• 한국과학교육학회지
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• 제19권2호
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• pp.293-304
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• 1999

Calculator-Based Laboratory(CBL) system을 중 고등학교 현장에 적용하기에 앞서, 그 적용 가능성을 평가하고, 향후 CBL system을 이용한 과학 실험의 현장 적용을 위한 교사 연수 프로그램의 효율적인 방안을 모색하고자 하였다. CBL system을 이용한 과학 실험을 현직 중 고등학교 과학교사 54명에게 소개하고, 직접 실습하게 한 후, CBL system을 이용한 과학 실험 방법에 대한 교사들의 의견과 학교 현장에서의 적용가능성 및 학생들의 과학 성취도에 미치는 영향에 대한 교사들의 인식을 설문지를 통해 조사하였고, 교사의 성별, 학교, 지역, 최종학위 및 교사 경력 연수 따른 인식의 차이를 조사하였다. 조사 결과, 교사들의 CBL system을 이용한 과학 실험 방법에 대한 인식은 일반적으로 긍정적이었으며, 대부분의 교사들은 CBL system을 이용한 과학 실험 방법이 우수하며, 고등학교 및 대학교 학생들에게 적합하다는 의견을 제시하였다. 교사들의 성별, 학위소지, 근무학교 경력 등의 차이에 따라 CBL system을 이용한 과학 실험에 대한 교사들의 인식도 다양한 차이를 보였다. 따라서, 향후 CBL system을 이용한 과학 실험에 대한 과학 교사 연수 프로그램을 보다 세분화하고 교사들의 흥미, 관심 및 필요성에 따라 여러 그룹으로 구분하여 보다 효율적인 교사중심의 연수 프로그램을 개발하여야 할 것으로 고찰되었다. CBL system을 과학교육에 보다 효율적으로 적용하기 위해서는 각 단원별 현장 적용 및 효율성을 검정하여, 우리 나라 과학 교육 현장에 적합한 CBL system 과학 실험 모형의 개발이 촉구되며, 현행 과학 교육과정 및 교과서의 개선이 요구된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.359-367
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• 2015

우리나라 우주발사체 개발에 대한 청소년들의 흥미 유발과 로켓에 대한 과학적 접근을 쉽게 할 수 있도록 고등학생을 대상으로 하는 로켓 교육프로그램을 개발하였다. 고등학교 물리 1,2, 화학 1,2를 분석한 후 로켓의 추진 원리와 연계하였고, 추진 원리의 이해를 바탕으로 모델로켓 엔진을 제작하는 과정을 설명하였다. 또한 모델로켓에서 추진제로 사탕, 육포, 초콜릿 등과 같은 고열량 식품들을 사용하여 추진제를 제작하였다. 특히 교육프로그램은 식품을 이용한 추진제 제작, 연소 온도 측정, 추력 측정과 모델 로켓의 제작, 발사 등으로 구성하였으며 연구 결과를 통해 사탕을 이용한 제작한 추진제와 솔비톨로 제작한 추진제의 성능을 비교 분석하였다. 또한 프로그램을 적용한 후 학생들의 성취도 평가를 측정하기 위하여 기술적, 교육적 목표를 제시하고 프로그램의 운영을 통하여 목표 달성 여부도 판단하였다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권2호
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• pp.299-313
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• 2002

본 연구에서는 제7차 교육과정의 중등 과학 생물영역 심화학습을 위한 웹 기반 학습 프로그램을 개발하였으며, 중학교 3학년을 대상으로 적용한 결과를 분석하였다. 중학교 전학년 및 고등학교 1학년 생물영역 심화과정의 5개 주제를 선정하여 의문형으로 제시했으며, 각 주제별로 4개의 하위 학습단원 '활동'을 설정. 총 20개의 '활동'을 개발하였다. 먼저 2개의 하위활동은 기본 및 심화과정 학습내용을 설명하고, 3번째 하위활동은 가상실험을, 4번째 하위활동은 평가 및 정리 문제를 제시하는 방향에서 설계하였다. 이외에 풍부한 자료와 보충 설명을 위하여 용어 사전을 4개 하위활동에 삽입하였다. 각 활동은 하이퍼링트시켜 서로 상호 연결되도록 하였으며, 학습자가 직접실험을 설계 수행하고 결과를 확인할 수 있도록 가상실험을 설계하였다. 개발된 웹 기반 학습 프로그램의 효과를 분석하기 위하여, 중학교 3학년 247명의 학생들을 대상으로 프로그램을 적용하고 설문조사를 실시하였다. 그 결과 대부분의 학생들은 가정에서 인터넷을 사용할 수 있는 것으로 나타났으며, 과제학습을 수행하기보다는 e-mail이나 정보 검색을 목적으로 인터넷을 활용하는 것으로 조사되었다. 프로그램을 학습한 67명의 학생들은 프로그램을 학습하지 않은 학생들에 비해 '생식과 발생'단원의 학습성취도에서 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 또한, 학생들은 웹 기반 학습 프로그램의 가상실험과 애니메이션 효과를 선호하였으며, 프로그램이 다른 웹 기반 프로그램에 비해 우수하다고 평가하였다. 반면, 웹 기반 학습 프로그램을 학습하지 않은 학생들은 다론 웹 기반학습 프로그램에 관심이 없으며, 과학에도 흥미가 없다고 응답하였다. 최근 학생들이 가정과 학교에서 인터넷을 활용할 수 있는 여건은 조성되었으나, 학생들의 흥미와 학습효과를 신장시킬 수 있는 웹 기반 프로그램의 개발 보급은 미비한 것으로 밝혀졌다. 결론적으로 가상실험, 애니메이션, 다양한 학습자료를 제공할 수 있는 인터넷의 환경을 효율적으로 활용하여, 학생들의 과학에 대한 흥미와 학업 성취도를 높이는 과학분야의 웹 기반 학습프로그램을 개발하는 일이 시급한 것으로 밝혀졌다.

• 영재교육연구
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• 제23권2호
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• pp.237-256
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• 2013

이 연구의 목적은 과학 영역에 발을 들여놓은 초등과학영재에게 과학이라는 영역에 대해 진정한 재미와 흥미를 느끼고 계속 탐구해보고 싶도록 돕는 교육 프로그램을 개발 적용하는 것이다. 동료교수법은 개념이해에 중점을 두고 있기 때문에 앎의 즐거움을 통해 과학영역의 평생 학습을 이끌어갈 동기를 주기에 적합하다. 이 연구에서는 '뜨고 가라앉음'이라는 소재를 적용한 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 개발, 적용하고 초등과학영재의 개념변화 정도를 분석하였다. 프로그램 개발을 위해 학생들이 가지고 있는 선개념을 선행연구에서 분석하였고, 이러한 선개념을 바탕으로 다루고자 하는 밀도와 부력 개념의 세부적인 단계를 결정하였다. 이 단계에 따라 개념검사문항을 개발하여 배치하였고 이렇게 개발된 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 초등학교 6학년 과학영재 26명에게 적용하였다. 개념변화 정도를 분석하기 위해 사전, 사후 검사의 정답률을 비교하고 Hake gain을 구하였다. 분석 결과, 초등과학영재는 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 통해서 올바른 과학개념으로의 변화를 보였으며 높은 성취수준에 도달하였음을 확인하였다. 또한 학생들은 이 프로그램에 대해 새롭고 유익하다고 평가했으며, 프로그램을 통해 후속학습에 대한 동기가 유발되었음을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권2호
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• pp.120-129
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• 2008

본 연구에서는 중학교 3학년 "유전과 진화"단원 학습을 위해 만화를 활용한 형성평가 문항을 총 17개 개발하고, 이를 실험집단 73명과 통제집단 78명을 대상으로 적용하였다. 이에 학생들의 평가에 대한 인식 및 태도와 학업성취도 변화에 효과적인지를 알아보았다. 그 결과 만화를 활용한 형성평가는 학생들의 평가에 대한 부정적인 인식과 태도를 긍정적으로 변화시키는데 효과적인 것으로 나타났으며 특히, 학생들이 평가의 유용성을 인식하고(p<.05) 시험에 대한 불안감을 감소시키는 데 효과적인 것으로 나타났다(p<.01). 또한 개발된 만화를 활용한 형성평가는 서술형 지문의 형성평가에 비해 학생들의 학업성취도 향상에 긍정적인 효과를 갖는 것으로 나타났다(p<.05). 이는 "유전과 진화"단원의 추상적인 개념들을 그림으로 표현하여 학습내용과 문항의 이해를 더 쉽게 하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 만화를 활용한 형성평가는 학습내용의 이해와 흥미도의 향상에 기여하며 수업에 적극 활용했을 때 학생들의 평가에 대한 불안을 극복하고 평가에 대한 긍정적인 인식을 줄 수 있는 평가방법이라고 할 수 있다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.483-492
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• 2020

많은 학생 및 학부모가 선행학습에 쏟는 시간과 경제력이 적지 않다는 점과 인터넷 기반 사회의 환경이 빠르게 변화되는 점을 고려해 볼 때, 선행학습의 실태와 그 효과를 연구해 볼 가치가 있다고 판단하였다. 본 연구는 창원지역 A고등학교 1학년 학생 186명을 대상으로 과학 선행학습의 기본적인 실태를 조사하였다. 실태 조사결과, 과학선행학습의 경험이 있다고 응답한 학생은 조사대상자 중 39.8% (74명)이였다. 또한 경험대상자 중 중학교 3학년 겨울방학 시작 이후에 과학 선행학습을 시작한 학생 56명을 대상으로, 과학 선행학습에 따른 과학성취도를 분석하였다. 그 결과, 선행학습의 형태는 타의적 선행학습이 50.0%로 가장 높았으며, 선행학습의 시작동기는 시험점수 향상이 33.9%로 가장 높았다. 반타의적 형태로 선행학습을 하는 경우 자신감과 학습의향이 긍정적으로 나타났으며, 자기주도적 형태로 선행학습을 하는 경우 흥미도와 가치가 긍정적으로 나타났다. 결론적으로, 과학 선행학습을 받은 학생 중 71.4%의 학생이 과학성취도에서 긍정적으로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권3호
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• pp.399-408
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• 2023

본 연구에서는 초등학교 과학 '동물의 생활' 단원 수업에 메이커교육 프로그램을 개발하고 적용하여, 학생들의 학업성취도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 조사하였다. 메이커교육 프로그램의 주제는 '동물의 특징을 모방한 로봇 VR 전시관 만들기'이다. 프로그램의 단계는 TMI 메이커교육 모형에 따라 과학 개념을 탐구하고, 창의적으로 로봇 VR 전시관을 만드는 활동으로 구성하였다. 연구 결과, 해당 프로그램의 적용은 유의미한 학업성취도와 창의적 문제해결력 향상을 가져왔다는 것을 발견했다(p<.05). 본 연구는 초등 과학 수업에서 메이커교육의 효과성을 입증한 것으로, 메이커교육을 적용하여 학생들의 과학 학습에 대한 흥미와 참여도를 높일 수 있을 것이다. 또한, 다양한 주제와 프로그램을 개발하여 초등학교 과학 수업에서 메이커교육을 더욱 적극적으로 활용할 수 있도록 노력할 필요가 있다. 본 연구의 결과를 일반화하기 위해서는 다양한 연령층과 초등 과학의 다른 영역에서 메이커교육의 효과성을 조사하는 추가적인 연구가 필요하다. 또한, 교육자들이 메이커교육을 효과적으로 활용할 수 있도록 교육 및 교육자 역량 강화가 필요하다.

• 교양교육연구
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• 제4권1호
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• pp.237-254
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• 2010

지금까지의 과학영재교육은 초등과 중등단계에서 비교적 체계적으로 제공되어 왔으나 대학입학 이후에 이공계 영재들을 위한 차별화된 교육과정이 실시되는 대학은 거의 없는 실정이다. 한양대학교가 교육과학부와 한국과학창의재단의 후원을 받아 국내 최초로 시행하게 된 Honors Program(HP)은 대학 단계의 과학영재의 특성과 수준 및 흥미를 고려한 특화된 교육과정의 요구를 충족시키기 위하여 시작되었다. Honors Program in Science는 초·중등 영재교육의 연속성을 고등교육의 단계로까지 보장하여 체계적으로 과학인재를 육성함으로써 새로운 가치 창조를 위한 미래지향적이고 창의적인 글로벌 과학리더를 양성하는 데 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 선발 및 교육 프로그램의 모델을 개발하고 25명의 Honors 학생을 선발하여 차별화된 교육과정을 제공하여 운영하고 있다. Honors 학생의 선발은 역량중심의 BEI(행동사건면접)를 통한 면접과 창의성, 과학창의성을 측정하는 창의적 발명검사, 분석능력을 측정하는 분석 표현 검사, 자기조절학습능력 검사, 기초과학 학업성취도 등 역량중심의 선발방법과 다면적 평가를 채택하였다. 또한 미래의 가치를 창조하기 위한 HP의 인재상으로서 융합적 지식을 갖춘 전문가, 자율적 학습능력을 갖는 창의적 문제해결자, 글로벌 과학기술리더를 상정하여 전문성, 창의성, 리더십의 역량을 HP인재의 필요 역량으로 선정하였다. HP 교육과정의 특성은 심화교육, 융합적 통섭, 특화된 교육과정, 개별화교육, 창의적 문제해결과 체험중심의 교육, 대인관계 능력과 글로벌 소통능력을 강조하고 있다. 마지막으로 HP가 성공적으로 이루어지기 위한 전략으로서 선발(Selection), 교육(Education) 및 환경(Environment), 성장(Development)의 측면을 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.47-63
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 검정 교사용 지도서의 3~4학년 물질 영역에 나타난 PCK 요소를 분석하였다. 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 교사용 지도서와 달리 상대적으로 PCK 요소의 편차가 작았다. 평균적으로 과학 내용에 관한 지식이 가장 높은 비율을 차지하였고, 과학 교수 전략에 관한 지식이 과학 교육과정에 관한 지식보다 비율이 높게 다뤄졌다. 과학 평가에 관한 지식은 출판사 간 편차가 가장 컸으며, 학생에 관한 지식은 대부분의 출판사에서 비율이 낮게 나타났다. 하위요소로는 개념 및 이론보다 실험 및 탐구의 비율이 높았다. 수직 연계와 수업 목표에 비해 수평연계의 비율이 낮았고, 수업 목표는 교과 역량, 성취기준 등으로 다양하게 제시되었다. 발문이 강조됨에 따라 지도 전략과 발문이 비슷한 비율로 나타났다. 동기 및 흥미, 오개념은 지도 전략, 발문과의 연계가 나타났다. 평가 문항과 평가 준거는 수준별로 제시된 경우가 있었으며, 이 두 요소를 중심으로 다양한 PCK 요소의 연계가 있었다. 출판사별 편차가 상대적으로 큰 요소는 보충·심화 개념, 교과서 탐구, 활동 순서 및 방식, 교과 특이적 전략, 평가 문항이었다. 이상의 연구 결과를 중심으로 추후 교사용 지도서 개발을 위한 시사점을 논의하였다.