• 한국과학교육학회지
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• 제39권3호
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• pp.337-348
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• 2019

이 연구에서는 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 광역시의 중학교 3학년 4개 학급 학생 93명을 대상으로 한 학기 동안 5개 주제의 논의 기반 탐구 과학수업을 실시하였다. 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 학생들의 인식론적 사고 특징을 알아보기 위해 논의기반 탐구 과학수업 활동의 마지막 단계에서 작성하는 반성 글쓰기를 주제 1과 주제 5에 대해서 분석하였다. 반성 글쓰기에서 나타나는 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수 분석에서 학생들은 인식론적 메타인지 기능의 빈도수가 가장 높았고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 경험, 인식론적 메타인지 지식의 순으로 나타났고 주제 1에 비해서 주제 5에 대한 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수는 모두 증가하였으며 증가율은 인식론적 메타인지 경험이 가장 컸고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 지식, 인식론적 메타인지 기능의 순으로 나타났다. 또한 인식론적 사고의 다양성 수준의 분석에서 학생들이 논의기반 탐구 과학 수업을 경험하면서 인식론적 사고의 다양성 수준이 향상되었다. 논의기반 탐구 과학수업이 학생들의 인식론적 사고에 미친 영향에 대한 학생 인식을 알아보기 위해서 설문조사에서 학생들은 이 활동이 과학 지식 이해에 도움이 된다고 인식하였다. 학생들은 논의기반 탐구 과학수업의 단계 중 실험 설계 및 수행과 관찰 단계에 대해서 흥미를 크게 느끼고 어려움을 적게 느꼈으며, 직접적인 경험을 통해서 과학지식을 쉽게 이해하고 오랫동안 기억하는데 도움이 된다고 인식하였다. 따라서 논의기반 탐구 과학수업은 학생들의 인식론적 사고의 발달을 유도하고, 논의를 통해 학생들이 지식의 정당화 과정에 참여하도록 하며, 구성원과의 합의에 의해서 과학 지식이 구성된다는 과학지식의 인식론적 본성을 이해하고 경험하도록 하는 교수학습 프로그램이라고 볼 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.123-131
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• 2016

본 연구는 2016 구글 딥마인드 챌린지 매치에서 최고 수준의 딥러닝 인공신경망을 갖고 있는 인공지능 알파고와 인간지능의 대표로 상징되는 바둑 최고수의 대국 분석 및 문헌 연구로 인공지능 시대에 적합한 학습자의 역량 교육에 대해 논의했다. 알파고는 지금까지 알려져 있는 바둑의 정석과 상식을 넘어서는 새로운 바둑의 패러다임을 보여주는 기발한 수를 두었고, 이세돌은 알파고도 생각하지 못한 '신의 한 수' 로 인공지능 수퍼 컴퓨터를 이길 수 있었다. 이는 인간의 집념과 도전, 인간 본성의 통찰과 직관의 승리였다. 인공지능 시대에 기계를 조정하고 통제할 수 있는 학습자 역량을 기르기 위한 융합과학 교육은 자연으로부터의 감성적 체험과 토포필리아 교육으로 인공지능이 갖지 못한 인간 본성의 다채로운 감성과 통찰, 긍정적 정서를 함양시킬 수 있는 방향이어야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.59-72
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• 2019

이 연구에서는 초등학생들의 소집단 과학 논의 활동에서 나타나는 인식적 고려사항들을 동정하고 이러한 인식적 고려사항들이 논의 상황 속에서 어떻게 서로 관련되는지 탐색하였다. 학생들의 소집단 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 Berland et al.(2016)이 제시한 틀을 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생들의 소집단 논의 활동에서 인식적 고려사항은 본성, 일반성, 정당화, 청중의 네 가지 측면에서 소집단 별, 차시 별로 다양하게 나타났다. 둘째, 소집단 별 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 서로 상호 작용하며 복합적으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 소집단 논의 수업을 설계하고 평가하는 교사들에게 학생들이 논의 활동에 참여할 때 어떠한 생각을 가지고 참여하고 있으며 이러한 인식적 고려사항들이 학생들의 논의 활동에 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대한 이해를 제공할 수 있다. 학생들의 학습접근방식보다는 성적 수준이 학생들이 사용하는 인식적 고려사항에 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인식적 고려사항들은 상호 작용하는 과정에서 논의 상황에 따라 서로 관련이 되므로 인식적 고려사항들이 서로에게 긍정적으로 관련되어 과학 논의 활동이 과학적이고 논리적으로 전개될 수 있도록 소집단내 규범 형성 및 교수 전략을 고려하여야 한다.

• 대한화학회지
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• 제64권4호
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• pp.210-224
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• 2020

본 연구는 1년간 동료 교사들과 과학 탐구 수업을 협력적으로 계획하여 수행한 다섯 명의 중학교 과학 교사들이 과학 탐구 수업에 대하여 어떠한 교수 지향을 가지고 있는지 밝히는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 사전·사후 설문과 면담, 교사들의 협력적 수업 계획 및 성찰 대화, 개별 수업 관찰 및 수업 후 면담 자료를 수집하여 분석하였다. 본 연구의 교사들이 가지고 있는 과학 탐구 교수 지향은 다음과 같이 4가지로 나타났다. 첫째, 본 연구의 교사들은 학생이 과학 탐구를 수행하여 스스로 과학 개념을 형성하고 과학적 소양을 함양하는 것이 중요한 과학 교육 목표라는 '과학 탐구 교육 목표'에 관한 믿음을 가지고 있었다. 둘째, 교사의 치밀한 수업 설계와 학생의 능동적인 과학 탐구 수행을 통해 진정한 과학 학습이 이루어진다는 '과학 탐구 교수-학습'에 관한 지식과 믿음을 가지고 있었다. 셋째, 논의를 활용한 교수가 학생의 사고를 구체화하고 조직하여 과학 학습에 효과적이라는 '논의 기반 과학 교수-학습'에 관한 지식과 믿음을 가지고 있었다. 마지막으로 과학 탐구가 과학적 증거와 사회적 합의를 통해 과학 지식을 형성한다는 '과학 지식 및 과학 탐구의 본성'에 관한 인식론적 믿음을 가지고 있었다. 본 연구의 교사들이 과학 탐구 수업에 대하여 실천적이고 구체적인 교수 지향을 가지게 된 것은 1년 동안 동료 교사와 함께 과학 탐구 수업 계획 및 실행을 하고 성찰하며 수업을 개선한 교사학습공동체 경험과 관련되는 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권6호
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• pp.597-610
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• 2022

이 연구에서는 과학탐구실험 1단원 '역사 속의 과학 탐구'에서 과학교사들이 실행한 평가 사례와 교육과정에 따라 구성한 전형적인 가상의 상황에서 지향하는 평가 사례를 조사하였다. 서술형 문항으로 구성된 설문지를 개발하여 '역사 속의 과학 탐구'를 가르친 경험이 있는 70명의 과학교사들을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문에 참여한 교사 중 8명과 면담을 실시하였다. 교사들이 응답한 평가 사례를 평가 영역과 평가 방법의 측면에서 분석하였고, 평가 실태와 평가 지향의 결과를 비교하였다. 연구 결과, 평가 실태에서 평가 영역은 탐구 능력이 가장 많았고 교육과정에서 제시한 핵심 개념인 '과학의 본성'과 '과학자의 탐구 방법'을 평가한 사례는 적었다. 평가 방법은 보고서에 크게 치우치고 다양한 평가 방법이 활용되지 못했다. 평가 지향에서는 핵심 개념을 평가한 사례가 다소 증가하였으나 절대적인 빈도는 여전히 적은 수준에 머물렀다. 평가 지향의 평가 방법은 측정 방법의 평가가 줄고 수행 방법의 평가가 증가하였고 실태에서는 나타나지 않았던 비형식 방법의 평가가 나타나기도 하였으나 여전히 다양한 평가 방법이 활용되지 못하였다. 면담에 참여한 교사들의 의견을 바탕으로 설문 결과에 대한 원인을 분석하였다. 연구 결과를 바탕으로 과학탐구실험에서 NOS를 적극적으로 할 수 있는 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.399-413
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• 2020

이 연구에서는 과학탐구실험 수업에서 나타나는 과학교사의 NOS-PCK를 분석하였다. 수도권에 소재한 고등학교에서 과학탐구실험을 담당하고 있는 4명의 과학교사가 연구에 참여하였다. 이들의 NOS 수업을 관찰하였고, 교수학습 자료를 수집하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 수집한 자료를 NOS-PCK의 다섯 가지 요소에 따라 분석하였다. 연구 결과, NOS와 관련된 교육과정에 대한 이해와 고려가 부족한 경우가 있었다. 그리고 주어진 탐구 활동이나 교과서의 구성이 NOS 교수에 효과적이지 않다고 생각하여 교육과정을 적극적으로 재구성하였다. 교수전략의 측면에서 교사들의 수업은 명시적인 접근에 가까웠으나 반성적인 접근은 대체적으로 부족하였다. 교사들은 NOS에 대한 견해가 개인의 주관적인 것이라거나 NOS가 인지적 학습의 영역이 아니라는 등의 이유를 들어 NOS에 대한 평가에 소홀한 모습을 보였다. 교사들은 평가 결과에 기반하기보다는 자신의 경험에 의존하여 학생들의 상태를 추측하였다. 마지막으로 NOS 교수에 대한 의지는 교사의 수업 전반에서 중요한 역할을 하였으며 교사들은 NOS 학습의 가치 중 특정 측면에 주목하였다. 이상의 결과를 바탕으로 NOS 교수에 대한 과학교사의 전문성을 높이기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.701-724
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• 2022

이 연구에서는 과학의 본성(NOS)에 대한 초등학생들의 인식을 구체적으로 드러내기 위해 개방형 질문지 형식의 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하였고, 그 타당도와 효과를 조사하였다. 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하기 위해 기존 NOS 검사 도구를 초등학생들에게 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 분석하였고, 이를 토대로 검사 도구의 개발 방향을 설정하였다. 또한 초등학생의 수준에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정한 후, 유형별로 기존의 검사 도구 문항을 수정·보완하거나 새로운 문항을 개발하여 예비 검사 도구를 제작하였으며, 과학교육 전문가 그룹의 내용 타당도 검증을 거쳐 최종적으로 NOS의 각 유형과 관련된 7개 문항에 '과학에 대한 포괄적 인식'을 묻는 1개 문항을 추가하여 총 8개 문항으로 구성된 NOS 검사 도구를 개발하였다. 개발한 검사 도구의 실질적 효과를 검증하기 위해 서울에 있는 두 초등학교에서 6학년 2개 학급 50명의 학생을 대상으로, 한 학급에서는 '기존 검사 도구→개발 검사 도구', 다른 학급에서는 '개발 검사 도구→기존 검사 도구'의 순서로 사전·사후 검사를 실행하였고, 수집된 자료는 요약적 내용분석을 통해 비교 평가하고 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실행하여 분석하였다. 기존 NOS 검사 도구와 개발한 NOS 검사 도구에 대해 학생들이 응답한 내용을 비교·분석한 결과, 개발한 검사 도구를 사용할 때 NOS에 대한 학생들의 관점이 더 다양하게 나타났고, 문항의 의도를 잘못 해석하여 발생했던 응답의 오류가 줄어들었다. 또한 개발한 검사 도구를 사용할 때 통계적으로 유의미한 수준에서 과반 정도 학생들의 응답 내용이 더 구체적으로 변화하였다. 이 연구에서는 이러한 결과를 바탕으로 초등학생들에게 적합한 NOS 검사 도구의 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.645-662
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• 2007

본 연구의 목적은 우리나라 중등학교 과학 수업에서 모델이 활용되는 양상을 탐색하는 것이었다. 대기 및 해양 지구과학에 관련된 총 13개의 비디오 녹화 자료와 그것들의 전사본을 계량적인 방법과 질적인 방법으로 분석하고, 3명의 현장 교사들과 면담을 수행하였다. 연구의 결과는 서로 연관된 여섯 가지 주장들로 요약되었다. 즉, 1) 우리나라 중등학교의 대기 및 해양 지구과학 관련 수업에서는 평면적 그림 모델과 기호 모델, 모상 모델과 도해적 모델이 주로 활용된다. 2) 지구과학 수업에서 교사들은 모델을 교과 내용을 전달하기 위한 하나의 표상 형식으로서 활용한다. 3) 우리나라 중등학교 지구과학 수업에서 교사들은 이미 그 구조가 결정된 전형적인 모델을 집중적으로 활용한다. 4) 지구과학 수업에서 종종 학생들이 직접 모델을 다룰 때에는 모든 학생들이 동일한 모델을 가지고 유사한 절차에 따라 활동에 참여한다. 5) 지구과학 수업에서 교사가 과학적 모델의 본성에 대해 설명하는 경우는 거의 없으며, 학생들이 과학적 모델의 본성에 대해 생각해 볼 수 있는 기회 또한 거의 제공하지 않는다. 6) 교사들은 지구과학 수업에서 과학적 모델을 활용하는 일의 가치가 교사의 교수법적인 의도에 비추어 판단되어야 한다고 생각한다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 모델을 활용한 과학 수업과 과학 교육 연구에서 고려해야 할 점들을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.173-186
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• 2019

이 연구는 과학 활동의 인식론적 논제에 초점을 둔 탐구 실험을 설계 및 시범 적용하고, 실험 활동과 반성적 논의를 분석하여 교육적 함의를 도출하고자 하였다. 사범대학 과학교육과에 소속된 대학원생 3명이 자발적으로 연구에 참여하였다. 연구참여자들은 실험 1에서 안정적 탐구의 특징을 보여주었지만, 실험 2의 작지만 지속적인 변화는 실험을 새로운 설명체계를 찾는 유동적 탐구의 국면으로 이끌었다. 연구참여자들은 여러 가지 밑천을 동원해서 새로운 가설과 모형을 제안하고, 이를 검증할 추가 실험을 요청하였다. 반성적 논의과정에서 연구참여자들은 다음과 같은 세 가지 인식론적 논제를 이끌어 냈다. 첫째, 실험 초기에 자신의 관찰이 이론 의존적이었다. 둘째, 관찰사항이 더 이상 이론에 의존할 수 없는 위기 국면에 봉착하면 관찰과 이론의 조정이 진행된다. 셋째로 관찰과 이론의 관계에 따라 안정적 탐구나 유동적 탐구가 수행된다. 이상의 연구 과정과 결과를 토대로 도출된 예비교사 교육의 함의는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서는 안정적 탐구에 뒤이어 유동적 탐구가 자발적으로 진행 될 수 있음을 보였으며 그 활동의 예시를 함께 제시하였다. 둘째, 이 연구에서는 탐구에 뒤따른 반성적 논의를 통해 연구참여자들이 자신의 경험에 기반하여 인식론적 논제를 이끌어 낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.751-772
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• 2015

타당하고 효과적인 과학교육의 계획과 실천을 위해서는 축적된 연구 결과에 근거한 과학교육 정책의 결정이나 교육과정 개발, 교수학습 방법 및 적절한 학습 자료 개발 등이 이뤄져야 할 것이다. 그러나 실제로는 그러하지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 2000년부터 2013년까지 국내 주요 과학교육 관련 학회지에 게재된 논문들을 대상으로, 근래 학생의 과학 학습과 관련된 국내 과학교육 관련 연구의 전반적인 동향을 분석함으로써, 추후 과학 교육과정 개발이나 정책 개발, 교수학습자료 개발 등에 기초자료와 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해, 국내 6개 주요 과학교육 관련 학회지에 2000년도부터 2013년도까지 게재된 과학 학습 관련 논문을 분석하였다. 분석은 총 8개의 과학 학습영역('학생의 개념', '학생의 사고', '탐구', '정의적 영역', '학생의 과학에 대한 생각', '교육과정', '학생의 학습/수업활동', '비형식 교육에서 학생의 학습')과 각 영역의 세부 범주에 의거하여 수행되었다. 분석결과, 기존의 연구들은 다소 특정 분야와 특정 대상에 편중되어 있었다. 또, 발달 과정보다는 현재 실태를 진단하는 연구들이 많았다. 새로운 이론이나 도구를 개발하는 연구들이 상대적으로 적었고, 다소 직접적이진 않지만 학생의 미래에 영향을 미칠 수 있는 과학의 본성에 대한 인식이나 비형식 학습에 대한 연구 역시 상대적으로 적었다. 이러한 연구 결과들을 바탕으로 교육과정 개발이나 정책 개발, 교수학습자료 개발 등과 관련된 몇 가지 시사점에 대해 논의 하였다.