• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.225-238
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• 2011

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제62권5호
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• pp.398-411
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• 2018

본 연구의 목적은 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic)를 적용한 과제연구의 활동이 고등학생의 과학 탐구 능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 전남 소재의 고등학교 과학중점과정 2학년 학생 73명을 대상으로 의문 만들기, 실험 설계, 관찰, 주장과 증거, 읽기, 반성의 단계로 구성된 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 과제연구 프로그램을 실시하였다. 프로그램의 효과 분석을 위해 과학 탐구 능력과 과학에 대한 태도를 검사하였고, 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 과제 연구 수업에 대한 인식을 조사하였으며, 결과 해석의 어려움이 있을 경우 면담을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 탐구 능력 중 추리, 가설 설정, 변인 찾기, 조작적 정의, 실험설계, 그래프화 및 데이터 해석, 일반화 능력은 통계적으로 유의미하게 향상되었으나(p<.05), 예상 능력은 향상되었으나 통계적으로 유의미하지 않았다(p>.05). 둘째, 과학에 대한 태도 중 과학에 대한 취미로서의 관심, 과학 수업의 즐거움, 과학 직업에 대한 관심은 통계적으로 유의미하게 향상되었으나(p<.05), 과학 탐구에 대한 태도는 통계적 유의하지 않았지만 점수가 감소했다. 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 고등학교 과제 연구 수업은 과학 탐구 능력 및 과학 태도에 긍정적인 효과가 있었지만 오랜 기간 동안 일반 과학 수업과는 다른 형태로 학생이 주도하며 진행되기 때문에 학생들에게 부담이 된다. 그래서 이러한 단점을 최소화하고 장점을 최대화한 과제 연구 수업 전략에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권6호
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• pp.634-649
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• 2003

본 연구는 초등학생들의 과학적 증거와 설명에 대한 이해 진단을 목적으로 하였다. 과학적 증거의 수집, 자료의 객관성, 증거의 관련성, 자료 해석, 지식과 증거, 반복 관찰 이렇게 6개의 하위 탐구 능력이 Jeong, Songer와 Lee(2002)가 미국의 6학년 학생들의 과학적 탐구 능력을 측정하기 위해 개발한 문항을 사용하여 진단되었다. 춘천시에 소재한 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 자료를 수집한 결과, 전체적으로 약 절반에 해당하는 학생들에게서 체계적인 과학적 사고 능력이 결여되어 있음이 드러났다. 특히 학생들은 지식과 관련되는 구체적인 예나 증거를 연결하는 것을 어려워했고, 반복관찰의 개념에 대해 잘 모르고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에 참가한 학생들의 수가 적고 지역적 특성으로 인해 본 연구의 결과를 우리나라 초등학생의 전반적 과학적 탐구 능력으로 일반화하기는 어렵지만, 본 연구의 결과는 초등학생의 과학적 탐구 능력이 아직 만족할 만한 수준은 아니며, 이들의 탐구력 신장을 위해서 체계적인 노력이 필요함을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.263-271
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• 2007

이 연구의 목적은 고등학생들의 독창적인 문제발견 능력과 과학 학업 성취도, 과학 탐구능력, 창의적 성격 사이의 관계를 알아보는 것이다. 발견된 문제의 독창성을 평가하기 위해 빈도수에 의한 평가와 교사와 학생에 의한 주관적 판단에 의한 평가 방법을 사용하였다. 그 결과, 세 가지 평가 방법은 큰 차이가 없었으나, 빈도수에 의해 평가할 경우 친숙한 문제가 더 높은 점수를 받을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 전체 학생들의 독창적인 문제발견 능력은 학업 성취도 및 창의적 성격과 정적 상관이 있었으나, 과학 탐구능력괴는 상관이 없었다. 그러나 독창성 점수가 높은 상위 집단에서는 창의적 성격과 정적 상관이 있었으며, 하위 집단에서는 학업 성취도와 정적 상관이 있었다. 또한 독창성 점수가 높은 상위 집단과 하위 집단 간의 과학 탐구능력과 창의적 성격은 유의미한 차이가 없었으며, 학업 성취도는 물리I과 화학I 과목에서만 유의미한 차이가 있었다. 앞으로 문제발견 능력을 평가하기 위한 평가 방법에 관한 연구와 함께 독창적인 문제발견 능력에 영향을 미치는 다양한 변인에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권4호
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• pp.472-479
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• 2005

이 연구는 과학교사의 탐구과학능력발달의 전문성을 위하여 교육현장에서 실질적으로 적용 가능한 SSCS 프로그램을 이용하여 적용하고, 그에 대한 교사들의 인식을 조사하였다. 과학교사의 탐구능력발달에 대한 전문성을 위한 일련의 프로그램으로, 과학교사 28명이 SSCS 워크샵과 연수를 통하여 SSCS 모듈을 개발하고, 시연하는 일련의 과정으로 구성되었다. 과학 교사들의 탐구능력발달 모듈을 개발, 그리고 적용과 효과에 대한 인식이라는 두 가지의 연구 문제에 대하여 조사하였다. 과학 교사의 탐구능력발달 전문성은 SSCS 모델을 적용한 프로그램 개발과 수업 기술이 포함되며, 이것은 교사의 SSCS 모델 활용을 위하여 선결되어야 할 문제점으로 지적되었다. 교사들이 인식하는 프로그램 적용의 구체적인 효과는 교사의 과학 및 과학 학습에 대한 스스로의 동기 유발, 탐구적 문제해결 능력 함양, 탐구 과학 수업에 대한 자신감 함양 등이 제시되었다. 그러나, 프로그램의 과정이 요구하는 많은 시간과 노력과 다양한 분야에 대한 전문적 지식과 상식은 실질적인 어려운 점으로 지적되었다. 한편 교사들은 교육과정 과학 시간상의 제약 실질적인 학습효과에 대한 불확실성, 프로그램 개발의 어려움, 다양한 수업 전략의 필요로 인하여 SSCS 프로그램의 학교 현장 적용에 다소 제한적인 관점을 나타냈다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.337-356
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• 2011

본 연구는 IIM을 적용한 천문학습 프로그램 개발 적용이 초등과학영재학생의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. IIM이란 독자적 탐구방법으로 학생들 스스로 탐구하고 연구하는 수업형태로 7단계의 학습단계를 가지고 있다. 본 연구의 실행을 위해서 초등학교 과학교과 5학년 천문영역의 내용을 바탕으로 IIM의 탐구단계를 적용하여 총 7차시(6주간)로 천문학습 프로그램을 구성하였으며, 주제 선정하기(1차시), 목표 설정하기(2차시), 자료 조사하기(3차시), 탐구 활동하기(4차시), 목표 평가하기(5차시), 보고서 작성하기(6차시), 발표하기(7차시) 등으로 구성하여 적용하였다. 본 연구의 효과를 검증하기 위해 연구반은 울산광역시 소재 G 초등학교 과학영재반(초등 3학년) 20명을 선정하였다. 검사도구는 과학탐구능력 검사와 과학적 태도 검사지를 사용하였고, 통계해석 프로그램은 SPSS WIN 18.0을 사용하여 결과를 분석하였다. 연구의 결과는 IIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재학생의 과학탐구능력(F=4.920, p=.021)에 긍정적인 효과가 있었고, 초등과학영재학생의 과학적 태도(F=11.224, p=.001)에도 긍정적인 효과가 있었다. 본 연구를 통해 IIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재학생들의 과학탐구능력 신장과 과학적 태도 함양에 도움이 된다는 것을 알 수 있으며 나아가 과학영재원이나 과학영재학급 교육과정에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.669-677
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• 2017

이 연구는 과학 태도 과학 탐구 능력과 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도가 과학 학업 성취도에 미치는 직 간접 효과를 검증하여 변인 간의 관계를 파악하고자 하였다. 이를 위해 광역시에 소재한 남녀공학 중학교 전 학년 502명을 대상으로 과학 태도 검사(MARS) 과학 탐구 능력 검사(TSPS) 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도 검사(PBI)를 하였으며, 1학기 1 2차 과학 지필평가 자료를 수집 후 변인 간의 인과관계를 살펴보았다. 연구 결과, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 탐구 능력이나 과학 학업 성취도에는 직접 영향을 미치지 않았지만 과학 태도와 과학 탐구 능력은 과학학업 성취도에, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 태도에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 중학생이 지각한 부모의 긍정적 양육태도는 과학 태도, 그리고 과학 태도와 과학 탐구 능력을 매개로 과학학업 성취도에 간접 영향을 미쳤다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 중학생의 과학 학업 성취도를 효율적으로 향상시키기 위해서 학교에서는 정의적 특성인 과학 태도와 인지적 요인인 과학 탐구 능력을 종합적으로 고려한 다채로운 교육 프로그램과 교수 - 학습 방법을 개발할 필요가 있으며 가정에서는 자녀의 과학 태도에 바람직한 영향을 미칠 수 있도록 부모가 긍정적 양육 태도를 지닐 필요가 있다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.68-69
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• 2010

본 연구의 목적은 서울시 소재 과학영재교육원에서 운영하는 프로그램에서 개발된 일부 모듈들에 구현되어있는 과학탐구과정 및 사고과정의 특징이 과학영재프로그램의 목적에 따른 목표를 성취할 수 있는지를 평가하고, 과학탐구과정이나 사고과정의 각 항목을 구현한 탐구의 실제를 알기 위한 것이다. 또, 본 연구의 결과를 토대로 모듈들에 대해 반성하고 개선점을 찾으려는 것이다. 연구 참여자들은 13명이며 연구 목적을 위해 첫째, 영재교육과정 및 평가에 관한 문헌을 근거로 과학영재프로그램의 목적과 목표를 설정, 둘째, 목적과 목표를 근거로 문헌에 제시된 분석틀들을 수정 개발, 셋째, 참여자들이 각자 모듈을 1개 선정하여 분석하고 이를 수정한 후 다시 분석하여 해석, 넷째, 분석결과의 해석을 토대로 반성을 하였다. 각 단계마다 각자 해결한 내용을 공개하고 모든 참여자들이 공개된 내용에 대해 비판하면서 합의하는 과정을 거쳤다. 합의 도출에 의해 첫째, 과학영재프로그램의 목적은 '탐구적 사고과정을 함양하고 지역사회에 유익한 새로운 지식을 창출한다.', 이에 대한 목표는 '자기 주도적인 탐구 계획 능력을 향상한다.'와 '숙달된 탐구 기능을 사용하여 실제문제를 해결할 수 있다.'로 설정하였다. 둘째, 분석틀은 '과학탐구과정' 과 '사고과정'의 두 범주로 구성하였으며, '과학탐구과정'에 해당하는 항목은 '사전탐구, 탐구방법, 해석적 탐구기술, 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성'으로, '사고과정'에 해당하는 항목들은 '논리적 사고, 창의적 사고'로 구성하였다. 셋째, 선정된 모듈들을 분석한 결과 모듈들은 대체로 탐구방법과 해석적 탐구기술을 많이 강조하였는데, 수정된 모듈들에서는 이 두 항목이 더욱 강조되었다. 특히, 해석적 탐구기술에서 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성, 창의적 사고를 강조하는 탐구의 실제가 증가하였다. 수정후 증가된 항목들은 앞에서 설정한 두 가지 목표에 도달하는데 도움이 되는 항목들이라고 합의 선정되었던 것이므로, 이에 따라 수정 전 모듈보다 수정 후 모듈이 보다 더 영재프로그램의 목표에 도달하기에 적합한 것으로 판단하였다. 넷째, 연구결과를 토대로 반성한 점은 '목표' 에 '창의적 사고'와 '과학의 본성'에 대한 강조가 부족하다는 것, '목표'에서 '실제문제를 해결'할 수 있어야 한다는 것에 비해 '모듈'에서 다루는 주제는 '실제문제'가 아니라 학문적인 질문에 치우쳐 있다는 것, '자기 주도적인 탐구 계획 능력'을 향상시키는 탐구의 실제가 대체로 적게 제시되어 있다는 것이다. 이러한 반성을 영재프로그램의 각 모듈에서 모두 구현할 수 있는 것은 아니지만 본 연구에서 설정한 목적과 목표에 따라 프로그램을 개발하는 경우 이러한 반성점을 고려하여 모듈을 개발한다면 영재프로그램 전체적으로 볼 때는 모두 구현되어 있을 것이다. 본 연구는 서울시에 소재하는 과학영재교육원들에서 개발하여 사용하는 많은 모듈 중 극히 일부를 대상으로 하였으므로 연구 결과를 모든 과학영재프로그램에 적용하기에는 한계가 있다. 그러나 본 연구처럼 프로그램이나 모듈을 평가하려는 연구자들에게 일련의 평가단계에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권6호
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• pp.617-626
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• 2003

과학교육에 있어 지금까지 개발된 수업모형은 마치 과학의 모든 목적을 달성시켜줄 것 같지만 실제 교육현장에 적용해 보면 기대하던 효과를 얻지 못하는 경우가 많다. 수업의 효과를 극대화하기 위해서는, 어느 한가지 방법만을 고수하는 것보다 개발된 수업모형을 유연성 있게 활용 할 수 있는 교사의 수업전략이 필요하다. 본 연구는 개념도와 순환학습을 통합한 수업이 개념도를 활용한 수업이나 순환학습과 비교하여 고등학생들의 학업성취도 및 과학적 탐구능력, 과학에 대한 태도에 어떠한 영향을 주는지 알아보는데 그 목적이 있다. 연구대상은 고등학교 2학년 여학생 324명으로, 개념도-순환학습 집단, 개념도 활용 집단, 순환학습 집단, 전통적 수업 집단의 4집단으로 나누어 수업하였다. 연구 단원은 고등학교 과학의 '생식과 유전' 단원으로 약 10주간 10차시에 걸쳐 수업처치 하였다. 수업처치 전, 후에 학업성취도 검사와 과학적 탐구능력, 과학에 대한 태도 검사를 실시하였고, 연구결과는 공변량 분석 (ANCOVA과)과 사후 검증(Duncan test)으로 분석하였다. 개념도-순환학습은 학생들의 과학 학업성취도를 향상시키는데 전통적인 수업보다 효과적이었고(p< .05) 그 효과면에서 개념도를 활용한 수업보다 떨어지지 않았다. 성취 수준이 상위와 중위 학생들은 수업방법에 따라 학업성취도에 차이를 보이지 않았으나, 하위학생들은 개념도를 활용한 수업이 가장 효과적이었다(p< .05). 개념도-순환학습은 학생들의 과학적 탐구능력을 신장시키는데 개념도를 활용한 수업이나 전통적 수업보다 효과적이었으며(p< .05) 그 효과 면에서 순환학에 떨어지지 않았다. 성취수준이 상위인 학생은 수업방식에 따라 과학적 탐구능력에 차이를 보이지 않았으나, 개념도-순환 학습은 중위와 하위 학생들의 과학탐구능력 향상에 순환학습 만큼 효과적이었다. 개념도-순환학습은 학생들의 과학에 대한 태도를 향상시키는데 전통적 수업보다 효과적이었으며(p< .05) 그 효과 면에서 개념도 활용 학습이나 순환학습에 뒤지지 않았다. 따라서 개념도 순환 학습은 모든 학생들의 수준을 고려 할 때 학생들의 학업성취도를 향상시키고, 과학적 탐구능력을 신장시키는데 개념도 활용학습이나 순환학습을 단독으로 적용하는 것보다 긍정적이라고 할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권3호
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• pp.234-241
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• 2002

이 연구의 목적은 포트폴리오 평가를 일선 초등학교에 적용할 수 있는지를 알아보고, 지역과 성별에 따라 포트폴리오 평가가 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 우리나라 중부 지방의대도시와 중소도시 지역에서 각각 2개 초등학교를, 농촌 지역에서 3개 초등학교를 표집하였다. 표집한 각 학교에서 다시 5학년 2개 학급씩을 표집하였으며, 한 학급은 포트폴리오 평가를 적용한 실험집단으로, 다른 학급은 기존의 수업 방식을 그대로 적용한 비교 집단으로 선정하였다. 한 학년에 한 학급 밖에 없는 농촌 학교는 비슷한 두 학교를 선정하여 한 학교는 실험집단, 다른 학교는 비교집단으로 삼았다. 이 연구에 참여한 총 학생수는 475명이다. 사전 검사와 사후 검사로 과학 성취도 검사, 과학 탐구 능력 검사, 과학 태도 검사를 실시하였다. 일반 학교의 과학 수업에 대한 포트폴리오 평가의 적용 가능성은 비교적 높은 것으로 나타났다. 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에서는 두 집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이가 발견되지 않았다. 다만 탐구 능력과 태도에서 지역에 따라 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었으며, 과학 탐구 능력에서는 지역과 성별, 과학 태도에서는 집단과 지역 사이에 상호작용 효과가 발견되었다. 또한 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학교육에 대한 인식, 과학 직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등에서 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었다. 결론적으로 포트폴리오 평가는 일반 초등학교 과학 수업에서 적용이 가능하며, 기존 교수 학습 방법과 비교하여 과학 성취도 및 과학 탐구 능력에서 비슷한 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학 학습과 관련된 부분에서 의미있는 진전을 보이는 점으로 미루어 포트폴리오 평가를 장기적으로 실시하면 과학 성취도나 과학 탐구 능력에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 생각된다.