• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.51-60
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• 2020

본 연구에서는 문헌 고찰을 기반으로 현상학적 접근 및 NOS-가족 유사성 접근을 적용하여 지구과학의 본성을 규명하는 방법을 제안하였다. 현상학적 접근은 지구과학에 고정된 본질이 있는 것이 아니라 시대와 상황의 요청에 따라 본성 자체가 유동적인 것임을 전제로 한다. 이는 직관적으로 드러난 감각적 현상들을 통해 지구과학의 다면적 특성을 편견 없이 모두 수집, 분석하고 종합하는 방법이다. 현상학적 접근은 학문적 세계의 토대를 이루는 생활세계를 직시하면서 지구과학의 본성을 탐구할 수 있는 통찰력을 제공한다. 이를 통해, 지구과학이 가지는 풍부함과 복잡성, 역동성을 드러낼 수 있다. 현상학적 관점에서 지구과학의 본성을 탐색하기 위한 방법으로, 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 제안하였다. NOS-가족유사성 접근을 통해, 조금씩 차이점을 가지는 다양한 과학의 영역들이 서로서로 공유하는 특성들을 조합함으로써 과학의 본성(NOS)을 포괄적으로 설명할 수 있다. 이를 지구과학의 본성에 적용하면 지구과학을 '가족'으로 만들어주는 일반적인(domain-general) 특성과 영역별로 특수한(domain-specific) 특성을 동시에 규명할 수 있다. 예컨대 지구과학을 구성하는 학문영역인 지질학, 대기 과학, 해양학, 천문학, 지구시스템 과학 등등이 서로 공유하는 특징들의 네트워킹을 통해 이들 학문영역을 지구과학이라는 가족으로 특징짓는 가족유사성을 추출할 수 있고, 이를 통해 지구과학의 본성을 총체적으로 드러낼 수 있을 것이다. 또한, 지구과학의 본성에 대한 가족유사성 접근을 통해 지구과학을 구성하는 하위 영역 학문의 특성이 달라짐에 따라 변화하는 지구과학의 본성을 파악할 수 있으며, 교과목으로서 지구과학의 위상과 발전체계를 정립하는 데에도 기여할 수 있을 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.143-152
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• 2023

본 연구는 B 교육대학교의 2학년 심화과정 4개반 115명을 대상으로 하였다. 초등예비교사들은 초등과학 천문영역 주제에 대해서 어떤 교수 방법을 인식하고 있는지 조사하였다. 설문이 수집된 80명의 인식자료를 분석하였다. 본 연구를 위해 5일간의 설문조사를 하였다. 초등예비교사들은 과학과의 다양한 영역 중에서 천문영역 교수방법에 대해 어려움을 호소하고 있었다. 초등예비교사들이 초등과학 천문영역의 주제를 교수하는데 어떠한 어려움이 있는지 파악하고자 하였으며 천문영역 주제를 교수하는데 보다 효율적인 교수방법을 찾고자 연구하였다. 초등과학 천문영역의 주제를 교수하는데 어떠한 설문을 할 것인지에 대해서도 초등예비교사들과 함께 토의하여 설문에 대한 주제를 설정하였다. 초등과학 천문영역에 대한 주제는 여러 가지가 있으나 지구와 달에 대한 단원을 중심으로 2가지의 설문을 작성하였다. 3학년 1학기 4단원(1/10)에서 '지구는 어떤 모습일까요?'. 6학년 1학기 2단원(1/11)에서 '달은 어떤 모습일까요?'로 설정하였다. 초등예비교사들의 배경지식을 총동원하여 초등학생들에게 천문영역 주제를 어떻게 교수할 것인가에 대해서 솔직하게 서술하시오. 이러한 설문에 대한 결과 처리는 언어 분석방법으로 넷마이너를 활용하여 언어 표현을 가시화하여 나타내었으며, 초등예비교사들이 실제 설문에 응답한 내용을 기술하고 해석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 초등예비교사들이 초등과학 천문영역 주제에 대해 보다 효율적인 교수방법을 제시하고자 하였다. 또한 초등과학 천문영역 주제를 강의하기 위한 기본적인 절차와 방법을 제시하였다. 초등예비교사들에게 초등과학 천문영역 주제를 교수하는데 보다 효율적인 교수방법을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권4호
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• pp.498-518
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• 2010

본 연구에서는 TIMSS 2007결과 우수한 성취를 보인 우리나라, 싱가포르, 대만의 과학 교과서의 구성체제와 핵심 개념들의 수준을 분석하였다. 그 결과, 우리나라의 과학 교과서는 에너지, 물질, 생명, 지구 영역을 뚜렷하게 구분하여 각 학년별로 거의 동등한 비율로 제시하고 있다. 싱가포르의 경우는 각 내용 영역이 분리되지 않고 한 주제 안에서 여러 영역의 개념을 포함하는 내용 통합적인 접근을 취하고 있다. 대만의 과학 교과서는 한 단원에 각각 한 가지 내용 영역을 포함하고 있다. 또 각 학년별로 특정 내용 영역을 집중적으로 다루고 있기 때문에 한 영역의 관련 개념을 한 학년에서 학습하는 경우가 많다. 다음으로 핵심 개념들의 수준을 살펴보면, TIMSS 2007 생명 영역에서 싱가포르나 대만이 우리나라보다 높은 성취를 보인 주제는 '세포와 그 기능', ' 생태계', ' 건강'이었다. 이 주제의 핵심 개념들에 대해 싱가포르는 우리나라보다 저학년 때 도입하고, 여러 학년에서 반복적으로 제시하고 있다. 대만의 경우는 이 핵심 개념들을 3학년에서 8학년까지의 과정 중 1회만 다루는 경우가 많지만, TIMSS 2007 평가 목표에 적합한 수준으로 설명을 제시하고 있다. 분석 결과를 고려할 때, 우리나라 과학 교과서에서 내용 영역의 구분과 핵심 개념들의 제시 방식을 재고할 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제36권1호
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• pp.120-129
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 초등 과학교과서의 발문 사고 유형 분석을 통해 현장 수업에 교육적 시사점을 제공하고, 향후 수시 개정되는 교과서 및 교사용 지도서 개발에 정보를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위하여 2007 개정 교육과정에 따른 초등학교 3~6학년 과학 교과서에 제시된 문장 중에서, 본 연구의 조작적 정의에 부합하는 2,446개의 발문을 추출하였고, 이것을 Blosser의 분류체계를 조금 수정한 분석틀로써 발문의 유형을 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구에 추출된 2,446개 발문 중에서 제안적 발문요소가 49.2%로 가장 높게, 그리고 평가적 발문요소가 1.4%로서 가장 낮게 나왔다. 둘째, 학년별로 발문의 유형을 살펴본 결과, 모든 학년에서 제안적 발문요소가 가장 많이 나왔다. 또, 학년이 올라갈수록 재생적, 제안적, 예상적 발문요소는 점차 조금씩 줄어드는 경향을, 적용적, 확산적, 평가적 발문요소는 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 셋째, 과학과 4개 영역인 에너지, 물질, 지구, 생명 영역에 나타난 발문의 유형을 분석해 보았을 때 에너지 영역의 발문 수가 가장 많았고 그 다음이 화학 영역이었다. 4개 영역 모두 제안적 발문요소가 가장 많이 나타났다. 재생적, 예상적 발문요소는 에너지와 물질 영역이 다른 두 영역보다 조금 더 많았고 적용적, 확산적 발문요소는 지구와 생명 영역이 다른 두 영역보다 조금 더 많았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권2호
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• pp.200-211
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• 2006

이 연구에서는 우리나라 중학생들의 TIMSS 2003환경 영역 성취도의 국제 수준을 파악하고, 환경 영역의 주제가 의도한 교육과정과 실행된 교육과정에 포함된 정도를 국제 비교하며, 성취도 결과를 주제별, 문항 유형별, 인지 영역별로 분석하고, 우리나라 학생들의 정답률과 국제 평균 정답률의 차이가 큰 문항과 남 여학생의 정답률 차이가 큰 문항을 분석하였다. TIMSS 2003에서 우리나라 중학생들은 환경 영역에서 544점으로 4위를 기록하였다. 교육과정 비교 결과에서 TIMSS 2003에 참여한 대부분의 국가에서 8학년까지 과학과 교육과정에 환경 영역 주제가 일부 또는 3 가지 모두 포함되어 있는 반면에, 우리나라의 경우 환경 영역의 세 주제 모두 의도한 교육과정에 포함되어 있지 않았다. 환경 영역에서 우리나라 학생의 평균 정답률은 51.7%로 국제 평균 정답률 38.7%보다 유의하게 높게 나타났다. 주제, 문항 유형, 인지 영역별 정답률을 비교하면, '천연 자원의 이용과 보존' 주제에서, 선택형 문항에서, '사실적 지식'에 해당되는 문항에서 정답률이 더 높게 나타났고, 남학생의 성취도가 여학생의 성취도보다 유의하게 더 높았다. 문항을 분석한 결과, 우리나라 학생들은 자유반응형 문항, 과학 수업에서 학습하지 않은 내용이거나 과학과 기술의 이용 방법과 영향을 서술하는 문항 등에 대해서 어려움을 겪는 것으로 나타났고, 산성비, 지구온난화, 오존층 파괴 등의 환경 문제에 대한 이해가 명확하지 않았다. 그리고 여학생틀의 경우 환경 관련 개념과 자료 해석 능력이 상대적으로 부족한 것으로 나타났다. 이러한 결과에 근거하여 우리나라 과학과 교육과정에 환경 관련 주제를 적극적으로 도입하되 그 시기를 앞당기고, 학생틀이 환경 문제의 원인, 현상, 대책 등을 명확하게 이해하고 과학과 기술의 긍정적 부정적 측면을 인식하도록 안내할 필요가 있음을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.599-609
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• 2017

본 연구의 목적은 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 성취 특성 추이변화를 분석하고 우리나라 초등과학과 교육과정 및 교수학습 개선에 주는 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 초등학교 현장교사 네 명과 과학교육을 전공한 연구자 세 명이 참여하여 TIMSS 2015의 초등학교 과학과 내용영역별 평가주제와 문항에 대해 교육과정 일치도를 분석하고, 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 연구결과에 따르면, 생명과학, 물상과학 그리고 지구과학의 영역을 막론하고 초등학교 3-4학년군 교육과정에서 다룬 내용일수록 정답률이 높게 나타났다. 또한 2009개정 교육과정에서 초등학교 5-6학년군에서 다루는 열전달, 전기의 작용, 지구와 달의 운동 등과 관련된 문항에서는 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 TIMSS 2015에서 우리나라 초4 학생들은 TIMSS 2011에 비해 추론하기 영역의 점수가 많이 하락한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 초등 과학과 교육과정 구성을 위한 시사점과 교수학습 방법 개선 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.166-173
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• 2000

본 연구는 중학교 과학영재 학생들의 과학관련 태도에 대하여 조사하였다. 조사 도구는 TOSRA를 우리나라 중학교 학생에 맞게 수정 보완하여 사용하였으며, 1999년도 서울대학교 과학영재 센터의 제 2기 입학생 131명을 연구 대상으로 하여 조사하였다. 서울대학교 과학영재교육센터의 입학생은 수학, 물리, 화학, 생물 및 지구과학 등 5개 분과로 구성되어 있다. 중학교 과학영재들의 과학관련 태도 수준은 전체적으로 남녀 학생간에 유의미한 차이가 없었으나, '과학에 대한 직업적 관심' 영역에서만 과학영재 남학생들이 여학생들에 비해 높은 수준을 갖는 것으로 조사되었다. 과학관련 태도 각 영역에 대한 비교에서는 과학 영재 학생들이 '과학에 대한 취미적 관심' 영역에서 가장 높은 태도 점수를 나타낸 반면에, '과학자의 평범성' 영역에서는 가장 낮은 수준을 나타내었다. 과학 영재들의 분과에 따른 비교에서는 화학 분과를 제외하고는 다른 분과간에는 유의미한 차이가 없었으나, 특히 화학 분과 영재들은 수학 분과에 비해서'과학적 태도의 수용' 영역에서 매우 높게 나타났다. 과학 영재들의 과학적 특성을 파악하고 유지시켜 줄 수 있는 연구와 과학 영재 학생을 위한 과학 영재 자신의 자아실현을 위함과 국가의 과학적 발전에 기여할 수 있는 특수한 교육 프로그램의 개발은 물론 사회적 및 국가적 지원이 있어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권4호
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• pp.316-330
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• 2008

지난 수 십 년 동안 과학문화는 과학정책 및 과학교육의 주요 화두가 되어왔다. 그러나 과학문화의 정의나 과학문화의 측정에 대한 합의는 이루어지지 않은 채로 여러 과학문화 관련 사업이 진행되어 왔다. 국내에서도 국가기관 및 민간기간에서 과학문화와 관련된 사업이 급속히 늘어나고 있으나, 이러한 사업에 대한 체계적인 진단은 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 과학 문화의 새로운 모형과 한국의 과학문화를 진단하기 위한 과학문화 지표를 개발하는 것을 목적으로 한다. 다양한 문헌에서의 과학문화를 이론적으로 고찰하고, 국내외의 과학기술 관련 지표를 참고하여 과학문화를 '개인과 사회가 과학기술과 관련하여 공유하는 잠재적이고 실천적인 삶의 양식 및 가치의 총체'라고 정의하였다. 이에 따라 과학문화를 개인적 차원과 사회적 차원으로 구분하였으며, 이를 다시 잠재와 실행적 영역으로 구분하였다. 개인적 차원은 개인의 과학문화 소양을, 사회적 차원은 과학문화 기반시설을 의미한다. 이 $2{\times}2$의 각각의 범주는 다시 여러 개의 하위범주로 나눠진다. 개인의 잠재적 영역을 의견 관심 이해로, 개인의 실행적 영역은 학습 적용 참여로, 사회의 잠재적 영역은 인적 물적 제도적 인프라로, 사회의 실행적 영역은 매체 행사 시민활동으로 나눠진다. 각각의 범주는 서로 순환적이며 복합적 관계를 가지고 있다. 이 지표는 과학문화를 체계적이며 종합적으로 점검할 수 있는 특징이 있으며, 국내외의 과학기술 관련 지표의 조사결과와 비교가 가능하다. 따라서 본 연구에서 제안한 지표를 이용하여 국가적 수준에서 정기적으로 과학문화의 현황을 점검하는 것이 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1235-1244
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• 2004

학업성취도 국제 비교 연구 결과에서 우리나라 남 여학생의 과학 성취도 차이가 큰 것으로 보고되고 있다. 이 연구에서는 TIMSS-R 과학 성취도에서의 성 차이를 문항 수준에서 살펴보기 위하여 각 문항의 GDI(Gender Difference Index) 값을 산출하였다. 그리고 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따른 GDI 값을 비교하였다. 문항 유형에 상관없이 우리나라와 국제 결과 모두 남학생이 여학생보다 성취도가 높은 것으로 나타났으며, 우리나라의 성차가 국제 펑균보다 크게 나타났다. 특히 우리 나라 여학생들은 선다형 문항에서 상대적으로 낮은 성취도를 나타내었다. 성취수준에 따른 우리나라와 국제의 GDI 값을 비교해 보면, 상위 10%에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 국제의 경우보다 낮게 나타났으나 그 이외의 성취수준에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 더 높게 나타났고 특히 상위 50%에 해당되는 문항들의 경우 우리나라와 국제의 차이가 크게 나타났다. 내용 영역별로 남 여학생의 성취도를 비교했을 때는 과학 탐구와 과학의 본성 영역을 제외하고는 모든 내용 영역에서 우리나라 남학생들의 성취도가 여학생들보다 높았다. GDI가 10 이상인 문항 중 남학생들의 성취도가 높은 문항들은 생물과 지구과학 영역에 속하는 경우가 상대적으로 많았으며, 학교 교육과정에서 전혀 배우지 않은 문항들의 비율 또한 비교적 높았다. 그리고 남학생들이 높은 성취도를 보이는 문항은 전 수행 영역에 걸쳐서 비교적 골고루 분포되어 있었다. 이상에서와 같이 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따라 과학에서의 남 여학생의 성취도 차이가 다르게 나타났다. 이러한 결과는 여학생들의 과학 성취도를 향상시키기 위한 방안을 모색하는 과정에서 보다 구체적인 방향을 제시할 것으로 기대된다.

• 영재교육연구
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• 제21권1호
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• pp.175-191
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• 2011

본 연구는 일반 학생들과 과학영재들을 대상으로 문제해결과정에서 주로 활용하고 있는 창의적 사고의 편향을 알아보기 위한 것이다. 일반 학생 144명과 과학영재 97명을 대상으로 창의적 사고의 편향을 알아보기 위하여 R/LCT, BPI를 실시하였다. R/LCT에서 일반 학생들은 우뇌 영역의 사고를 주로 활용하였고, 과학영재들은 좌뇌 영역의 사고를 주로 활용하였다. 일반학생들은 전체적 사고의 활용을 가장 선호하였고, 언어적 사고를 가장 기피하였다. 과학영재들은 논리적 사고를 가장 선호하였고, 임의적 사고를 가장 기피하였다. 일반 학생들의 좌뇌선호집단과 우뇌선호집단 간 좌뇌 영역 사고의 성향과 우뇌 영역 사고의 성향에서 모두 유의미한 차이를 보였다. 즉, 각 집단은 특정의 사고에 편향되어 문제를 해결하려는 경향이 분명하다. 그러나 과학영재들은 좌뇌선호집단과 우뇌선호집단 간 좌뇌 영역 사고 성향은 차이가 적고 주로 우뇌 영역의 사고 성향에서 차이가 크게 나타났다. 즉 과학영재들은 두 집단 모두 논리적 사고, 상징적 사고, 직선적 사고 등 좌뇌 영역의 사고를 적극적으로 활용하고 있다. 결과적으로 과학영재는 일반학생들에 비해 문제를 해결하는 과정에서 서로 다른 방식으로 문제를 해결하려고 한다. 따라서 복잡한 문제는 다양한 사고를 통하여 해결할 수 있으므로 효과적인 과학영재교육을 위하여 영재들의 창의적 사고의 편향을 고려한 교수학습방법이 요구된다.