• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.344-352
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• 2000

본 연구에서는 고등학생들의 화학 관련 환경 개념과 환경에 대한 태도를 조사하고, 자아존중감, 과학 수업의 즐거움, 여가 활동에서의 과학 흥미 등의 정의적 변인과의 관계를 조사하였다. 학생들의 환경 개념 이해도가 낮았으며, 남학생의 개념 이해도가 여학생보다 높았다. 그러나 환경에 대한 태도는 여학생이 남학생보다 높았다. 생태중심적 태도에서는 남녀 차이가 없었으나, 남학생이 여학생에 비하여 자기중심적 태도를 더 많이 지니고 있었다. 사전 과학 성취 수준이 높은 학생이 낮은 학생보다 환경 개념 이해도가 높았다. 정의적 변인 중 여가 활동에서의 과학 흥미가 환경에 대한 태도와 유의미한 상관이 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제22권3호
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• pp.167-180
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• 2019

본 연구의 목적은 TIMSS 수학 영역 평가에서 높은 성취도를 보이고 있는 동아시아 5개국(싱가포르, 홍콩, 대만, 일본, 대한민국)을 대상으로 초등학생 수학 성취에 영향을 미치는 주요 교육맥락변인을 분석하는 것이다. TIMSS 2015의 4학년 자료를 위계선형모형으로 분석한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 가정배경 변인 중 가정의 학습 자원, 부모의 교육 기대 수준이 초등학생들의 수학 성취도에 미치는 영향은 동아시아 5개국에서 공통이었으나, 취학 전문해력 수리력 활동과 부모의 수학 과학에 대한 태도가 학생의 수학 성취에 미치는 영향은 국가별로 차이가 있었다. 둘째, 동아시아 5개국에서 공통적으로 수학 학습 흥미가 수학 성취도에 주는 영향은 높은 것으로 나타났다. 셋째, 학교수준의 변인 중 학생 특성으로 인한 수업 제한 변인은 우리나라, 대만, 일본의 학생들의 성취도에 영향을 주지 않았으나, 싱가포르와 홍콩에서는 성취도에 영향을 주었다. 넷째, 재학생의 경제적 배경이 성취도에 미치는 영향은 대한민국, 대만, 일본에서 싱가포르와 홍콩보다 크게 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.201-211
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• 2007

이 연구에서는 TIMSS 학생 설문 자료 중에서 과학에 대한 자신감, 과학 학습에 대한 흥미, 과학 학습 동기, 과학 관련 진로 희망에 관련된 문항을 분석하여 우리나라 중학생의 과학에 대한 태도 추이 및 태도에서의 생차를 알아보았고, 우리나라 학생의 과학에 대한 태도를 싱가포르, 대만, 홍콩, 일본 중학생들과 비교하여 그 특정을 파악하였다. 우리나라 중학교 2학년 학생의 과학 학습에 대한 흥미와 과학 학습에 대한 외적 동기는 TIMSS 1999에서 감소하였다가 2003에서 다시 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 과학 학습에 대한 흥미의 경우 그 하락 및 상승폭이 상대적으로 컸다. 반면에 과학에 대해 자신감을 가진 학생과 과학 관련 직업을 희망히는 학생의 비율은 지속적으로 감소하는 추세를 보이는 것으로 나타났다. 과학에 대한 자신감의 경우, 1995와 1999에서는 남녀 학생이 비슷한 양상을 보였으나 1999에서 2003으로 진행하면서 남학생의 자신감은 큰 변화가 없는 반면 여학생의 자신감은 큰 폭으로 하락하는 것으로 나타났다. 과학 학습에 대한 흥미 추이는 남녀가 비슷한 양상을 보였으며, TIMSS 1999에서 하락하였다가 TIMSS 2003에서 다시 상승하는 것으로 나타났다. 과학 학습 동기는 남녀 모두 상승하는 추세인 것으로 나타났으며, 특히 여학생의 경우 상승폭이 컸다. 과학 관련 직업을 희망하는 학생의 비율은 남학생의 경우에는 지속적으로 감소하고 있는 반면, 여학생의 경우에는 TIMSS 1999에서 감소하였다가 TIMSS 2003에서 다시 약간 상승하는 것으로 나타났다. 성취도가 높고 교육에 대한 사회적 가치나 문화적 배경이 유사한 싱가포르, 대만, 홍콩, 일본 등 아시아 4개 국가와 비교한 결과, 우리나라는 과학에 대한 자신감, 과학과 관련된 진로 희망, 과학 학습에 대한 흥미가 가장 낮은 국가인 것으로 나타났다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.119-130
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• 2019

TIMSS 평가는 4년 간격으로 실시되는데, 우리나라의 경우에는 TIMSS 2011에서 4학년으로 평가에 참여하였던 학생 모집단이 4년 뒤인 TIMSS 2015에서 8학년으로 다시 평가에 참여함으로써, 우리나라가 TIMSS 평가에 참여한 이래 처음으로 코호트 집단의 초등학교와 중학교 성취도 자료를 얻었다. 이에 본 연구에서는 초4에서 중2로 학년 및 학교급이 바뀌면서 나타나는 우리나라 학생들의 성취도 급락의 원인을 탐색하기 위해, TIMSS 2011의 초4와 TIMSS 2015의 중2에 공통으로 사용된 설문 문항들을 분석함으로써, 성취도 상위 5개국을 중심으로 학생 특성, 교사 특성 그리고 교실수업 특성과 관련된 교육맥락변인들의 변화를 분석하였다. 연구결과에 따르면 학생들의 학교 소속감은 초4에서 중2로 가면서 증가한 반면에, 과학 수업에 대한 학생들의 인식은 대부분의 항목들에서 긍정적 인식의 비율이 낮아지는 것으로 나타났다. 교사 특성과 관련하여, 교사의 전문성 개발 활동은 초4에서 중2로 가면서 더 증가하였고, 과학교사의 수업에 대한 자신감은 국제평균과 유사한 경향을 나타내었다. 교실수업 특성과 관련하여, 과학수업에서 탐구 관련 활동 유형별 빈도는 초4에서 최상위 수준이다가 중2에서 국제평균보다 더 낮아지는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 과학과 교수학습에 주는 시사점을 학교급별로 성취도 향상을 위한 차별화된 전략 마련의 필요성, 학생 참여형 수업으로 전환할 필요성, 과학 흥미에 영향을 주는 교육맥락변인에 대한 지속적인 연구의 필요성, 학생 성취도에 미치는 교사 수준의 교육맥락변인에 대한 심층연구의 필요성 등의 측면에서 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.321-332
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• 2015

본 연구는 '태양계와 별' 단원에 대한 스마트러닝 교수 학습 프로그램을 개발하고 적용하여 초등학생들의 과학적 태도, 과학 흥미도, 학업성취도에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 초등학교 5학년 과학 교과 내용 중 '태양계와 별' 단원을 선정하여 설계한 스마트러닝 수업은 스마트기기의 다양한 콘텐츠를 활용하여 학습자간 상호작용과 협업을 통해 문제를 해결하도록 하였으며, 그 결과를 공유하여 교사 및 학생 상호 간 피드백을 받을 수 있도록 구성하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 스마트러닝 교수 학습 프로그램은 학생들의 과학적 태도, 과학 흥미도와 학업성취도에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 스마트러닝 수업에 대한 설문조사와 개별면담 자료를 통해 긍정적인 반응을 확인하였다. 특히 수업의 '참여도'와 '흥미도' 부분에서 만족도가 높았고 스마트기기의 사용으로 수업을 게임처럼 재미있게 생각하는 반응이 많은 것으로 나타났다. 이상과 같은 결론에 근거하여 다른 단원, 다른 주제에 대한 스마트러닝 교수 학습 프로그램 개발과 연구의 필요성, 스마트러닝이라는 새로운 수업방식으로 흥미와 태도를 이끌어 내기 보다는 과학에 대한 본질적인 관심을 증대시킬 수 있는 방안과 같은 후속 연구의 방향에 대하여 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.872-881
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• 2002

질문은 학생들에게 문제의 탐색과 의사소통, 지식의 구조화를 통해서 문제해결이 가능하도록 하므로, 과학 교육에서 큰 의미를 가진다. 또한 학생 질문은 사고와 학습 사이를 연결해 준다는 점에서도 중요한 의미를 가진다. 그러나 학생의 질문에 대해서 분석하고 연구한 연구는 그렇게 많지 않았다. 따라서 본 연구에서는 질문 수준 강화 수업이 전통적인 수업에 비해 학생들의 질문 수준과 학업 성취도에 어떤 효과가 있는지 알아보았다. 또한 논리적 사고력, 과학 성적, 흥미, 성별과 같은 여러 변인들이 학생의 질문 수준에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구 대상은 중학교 2학년 학생 182명으로, 통제집단은 전통적인 수업을 하였고, 실헙집단은 질문 수준 강화 수업을 하였다. 연구단원은 중학교 과학 2 "식물의 구조와 기능"으로 약 7주 동안 15차시에 걸쳐 수업 처치를 하였다. 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 사용하였고 학업 성취도 검사는 17문항의 오지선다형문항을 개발하여 사용하였다. 질문 수준에 대한 여러 변인(수업방법, 과학 성적, 논리적 사고력, 흥미, 성별)의 효과를 분석하기 위해 오원 분산분석(ANOVA), 공변량 분석(ANCOVA), 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 하였다. 학생들의 질문 수준을 분석해 본 결과, 질문 강화 수업이 전통적인 수업에 비해 학생들의 질문 수준을 향상시키는데 효과적이었다(p< .01). 학생의 질문 수준과 상관 관계가 가장 높은 것은 수업 방법(r= .640)이었으며, 질문 수준은 과학 성적(r= .311)과 논리적 사고력(r= .212)에도 상관이 있었다. 그러나 질문 수준은 흥미와 성별에는 상관이 거의 없었다. 질문 강화 수업은 학생들의 학업 성취도를 향상시키는데 전통적인 학습보다 효과적이었다(p< .01). 따라서 질문 강화 수업은 학생들의 질문 수준뿐만 아니라 학업 성취도에도 높은 효과를 나타내었으므로 바람직한 수업방법이라고 생각된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.1406-1409
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• 2012

최근 학문간 융합을 통한 STEAM 융합인재교육에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. STEAM 교육은 과학, 기술, 공학, 예술 그리고 수학의 학문 영역을 유기적으로 융합하여 차세대 학습자들이 미래 사회에 필요한 핵심역량을 높일 수 있도록 하는 교육방식이다. 국가적인 차원에서 창의적인 융합인재를 위한 미래형 과학기술 교육을 중요하게 여기고 있으며, 과학기술 교육 패러다임에 변화를 기대하고 있다. 따라서 본 연구에서는 융합형 인재양성을 위한 집단지성 기반의 STEAM 교육 방안을 연구하고, 학습자의 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결 능력을 배양하기 위한 지능로봇 교육과정을 제시한다. 또한 집단 학습자들 간의 교육 적용 사례를 소개하고, 학습자의 만족도 분석을 통하여 검증하였다. 향후 본 연구의 결과로 집단 학습자의 학습 성취도를 향상시키고, 융합형 과학기술 인재양성 교육방안으로 발전하기를 기대한다.

• 한국영재학회:학술대회논문집
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• 한국영재학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.131-135
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• 2003

과학영재교육의 중요한 목표중의 하나는 과학영재들의 과학에 대한 태도를 긍정적으로 변화시키는 것이다. 특히 태도와 같은 정의적 특성은 지적 특성에 비하여 후천적이고, 학습에 의해서 변화될 가능성이 크기 때문에(Marsh, 1990) 교육적으로 중요한 의미를 가지며 학생들이 성장하여 과학에 관련된 직업이나 활동을 하는 데 매우 중요한 역할을 한다(Oliver, W Hill, Pettus, W. C. and Hedin, B. A 1990). Anderson(1981)은 과학에서의 정의적 영역을 흥미, 태도, 가치, 통제의 소재, 학문적 자아개념, 불안, 선호 등의 7가지 영역으로 나누고 이 중에서 불안요인을 학업성취 및 태도에 가장 강하게 영향을 주는 요인으로 구분한 바 있다. 이처럼 과학 관련 태도나 과학 불안도는 학생들의 과학관련 활동이나 성취에 중요한 요인이 되고 있으나 이와 관련된 연구는 극히 미미하다. 지금까지의 태도 및 불안도에 관한 연구들은 일반학생들을 대상으로 하고 있으며 과학영재들을 대상으로 한 연구는 전혀 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구는 과학영재교육원에 다니는 194명의 과학영재들을 대상으로 하여 과학영재 수업을 받은 후 과학 관련 태도와 과학 불안도가 변하는지, 과학 관련 태도와 과학 불안도는 어떠한 상관이 있는지, 그리고 남$\square$녀 집단의 차이가 있는지를 영재수업을 받기 전과 후의 검사를 통하여 알아보았다. 본 연구에서는 과학영재들의 과학 관켠 태도를 측정하기 위해‘고등학생을 위한 과학 관련 태도’검사를 사용하였다. 이 검사는 Fraser(1981)가 개발한‘TOSRA’(Test of Science-Related Attitudes)와 Munby(1983)의‘태도 측정 도구 조사’에서 문항 선정이 이루어졌다. 적절한 단어 및 어휘, 일부 문항들의 부적절한 환경 상황 등을 고려하여 40 문항 중 21문항을 수정하거나 삭제하고 문항내적 상관이 낮은 4문항을 제거하여 최종 30문항을 제시하였다(고유곤, 1996). 이 검사의 문항 내적 신뢰도 $\alpha$ 는 0.9 이었다. 검사 문항은 4개 범주과학에 대한 태도, 과학의 사회적 의미, 과학 교과에 대한 태도, 과학적 태도 등과 각 범주의 하위 문항으로 되어 있다 과학 불안도 측정 검사 도구는 중$\square$고등학생들의 과학불안도 측정을 위해 김범기(1993)가 개발한 것을 사용하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권1호
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• pp.46-62
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• 2013

본 연구에서는 TIMSS 2007 결과 과학 영역의 학업 성취는 높지만 정의적 성취가 서로 다른 국가들을 선정하여 정의적 특성과 관련된 학생 설문 문항을 분석하였다. 또한 우리나라 과학 교사 대상 온라인 설문조사를 통해 과학 교수 학습의 특성과 정의적 성취에 대한 인식을 알아보았다. 학생 설문 분석 결과, 과학에 대한 자신감, 즐거움, 가치 인식 수준이 높은 학생의 비율은 홍콩, 싱가포르, 잉글랜드는 높고 우리나라, 대만, 일본은 그 비율이 낮게 나타났다. 실제 과학 수업의 교수 학습 특성을 보면 우리나라는 실험과 연구 활동이나 실생활 맥락에서의 과학 수업이 잘 이루어지지 않고 있었다. 과학 교사 대상 설문 결과에서 과학에 대한 자신감이 낮은 이유로 과학 내용이 어렵고 흥미롭지 않은 점과 과학 학습을 위한 절대적 시간의 부족을, 과학에 대한 흥미가 낮은 이유로 과학 내용이 어렵고 미래 자신의 진학이나 진로와 관련이 없다고 생각하는 점을 제시하였다. 또한 과학 교과의 가치 인식이 낮은 이유로 진로를 위해 과학을 잘 할 필요가 없어서나 과학이 일상생활에 도움이 되지 않는다고 여기는 점을 제시하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.11-22
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• 2011

이 연구는 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육이 학업성취, 교과 태도에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 연구대상은 초등학교 6학년 2개반 73명을 선정하였으며, 실험집단은 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육을, 통제집단은 교과서 중심의 분과형 수업을 12차시 동안 처치하였다. 연구의 결과로 첫째, 인지적 영역인 수학 과학 학업성취에 있어서 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 교과서 중심의 분과형 수업보다 더 효과적이었다. 특히, 학업성취 하위요인인 지식, 이해, 적용 영역으로 사후 검증한 결과 지식영역에서는 두 집단 간 통계적으로 유의한 차이가 없었으나, 이해와 적용 영역에서는 실험집단이 통계적으로 유의하게 향상됨을 확인할 수 있었다. 둘째, 정의적 영역인 교과 태도 수준에 있어서 실험집단이 통제집단에 비해 긍정적인 영향이 있음을 확인할 수 있었다. 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 현행 수학 과학 교과의 정의적 영역인 흥미를 보완할 수 있는 하나의 방법이 될 수 있으리라 기대한다.