• 제목/요약/키워드: 과학수업설계

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VR 웹툰을 활용한 진로탐색형 STEAM 프로그램 개발 - 대면·비대면 혼합형 교육 적용 사례 (STEAM Program Development for Career Exploration using VR Webtoon - Application of Contact·Untact Combined Education)

  • 주학종;임은영;서경민
    • 정보교육학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.653-664
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    • 2021
  • 본 연구는 디지털 신기술인 VR(Virtual Reality)과 대중문화 요소인 웹툰을 접목하여 중학생 대상의 진로탐색형 STEAM 프로그램을 제안한다. 제안하는 프로그램은 학생들이 미래의 유망 분야를 조사하고, 진로를 기획·제작 및 가상체험하는 과정을 자기주도적으로 진행할 수 있게 설계되었다. 그리고 STEAM 교수학습 준거 항목에 진로탐색을 고려하여 설계하되 2015 개정 교육과정과 연계하여 기존 교과목들에서 학습 효과를 높일 수 있다. 특히, COVID-19 상황으로 인해 대면 수업이 어려운 경우를 대비하여 대면·비대면 혼합형 교육이 가능하도록 프로그램을 설계하였다. 제안하는 STEAM 프로그램의 교육목표는 창의·융합형 인재양성에 있다. 정성적으로는 디지털 신기술을 교육에 접목한 교육기반을 마련하고, 정량적으로는 관련 프로그램 개발 및 중학교 교육 현장의 프로그램 적용하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 개발 프로그램을 서울시 A중학교 2학년을 대상으로 시범 적용하였다. 본 연구에서 제안한 진로탐색형 프로그램을 통해 학생들이 과학과 기술의 진입장벽 없이 디지털 신기술을 활용하는 방법을 배우고, 미래 진로를 탐색하고 고민하는 데 도움 되기를 기대한다.

PISA 2015와 비교한 PISA 2018 과학 영역의 성취수준별 인지적 성취 특성과 교육과정 상 인식론적 지식 함양을 위한 교육 탐색 (Exploring Cognitive Achievement Characteristics by Group of Achievement Levels in the PISA 2018 Science Domain and Education for Cultivating Epistemic Knowledge in the National Curriculum)

  • 이신영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.401-414
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 PISA 2015 결과와 비교하여 PISA 2018 과학 영역에서 성취수준 집단별로 과학적 소양 성취 특성을 알아보고, PISA 2018에서 PISA 2015보다 정답률이 특히 상승한 '인식론적' 지식에 대해 PISA 참여 학생들이 경험한 교육과정을 중심으로 비교 분석하는 것이다. PISA 2015와 PISA 2018 평균 정답률을 PISA 과학 영역 평가틀 차원별 하위영역별로 분석하였다. 특히, '역량' 차원에서 중집단과 하집단에서 '과학 탐구의 평가 및 설계' 정답률이 가장 낮았지만, PISA 2015과 비교하여 모든 성취집단에서 정답률이 상승하였다는 점에서 고무적이다. '지식' 차원에서 '생물계' 지식과 '인식론적' 지식에서 정답률이 낮았지만, PISA 2015와 비교하면 '인식론적' 지식에서 상집단과 중집단의 정답률이 상승하였다. PISA 2015에 비해 PISA 2018에서 정답률이 상승한 '인식론적' 지식과 관련하여 PISA에 참여한 학생들이 경험한 교육과정의 변화를 살펴보았다. 과학에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육과정에서는 '과학이란?' 단원과 과학 탐구 활동에서 모형에 대한 이해를 향상시킬 수 있도록 하였다. 과학 지식을 정당화하는 과정에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육 과정에서는 탐구 활동의 수는 증가하고 실험 결과에 기반한 과학적 설명을 강화하였으며 '과학과 인류 문명' 단원을 도입하여 학생들이 STS를 이해하는 것과 동시에 논변활동을 할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 PISA 2015와 비교한 PISA 2018의 성취수준별 인지적 성취 결과를 알아보았고 우리나라의 과학과 교육과정 개정이 탐구 수업을 통한 인식론적 지식 함양 교육 측면에서 긍정적인 방향으로 나타났다는 것을 확인하였다.

2009 개정 교육과정 화학II 교과서의 탐구 활동 분석 (The Analysis of Inquiry Activities in High School Chemistry II Textbooks on the Revised 2009 Curriculum)

  • 김지영;한재은;박종석
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.928-937
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    • 2012
  • 이 연구는 2009 개정 교육과정에 따라 출판된 화학II 교과서의 탐구 활동을 분석하고자 하였다. 탐구 활동은 탐구 활동 개수 및 비율, 탐구 과정 요소, 탐구유형, 탐구 상황 등을 알아보고 7차 교육과정에 따라 출판된 화학II 교과서와 비교 분석하였다. 연구 결과, 2009 개정 교육과정에 따라 출판된 화학II 교과서의 탐구 활동의 개수 및 지면 수에 대한 탐구 활동 개수의 비율은 출판사 별로 많은 차이가 있었으며 7차 교육과정 교과서에 비해 감소함을 알 수 있었다. 둘째, 탐구 활동들은 특정 탐구 과정 요소에 편중되어 있었다. 셋째, 탐구 활동 유형은 교과서마다 조금씩 차이가 있었지만 대부분 실험하기와 생각해보기로 이루어져 있었고, 해보기가 아주 낮은 비율로 나타났다. 넷째, 탐구 활동 상황은 순수 과학적 상황이 가장 많았고, 그 다음으로 일상적 상황, 기술 사회적 상황, 자연 환경적 상황 순이었다. 7차 교육과정의 교과서와 비교했을 때 기술 사회적 상황이 증가하였지만, 기술 사회적 상황과 자연 환경적 상황은 10% 이하로 나타났다. 이로부터 탐구 활동에 있어서 2009개정 교육과정의 화학II 교과서도 이전 차시의 교과서가 가지고 있는 문제를 여전히 포함하고 있어 학교 교사들이 수업을 설계할 때 이점을 해결할 수 있도록 다양한 탐구 활동을 도입할 필요가 있다. 나아가 앞으로 교과서 개발자들은 교과서 분석 연구들의 결과를 수용할 필요가 있다.

교사와 학생의 사회적-과학적 쟁점(Socio-Scientific Issues) 주제 선호도 분석 (A Comparative Study of Teachers' and Students' Preference of Socio-Scientific Issues Topics)

  • 박현주
    • 과학교육연구지
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    • 제47권2호
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    • pp.180-191
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    • 2023
  • 이 연구에서는 초등, 중, 고등학교의 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제를 조사하여 학교급별 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제의 유사성을 코사인 유사도 측정을 통해 분석하였다. 연구 대상은 초, 중, 고등학생 566명, 교사의 327명이었다. SSI 관련 선행연구 논문과 프로그램에 포함된 SSI 주제 60개를 환경, 과학기술, 보건·의학, 기타 사회 문제 영역로 구분하고 목록화하여, 연구 대상인 학생 또는 교사가 선호하는 주제 5개를 선택하도록 하였다. 자료수집은 서베이몽키를 이용한 온라인으로 진행하였고, 수집된 자료는 학생 및 교사별로 6개 집단으로 구분하고, 집단별로 주제의 선택 빈도를 조사하였다. 그리고 선택된 주제의 빈도를 기준으로 벡터 값을 계산하고, 학교급별 학생 간, 교사 간, 교사와 학생 간의 코사인 유사도를 측정하여 주제 선호 유사도를 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학생의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 중학생과 고등학생 사이의 코사인 유사도(0.982)가 초등학생과 중학생간(0.651) 또는 초등학생과 고등학생간(0.662)의 코사인유사도보다 높았다. 둘째, 교사의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 초등, 중, 고등학교간의 모든 비교 집단에서 비교적 비슷한 코사인 유사도의 양상을 보였다. 셋째, 학생과 교사간 학교급별 SSI 선호 주제 유사도는 초등학교 학생과 교사 집단간 코사인 유사도(0.974)가 다른 학교급의 비교 집단, 중학교급(0.621) 또는 고등학교급(0.645)보다 높았다. 즉 초등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 SSI 주제가 73.33%의 수준에서 유사하고, 반면, 중학교 또는 고등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 주제가 33% 수준으로 유사한 경향을 보였다. SSI 교육에서 학생에게 관심 있는 주제로 접근하는 것은 학습 동기 유발과 지속, 그리고 즐거운 학습 경험과 학습에 대한 긍정적인 태도 형성과 긴밀하게 연관된다. 따라서, SSI 수업을 설계할 때, 학생 관심의 관점에서 주제를 검토해야 할 것이다. 특히 교사가 학생의 선호도와 다소 차이가 있는 SSI 주제를 선별한 경우, 그 차이를 극복할 수 있는 치밀한 교수 설계가 필요할 것이다.

원운동 학습 상황에서 Toulmin의 논의구조(TAP)와 다이어그램을 이용한 대화적 논의과정 분석틀 개발 (Development of the Analytic Framework for Dialogic Argumentation Using the TAP and a Diagram in the Context of Learning the Circular Motion)

  • 신호심;김현주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.1007-1026
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    • 2012
  • 이 연구는 대화적인 논의과정의 상호작용적인 측면을 가시화하여 논의상황과 흐름을 나타내고 질적인 측면의 논의수준을 구체적으로 제시할 수 있는 논의과정 분석틀 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 단순하면서도 요소들 사이의 상호관련과 흐름을 구조적인 형태로 가시화할 수 있는 다이어그램의 특성을 이용한 논의과정 다이어그램의 분석방법을 만들고, 이를 기반으로 논의과정의 질을 구체적인 논의수준 점수로 정량화하였다. 롤러코스터의 운동을 주제로 논의과정 학습 자료를 개발하고 물리교육 전공의 대학생을 대상으로 적용하여 모둠별 전사본을 확보하였고, 이를 분석틀 개발에 이용하였다. 전사본으로부터 논의과정에 해당되는 진술들만을 추출하여 TAP 논의요소로 기호화하였고, 이 기호들을 효율적으로 배열하고 연결하여 논의과정 다이어그램의 분석 방법을 만들었다. 논의과정 다이어그램을 이용한 분석 결과는 상호작용적인 논의상황과 흐름의 파악에 유용하였고, 논의요소 빈도와 조합, 정성적인 논의수준에 이르기까지 다양한 정보들을 함께 제시해주었다. 질적인 측면의 논의수준을 정량화하기 위하여 논의요소의 다양성, 정당화, 반박의 유무 등 질적인 면에서의 논의과정에 대한 지표를 반영하여 논의과정 다이어그램 내의 서로 다른 연결선들에 차등적인 점수를 부여하였다. 논의수준 정량화를 이용하여 논의수준을 확인하는 과정은 매우 간편하였고, 질적인 논의수준은 구체적인 점수로 표현되어 다양하면서 구체적인 논의수준을 제시할 수 있었다. 개발된 논의과정 분석틀은 대화적 논의과정 결과를 효과적으로 제시할 수 있어서 논의과정 연구 분야에 도움을 제공하며, 논의과정 학습 자료의 문항별 논의과정 특징과 구체적인 진술들은 효과적인 논의과정 수업 및 원운동 학습의 설계에 도움을 줄 것이다.

생물학습에서 중학생들의 학습 성향, 논리적 사고력과 학업 성취도와의 관계 분석 (Relationships among Students' Understanding of Genetics Topics, Meaningful Learning Orientation, and Reasoning Ability)

  • 정영란;이은정
    • 한국과학교육학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.297-306
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    • 2000
  • 본 연구는 유전에 관한 학업성취도와 학생들의 학습성향과 논리적 사고력과의 관계를 분석하여 학습자에 대한 이해를 돕고 효과적인 수업 설계를 위한 기초적 자료를 제공하고자 실시되었다. 서울 시내 중학교 3학년 149명의 학생을 대상으로 유전단원에 관한 학업성취도 검사를 실시하였다. 학생들이 학습과제에 대하여 유의미적 또는 암기적 으로 학습하는 경향을 알기 위하여 Biggis(1987)의 학습성향 검사지를 사용하였고, 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 이용하였다. 본 연구의 결과, 학생들은 감수분열과 유전 법칙에 대한 이해도가 낮았으며 여학생이 남학생보다 유의미적으로 학습하는 경향이 있고 학생들은 대부분 (48.76%) 과도기의 사고력 수준에 머물러 있음을 알았다. 학습성향과 논리적 사고력은 학업성취도와 상관이 있었으며, 학습성향과 논리적 사고력 사이에는 상관이 거의 없었다. 또한, 학습성향은 학업성취도 대하여 11.6%의 예측력을, 논리적 사고력은 24.7%의 예측력을 가지며 학습성향과 논리적 사고력은 모두 정성적 문항에서 보다 정량적 문항에 높은 예측력을 보였다. 학습성향 수준에 따른 학업성취도와 논리적 사고력 수준에 따른 학업성취도는 통계적으로 유의미한 차이가 있었고, 학업성취도에 대한 학습성향 수준과 논리적 사고력 수준의 상호작용 효과는 없었다. 또한, 과도기와 형식적 조작기에서 유의미 학습자는 암기적 학습자보다 높은 학업성취도를 보였으나 구체적 조작기에서는 유의미 학습자와 암기적 학습자의 학업성취도에 차이가 없었다.

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공과대학의 소양교육 개선 방안 연구 - 홍익대학교 과학기술대학을 중심으로 - (A Study on Improving the Quality of General Education at an Engineering College - Hongik University, College of Science and Technology -)

  • 백현덕;박진원;심수만;신판석
    • 공학교육연구
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    • 제8권1호
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    • pp.84-98
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    • 2005
  • 본 논문은 지방에 소재하고 있는 지역 공과대학의 공학소양교육에 대해 개선 방안을 연구한 것이다. 교수, 재학생 및 졸업생을 대상으로 실시한 설문조사 결과와 기업의 요구사항을 분석하여 설정한 공학소양교육 개선 방안으로는 실용적 공학 인재 육성이라는 기본 개념 아래, 수요자 중심 교육, 산업 현장 적응력 제고, 문제 해결 능력 강화 및 공학 설계 능력 배양을 기본 방향으로 정립하였다. 이를 달성하기 위한 구체적인 실천 방안으로 수학, 과학, 전산 등 공학 기초교육 강화, 영어, 의사소통기술 등의 공학 실무교육 강화, 일반 교양과목 축소, 학생들의 능동적 수업 참여 및 학습 효율 제고 방안 제시, 논리적 사고력 및 창의력 배양을 위한 교육 강화 등 엔지니어 기본 자질 강화를 최우선 목표로 설정하였다. 이러한 교육 목표를 실현하기 위한 운영 방안으로, 저학년 학생들에 대한 학습 부담 경감, 선수과목 제도 도입, 계절학기 활용 강화, 강의 내용 및 방법 개선, 그리고 교육과정 운영에 대한 지원 방안을 모색하였다.

SDGs 연계 교육에서 예비교사들의 탄소 발자국 인식 (Carbon Footprint Awareness on Education in Connection with SDGs of the Pre-service Teachers)

  • 김윤지
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.146-158
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    • 2021
  • 사범대학에 개설된 교양 강의를 통해 지속가능발전목표(SDGs)와 연계하여 지속가능발전교육(ESD)을 실시한 사례를 소개하고자 한다. SDGs 13번 목표인 '기후변화 대응'과 연계하여 설계된 수업에서 42명의 예비교사들이 표출한 탄소 발자국(carbon footprint)에 대한 인식을 분석하였다. 예비교사들은 일상생활에서 탄소를 배출하는 실천 정도에 대한 체크리스트인 탄소 다이어트 다이어리를 작성하고, 탄소 발자국 그리기 활동을 통해 자신이 배출하는 탄소의 출처와 비율을 자유롭게 표현하였다. 전기 사용, 대중교통 이용, 쓰레기 처리 항목에서는 긍정적인 실천 정도를 나타내었으나, 수도 사용에 대해서는 부정적인 방향으로 분석되었다. 탄소 발자국을 2-3가지 항목으로 표현한 예비교사들이 과반수에 달하여 자신의 일상생활에서 탄소 배출 상황을 인식하는데 한계를 나타내었다. 예비교사들은 학교현장에서 지구의 환경문제를 교육하는 주체가 될 것이며, 예비교사들의 탄소 소양(carbon literacy)은 학생들에게 직간접적 영향을 미치게 될 것이다. 17가지 SDGs와 연계되는 다양한 지속가능발전교육 프로그램이 개발되고 교육현장에 적용되어 지속가능한 지구환경교육에 기여하기를 바란다.

시나리오를 통한 건강사정 실습교육이 간호대학생의 의사소통능력, 비판적 사고 성향 및 학업성취에 미치는 효과 (The Effects of Health Assessment Practical Education through Scenario on Communicative Competence, Critical Thinking Disposition and Academic Achievement among Nursing Studuents' in University)

  • 김혜경;김향수
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.930-941
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    • 2019
  • 본 연구는 간호 대학생을 대상으로 시나리오를 통한 건강사정 실습교육이 의사소통 능력, 비판적 사고 성향 및 학업성취에 미치는 효과를 보기 위한 비동등성 대조군 사전-사후 설계의 유사실험 연구이다. C북도 G군 소재 J대학교와 G도 P시 소재 P대학교에서 건강사정 교과목을 수강하는 간호학과 2학년 학생을 대상으로 실험군 35명, 대조군 34명에게 각각 시나리오를 통한 실습교육과 전통적 실습교육 수행 전 후로 자료를 수집하였다. 연구결과, 시나리오를 통한 건강사정 실습교육을 받은 실험군이 전통적 실습교육을 받은 대조군보다 의사소통 능력(t=2,797, p=.007), 비판적 사고 성향(t=2,406, p=.019), 정보수집능력(t=2,977, p=.004), 문제인식능력(t=3.584, p=.001)이 통계적으로 유의미하게 높아졌다. 그러므로 간호학생들의 의사소통 능력, 비판적 사고 성향, 정보수집능력 및 문제인식능력 향상을 위해 건강사정 수업 시 시나리오를 통한 실습교육프로그램을 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

액션러닝 기반 온라인 실습이 간호대학생의 자기주도적 학습능력, 학업적 자기효능감과 협업능력에 미치는효과 (Effects of Online Practicum Based on Action Learning on Self-directed Learning Ability, Academic Self-efficacy, and Cooperation Ability of Nursing Students)

  • 이지혜;한미라
    • 문화기술의 융합
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    • 제8권6호
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    • pp.463-470
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 간호대학생을 대상으로 액션러닝 기반 온라인 실습이 자기주도적 학습능력, 학업적 자기효능감과 협업능력에 미치는 효과를 확인하기 위함이다. 단일군 전·후 설계의 유사실험 연구로, 일개 간호학과 3학년 47명을 대상으로 구조화된 자가보고식 설문지를 사용하였다. 수집된 자료는 SPSS/WIN 21.0 프로그램으로 분석하였고, 대상자의 일반적 특성은 기술적 통계, 온라인 실습 교육의 효과 측정을 위해 paired t test를 실시하였다. 연구 결과액션러닝 기반 온라인 실습 적용 후 대상자의 자기주도적 학습능력(t=3.832, p<.001), 학업적 자기효능감(t=4.258, p<.001)과 협업능력(t=3.853, p<.001)이 유의하게 상승되었다. 본 연구의 결과를 토대로 액션러닝 기반 온라인 실습이 간호대학생의 핵심역량 강화에 긍정적 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 향후 대조군을 포함한 확대 연구와 액션러닝을 활용한 블렌디드 수업 형태의 적용 연구를 통해 효과 확인을 제언한다.