 공감수준을 높이기 위한 연구가 필요하다. 이에 이 연구는 과학교사의 시선 공감 향상을 위한 시선추적 기반의 수업 컨설팅 전략의 개발하고자 하였다. 이를 위해 교사의 시선 공감에 관련된 문헌을 선정하고 분석하여 컨설팅 전략을 고안한 후 전문가의 타당성 및 신뢰성 검증을 통해 문제점을 수정하여 전략을 개발하였다. 개발된 수업컨설팅 전략은 과학 수업 중 교사의 시선 공감을 향상시키기 위한 시선 추적 기반의 정량적 목표를 설정하였다. 또 컨설팅 단계는 컨설팅 준비, 교사 시선 공감 측정 및 분석, 시선 공감 교육 및 피드백, 시선 공감 향상 훈련, 컨설팅 결과 평가, 컨설팅 종료 등의 과정으로 구성하였다. 아울러 시선 추적을 이용한 시선 공감 측정 및 평가를 통해 컨설팅을 종료하거나 다시 반복하게 하였다. 이렇게 개발된 전략은 시선 공감 향상을 위한 수업 행동의 정량적 진단과 처방 중심의 대안을 제공한다는 점에서 가치가 존재하며, 교사의 수업 행동 분석을 통한 수업 전문성 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권6호
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• pp.707-719
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• 2007

교육활동에서 교사는 핵심적인 역할을 수행하고 있으며, 교육활동에 대한 교사들의 인식과 지향은 교육의 실천적인 맥락에서 핵심적인 요소로 작동한다. 따라서 과학교사의 지구계 수업에 대한 인식과 지향을 분석하는 것은, 지구계 교육의 목표가 현실에서 어떠한 모습으로 구현될지 가늠할 수 있게끔 한다. 이러한 생각을 바탕으로 이 연구에서는 두 명의 과학교사가 작성한 교수 학습계획안과 심층면담을 통하여 이들이 지구계 교육에 대한 인식을 알아보고, 교사의 지향을 수업에 대한 일반적 관점과 통합의 관점에서 분석하였다. 연구 결과 지구계 교육의 궁극적 겨냥점인 '전지구적 과학소양'에 대한 교사의 충분한 이해가 선행될 때 그 취지가 충분히 반영된 지구계 수업이 실천될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 교사가 전 지구적 과학 소양을 함양하기 위해서는 네트워크 통합을 포함한 다양한 통합의 상(像)이 교사에게 구체적으로 제시될 것이 요구되었다. 아울러 현장에서 지구계 수업을 활성화하기 위해서는 지구계 교육 커리큘럼 구성에 대한 제도적인 뒷받침이 필요한 것으로 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제44차 하계학술발표논문집 19권2호
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• pp.249-252
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• 2011

이 연구는 중학교 과학 수업의 온 오프라인 혼합 협동학습에 대한 효과를 검증해 보고자 하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 먼저 온 오프라인 혼합 협동학습과 관련된 문헌 고찰을 통해 연구의 수행에 필요한 이론적 기반을 마련하였다. 중학교 1학년 과학 내용 중에서 연구 단원을 선정하여 온 오프라인 혼합 협동학습 모형을 제시하였다. 연구대상은 경기도 김포시에 위치한 'K'중학교 1학년 학생들 중에서 사전 학업성취도 검사와 학습태도 검사에 의해 동질집단으로 확인된 2개 학습 79명이다. 연구대상 중 1개 학습 40명을 실험대상으로 선정하여 온 오프라인 혼합 협동학습의 실험을 실시하고 통제집단에는 기존의 면대면 협동학습을 실시하였으며 실험이 끝난 후 두 집단의 학업성취도 및 학습태도 변화 차이를 비교 분석하였다. 결과 분석은 SPSS Ver.12.0을 이용하였으며 학업성취도는 다변량 분산분석(MANOVA)을 하였고, 학습태도는 독립표본 t검정을 통해 분석하였다. 분석한 연구의 결과 첫째, 중학교 과학 수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 면대면 협동학습과 학업성취도에서 유의미한 차이가 나타났다. 또한 온 오프라인 혼합 협동학습 실험집단이 면대면 협동학습 통제집단보다 학업성취도의 하위 영역 중 기억 영역에 그 효과성이 두드러짐을 확인하였다. 둘째, 중학교 과학 수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 면대면 협동학습과 학습태도에서 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 연구 결과를 토대로 온 오프라인 혼합 협동학습은 첫째, 학습자들로 하여금 자료 수집, 분석, 정리 단계에서 정보의 공유를 통해 적극적으로 학습을 유도하였다고 예측할 수 있다. 이는 온 오프라인 혼합 협동학습이 면대면 협동학습보다 학업성취도 향상에 효과적인 교수학습 방안으로 제시될 수 있음을 의미한다. 둘째, 중학교 과학수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 학습자의 학습태도에 효과적이라고 확신할 수 없다. 따라서 학습자의 교과에 대한 학습태도의 향상을 위해서는 교수 학습방법을 다각화하고 교과와 학습목표에 맞는 적절한 학습방법의 지속적 활용이 중요하다고 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권5호
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• pp.851-868
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• 2004

본 연구는 과학영재들의 생물교육을 위한 웹기반 STS학습 프로그램을 개발하는데 목적을 두었다. 연구방법은 다음과 같은 일련의 단계를 따라 실시하였다. 첫 번째 단계에서는 수업모형의 내용구축을 위한 선행 요소로써 과학 영재들의 요구 분석, STS학습의 목표분석, 생물교과의 목표를 분석하였다. 두 번째 단계에서는 과학영재를 위한 웹기반 STS 수업모형의 구성요소를 확정하고, 수업모형의 단계를 구성하였다. 세 번째 단계에서는 두 번째 단계를 통하여 구축된 내용과 모형의 학습단계에 따라 웹프로그램 언어인 Frontpage, 나모웹에디터, Dreamweaver, Hotdog등을 사용하여 웹상에서 운용되는 STS 수업모형을 개발하였다. 이때 시스템 전문가 1인, 프로그래밍 전문가 2인, 교과 전문가 3인이 참여하였고, 구현 가능성은 전문가 10인에게 설문조사한 후 최종 결정하였다. 네 번째 단계는 완성된 수업모형을 전문가를 통하여 타당성 평가를 의뢰하였으며, 과학영재들에게도 수업모형에 대한 평가를 하도록 하였다. 단, 과학영재를 통한 평가는 수업모형 수행 이후에 얻어진 것이다. 다섯 번째 단계에서는 확정된 프로그램을 J과학고 예비 입학생 6명에게 실시함으로서, 수업모형의 내용 보완 및 오류 수정 등의 절차를 거쳐 최종 수업모형을 확정하였다. 본 프로그램의 특성은 첫째, 본 연구에서 개발한 웹기반 STS 수업모형은 기존의 STS 교육방법이나 학습프로그램과는 달리 학생들이 보다 능동적인 참여자로써 임할수 있는 모형이다. 기본적인 학습단계는 학생 주도적인 과제선정-탐색-개념원리 점검-해결안 제시-실행으로 기존 모형들과의 차이점은 '개념원리 점검 단계'에서 찾을수 있다. 둘째, 본 연구에서 개발한 STS 수업모형은 Renzulli의 심화학습3단계 모형과 lCP의 모형을 기본토대로서 활용하여 학습자의 능동적 참여를 강조하는 학습자 중심의 모형이다. 학습자 스스로 무엇을 배울 것인가를 정하게 하고 구체적인 연구계획서를 작성하게 하여, 과학적인 접근법으로 자신의 과제를 해결할 수 있도록 지원하는 학습자 주체의 능동성을 고려하였다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.476-491
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• 2013

과학교육의 목표가 지식의 습득에서 지식 형성과정을 강조하는 것으로 변화하면서, 학생들에게 과학적 사고 연습의 기회를 제공하는 학습 방법으로 과학 글쓰기가 부각되고 있다. 현행 과학과 교육과정에서는 과학 글쓰기와 토론을 통하여 과학적 사고력, 창의적 사고력 및 의사소통 능력을 함양할 수 있도록 지도할 것을 명시하고 있다. 본 연구는 생명 과학I 수업에서 과학 글쓰기 활동이 학생들의 과학적 사고력에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 생명 과학I 수업에 활용 가능한 6차시의 과학 글쓰기 활동지와 과학적 사고력 평가도구를 개발하였다. 고등학교 1학년 6학급 224명 학생을 대상으로 하여 3개의 학급에는 과학 글쓰기를 활용한 수업을 하고 다른 3개의 학급에서는 강의식 수업을 총 6차시 실시하였다. 생명 과학 I 수업에 과학 글쓰기 활동을 적용한 결과, 학생들의 과학적 사고력이 향상되었고, 과학적 사고력의 영역별로 분석한 결과, 귀납적 사고력, 연역적 사고력, 비판적 사고력, 창의적 사고력의 4가지 범주 모두에서 유의미한 향상을 보였다. 과학적 사고력 영역의 평가 준거별 분석 결과에서는 귀납적 사고력의 경우 평가 준거 '근거'와 '설명'에서 향상되었고, 연역적 사고력에서는 평가 준거 '결론'과 '설명'에서 유의미하게 향상되었다. 비판적 사고력에서는 평가 준거 '주장', '근거', '설명', '반증'에서, 창의적 사고력에서는 '창의성', '융통성', '독창성', '정교성'의 모든 평가 준거에서 유의미한 향상이 나타났다. 본 연구의 결과는 과학적 사고력 함양을 위한 과학 글쓰기 활동의 지도에 대한 시사점을 제공하며, 다양한 과학 글쓰기 활동을 위한 자료 개발에 도움이 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권10호
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• pp.1567-1579
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• 2012

과학 실험실은 과학에 대한 흥미 유발, 개념 이해의 촉진은 물론 과학 교육의 궁극 목표인 탐구 능력에 효과적인 교육의 장이다. 따라서 교육 과정의 요구를 만족할 수 있는 적절한 실험 실습 기자재 확충, 수업보조 자료, 사회적 지원 등 외적 수업 환경의 조성이 필요하다. 수업 환경은 교사의 직접적인 영향력이 발휘되는 영역이며 수업을 주도하는 교사가 가진 수업환경에 대한 인식은 과학 수업의 질을 좌우할 뿐 아니라 학생들의 학습 태도와 성취도에도 결정적인 영향을 줄 수 있다. 이에 초 중 고 과학 교사 262명을 대상으로 과학 실험실 및 교수 환경에 대한 교사의 인식을 알아보고자 이들이 선호하는 수업 환경과 실제의 환경은 어떠한지에 대하여 설문 조사를 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 실험실 및 교수 환경에 대한 과학 교사들의 인식은 선호에 비해 실제가 낮게 나타나(p<.05), 학교의 실제 수준은 교사의 기대에 미치지 못하였다. 둘째, 교사의 성별에 따른 선호와 실제 간의 차이는 없었으며, 남 여 교사 모두 선호가 실제보다 높게 나타났다(p<.05). 한편, 선호의 경우 모든 하위 영역에서 여교사가 남교사보다 높게 나타났다(p<.05). 셋째, 초 중 고 모든 학교급에서 선호가 실제보다 높게 나타났다(p<.05). 한편, 선호의 경우 모든 하위 영역에서 초등과 고등학교 교사 간 인식에 차이를 보였으며(p<.05), 실제의 경우 '과학 실험실 설비 상태' 영역에서만 초 중학교 교사 간 차이가 나타났다(p<.05). 넷째, 학교 소재지별로는 세 지역 모두 선호가 실제보다 높았다(p<.05). 또한 선호의 경우 모든 영역에서 소재지별 차이가 없었으나, 실제의 경우 '과학 실험실 설비 상태', '교수 조건과 서비스 지원', '지원 정책과 실천'의 세 가지 영역에서 중 소도시 교사의 인식이 대도시보다 낮게 나타났다(p<.05). 결론적으로 과학 탐구 활동이 원활하게 이루어지기 위해서는 선호와 실제 간에 조화를 이룰 수 있는 제반 교수 환경으로 개선해야 할 필요가 있다고 하겠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.66-72
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• 2020

급격히 변화하고 있는 21세기 현대 사회에서 국가 경제력을 갖춘 인재 양성을 위해 최근 미국, 영국 등 선진국을 중심으로 STEM(Science Technology Engineering Mathematics) 교육이 점차 강조되고 있으며 우리나라에서는 Arts(예술)를 추가하여 STEAM(Science Technology Engineering Arts Mathematics) 교육이 나타났다. 융합(STEAM) 교육 목표는 기존의 주입식 및 암기식 교육이 아닌 학습자들의 흥미도와 학습에 대한 동기 부여를 강화하여 체험, 탐구, 실험이 중심이 되어 융합적 사고와 실생활 문제를 해결할 수 있는 능력을 갖추어 국가 경제력을 강화하는 것이다. 본 연구가 이루어진 Y 초등학교에서는 세계 공용어로 자리매김한 영어와 4차 산업 혁명으로 인한 발전으로 거의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 과학을 융합하여 학습자들이 주도적으로 수업에 참여하여 문제해결능력을 향상할 수 있는 PBL 모형과 ADDIE 모형이 기반이 된 수업 모형을 설계하였다. 이 모형은 크게 5가지 절차로 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implementation), 평가(Evaluation)로 구성된다. 국가 경제력을 갖춘 인재 양성이라는 목표도 중요하지만, 교육 현장에 있는 교사들이 융합(STEAM)교육의 중요성을 인지하고 이에 알맞은 수업 설계에 관한 연구가 지속하며 강화되어야 한다.