• Title/Summary/Keyword: 과학내용학

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선형 대수의 가르침에 고려하여야 할 사항에 관한 연구

  • 최영한
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.93-108
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    • 2004
  • Wassily Leontief가 미국 경제의 모델에 선형 대수를 적용한 이론으로 1973년에 노벨 경제학상을 받은 후로는 인문${\cdot}$사회 과학(특히 상경(商經) 분야)을 전공하는 사람에게도 선형 대수는 큰 관심 분야가 되었다. 그래서 1980년대 부터는 대학의 기초 과목으로써 선형 대수를 가르치는 것은 유행처럼 퍼졌고 또 가르침에 관한 연구도 활발하여졌다. 현행 우리나라의 초${\cdot}$${\cdot}$고등 학교의 수학과 교육과정(이른바 “제 7차 개정”) 속에는 선형대수의 내용이 어느 정도 있으나 학생들에게 확실한 개념을 갖도록 가르치고 있지 않다. 수직선, 순서 쌍, n-겹수, 직교 좌표, 벡터 등 해석기하적인 내용과 선형 방정식계의 풀이법(가우스${\cdot}$조르단 소거법을 쓰지 않는 풀이법) 등 일반 대수적인 내용은 다루지만 선형 변환, 벡터 공간의 구조 등은 다루지 않는다. m${\sim}$n 행렬은 수학II에 나와 있긴 하나 소개하는 정도에 그친다. 한편 과학 계열 고등학교 학생을 위한 "고급 수학"에는 비교적 많은 양의 선형 대수의 내용이 있다. 일반 계열 고등학교의 수학에서도 선형 대수의 내용을 확장하고 학생들에게 확실한 개념을 갖도록 가르쳐서 이들이 대학에 진학하여 전공 분야에서 아무 어려움이 없도록 하는 것이 바람직하다.

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수학자 이상설이 소개한 근대자연과학: <식물학(植物學)> (Botany: A Modern Natural Science Book written by Mathematician Sang-Seol Lee)

  • 박영민;김채식;이상구;이재화
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.341-360
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    • 2011
  • 본 원고는 2004년 과학사학자 박성래 교수가 독립 운동가이자 한국 근대 수학교육의 아버지로 부르기 시작한 보재 이상설(李相卨, 1870-1917)이 자연과학에 기여한 내용을 다루고 있다. 한국수학사학회지 2009년 11월 호에 자세히 소개된 <수리(數理)>를 쓴 시기를 전후하여, 같은 시기에 이상설이 붓으로 쓴 것으로 여겨지는 <식물학(植物學)>(이상설, 1899)은 총 4면의 초록 필사본이며, 그 대본(臺本)은 <식물학계몽(植物學啓蒙)> (Edkins, 1886)으로 영국의 Joseph Edkins(艾約瑟, 1823-1905)가 번역하여 1886년에 간행한 <서학계몽(西學啓蒙)> 16종 가운데 하나이다. 이상설의 <식물학(植物學)>은 이 <식물학계몽(植物學啓蒙)>을 읽으면서 그 책의 내용 중 당시의 조선 학자가 모르고 있던 새로운 내용을 중심으로 메모를 한 것으로 여겨진다. 본 연구에서는 전통산학과 근대서양수학을 연결하는 <수리(數理)>를 저술했으며, 우리나라의 정규 교과과정에 수학과 과학을 필수과목으로 지정하고, 첫 번째 수학교과서 <산술신서(算術新書)>를 발간함으로 당대 최고의 수학자로 평가된 이상설이 쓴 <식물학(植物學)>을 발굴하여 그 내용과 의미를 최초로 분석한다. 이를 통하여 당시 조선의 서양 과학, 특히 식물학에 대한 이해 수준을 분석하고 <식물학(植物學)>의 원전인 <식물학계몽(植物學啓蒙)>과 <서학계몽(西學啓蒙)>의 저자에 대하여 알아본다. 이는 당시 수학교육자가 자연과학분야에 행한 교육적 기여를 이해하는 데 필수적인 연구이다.

2015 개정 교육과정에 따른 초등 과학 검정 교과서 내용 다양성 분석 - '물체의 무게' 단원을 중심으로 - (Content Diversity Analysis of Elementary Science Authorized Textbooks according to the 2015 Revised Curriculum: Focusing on the "Weight of an Object" Unit)

  • 신정윤;박상우;정현지;홍미나;김현재
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제41권2호
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    • pp.307-324
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    • 2022
  • 이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등 과학 국정 교과서와 동 교육과정에 따라 2022년에 출판된 초등 과학과 검정 교과서 7종의 '물체의 무게' 단원에 진술된 과학 개념의 서술과 탐구활동 내용의 특징을 비교하여 초등 과학 검정 교과서의 내용 다양성을 분석해 보았다. 이를 위해 각 교과서의 설명텍스트에서 개념 서술 내용의 흐름, 개념 서술 과정에서의 특이점을 분석하였고, 언어네트워크 분석 방법으로 노드와 링크 수, 연결중심성이 높은 중심 단어를 분석 하였다. 또한 교과서에 제시된 탐구활동에서 탐구활동 유형, 탐구과정기능 및 탐구 활동 내용을 분석하였다. 연구 결과, 검정 교과서에서는 과학 개념의 서술이나 탐구활동 내용 구성에서 다양성이 잘 드러나지 않았다. 하위 개념의 포함 여부, 중심 단어 등이 교과서별로 유사하였다. 탐구활동을 비교하였을 때에도 탐구활동 내용과 탐구 유형, 탐구과정기능이 유사하였다. 특히 이전 교과서에서 제시되지 않았던 새로운 탐구활동 주제나 실험 방법을 도입한 경우는 없었다. 하지만 동일한 교육과정을 바탕으로 개발되었음에도 불구하고 검정 교과서 체제의 장점을 살릴 수 있는 노력들이 일부 시도되고 있었다. 핵심 내용을 설명하기 위한 하위 개념의 배치 순서가 교과서마다 달라 개념을 설명하는 과정이 몇 가지 유형으로 구분되었고, 탐구활동의 내용은 동일하였지만 기존 실험에서의 어려움을 개선하고 보완하기 위해 탐구 활동 준비물이 교과서별로 서로 다르게 나타나기도 하였다. 이를 바탕으로 검정 교과서의 장점을 살릴 수 있는 시도가 계속되어야 할 것이다.

정렬 알고리즘 학습을 위한 사례중심 교수학습 모형 개발 (Development of the Case Teaching-Learning Model for Sort-Algorithm learning)

  • 표선영;김영기
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2007년도 하계학술대회
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    • pp.153-158
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    • 2007
  • 최근 컴퓨터 교육의 초점은 컴퓨터 내용학으로 소양 교육에 대한 관심이 고조되면서 컴퓨터 과학 요소 및 정보통신윤리 분야를 강화하며 소양 교육과 교과 활용교육 간의 연계를 통하여 효과적으로 교육 목표를 달성할 수 있도록 하였다. 이에 따라 일선 학교에서 컴퓨터, 컴퓨터 통신, 멀티미디어, 인터넷 등의 첨단 정보 매체를 교수 학습에 어떻게 활용할 것인가에 대한 관심을 넘어 정보 교육 본질적인 관점에서 교육 방법을 찾고자 노력이 고조 되고 있다. 본 연구에서는 초등학생들에게 지도하기 어렵고 학생들이 이해하기 힘든 컴퓨터과학에 기본이 되는 컴퓨터 내용학 중 자료구조의 검색과 정렬 중 정렬 알고리즘에 대해 교수 학습방법을 설계해 이를 지도해 보고 이러한 학습내용이 초등학교 학생들에게 효과적으로 학습되는 모형을 적용하여 실효성과 이해를 높일수 있으리라 기대한다.

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초등학교 과학과 5, 6학년 서술형 평가문항의 행동영역 내용타당도 및 이에 영향을 미치는 요인 분석 (An Analysis of Content Validity of Behavioral Domain of Descriptive Tests and Factors that Affect Content Validity: Focus on the Fifth and Sixth Grade Science)

  • 최정인;백성혜
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.87-101
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 초등학교에서 개발 시행된 서술형 평가 문항의 내용타당도를 분석하는데 있으며, 이 평가 문항들의 개선을 위한 기초자료를 제시하는데 연구의 의의가 있다. 이를 위하여 여러 초등학교의 서술형 평가문항을 수집하고, 이원분류표의 평가목표와 문항의 평가목표가 요구하는 행동소를 비율차 검정하였다. 분석의 결과 교사가 제작한 서술형 평가문항은 '지식', '이해'를 주로 측정하고 있으며, 행동영역의 내용타당도가 낮음을 확인하였다. 내용타당도가 낮은 결과를 설명하기 위해 9명의 초등 교사를 대상으로 면담을 실시하였다. 면담의 결과 초등학교 과학과 서술형 평가문항의 내용타당도 확보를 저해하는 요인으로 교사내적요인과 교사외적요인을 추출하였다. 교사내적요인에는 바르지 않은 이원분류표의 작성법, 초등학생의 발달 단계 고려, 난이도, 채점의 용이성, 경로의존성 등이 포함되었다. 그리고 교사외적으로는 교육과정 및 학부모 그리고 행정적 요소 등이었다. 이상의 결과를 바탕으로 과학교사의 서술형 평가전문성을 위한 요인들을 제언하였다.

과학교사양성과정에 대한 심층면담을 통한 경력과학교사들과 초임과학교사들의 인식 비교 (Comparison of Perception on Science Teacher Preparation Courses by Beginner and Experienced Science Teachers)

  • 김영민;문지선;박정숙;임길선
    • 한국과학교육학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.1002-1016
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    • 2010
  • 본 연구에서는 과학교사양성기관에서 과학교사교육을 받고, 교직 경력이 5년 이상인 경력 과학교사들과 교육현장에 처음 입문한 초임과학교사들을 대상으로 현장 경험에 비추어 볼 때, 과학교사양성과정이 과학교사가 가져야 할 전문성 교육을 제대로 하고 있는지에 대한 인식이 어떠한지 그리고 그 인식에 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 이 연구에서는 과학교사 양성과정에 대해 경력 과학 교사들과 초임 과학교사들이 가지는 인식에 대한 심층적인 분석을 위해, 경력과학교사 5명과 초임 과학교사 7명을 대상으로 면담 조사 방법을 통한 질적 연구를 수행 하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 내용학에 대해 과학 교사들은 과학 지식 전달의 수업 목표, 강의식 수업, 교과서와 실험 도구 중심의 수업 자료, 지필 시험과 보고서 분석 중심의 평가 방법, 대집단 중심의 수업등으로 인식하고 있고, 사례를 많이 들어주는 수업, 상호작용적 강의 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었으며, 자신들이 경험한 과학 내용학 과정은 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었다. 그리고 이러한 인식에 있어 경력 교사와 초임 교사 사이에 거의 차이가 없었다. 둘째, 과학 교육학에 대해 과학교사들은 과학 교수법 전달의 수업 목표, 수업 시연, 조별 협동학습, 발표 등의 다양한 수업 전략, 컴퓨터 프로그램, 시범 자료, ICT등의 다양한 수업 자료, 지필 평가, 프로젝트 수행, 발표 및 수행평가 등의 다양한 평가 방법, 소집단과 대 집단의 혼용 수업 등으로 인식하고 있고, 흥미로운 자료 사용, 다양한 질문법, 협동학습 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 과학내용학과 마찬가지로 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었다. 전체적으로 볼 때 초임교사들이 좀 더 다양한 수업 전략 및 교수법을 경험한 것으로 나타났으며, 그래서 그런지 자신들이 경험한 과학 교육학 과정에 대해 경력 교사는 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었으나 초임과학교사들은 과학교육학이 자신들의 수업에 많은 영향을 주고 있고, 대체로 좋은 모델이라고 인식하고 있으나, 교과교육학을 전공하지 않은 교수들이 교과교육학을 담당하는 것에 대해서는 부정적인 인식을 보였다. 셋째, 일반 교육학에 대해 과학교사들은 교육학 이론 전달의 수업 목표, 강의와 발표식 수업, 교과서 중심의 수업자료, 지필 시험과 보고서 분석 중심의 평가 방법, 대 집단 중심의 수업 등으로 인식하고 있고, 사례와 일화를 많이 들어주는 수업, 소집단 토의 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었으며, 자신들이 경험한 일반 교육학 과정은 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었다. 그리고 이러한 인식에 있어 경력 교사와 초임 교사 사이에 거의 차이가 없었다. 과학 내용학과 일반 교육학 과정은 과학 교사 양성에 걸맞는 상당한 변화가 요구된다.

중학교 과학 교과서와 수업에 반영된 STS 내용 분석 (An analysis of STS Contents Reflected in the Middle School Science Textbooks and Instructions)

  • 홍미영;정은영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.659-667
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    • 2004
  • 이 연구에서는 제7차 교육과정에 따라 개발된 중학교 과학 교과서의 구성과 접근 방식에서 STS를 어떻게 고려하고 있으며 교과서에서 다루고 있는 STS 내용에는 어떤것들이 있는지를 분석하고, 과학 교사와 학생을 대상으로 면담을 실시하여 수업에서 실제로 STS 교육이 어떻게 이루어지고 있는지를 살펴보았다. 교과서 구성이나 내용 면에서 종전에 비하여 STS가 강조되고 있으나, 주로 읽을거리 형태의 '과학의 응용', '사회적 문제와 논쟁' 내용에 편중되어 있어 보다 다양한 STS 접근과 STS 주제를 포함할 필요가 있다. 그리고 STS 내용에 대한 평가의 어려움, STS 교육에 대한 교사의 인식과 경험 부족, 그리고 학부모와 학생의 인식 부족 등으로 인하여 중학교 과학 수업에서 STS 교육을 실현하기 어려운 것으로 생각된다. 이상과 같은 연구 결과를 토대로 중학교 과학 수업에서 STS 교육이 실효를 거두기 위한 몇 가지 제언을 하였다.

'지구와 달' 주제와 관련된 초등학교 2009 개정 과학교과서와 2015 개정 과학교과서 내용 분석 (An Analysis the Contents Related to a Subject 'Earth and Moon' from Elementary Science Textbooks of the 2009 Revised Curriculum and 2015 Revised Curriculum)

  • 임청환;채동현
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.237-243
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    • 2018
  • 이 연구는 '지구와 달' 주제와 관련된 초등학교 2009 개정 과학교과서와 2015 개정 과학교과서 내용을 분석하는데 목적이 있다. 연구를 위해 우리나라의 2009 개정 과학교과서와 2015 개정 과학교과서의 '지구와 달' 관련 단원의 내용을 선정하여 분석하였다. 연구결과, 첫째, 2009 개정 과학교과서에 2015 개정 과학교과서로 개정되면서 교육과정의 성취기준 상에서는 큰 변화는 없었다. 둘째, 두 교육과정의 구체적인 교과서 내용 진술이나 전개는 별다른 차이가 없었으나, 탐구활동면에서는 교육과정의 탐구활동 제시에서는 물론 교과서에 제시된 구체적인 탐구활동에서도 많은 변화를 보였다. 셋째, 2009 개정 과학교과서에 비해 2015 개정 과학교과서에서는 사진과 삽화를 많이 사용하고 있었다. 넷째, 실험관찰과 관련된 변화는 거의 없었으나, 단원을 정리하는 활동이 2015 개정에서는 2009 개정에 비해 강화되었다.