• 한국과학교육학회지
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• 제22권2호
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• pp.336-344
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• 2002

본 연구는 1999년 38개국을 대상으로 시행된, 제3차 수학 과학 성취도 국제비교 반복연구(TIMSS-R) 중 '과학적 탐구 및 과학의 본성' 영역 성취도를 분석하는 데 목적을 둔다. 우리 나라 중학교 2학년 학생의 '과학적 탐구 및 과학의 본성' 영역의 성취도를 외국 및 다른 과학 영역과 비교하고, 소영역별로 각 문항의 정답률을 비교 분석하였다. 우리 나라의 경우, 교육과정에서 독립된 내용 영역으로 다루어지고 있지 않음에도 불구하고 이 영역의 평균 점수가 국제 평균보다 유의미하게 높았고, 다른 영역의 성취수준보다 상대적으로 높았다. 그 원인으로는 실행된 교육과정을 통하여 대부분의 학생들이 학습하였다는 것과 과학 탐구의 중요성에 대한 우리 나라 교사들의 인식이 높은 것을 들 수 있다. 과학적 방법, 실험 설계, 과학적 측정, 자료의 기술과 해석 4개의 소영역별 분석 결과, 국제 평균 정답률은 모두 50% 미만이었으나, 우리 나라의 경우에는 '과학적 측정'을 제외하고는 모두 50% 이상이었다. 특히 '자료의 기술과 해석' 소영역의 평균 정답률이 가장 높았으나, 관찰과 가설, 결론 을 혼동하는 학생들이 매우 많았다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.481-496
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• 2023

본 연구에서는 교육용 게임 콘텐츠를 과학 학습에 활용한 후 과학 관련 태도에 미치는 영향을 탐색하고자 하였다. 경상북도에 소재한 초등학교의 방과 후 과학 탐구 동아리 학생 24명을 대상으로 적용하였고 과학 관련 태도 검사지와 창의적 인성 검사지를 활용하여 사전·사후 검사를 실시하였다. 활용한 교육용 게임 콘텐츠는 한국콘텐츠진흥원에서 개발하고 현재 교육부를 통해 무료로 배포하고 있는 <티노의 여행>이라는 것으로 게임에 등장하는 과학적 상황과 개념을 포함한 9차시의 프로그램을 개발하였다. 연구 결과 교육용 게임 콘텐츠를 활용한 과학 수업은 학생들의 과학 관련 태도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하위영역 중 과학 수업의 즐거움 영역이 가장 큰 폭으로 상승하였으며, 이어서 과학 탐구에 대한 태도 영역, 과학의 사회적 의미 영역, 과학에 대한 취미 영역이 그 뒤를 따랐다. 하지만 과학자의 평범성, 과학적 태도의 수용, 과학에 대한 직업 영역은 유의미한 결과를 내지 못했다. 한편 사전 창의적 인성 검사지를 활용하여 학생을 12명씩 상, 하 유형의 2그룹으로 나누었고 사전 과학 관련 태도 점수를 공변인으로 하여 공변량분석을 수행하였다. 결과적으로 창의적 인성의 상 하 수준별 과학 관련 태도 점수는 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 하 유형에 속한 학생들의 점수 증가폭이 상 유형에 속한 학생들보다 크게 나타났다. 본 연구를 통해 교육용 게임 콘텐츠를 과학 학습에 활용하는 것에 대한 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권5호
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• pp.387-394
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• 2005

본 연구는 과학 영재 프로그램을 개발하고 개선하는데 반영하고자 2002년도 서울 대학교 과학 영재 교육센터에서 운영된 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 학습 목표, 과학적 모형, 과학 탐구의 인지 과정을 분석하였다. 교육 목표와 과학적 모형, 탐구 활동의 세 요소들은 과학 교육 과정의 구성에 있어서 중요하다는 판단 아래 각 요소들이 제시된 정도를 파악한 후 이들의 수준이 영재 학생들의 인지적 요구를 충족시키는지에 초점을 두어 분석 결과를 해석하였다. 이에 따라 교육 목표의 인지 영역 중에서 상위 사고력 영역에 해당하는 종합 영역, 과학적 모형 중에서 상위수준의 추상성과 복잡성 모형인 다 개념-과정 모형, 과학 탐구의 인지 과정 중 창의성 영역에 해당하는 실험 설계의 인지 과정이 과학 영재 학생들을 가르치는 데 중요한 항목임을 전제하였다. 분석 결과 서울 대학교 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 교육 목표는 상위사고력 영역과 하위사고력 영역이 비슷한 비율로 나타나며, 그 중에서 종합 영역은 낮게 나타났다. 과학적 모형은 다 개념-과정 모형보다는 단일 개념 모형이 많았으며 추상성 수준은 중간 정도였다. 과학 탐구의 인지 과정은 실제 과학 탐구의 인지 과정을 고르게 다루지는 않았다. 특히 실험 설계의 인지 과정은 적게 다루고 있었다. 따라서 분석한 과학 영재 프로그램이 과학 영재들의 인지적 요구를 충족시키기 위해서는 종합 영역의 교육 목표, 다 개념-과정 모형, 실험 설계의 인지 능력을 더 많이 반영해야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.432-443
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• 2002

본 연구는 제 7차 교육과정에 따른 7학년 과학 교과서 생물 및 물질 영역에 제시된 과학 개념을 구체적 개념 수준과 형식적 개념 수준으로 나누어 비교 분석 하였다. 분석 교과서는 검정되어 현재 학교에서 사용되고 있는 6종을 대상으로 하였으며, 생명 영역의 '생물의 구성', '소화와 순환', '호흡과 배설', 물질 영역의 '물질의 세 가지 상태', '분자의 운동', '상태변화와 에너지' 단원 등 총 6개 단원의 과학 개념을 분석하였다. 7학년 과학교과서에 제시된 총 개념의 수는 생명 영역에서 305개, 물질 영역이 73개로 물질 영역 보다 생명에서 훨씬 많은 개념이 제시된 것으로 조사되었다. 교과서별로는 제시된 개념의 수가 다소 차이를 보였는데, 생명 역역에서는 179${\sim}$201개, 물질 영역은 33${\sim}$39개로 나타났다. 각 영역별로 구체적 개념과 형식적 개념의 비율을 살펴보면, 생명 영역은 각각 58%, 42%, 물질 영역은 각가 14%, 86%로 영역에 따라 극명한 차이를 나타내는 것으로 조사되었다. 이는 교육과정 및 교과서 개발 시 학습자의 인지 수준을 고려한 과학 개념의 제시 또는 교과 영역의 특서엥 따라 단원 구성에 있어서 차별화 해야함을 시사한다고 하겠다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권4호
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• pp.324-333
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• 2002

최근의 연구들은 과학영역에서 남학생이 여학생에 비해 훨씬 더 높은 학업 성취도를 보인다고 주장하고, 과학영역에서의 창의성 측면에서도 남학생이 여학생에 비해 더 높은 창의적 성취를 보일 것이라는 것이 일반적인 통념이다. 과학영재교육이 본격화되고 남${\cdot}$여 과학영재들의 창의적 특성에 대한 이해의 중요성이 부각되고 있지만, 이를 뒷받침할 연구들은 거의 부재한 상황이다. 본 연구에서는 135명의 과학영재학생들을 대상으로 창의성의 다양한 영역에서, 특히 확산적 사고라는 영역 보편적 입장과 과학에서의 창의적 행동특성과 문제해결 및 발견이라는 영역 특수적 입장에서, 남학생과 여학생간의 창의성의 차이를 살피고 창의성의 본성에 대한 이해를 돕고자 했다. 본 연구의 결과는 과학 영재여학생들이 남학생들에 비해 모든 영역에서 유의미하게 큰 차이를 보이지는 않았지만, 전반적으로 창의성의 세 영역 모두에서 상대적으로 높은 성취를 보이는 것으로 나타났다. 구체적으로 살펴보면 확산적 사고의 융통성, 제목의 추상성, 정교성 영역에서, 과학에서의 창의적 문제 해결력 및 문제 발견력을 측정하는 CPSF의 가설 설정 능력의 유창성과 독창성 영역에서, 그리고 과학에서의 창의적 행동 특성을 측정하는 CBCS에서 개방성, 심미안에서 과학 영재 여학생이 남학생보다 유의미하게 창의성이 높은 것으로 나타났다. 남학생은 여학생에 비해 CBCS에서의 '과학적 호기심' 문항에서만 유의미하게 더 높은 창의성 점수를 보임으로 본 연구 결과는 '남학생이 여학생보다 더 창의적이다'라는 사회의 일반적인 통념과 상반된 결과를 보였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.462-479
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• 2017

본 연구는 중학교 과학교과서 2종에 수록된 시각화자료들을 데이터시각화와 인포그래픽으로 나누어 분류한 후, 인포그래픽 분석틀에 따라 에너지, 물질, 생명, 지구의 과학 내용 영역별로 인포그래픽의 유형과 특징을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 과학 교과서에서 시각화 자료는 인포그래픽(평균 23.20%)보다 데이터시각화(평균 76.80%)에 해당하는 자료가 더 많았다. 둘째, 인포그래픽은 정보내용의 영역에서 과학 교과의 영역별로 서로 다른 특징을 보였다. 에너지와 물질 영역에서는 정보내용 중 '관계'에 해당하는 내용이 많았고, 생명 영역에서는 '기능', 지구 영역에서는 '위치'와 관련된 정보내용이 많이 나타났다. 과학 전체 영역에서 시각표현 유형은 일러스트형과 비교분석형이 주로 사용되었으며 레이아웃 유형은 수평형이 가장 많은 비율을 차지하였다. 따라서 과학교과서에서 제시하는 그림은 단순 정보를 전달하는 데이터시각화보다 인포그래픽으로 표현하여 제시할 필요가 있으며, 과학의 각 영역별로 다양한 인포그래픽 유형을 활용한 교과서 개발이 필요하다.

• 한국비블리아학회지
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• 제31권4호
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• pp.169-190
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• 2020

본 논문은 북한 과학자들이 발표한 학술 논문을 분석함으로써, 북한 과학기술의 주요 연구 영역을 밝혀내고, 과학기술 연구의 기반이 되는 지적 구조를 밝혀내는 데 목적이 있다. 정량 분석을 통해 주요 연구 주체가 누구인지, 어떤 분야를 주로 연구했는지, 비교적 장기간 지속되는 연구 영역과 중단된 연구 영역과 최근 새롭게 주목받고 있는 연구 영역에 대해 조사 분석하였다. 북한 과학기술의 주요 연구 영역, 지적 기반, 연구개발 주체 분석을 위해 Web of Science (SCIE)에 색인된 북한 과학자 논문을 수집하고, 과학계량분석 툴인 CiteSpace를 사용하였다. 저자 동시인용 분석 기법을 이용해 찾아낸 북한 과학기술의 주요 연구 영역은 material properties, vibration analysis, incline matrice, sodium cointercalation, external magnetic field 등으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.625-633
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• 2018

본 연구에서는 TIMSS 공개문항들 중 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에 공통으로 사용된 추이문항을 활용하여 우리나라 중학교 2학년 학생들의 화학 영역 성취도 추이를 교육과정 변화에 근거하여 분석하였다. 과학교육을 전공한 연구자 3명과 중학교 현장교사 6명이 참여하여 TIMSS 문항과 교육과정 일치도 분석을 실시하였으며, TIMSS 2015 과학에서 화학 내용영역과 인지영역에 대해 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 공개된 추이문항을 중심으로 화학 영역 평가주제별로 우리나라 학생들의 정답률과 응답경향을 분석한 결과에 따르면, 화학반응에서의 규칙성, 산화와 환원 등과 같은 일부 평가주제를 우리나라 2009개정 교육과정에서 중학교 3학년 이후에 다루는 까닭에 우리나라 중2 학생들의 정답률이 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 우리나라 중2 학생들은 성취도 상위국인 싱가포르나 일본학생들에 비해서 적용하기 영역이 상대적으로 취약한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 주기율표를 포함하여 우리나라 중학교 화학영역 교육과정 및 교수학습 개선 방안을 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.343-357
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• 2015

본 연구는 과학 교과서의 '생명의 진화'와 '인류의 건강과 과학기술' 영역에서 STS 내용의 포함정도를 분석하여 2009 개정 교육과정의 목표에 잘 부합하는지 여부를 규명하는 것을 연구 목적으로 하였다. 7종의 교과서를 STS 주제 영역을 기준으로 분석한 결과, 비율로 보면, 적게는 16.67%를, 많게는 58.33%를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 STS와 관련된 주제 중, '우주개발과 국방'과 '환경문제'는 표현되지 않았다. STS 활동 영역에서는 '구조화된 토론', '자료 해석', '조사 연구' 영역에서 많은 활동 횟수를 보이고 있음을 알 수 있었다. 반면 '현장 활동', '문제 해결과 의사 결정', '역할 놀이', '모의 실험', '사례 연구', '연구 고안'의 STS 활동 영역은 그 횟수가 적게 나타났다. 그러나 2009 개정 과학 교과서에서는 STS 활동 영역이 다양하게 포함하고 있음을 알 수 있었다. 각 영역별 STS 내용 포함률을 분석한 결과, '과학의 응용성'에 해당하는 내용이 67.57%로 최대 내용을 구성하고 있었지만, '과학과 관련된 직업에 대한 인식'은 1.63%로 그 빈도의 차이가 켰다. '과학의 응용성' 이외의 7가지 내용 준거는 10%를 조금 넘거나, 대부분 10%가 채 되지 않는 비율로 각각의 내용을 포함하고 있었다. 7종의 고등학교 융합형 '과학' 교과서 생명과학 영역에 포함된 STS 내용은 평균 20.75%로, 교과서별 최소 12.35%에서부터 많게는 26.90%를 포함하고 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.193-200
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• 2018

대학교부설 과학영재교육원은 전국에 27개가 과학기술정보통신부의 지원으로 운영되고 있으며 각 과학영재교육원에는 수학, 물리, 화학, 생물, 지구과학, 정보반이 개설되고 있다. 과학영재의 특징으로는 지적요인뿐만 아니라 정의 및 동기요인이 영재성을 규명하는데 중요한 준거가 된다. 정보영재 학생들을 위한 컴퓨팅 사고력의 구성요소를 가지는 교육과정을 개발하였다. 그 교육과정이 정보영재의 정의적 영역인 컴퓨터 과학적 태도에 효과가 있는지를 분석하기 위하여 TOSRA를 수정하여 검사지를 개발하였다. 개발된 교육과정을 K 대학교부설 과학영재교육원의 중학교 1-2 학년생으로 구성된 정보반 학생들을 대상으로 1년간 수업을 진행하면서 정보영재 학생들의 컴퓨터 과학적 태도검사를 실시하여 t-검정으로 비교 분석하였다. 검사결과에 의하면 과학영재교육원에서 진행한 교육과정의 컴퓨터 과학적 태도는 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었다. 컴퓨터과학의 사회적 시사영역, 컴퓨터과학 탐구에 대한 태도영역, 컴퓨터 기술자의 평범함영역은 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었으나 컴퓨터 과학적 태도의 수용영역, 컴퓨터과학 수업의 즐거움영역, 컴퓨터과학 관련 취미에 대한 관심영역, 컴퓨터과학 관련 직업에 대한 관심영역은 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 없었다.