• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.520-544
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• 2021

이 연구는 초등학생의 창의 과정과 산물의 관계를 탐색하기 위한 과학 창의성 검사 도구를 개발하는데 목적을 두고 있다. 이를 위해 연구자는 과학 창의성 관련 논문을 분석한 후, 창의 과정과 산물의 구성요인에 근거하여 문항을 개발하였다. 그리고 과학 교육 전문가 9명의 검토를 마친 검사 도구를 파일럿 테스트하였다. '동물', '식물'의 두 세트로 이루어진 검사 도구는 수정과 보완을 거쳐 최종적으로 5학년 학생 105명에게 투입되었다. 투입 결과는 WinSteps, SPSS와 AMOS 통계프로그램으로 분석되었다. 이 연구의 주요 결과는 첫째, 과학 영역에서 창의 과정은 과학 지식, 탐구기능, 창의적 사고기능(확산적, 수렴적, 연관적 사고)을 포함한다. 창의 산물은 새로우면서 과학적으로 유용한 아이디어가 어떤 형태로 나타난 것이다. 둘째, 이 연구에서 대표 탐구기능으로 선정된 관찰은 구성 타당도 측면에서 창의적 사고기능과 연관성이 없어야 했다. 셋째, 유용성 항목은 다른 항목 중 가장 낮은 평균치를 기록하였는데, 평가자인 교사의 관점에서 과학적 타당성과 유용성을 만족시키기 어렵기 때문으로 사료된다. 넷째, 동형검사 신뢰도를 알아보기 위한 '동물'과 '식물' 문항 간 스피어만 상관 계수는 독창성 항목을 제외하고 유의하게 나타났다. 다섯째, 검사 도구는 집중타당성, 판별타당성, 법칙타당성 세 가지 측면에서 구성 타당도를 대체로 만족시켰다. 연구 결과를 바탕으로 창의 과정과 산물의 관계를 탐색하고 학교 현장에서 실제적인 평가 도구로 역할을 할 검사 도구의 유용성을 논하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.329-343
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• 2000

이 연구에서는 창의적 문제 해결력 신장을 위하여 중학교 과학 교육과정을 내용 지식, 과정 지식, 창의적 사고 기능의 3요소를 중심으로 재구성하였다. 내용 지식은 에너지, 변화, 구조, 상호작용, 안정성의 5가지 주제를 중심으로 구성하였으며, 과정 지식은 관찰, 분류, 측정, 의사소통, 추론, 예측의 기본 과정 지식과 가설설정, 실험설계, 실험, 자료수집 및 처리 통합적 과정 지식으로 구성하였다. 창의적 사고 기능은 확산적 사고와 비판적 사고로 규정하고, 확산적 사고의 요소로는 유창성, 융통성, 독창성을, 비판적 사고 요소로는 적절성, 신뢰성, 정교성을 선정하였다. 또한 이러한 창의적 사고 기능이 궁극적으로 문제해결을 가능하게 해야 한다고 보고 5가지의 과학적 문제해결 단계를 선정하였으며, 각 단계별로 확산적 사고와 비판적 사고의 요소들을 각각 적용하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권3호
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• pp.222-238
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• 2017

이 연구의 목적은 지구과학 탐구에서 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 탐색하는 것이다. 이를 위해 과학 탐구 기능 발달과정 관련 문헌의 조사를 통해 '탐구 설계', '자료 수집', '자료 해석', 그리고 '결론 도출'을 발달 변인으로 설정하고, 각각에 대한 가설적 학습발달과정(HLP)을 4개 수준으로 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 조사하기 위한 도구로 3가지 지구과학 탐구 과제를 개발하였는데, 이들은 학생들이 주어진 문제 인식에서 출발하여 결론 도출에 이르기까지의 통합 탐구 기능을 포함하는 가설-연역적 탐구이다. 중학생, 고등학생, 대학생 총 126명을 대상으로 각각 개발된 지구과학 탐구 과제를 수행하게 한 후 HLP를 토대로 개별 학생들의 통합 탐구 기능을 요소별로 평가하였다. 또한, 학생들의 평가 자료를 Rasch 모델에 적용하여 HLP에 대한 타당화 과정을 거쳤다. 마지막으로, 분석 결과를 근거로 HLP를 수정 보완하여 경험적 학습발달과정을 개발하였다. 이 연구는 학생들의 통합 탐구 기능의 발달에 영향을 주는 요인들을 규명함으로써 지구과학 탐구 수업에서 학생들의 통합 탐구 기능을 효과적으로 향상시키기 위한 스캐폴딩 방안을 찾는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 지구과학 탐구 수업에 대한 교사들의 PCK를 향상시키는데 필요한 시사점을 제공한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권6호
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• pp.730-740
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• 2009

이 연구의 목적은 중, 고등학교 과학교사들의 생명 현상에 대한 과학적 관찰에서 나타나는 두뇌의 활성 양상 및 기능적 연결 네트워크를 규명하는 것이다. 이를 위해 중, 고등학교에서 근무하는 26명의 건강한 오른손잡이 과학교사들이 이 연구에 참여하였다. 과학 교사들의 과제수행 과정에서의 두뇌활성을 측정하기 위하여 3.0T(테슬라)의 fMRI 시스템과 블록디자인의 관찰과제가 사용되었다. 신호의 수집과 분석에는 SPM2 프로그램이 활용되었다. 연구결과에 따르면, 관찰과정에서 과학교사들은 좌측 상전두이랑, 중전두이랑, 중심전두이랑, 하전두이랑, 양측 상두정소엽, 좌측 하두정소엽, 좌측 쐐기전소엽, 우측 중측두이랑, 양측 방추이랑, 좌측 상후두이랑, 양측 중후두이랑, 좌측 하후두이랑, 우측 혀이랑, 양측 방추이랑, 양측 쐐기소엽, 우측 해마옆이랑, 좌측 조가비핵, 그리고 양측 소뇌비탈의 활성을 보였다. 또한 이들 영역 중 관찰과정에서 기능적으로 연결성을 보이는 네트워크를 형성하는 것으로 선정된 11개의 영역에서 10개의 유의미한 기능적 연결을 형성하였다. 이러한 결과는 생명현상에 대한 과학적 관찰이 단순한 감각수용만을 넘어선 기능적 연결이 필요함을 시사한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.267-282
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• 2022

본 연구는 초등학교 1~2학년 슬기로운 생활과 3~4학년 과학과 교육과정의 연계성 분석을 통해 체계적인 교육과정 구성을 위한 기초 자료를 제공하고자 슬기로운 생활 내에서의 과학 관련 내용이 어떻게 구성되어 있는지 정리하고, 두 교과의 교육과정 연계성을 지식 측면과 탐구 기능 측면에서 살펴보았다. 분석 결과, 슬기로운 생활 교육과정 내 과학과 교육과정과 연계된 내용은 32개의 내용 요소 중 10개에 불과하였다. 이 중 5개의 내용 요소가 3~4학년군 과학과 교육과정과 연계되어 있었으며, 모두 생명 영역에 집중되어 있었다. 운동과 에너지와 물질 영역에 대한 내용은 슬기로운 생활에서 전혀 다루어지지 않고 있었다. 생명 영역은 발전적으로 연계되고 있었으며, 지구와 우주 영역은 급변적으로 연계되고 있었다. 탐구 기능의 경우, 관찰과 측정, 추리, 의사소통은 슬기로운 생활과 과학과가 수준이 자연스럽게 높아지면서 반복되는 발전적 연계가 이루어졌다. 분류는 기능적 활동 측면에서 발전적 연계가 이루어졌다고 볼 수 있으나 명확한 인식적 목적 없이 단순히 무리지어 보는 분류 활동에 그치고 있었다. 반면, 예상 활동은 슬기로운 생활에서는 제시되지 않다가 3~4학년군 과학에서 제시되기 시작하므로 격차가 발생한다고 보았다. 이러한 결과를 바탕으로 초등학교 슬기로운 생활 교육과정과 과학과 교육과정의 연계성 확보를 위한 시사점을 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.318-333
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• 2017

본 연구에서는 2009개정 교육과정의 중학교 과학교과서에 포함된 탐구 활동이 기존 과학교육에서 강조되어왔던 탐구 기능과 구체적 학생 활동이 강조되는 NGSS의 8가지 과학 실천 측면에서 상호 분석되었을 때 어떤 특성을 나타내는지 생명과학 단원을 중심으로 분석하였다. 분석 결과 학년 구분 없이 탐구 기능에서는 '추리', 관찰', '분류' 순으로 많이 치중되었고, 과학 실천에서는 '자료 분석하고 해석하기'와 '설명구성하고 문제해결 고안하기'에 치우쳐 있었다. 이를 통해 중학교 교과서 내 생명과학 탐구 활동이 탐구 기능뿐만 아니라 과학 실천 요소에서도 다양성이 부족하며 제시하는 활동의 목표가 한정적이라는 것을 보여주었다. 또한 과학탐구 기능과 과학 실천 요소 각 상호 매칭작업을 통해 탐구 기능 중심에서 과학 실천으로의 이행 시 내용 관련성을 검토하고 교과서의 탐구 활동에서 보이는 결과와 비교 분석한 결과 사전 매칭분석에 비해 교과서 내 탐구 활동의 결과가 대체적으로 기초탐구-자료해석/기초탐구-설명고안에 치우쳐 있어서 단조롭게 매칭 되었다. 이는 교과서에 제시된 활동내용의 다양성이 부족함을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2009개정 교육과정의 교과서 분석을 통해 단순하고 다양성이 부족한 탐구 활동에서 벗어나 2015개정 교육과정을 구현해나가는 과정에 다양한 과학 실천 요소를 포함시키도록 하는 노력이 절실하게 요구됨을 제언한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제23권4호
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• pp.357-363
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• 2004

이 연구의 목적은 생각하는 과학 프로그램이 초등학교 학생들의 인지발달 가속과 인지과정 기능의 발달에 미치는 효과를 알아보는 것이었다. 이 연구에는 초등학교 5학년 305명이 참여하였으며, 연구 대상을 실험 집단과 통제집단으로 나눈 후 실험집단에게는 2년동안 생각하는 과학 프로그램을 처치하였다. 연구 결과, 생각하는 과학 프로그램에 의한 초등학생의 인지발달 가속 효과는 있었다. 그리고 성별에 따른 인지발달 가속 효과를 살펴본 결과 여학생에게만 효과가 있었다. 또한 생각하는 과학 프로그램은 초등학생의 인지과정 기능의 발달에도 효과가 있었고, 인지과정 기능 영역별로 살펴본 결과 주의와 동시적 정보처리 영역에서 효과가 있었다. 이러한 결과는 생각하는 과학 프로그램이 인지과정 기능에 대해 원전이 효과가 있음을 보여주는 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.121-132
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• 2014

본 연구의 목적은 과학 학습 기능성 게임 개발 과정의 사례를 살펴봄으로써 앞으로 과학 학습 기능성 게임 개발 과정에서 개발자가 겪는 어려움을 해소할 수 있는 방안을 구안하는데 있다. 시나리오 개발자인 교사 3명 및 게임 개발자 3명과의 심층 면담을 통해 과학 학습 기능성 게임 개발 과정에서의 어려움에 대한 양측의 관점 차이를 분석하였다. 또한, 시나리오 개발자 3명으로부터 '게임 개발 과정'과 '개발된 게임에 대한 의견' 자료를 받아 분석하였다. 과학교육 기능성 게임 개발 과정에서 개발자가 겪는 첫 번째 어려움은 게임의 구현에 관한 인식인데, 시나리오 개발자는 게임의 구현 기술에 대해 다소 과도한 기대를 가지고 있었지만, 게임 개발자의 입장에서는 주어진 자원과 시간으로는 해결할 수 없는 부분이었다. 두 번째 어려움은 게임 구현 방법에 대한 것인데, 시나리오 개발자와 게임 개발자 사이의 활발한 의사소통 및 밀접한 상호작용이 예상했던 것보다 더 크게 요구되었다. 이에 대한 해소 방안은 다음과 같다. 첫째, 시나리오 개발자와 게임 개발자는 '기능성 게임'과 '학습 이론'에 대해 이해해야 한다. 둘째, 주어진 인적, 물적 자원의 한계를 분명히 인식한다. 셋째, 학습콘텐츠 저작 도구를 사용하여 시나리오 개발자가 게임 개발자의 역할을 병행할 수 있는 방안을 모색 한다. 넷째, 개발 단계에서 시나리오 개발자와 게임 개발자간에 지속적인 상호작용이 이루어져야 한다. 다섯째, 시나리오를 구체적이고 세부적으로 작성 한다. 여섯째, 시나리오 개발자와 게임 개발자의 협업을 지휘할 총괄책임자를 지정해야 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권6호
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• pp.501-510
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• 2005

10학년 과학 교과서 지구 단원의 학습 내용에 포함되어 있는 탐구 과제가 제7차 교육 과정의 목표에 따라 제시되었는지를 판단하기 위해 11종 과학 교과서의 기본 과정에 제시되어 있는 탐구 과제의 유형과 기본 탐구 기능, 통합탐구 기능, 탐구 활동의 빈도를 조사하였고, 제시된 탐구 기능과 활동이 적절한지를 분석하였다. 분석한 결과 탐구 과제는 평균 24.0개가 제시되었으나 교과서마다 차이가 있었고 제시하는 유형이 달랐다. 탐구 활동의 빈도는 교과서마다 달랐고 제시된 것보다 더 많이 분석되었으며 통합적인 활동으로 제시되지 않고 하나의 탐구 기능처럼 제시되어 있었다. 또한 교과서에 제시된 통합 탐구 기능은 $77.2\%$로 기본 탐구 기능 $22.8\%$보다 많은 것으로 보였지만, 실제로 기본 탐구기능과 통합 탐구 기능의 분포 비율은 각각 $45.6\%$와 $56.4\%$로 조사되었다. 각 탐구 기능 중에서는 추리$(49.5\%)$와 자료해석$(68.7\%)$이 가장 많이 있었고, 문제 인식, 가설 설정, 일반화 등의 탐구 요소는 제시되고 있지 않았다. 또한 제7차 교육 과정에서 탐구 기능, 탐구 활동에 대한 의미를 제시하고 있지 않기 때문에 교과서마다 본질적 의미와 일치하지 않거나 협소한 의미로 사용되고 있었다. 이는 교육 과정이 탐구, 탐구 기능, 탐구 활동에 대한 의미를 조작적 수준으로 제시하고, 탐구 활동을 구성하기 위한 기준을 마련한 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권2호
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• pp.203-220
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• 2009

이 연구의 목적은 학생들의 과학적 논증과정 평가를 위한 루브릭을 개발하는 것이다. 루브릭의 개발을 위해 과학교육에서의 논증과정과 관련된 문헌의 분석을 통해 루브릭의 개발 절차및 평가의 범주를 도출하였다. 루브릭 개발의 일반적인 절차를 따라서 논증과정 평가의 기준을 형식, 내용, 태도의 세 가지 범주를 문헌을 통해 도출하였다. 형식의 범주에는 전체의 구성, 주장, 근거, 결론의 하위 기능으로 세분화하였고, 내용의 범주에는 이해, 신빙성, 추론으로 하위 기능을 세분하였으며, 태도의 범주에는 참여도와 개방성을 하위 기능으로 정하였다. 이렇게 구성된 각각의 하위기능의 평가에 대한 기준을 구체적인 5단계로 제시하였다. 문헌 연구를 토대로 개발된 평가 루브릭은 과학 교육 전문가 1인과 동료 연구자들의 정기적인 세미나를 통해 점검 받았다. 개발된 초기의 루브릭은 과학교육 전문가 4인에게 의뢰하여 문제점 및 개선점에 대한 검증을 받아 다시 수정되었으며, 최종 완성된 루브릭은 과학교육 전문가 4인에게 타당도를 검증받아 내용타당도지수 0.96으로 높게 나타났다. 개발된 루브릭을 통해 학생들의 논증과정에 대한 이해를 높일 수있고, 논증과정 프로그램 개발과 논증과정 평가를 위한 기준으로 활용이 가능할 것이다.