• 한국과학교육학회지
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• 제40권5호
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• pp.565-582
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• 2020

본 연구에서는 과학 실천 수업을 위한 교사학습공동체를 형성한 5명의 중학교 과학 교사들이 1년간의 교사학습공동체 활동을 통해 과학 실천 수업에 관한 어떠한 PCK를 구성하였는지 분석하였다. 교사학습공동체에서 교사들은 협력적인 수업 설계, 수업 실행 공유 및 성찰을 반복하였다. 본 연구에서는 사전·사후 설문과 면담을 시행하고, 교사학습공동체 모임에 참여 관찰 및 녹음을 하고, 수업계획안, 과학 실천 수업 녹화 영상, 수업 일기 등의 자료를 수집하였다. PCK 이론적 틀에 기반하여 연역적으로 분석하고 다시 귀납적 분석을 통해 그 범주를 정교화하고 수정하여 본 연구의 교사들이 과학 실천 교육과정, 과학 실천 교수 전략, 학생의 과학 실천 학습, 과학 실천 학습평가의 네 가지 PCK 요소에 포함된 총 11개 하위 요소의 PCK를 구성한 것을 밝혔다. 본 연구의 교사들은 과학 실천 교육과정에 관한 지식으로 과학 실천 교육과정 자료에 관한 지식, 핵심 개념 선정 및 교육과정 구조화에 관한 지식을 구성하였고, 과학 실천 교수 전략에 관한 지식으로 과학 실천 특이적 전략, 과학 실천 활동 선정 및 구조화 전략, 과학 실천 학습 가이드 전략에 관한 지식을 구성하였다. 학생의 과학 실천 학습에 관한 지식으로 과학 실천 선지식, 과학 실천 수행 어려움, 과학 실천 동기, 과학 실천 수행 다양성에 관한 지식을 구성하였고, 과학 실천 학습 평가에 관한 지식으로 과학 실천 학습 평가내용, 과학 실천 학습 평가 방법에 관한 지식을 구성하였다. 본 연구의 교사들이 구성한 과학 실천 수업 PCK는 학생들의 과학 실천을 통한 핵심 개념 학습을 위해 고도로 구조화된 지식으로 사료된다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.525-537
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• 2013

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.39-55
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• 2024

본 연구는 2011년부터 2023년 9월까지 과학교육 분야에서 자연어 처리(NLP) 기법을 적용한 37건의 국내 및 해외 문헌을 분석하여 과학교육에서의 NLP 관련 연구 동향을 파악하고자 하였다. 특히 과학교육에서 NLP 기법의 주요 응용 분야, NLP 기법을 활용할 때 교사의 역할, 국내와 해외의 비교 측면에서 그 내용을 체계적으로 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, NLP 기법이 과학교육에서 형성평가, 자동 채점, 문헌 검토 및 분류, 패턴 추출에 중요하게 활용되고 있음을 확인하였다. 형성평가에서 NLP를 활용하면 학생들의 학습과정과 이해도를 실시간으로 분석할 수 있다. 이는 교사의 수업에 대한 부담을 줄이고, 학생들에게 정확하고 효과적인 피드백을 제공할 수 있다. 자동 채점에서는 학생들의 응답을 빠르고 정확하게 평가하는 데 기여한다. 문헌 검토 및 분류에서는 과학교육 관련 연구나 학생들의 보고서를 분석하여 주제와 트렌드를 효과적으로 분석하고, 미래 연구 방향을 설정하는 데 도움을 준다. NLP 기법을 패턴 추출에 활용하면 학생들의 생각과 반응에 나타난 공통점이나 패턴을 찾아 효과적으로 분석할 수 있다. 둘째, 과학교육에서 NLP 기법의 도입은 교사의 역할을 지식 전달자에서 학생들의 학습을 지원하고 촉진하는 지도자로 확장했고, 교사들에게 지속적인 전문성 개발을 요구한다. 셋째, 국내에서는 문헌 검토 및 분류에 집중되어 있어 국내 NLP 연구의 다양성을 위해 텍스트 데이터 수집이 용이한 환경 조성이 필요하다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 과학교육에서 NLP 기법의 활용하는 방법에 대해 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권5호
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• pp.438-452
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• 2008

우리나라 학생들의 학력 수준을 파악하고 연도별로 학력이 어떻게 변화하는지를 파악하여, 이를 토대로 교육과정, 교수 학습, 교육 정책에 유의미한 시사점을 제공하기 위하여 한국교육과정평가원에서는 국가수준 학업성취도 평가를 시행하고 있다. 본 연구에서는 2003년부터 2006년까지 초등학교 6학년, 중학교 3학년, 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 시행된 국가수준 학업성취도 평가에서 과학과 학업성취도 평균 점수와 성취수준별 비율의 변화 추이를 분석하였다. $2003{\sim}2006$년 연도별 과학과 성취도 점수를 비교한 결과, 학교급에 상관없이 학생들의 성취도는 증가 또는 감소의 특별한 경향이 보이지 않았다. 연도별 과학과 성취도 점수의 평균과 우수학력에 속하는 성취수준 비율을 성별로 비교한 결과, 초등학교에서는 여학생이 남학생에 비해 더 높았지만 학교급이 높아질수록 남학생이 여학생에 비해 더 높아졌다. 한편 기초학력미달에 속하는 학생의 비율은 모든 학교급에서 남학생이 여학생보다 더 높았다. 그리고 연도별 과학과 성취도 점수의 평균을 지역별로 비교한 결과, 초 중 고등학교 모두 읍 면지역 학생들의 성취수준이 상대적으로 낮게 나타났다. 이러한 결과를 고려할 때 성별, 지역별 점수 차를 줄이기 위하여 교육적 환경을 개선할 필요가 있으며, 학업성취도 평가 연구 결과가 교육과정 및 교육 정책 입안 등 다양한 분야에 활용되도록 추가적인 연구를 진행할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권4호
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• pp.601-615
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• 1998

과학교육의 정책 수립과 평가 및 과학교육과정의 개편과 효율성 점검 등은 체계적이고 과학적인 연구 결과를 바탕으로 해야 한다. 이를 위해서 주요 선진국에서는 국가 수준 과학 학력평가를 지속적으로 실시하고 발전시켜 왔다. 우리 나라에서 그 동안 실시된 국가 수준 과학 학력평가는 많은 문제점을 가지고 있는 것으로 지적되어 왔으며, 과학 교육 정책 수립 및 평가 그리고 교육 과정 개편을 위한 자료 제공에 성공하지 못하였다. 이 연구의 주요 목적은 우리 나라 초 중 고학생들의 과학 지식 성취의 경향성을 파악하고 향후 주기적으로 진행되어질 국가적 차원의 평가 지표를 만들기 위한 국가 수준의 과학 지식 평가 체제를 개발하는 것이다. 과학교육전문가와 초 중 고 교사들로 연구팀을 구성하고, 교육평가 전문가들과의 협조와 자문을 통해서 국가 수준 과학지식 평가 체제의 방향과 주요 요소를 결정하였다. 또한 문항 개발을 위한 세미나와 워크숍을 통해서 평가문항개발 능력을 향상시켰으며, 계획한 문항을 개발하고, 수정하였으며, 초 중 고교생 958명을 대상으로 예비검사를 실시하고 그 결과를 바탕으로 최종 문항을 380개를 선정하고 수정하였다. 최종 선정한 문항은 다시 초 중 고 학생 8766명을 대상으로 본 검사를 실시하여 문항반응이론(IRT)을 이용하여 문항의 특성을 분석하였다. 연구 결과 국가 수준 과학 지식 평가는 매년 초등학교 5학년, 중학교 2학년, 고등학교 1학년과 2학년을 대상으로 학년말에 실시하는 것이 바람직하다. 표집은 다단계 유층화 표집 방법을 사용하며, 검사지는 복수형으로 개 발하며 가교문항을 활용하여 검사지간 학교급간, 종단적 비교의 기초로 삼는다. 본 연구에서는 국가 수준 과학지식 평가 체제를 위하여 각 모집단 별로 문제 은행에 포함시킬 80 내지 100문항씩 총 380문항을 개발하였다. 개발된 문항과 검사의 특성을 분석하여 본 결과 초등학교용 문항들은 중간 또는 중간 이하의 능력을 가진 학생들에게, 중학교용과 고등학교 1학년 용 문항들은 중간 또는 중간 이상의 능력을 가진 학생들에게, 고등학교 자연계용 문항들은 비교적 높은 능력을 가진 학생들에게 적합하였다. 개발한 문항들의 변별도는 우수하거나 매우 우수한 것으로 나타나서, 학생들의 과학 지식 성취를 정확하게 평가하는 데 적합한 것으로 보인다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.651-658
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• 2017

본 연구의 목적은 국외 과학 교육과정에 제시된 발명관련 내용을 분석하고, 2015 개정 과학과 교육과정과 발명의 관련성 정도에 대한 과학교육자들의 인식을 탐색하는 것이다. 외국 교육과정 분석은 미국, 캐나다, 영국, 일본, 호주, 싱가포르, 뉴질랜드, 프랑스, 핀란드, 중국 등 여러 나라의 과학과 교육과정에서 제시된 발명 관련 내용을 분석하였다. 또한 2015 개정 과학과 교육과정과 발명과의 관련성 분석을 위해서 과학, 통합과학, 과학탐구실험 등 공통이수 과목들에 대한 교육과정 분석을 통해 각 성취기준, 교수-학습 및 평가 방법 등에 발명관련 요소가 포함되어 있는 지 확인하였다. 그리고 과학 교사를 포함한 과학교육자들에게 교육과정과 발명의 관련성 정도를 평가하도록 하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째, 대부분의 나라에서 과학교육과정의 '성격(목표)', '내용' 등에서 과학에서 발명의 중요성을 포함하고 있었다. 둘째, 과학교육자들은 발명이 과학과 교육과정에 관련된 점은 확인되었으나, 체계적인 연계성은 부족하다고 인식하였다. 셋째, 발명교육은 주로 설계 및 장치 고안 등의 결과에 국한되었기 때문에 문제점 착안, 발명기법, 지식재산권 등 다양한 과정 중심의 발명 관련성은 크게 드러나지 않았다고 인식하였으며, 과학교육에서 발명 교수-학습법이나 관련 자료를 개발하고자 할 때는 과정 중심에 초점을 둘 필요가 있다고 인식하였다.

• 대학교육
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• 통권139호
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• pp.19-25
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• 2006

인문사화과학 분야 사업이 훗날 긍정적인 평가를 받도록 하기 위해서는 지금 하고자 하는 것이 학자는 물론 교육부도‘꼭 해야 하고 반드시 하고 싶은 것’인가를 생각하며 해야 한다.

• 과학교육연구지
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• 제32권2호
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• pp.51-70
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• 2008

이 연구의 목적은 STS 과학교육에 대한 국내 연구의 동향을 분석하고 메타분석을 통해 STS 수업모형의 적용효과를 평가하는데 있다. 연구대상 논문은 1991년부터 2006년까지 출판된 석사학위 논문 104편과 과학교육 저널에 출판된 논문 78편을 포함한 총 180편이었다. STS 수업 모형의 효과 평가에 총 56편이 선정되었다. STS 수업 모형 적용 효과의 평균효과크기는 0.40이었다. 이 결과는 STS 수업은 학생들의 과학에 대한 태도, 과학 학업 성취도, 탐구능력, 환경에 대한 태도 및 환경에 대한 지식을 향상시키는데 전통적인 수업보다 긍정적인 효과가 있었음을 의미한다. STS 수업은 환경에 대한 태도의 증진에 가장 큰 평균효과 크기를 나타내었다. 그러므로, STS 수업에서 가장 좋은 효과를 얻기 위해서는 이러한 결과들을 반영하는 것이 필요할 것이다. 향후 STS 교육에 대한 전반적인 평가를 하기 위해서는 STS 수업 모형의 효과와 과학-기술-사회의 상호관계에 대한 교사와 학생들의 이해에 대한 연구 결과를 종합하는 것이 필요하다.

• 영재교육연구
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• 제9권2호
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• pp.103-130
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• 1999