• 영재교육연구
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• 제20권2호
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• pp.487-502
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• 2010

이 연구의 목적은 SSC 실험을 과학영재 수업에 적용한 후 얻을 수 있는 효과를 조사하는 것이다. 연구 참여자는 대학부설 과학영재교육원에 선발되어 교육받고 있는 15명의 중학생 과학영재 학생이다. SSC 실험 프로그램은 3개월간 5가지 주제로 적용되었다. 연구 설계는 단일집단 사전-사후 설계였으며 PASW 18 통계 프로그램을 사용하여 데이터를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, SSC 실험은 과학영재 학생의 과학적 태도를 통계적으로 유의미하게 향상시켰다(p<.01). 특히 과학적 태도 하위 영역 중 '협동성', '자진성', '끈기성' 영역에서 사전검사와 사후검사 점수 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 둘째, SSC 실험은 과학영재 학생의 창의적 성격 특성을 통계적으로 유의미하게 향상시켰다(p<.01). 특히 창의적 성격 특성의 하위 영역 중 '집착성' 영역에서 사전검사와 사후검사 점수 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 셋째, SSC 실험을 적용하기 전과 후에 과학영재 학생의 과학탐구 능력에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 연구 결과는 SSC 실험이 과학영재 수업에 효과적인 프로그램임을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권2호
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• pp.96-104
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• 2001

STS 학습 프로그램이 요구하는 바를 현장 과학 교육에 구현시키기 위해서는 모든 학습자에게 적절한 수준별 교육 자료들을 개발할 필요가 있다. 이를 위하여 과학교육의 핵심으로 볼 수 있는 과학 교과서에서 공통적으로 꼭 다루어야 할 필수항목을 추출하였다 그런 다음, 이 항목들을 수준별 STS 과학 수업 모형에 적합하도록 개발하였다. 이연구의 목적은 수준별 탐구 능력을 신장하기 위해서 STS 학습 프로그램을 적용하는 데 있다. 이 연구를 실시한 결과 다음과 같은 몇 가지 결론을 얻을 수 있었다: 첫째, 부분적이나마 과학 교과목을 학습하는 태도에 긍정적인 변화가 있었다. 둘째, 생활 주변에서 그 소재를 찾아 과학. 기술, 사회에 접목시킨 수업이기에 과학 기술과 우리의 생활이 밀접한 관계에 있다는 사실을 알게 되었고, 학습의 흥미 유발에 많은 도움이 되었다. 셋째, STS 소재를 구안(具案), 제작하는 과정에서 학생의 자기 주도적 탐구 활동이 이루어짐으로써 스스로 학습하는 계기를 마련할 수 있었다. 넷째, STS 학습프로그램을 적용한 실험집단과 전통적 수업 방식을 적용한 비교집단 사이에는 실험집단이 유의미하게 학업 성취도의 증가가 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.818-831
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• 2007

지구과학 탐구에서 귀추적 탐구의 중요성을 인식하고, 이를 모델로 한 지구과학 수업에 대한 이론적인 접근이 진행되어 왔다. 또한, 구체적인 지구과학 탐구의 장으로서 야외 지질 학습 현장에 대한 귀추적 탐구의 연구 사례는 매우 중요하다. 이 연구에서는 귀추적 학습 모형을 바탕으로 구성된 야외 지질 학습 프로그램을 중학교 과학 영재 학생들에게 적용하여 학생들의 귀추적 추론 사례와 그 과정에 사용된 사고 전략 및 교사의 교수법적 중재가 학생들의 귀추적 추론에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 야외 지질 학습을 진행하는 동안 암석의 구별,함께 나타나는 서로 다른 암석의 생성 과정 설명,변성암의 절리 형성 과정 설명,답사 지역 지형의 형성 과정 설명 등의 사례를 귀추적으로 추론하였다. 또한,학생들은 노두에서 관찰한 사실들을 설명할 수 있는 적절한 규칙을 찾아내는데 다양한 사고 전략들을 사용하였다. 이를 통해 야외 지질 학습 과정에서 학생들에게 과학자들이 수행하는것과 유사한 탐구 및 추론 과정을 경험하게 함으로써 학생들의 귀추적 추론 능력을 함양시킬 수 있음을 보여주었다. 한편, 야외 지질 학습 과정에서 교사의 교수법적 중재는 학생들의 귀추적 추론 과정을 지원하였으며, 특정한 사고 전략을 유도하기도 했지만, 추론의 내용까지 보장해 주지는 못하였다. 학생들은 관찰한 사실들을 설명하기 위한 규직을 추리할 때,그들이 기존에 가지고 있던 잘못된 배경 지식에 근거하고 있었다. 따라서 학생들이 야외 지질 학습 과정에서 올바른 가설을 수립하여 답사 지역의 지질을 해석하고,설득력 있는 귀추적 추론을 위한 규칙을 추리하도록 하기 위해서 교사는 학생들의 귀추적 추론 능력을 길러 주는 것뿐만 아니라,학생들에게 정확한 배경 지식과 정보를 제공해 줄 수 있어야 한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권7호
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• pp.341-350
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• 2018

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 과학적 사고력과 과학적 감성을 계발하기 위한 과학 에세이 쓰기 활동을 개발하여 그 효과를 분석하는데 있었다. 연구를 위해 우리나라 G지역의 교사 양성 기관에 다니고 있는 1학년 학생 60명이 선택되었다. 60명의 초등 예비교사는 모두 '과학 탐구'와 관련된 교양 강의를 선택한 학생들이었다. 연구결과, 과학적 사고력과 관련된 글에서는 과학적인 방법인 '귀납'의 방법을 사용하는 것을 확인할 수 있었으며, 과학적 감성과 관련된 글에서는 이야기의 배경, 매개체, 목적과 관련된 서술이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 초등 예비교사들은 글쓰기가 거듭되면서 글쓰기 능력이 향상되었으며, '과학'에 대한 이미지도 많은 부분에서 긍정적으로 변화함을 확인할 수 있었다. 아울러 이번 연구는 과학 글쓰기 능력 향상을 위해서 다양하고 흥미로운 과학 탐구 활동이 필요함을 시사해 준다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권2호
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• pp.137-155
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• 2009

영재교육은 효과적인가? 영재교육은 그 지향하는 구체적인 목표를 달성했다고 평가할 수 있는가? 영재 교육원에서 영재교육을 받는 동안 학생들은 인지적, 비인지적 측면에서 어떻게 달라지며 영재교육을 받지 않은 학생들과 어떠한 측면에서 차별화되는가? 본 연구는 이러한 의문에서 출발하였다. 이러한 질문들은 매우 민감하지만 중요한 이슈임이 틀림없다. 따라서 본 연구는 과학영재교육 프로그램의 효과성을 검증하기 위하여 대학부설 C 과학영재교육원 재학생 153명과 교사가 추천한 과학적 흥미와 능력이 과학영재교육원 학생과 유사한 수준의 우수학생(비교집단) 131명을 대상으로 과학에서의 문제 발견력, 학습 동기와 자기조절능력, 과학 관련 태도, 과학 불안도 검사를 실시하였다. 연구결과, 과학에서의 문제 발견력에서 영재집단은 정교성과 독창성이 유의하게 증가하였고 탐구동기는 유의하게 감소하였으며 우수집단은 정교성, 탐구동기, 탐구수준, 독창성 등 과학에서의 문제 발견력이 전반적으로 낮아졌음을 알 수 있었다. 학습 동기 및 자기조절 능력에서 영재집단은 인지전략 사용 부분에서 유의하게 높아졌고 내적가치는 유의하게 낮아짐을 알 수 있었다. 우수집단의 경우 자기효능감, 불안테스트, 자기조절 등 전반적으로 학습 동기 및 자기조절 능력이 감소하였음 알 수 있었다. 과학 관련 태도는 영재교육 프로그램에 투입된 영재집단의 경우, 사전 사후 값의 변화가 없었지만 영재교육 프로그램에 투입되지 못한 우수집단의 경우 평균값이 통계적으로 유의하게 낮아졌음을 알 수 있었다. 과학 불안도에서 영재집단의 경우, 사전 사후 값의 변화가 거의 없었지만, 우수집단은 유의하게 감소함을 알 수 있었다. 이와 함께, 각 변인들에 대하여 사전 점수를 공변인으로 실시된 공변량분석 결과, 과학 관련 태도와 과학 불안도(과학적 관련 수행, 탐구동기 제외), 과학에서의 문제 발견력과 자기효능감 및 자기조절능력에서 유의미한 차이가 있음을 알 수 있었다. 이러한 집단간의 유의한 차이는 영재집단에서 각 변인들에 대하여 유의미한 향상이 있었기 때문이 아니라 우수집단에서 전반적으로 큰 폭의 점수하락이 발생하였기 때문인 것으로 보인다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.565-584
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• 2012

본 연구는 내분삼각형 넓이의 일반화에 대한 탐구 과정에서 GSP가 영재학생들의 기하학적 원리와 개념의 이해를 어떻게 돕고, 일반화 과정에서 시각화한 내용을 어떻게 논리적으로 전개하는가에 대하여 탐구하였다. 이를 위하여 M대학교 과학영재교육원 중등수학 심화과정에 있는 학생 4명을 연구 참여자로 선정하여, 학생들이 삼각형의 각 변을 m:n으로 내분하는 점을 연결하여 만든 삼각형의 넓이와 기존의 삼각형 넓이 사이의 규칙성을 탐구하고 이를 일반화하는 과정에서 수집된 디지털 오디오 녹취물, 학생 활동을 촬영한 비디오 녹화자료와 학생활동지를 서로 연계하여 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, GSP를 활용한 시각화는 수학 영재학생들이 기하학적 원리와 개념을 직관적으로 이해하고 다양한 사례를 검증하여 일반화하는데 도움을 주고, 귀납적 추론 능력과 분석적이고 연역적인 추론 능력을 계발하는데 도움을 준다. 둘째, GSP를 활용한 교수 학습은 수학 영재학생들에게 능동적인 탐구활동을 조장하고 수학적인 개념의 확장이나 사고의 확산에 긍정적인 역할을 한다. 셋째, GSP를 활용한 수학영재 교수 학습은 수업에 소극적인 태도를 보인 학생에게 수업에 적극적으로 참여하도록 함으로써 수학에 대한 흥미와 태도, 자신의 능력에 대한 믿음, 자기 신뢰감 등과 관련된 수학적 과제 집착력을 발현하게 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.469-479
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• 2001

본 연구는 1999 ${\sim}$ 2001학년도의 대학수학능력시험에서 지구과학 II 선택 경향 및 선택과목간의 점수를 비교하고, 지구과학 관련 문항의 탐구과정 및 내용 요소별 분포와 각 문항에 대한 학생의 반응을 분석하여 정답률이 낮은 문항에 대한 오답 유형을 추출하였다. 대학수학능력시험의 자연계 응시자는 1995학년도에 43.14%이었으나 최근 2년 동안에 급격히 줄어들어, 2001학년도에는 29.51%이었고, 2002학년도에는 26.92%로 감소하고 있다. 자연계 응시자의 지구과학 II 선택 비율은 약 22%로 생물 II(약 38%), 화학 II(약 28%)에 이어 3번째이다. 탐구과정별로는 공통과학 및 지구과학 II 모두 자료 해석에 대해서 가장 많이 출제되고 다음으로 결론 도출 및 평가에 대해서 많이 출제되었다. 내용별로는 공통과학에서는 ‘지각의 물질과 지각변동’(20.83%)에서 가장 많이 출제되었고, ‘온실효과’와 ‘우주과학’에 대해서는 출제되지 않았으며, 다른 영역에서는 대체로 고루 출제되었다. 지구과학 II에서는 ‘지각의 물질과 변화’ (22.92%)영역에서 가장 많이 출제되었고, 전반적으로 고르게 출제되었으나 ‘환경과 자원’에서 출제되지 않았고, ‘태양계’에 대해서는 비교적 적게 출제되었다. 문항 난이도 분포를 보면 1999학년도는 예상정답률 40 ${\sim}$ 59%와 60 ${\sim}$ 79%의 문제를 각각 6, 10개 출제하였고, 2000학년도에는 40 ${\sim}$ 59% 1문항, 60 ${\sim}$ 79% 14문항, 80% 이상 1문항 출제하였으나 2001학년도는 16문항 모두를 60 ${\sim}$ 79%에 해당하는 것을 출제하였다. 정답률이 높은 문항은 문제 해결에 지구과학 개념이 요구되지 않고 탐구 과정만 요구되는 문항, 매년 출제되어 학생에게 익숙한 분야, 탐구 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.425-443
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• 2013

이 연구는 과학자의 연구과정을 반영한 문제해결형 탐구학습 프로그램을 이용하여 고등학교 과학 영재학급 학생들을 대상으로 수업을 한 후, 문제해결형 탐구활동 수업에 대한 학생들의 인식, 활동 내용 및 수업의 효과를 분석한 것이다. 이를 위해 고등학교 부설 영재학급 1학년 학생 12명을 대상으로 사전 실험설계 능력 검사(DCT)를 한 후, '주기가 일정한 흔들이 만들기', '표면성장 실험', '메트로놈의 동기화현상'의 세 모듈을 적용하여 수업을 하였고, 그 후 사후 실험 설계능력 검사, 설문과 학생 면담을 실시하였다. 각각의 모듈은 과학적 의문의 생성, 해결 방안 모색을 위한 실험설계, 문제 해결 활동과 같은 일련의 과정들로 이루어져 있어 이를 통해 학생들이 문제해결형 연구 형태를 경험할 수 있도록 하였다. 조사 결과 학생들은 주어진 과정에 따라 기계적으로 하는 기존의 학교 수업과는 달리 자기주도적으로 실험을 설계하고, 해결 방안을 다양한 각도로 모색하여 직접 문제를 해결한다는 점에서 문제해결형 탐구 활동과 기존 수업과의 차별성을 인식하였다. 수업 과정 중 학생들은 발견한 문제를 해결하기 위해 끊임없이 사고하고 실험을 설계 해 보고, 직접 실험을 수행하면서 마침내 처음에 발견했던 문제를 해결할 수 있었다. 이러한 반복적인 과정을 통해 학생들은 과학자의 연구과정의 한 형태를 경험할 수 있었으며, 문제 해결형 연구과정에 대한 이해를 바탕으로 과학자의 연구과정에 대한 인식의 변화도 생겼음을 확인할 수 있었다. 수업의 효과 면에서 본 프로그램은 학생들의 체계적인 실험설계 능력의 향상, 현상의 원인에 대해 자유롭게 생각해 보고 의견을 발표하는 기회를 갖게 한 점 등에서 학생들에게 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 실험 설계 능력 사전 사후 검사 점수를 비교한 결과, 수업 후 대부분의 학생들은 실험설계 능력에 향상을 보였다. 기존의 따라 하기 식 실험에 익숙해져 있던 학생들은 처음에는 스스로 실험을 설계하는 데 다소 어려움을 느꼈지만 두 번째, 세 번째 수업을 하면서 체계적으로 실험을 설계하여 문제를 해결해 나가는 데에 조금씩 익숙해진 것을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권1호
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• pp.22-29
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• 2001

이 연구의 목적은 피드백을 고려한 포트폴리오 평가를 적용한 수업이 초등학교 학생들의 과학 지식, 탐구 능력, 포트폴리오 평가에 대한 자기 인식에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이 연구를 위하여 시근교에 위치한 초등학교 5학년 2반을 선정하였다. 한반은 실험반으로 피드백을 고려한 포트폴리오 평가를 적용한 수업을 실시하였으며, 다른 반은 비교반으로 피드백을 고려하지 않은 포트폴리오 평가를 적용한 수업을 실시하였다. 연구자가 직접 이 반을 모두 가르쳤다. 연구 결과, 과학 지식에서는 실험반과 비교반이 통계적으로 차이가 있었다. 과학 지식의 하위 요소들을 분석한 결과, 피드백의 효과는 기억과 이해 영역에서 긍정적이었으나, 적용 영역에서는 효과적이지 못하였다. 탐구 영역에서도 효과가 나타나지 않았다. 포트폴리오 평가에 대한 인식을 알아본 문항에서는 실험반 학생들이 수업의 효과에 대한 인식과 과학에 대한 태도의 인식에서 비교반보다 더 긍정적으로 반응하였다. 그러나 비교반 학생들은 자신의 포트폴리오 작품에 대한 인식과 피드백의 필요성에 대한 인식이 실험반보다 더 긍정적이었다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.297-317
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• 2017

본 논문은 과학과에서 사회정서학습(Science Social and Emotional Learning, SSEL)의 적용 가능성을 탐색하기 위하여 과학과 사회정학습 요소를 제안하고, 그에 따라 중학교 과학 교과서의 물질 분야 및 고등학교 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 과학과 사회정서학습의 가능성과 필요성은 과학교육의 목표인 과학적 소양과 과학의 본성에서 찾을 수 있었다. 과학과 사회정서학습의 요소는 '수리(Numeracy),' '정보통신활용(Information and Communication Technology, ICT),' '비판적 사고(Critical Thinking),' '창의적 사고(Creative Thinking),' '사회적 기술(Personal and Social Capability),' '윤리적 이해(Ethical Understanding),' '문화적 이해(Intercultural Understanding)' 등으로 구분하여 제시하였고, 그에 따라 과학 교과서 중 물질의 분야 및 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 분석 결과에 따르면, 과학과 물질분야의 교과서 내용 및 화학I 교과서의 내용에 수리, 정보통신활용, 비판적 사고, 창의적 사고가 60~70% 이상 포함되어 있으나, 사회적 기술능력, 윤리적 이해 능력, 문화적 이해 능력 등은 제한적으로 반영된 것으로 나타났다. 교과서의 부족한 요소들에 대해서는 추후 교과서의 내용의 수정 또는 교사의 수업을 통한 보완 등이 필요하다. 또한 과학 교과에서 얻고자 하는 과학적 탐구 능력과 사회정서적 역량을 동시에 기를 수 있는 과학과 활동이나 실험 활동 등 구체적인 적용 방안에 대한 연구가 필요하다.