• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4462-4470
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• 2012

본 연구는 수 과학의 과정중심 통합 활동이 유아들의 과학적 탐구능력과 태도에 미치는 영향에 대해 알아보고 현장에서의 효율적인 교수학습 및 환경구성을 마련하는데 연구의 목적을 두고 있다. 연구대상은 전라북도 I시에 위치한 W대학 부속 유치원 만3세 만5세 유아 89명을 대상으로 각 연령별 발달을 고려한 주제를 각각 선정하여 수 과학의 과정중심 통합 활동을 실행하였다. 자료 분석은 SPSS for Windows 프로그램을 이용하여 대응표본 t검증을 실시하였고, 결과를 요약하면 다음과 같다. 수 과학의 과정중심 통합 활동을 실시한 결과 과학적 탐구 능력과 과학적 태도를 구성하고 있는 각 하위 요인들이 연령별, 성별로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 수 과학 과정중심 통합 활동이 만3세 5세 유아들에게 긍정적인 영향을 주는 활동임을 시사하고 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권4호
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• pp.502-518
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• 2015

본 연구는 초등학교 과학교과서에 수록된 광합성 실험을 초등 예비교사들이 직접 수행하고 그 실험결과와 자신의 반성을 담은 탐구과정상의 어려움과 해결책을 탐구보고서에 작성하도록 하였다. 10개조의 탐구보고서와 발표자료를 바탕으로 초등 예비교사들의 반성적 사고와 실험 수행 능력을 분석하였다. 반성적 사고에 대해서는 10편의 탐구보고서에서 '지식', '과정', '지향', '태도' 4가지 유형과 관련된 총 108개의 진술 문장을 추출하였다. 분석 결과 광합성 실험을 통해 획득한 '지식'에 대한 반성적인 사고에 대한 내용이 가장 많았다. 지식유형에서도 실험을 통해 새롭게 알게 된 것이나 기존의 개념이해가 변화한 내용에 대한 반성이 가장 높은 빈도를 보였다. 실험 수행 능력은 10개조 중 반성적 사고 4가지 유형을 합산하여 가장 높은 빈도를 보인 한 개 조와 가장 낮은 빈도를 보인 한 개 조의 탐구보고서를 '실험준비 및 안전사고 예방', '실험 수행', '실험결과 정리 및 일반화', '실험결과 보완 및 피드백' 4단계에 따라 분석하여 56개의 문장을 추출하였다. 분석 결과 '실험결과 보완 및 피드백' 단계에서 두 조 간에 가장 큰 차이를 보였다. 최하위 조의 경우 '실험결과 정리 및 일반화' 단계의 '컴퓨터를 이용한 정보 처리', '대체 시약 및 재료 탐색', '대체 실험법 고안' 능력과 관련된 내용은 탐구보고서에서 찾을 수가 없었다.

• 영재교육연구
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• 제21권4호
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• pp.1033-1053
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• 2011

본 연구는 역사적 발견을 이루어낸 과학자 가운데 멘델(Mendel, Gregor Johann, 1822-1884)의 과학적 사고과정을 활용하여 과학영재교육프로그램을 개발하고, 이 프로그램을 학습한 학생들의 문제발견 및 가설설정 능력의 변화를 측정하여, 프로그램의 효과성을 검증하는데 목적을 두었다. 이를 위해 먼저, 멘델이 유전법칙을 확립하는 과정에서 나타낸 과학적 사고과정을 분석하여 특징적 탐구요소를 추출하였다. 추출된 탐구요소 가운데 문제발견과 가설설정을 적용한 프로그램으로서 완두를 활용한 모의실험탐구중심의 과학영재교육프로그램을 개발하였다. 개발한 과학영재교육프로그램은 대학교 부설 과학영재교육원 소속 중학교 1, 2학년 학생 19명(남학생 11명, 여학생 8명)을 대상으로 적용되었다. 적용한 결과, 학생들은 문제발견 능력의 하위요소 융통성, 정교성, 독창성이 신장되었고, 가설설정 능력의 논리성도 신장되었다. 이에 개발된 과학영재교육프로그램은 중학교 과학영재로 선발된 학생들의 문제발견 및 가설 설정 능력을 향상시키는데 효과가 있는 것으로 고찰되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권3호
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• pp.183-198
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• 2005

이 연구는 중학생의 과학에 대한 흥미를 높이고 탐구 능력을 향상시킬 수 있는 지구과학 모듈의 개발을 목적으로 수행되었다. 모듈은 학생들이 구체적인 상황을 통해 탐구 과정 기능을 학습할 수 있는 탐구 기능 중심 모듈로 개발하였다. 하나의 모듈은 여러 개의 활동으로 구성되며, 각 활동들은 목표한 탐구 과정 기능에 초점을 맞추어 개발되었고, 활동의 수행을 통해 학습의 효과가 극대화 되도록 하였다. 현장 교사 웍샵과 두 차례의 현장 적용을 통하여 개발된 모듈의 효율성을 평가하였다. 교사들은 모듈의 활동들이 학생들의 흥미를 높이는 데 도움이 되며, 모듈의 활동을 통해 학생들의 탐구 기능이 향상될 것이라고 평가하였다. 학생들은 모듈의 활동들이 재미있으며, 자신들이 직접 활동하고 체험할 수 있는 점이 좋았다고 응답하였다. 모듈을 이용한 수업은 학생 중심으로 이루어졌으며, 교사는 모듈 활동의 결과물을 통해 학생의 성취 수준을 쉽게 진단하고 적절한 피드백을 제공해 주는 것이 가능하다. 따라서 이 연구에서 개발된 모듈의 학습을 통해 학생들의 탐구 능력이 향상될 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권4호
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• pp.686-702
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• 2012

이 연구에서는 중학교 자유 탐구에서의 소집단 구성 방식이 학생들의 자유 탐구 수행에 미치는 영향을 혼합 연구방법으로 조사하였다. 강원도 소재 중학교 2곳에서 1학년 각 2학급씩 4학급(남녀 혼성)을 연구대상으로 하였으며, 여교사 2명과 총 113명의 학생들이 참여하였다. 두 학교 학생들을 각각 과학 탐구능력 및 성격 유형에 따라 동질집단과 이질집단으로 편성하였으며, 동일 과제로 약 3주에 걸쳐 자유 탐구를 수행하게 하였다. 소집단 구성 방식이 자유 탐구 수행에 미치는 영향을 알아보기 위해 사후 과학 탐구능력 검사 결과를 통계적으로 비교 분석하였으며, 양적 연구를 보완하기 위한 질적 연구로서 학생 포커스 그룹 인터뷰 및 교사 심층 면접을 실시하였다. 양적 연구결과, 두 학교 모두 소집단을 동질적으로 구성했을 때가 이질적으로 구성했을 때보다 과학 탐구능력에 대한 개인별 향상 지수의 향상 비율이 높게 나타났다. 한편 소집단 구성방식의 효과를 질적으로 분석한 결과, 학생과 교사 모두 인지적인 특성으로 소집단을 구성하기보다 정의적인 특성에 기초하여 소집단을 구성하는 것이 자유 탐구 수행에 더 효과적이라고 인식하고 있었으며, 특히 학생들의 경우 성격 유형에 따른 소집단 구성 방식을 가장 선호하였다. 또한 자유 탐구를 수행했던 일부 학생들과 지도교사들은 소집단을 구성하기 위하여 학생들에 대한 정보를 충분히 수집할 필요가 있으며, 그와 같은 정보를 학생들의 정의적 특성에 따른 소집단의 구성 기준과 혼합하여 사용하는 방식을 제안하였다.

• 영재교육연구
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• 제20권3호
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• pp.847-866
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• 2010

창의성은 다양한 사고, 실험 수업, 열린 상황 등의 여러 조건과 체계적인 교육프로그램으로 신장시킬 수 있다. 이 연구에서는 과학영재의 창의성 신장 프로그램으로 CNP 모형을 개발하였다. 이 모형은 문제발견, 문제구체화, 문제해결 능력 영역을 강조하며, 과학적 문제발견, 통합적 탐구 기능과 탐구적 과학글쓰기를 포함한다. 개발된 6단계의 CNP 모형을 적용하기 위해 수업지도안과 학생 활동지를 별도로 개발하였다. K 대학교 과학영재 교육원 학생들에게 이 모형을 적용한 결과, 학생들은 독창성과 유창성이 향상되었고, 창의적으로 문제를 해결하였다. 또한 각 단계에서 창의적 문제발견 및 문제구체화, 문제해결 능력이 신장되었다. 이에 개발된 CNP 모형은 과학영재의 창의성 신장에 효과적임을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제38권2호
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• pp.356-375
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• 2014

본 연구의 목적은 비형식 과학학습의 개념인 자발적 학습, 다양한 장소에서의 학습 등의 학습측면을 담고 있는 학교 밖 영재 프로그램을 개발하여 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생들에게 적용 후 창의적 문제해결력, 과학탐구능력, 과학적 태도에 어떤 영향을 주었는지 알아보고자 하였다. 이 연구를 위하여 영흥도 내 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생 15명을 대상으로 적용하였고 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구를 위해 개발한 영흥도 지역자원을 활용한 학교 밖 영재 프로그램을 단위학급에 투여한 후 창의적 문제해결력의 변화를 알아본 결과 학생들의 창의적 문제해결력 신장에 효과가 있었다(p<.05). 창의적 문제해결력 하위 요소별로 살펴보면 다양한 문제 제안하기, 적절한 탐구문제 선택하기, 실험계획 세우기, 해결방법 확인하기 영역에서 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 반면, 해결책 생각하기 영역에서는 유의미한 차이를 보이지 못하였다. 본 프로그램의 특성상 영흥도에 국한된 체험위주의 수업이 바탕을 이루고 있어 지역 확산적인 사고 위주의 해결책 제시가 쉽지 않은 것으로 해석할 수 있다. 둘째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 탐구능력의 신장에 효과가 있었다. 하위요소별로 살펴보면, 기초탐구과정에서는 관찰, 예상영역을 제외한 영역에서 유의미한 변화를 주지 못하였다. 반면에 통합탐구능력에는 자료변환에 유의미한 차이를 보였다. 이는 본 프로그램 중 생각넓히기, 더 나아가기 영역에서 이야기 만드는 과정, 활용방안 등의 활동이 긍정적인 영향을 미친 것이라고 생각되었다. 셋째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 태도 변화에는 판단유보를 제외한 영역에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 과학적 태도는 인지적인 방법의 학습보다는 정의적인 방법에 의해 훨씬 더 효과적으로 변화할 수 있는데, 본 연구에서는 45일이라는 비교적 짧은 실험기간과 체험학습 장소에서의 탐구활동이 제한된 시간 안에 이루어져야 했으므로 그 부담감이 전체적으로 과학적 태도 변화의 긍정적인 부분에 영향을 주지 못하였다고 할 수 있다. 넷째, 학교 밖 영재 프로그램의 효과성을 알아보기 위한 설문 및 면담결과에서는 운영, 인식에서 긍정에 가까운 평가 결과를 나타내었으며 특히, 운영에서는 시설, 준비, 복지 영역에서 인식에서는 흥미도와 활용도 영역에서 긍정적인 효과를 거두었다. 이러한 결과는 일반 학급에서 접하기 힘든 시설과 체험활동들로 이루어져 있었고 학생들 스스로 계획한 탐구활동을 실행할 수 있는 기회가 적었기 때문으로 분석되어 졌다. 또한 면담을 통해 체험활동이 학습자로 하여금 흥미와 만족도 등을 높일 수 있는 방법이 될 수 있다는 결과를 도출하여 그동안의 선행연구와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 위와 같은 연구 결과를 바탕으로 후속연구에서는 도서지역 뿐 아니라 다양한 지역적 특성을 갖고 있는 현장에서 좀 더 많은 학생들을 표본집단으로 하여 학교 밖 영재 프로그램을 연구할 필요성이 있으며, 각 지역적 특성에 맞는 실제적이고, 적절한 프로그램 안 개발이 동반되어야 되어야 할 것이다. 아울러 정의적인 학습 방법과 단기간이 아닌 장기간에 걸친 프로그램을 준비할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제34권2호
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• pp.260-267
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• 2010

이 연구의 목적은 과일 관찰 탐구 활동 과제에서 나타나는 고등학교 학생들의 관찰능력과 코르티솔 호르몬 변화량과의 상관관계를 알아보는 것이다. 연구는 광역시 소재 고등학교 여학생 1학년 29명을 대상으로 실시되었다. 연구대상들의 관찰 탐구 활동 과제 수행전과 후의 타액을 채취하여 코르티솔 호르몬 분비량 변화를 측정하였다. 또한 관찰 능력 지수 산출식을 이용하여 연구대상들의 관찰 능력을 측정하였다. 이 후 연구대상들의 관찰 능력 지수와 코르티솔 호르몬 변화량과의 상관관계 분석을 통해 둘 간의 관계를 확인하였다. 연구결과, 학생 주도의 활동적인 탐구 활동은 전반적으로 학습자의 코르티솔 호르몬 분비를 경감시키는 것으로 나타났으며, 학습자들의 관찰능력 지수와 코르티솔 호르몬 변화량 간에는 유의미한 정적인 상과관계가 나타남을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.353-361
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• 2015

이 연구에서는, 과학적 논의에서 학생들의 참여를 향상시킬 수 있는 방법으로 논의 기반 탐구 과학수업에 동료평가 활동을 적용하였으며, 글쓰기에서 나타나는 학생들의 논의를 분석하여 프로그램의 효과를 알아보았다. 이 연구는 광역시의 과학중점고등학교 학생들을 대상으로 1학년 두 학급(58명)을 실험집단으로, 다른 두 학급(58명)을 비교집단으로 선정하여 총 5개의 주제를 적용하였다. 논의 기반 탐구 과학수업의 전략을 바탕으로 동료평가를 적용한 수업 프로그램을 개발하고, 학생들에게 프로그램을 적용한 후, 학생들의 글쓰기에서 나타나는 'Big idea', '과학 개념', '논의', '수사적 구조' 항목을 비교하였다. 실험집단 학생들은 동료평가 활동을 적용한 논의 기반 탐구 과학수업을 처치하였으며, 비교집단 학생들은 동료평가 활동을 적용하지 않은 논의 기반 탐구 과학수업을 처치하였다. 사전과 사후 요약 글쓰기 검사(Summary Writing Test)에서 나타난 'Big idea', '과학 개념', '논의', '수사적 구조'의 평균을 공변량 분석으로 비교한 결과, 논의 항목의 평균이 비교집단에 비해 실험집단이 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. '논의' 항목의 세부 요소에 대한 평균에서 증거와 보장/보강요소가 비교집단에 비해 실험집단에서 통계적으로 유의미하게 높았다. 이러한 결과로부터 동료평가 활동을 적용한 논의 기반 탐구 과학수업은 논의 능력의 발달에 있어서 기존의 논의 기반 탐구 과학수업 비해 더 효과적임을 알 수 있었다. 동료평가 활동을 통해 지속적인 피드백을 받는 것이 논의와 글쓰기를 수행하는 학생들의 논의능력향상에 도움이 될 것으로 보이며, 동료평가 활동이 학생 논의의 스캐폴딩 도구로써 활용 가능성이 있다고 볼 수 있다.

• 영재교육연구
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• 제11권3호
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• pp.23-44
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• 2001

기존의 교실에서 교사가 학생들에게 무엇을 또 어떻게 탐구할 것인가에 대한 절차적인 지식을 가르칠 수는 있었으나, 그러한 가운데 우리가 놓치고 있었던 것은 과학을 하는 것(doing science)에 대한 본질이었다. 특히 영재들의 학문적 욕구는 평범한 아이들과는 질적으로 다르기 때문에, 과학 영재들에게 그러한 요구와 필요성은 상당히 큰 것이었으나 그 요구와 필요성에 부합하는 연구와 프로그램의 개발이 뒷받침되어주지 못한 것이 현실이다. 과학 영재를 위한 교과과정은 학습 내용, 학습과정, 산출물에 있어서 영재들을 위해 특수화가 필요하다. 이러한 현실적 문제에 봉착하여, 본 연구는 하나의 작은 시도로서 과학영재들을 위한 프로젝트형 탐구학습의 프로그램을 개발, 현장에 적용, 그리고 제한적이나 그 효과성도 부분적으로 검토하였다. 실제 문제들과 이슈들을 다루는 프로젝트형 탐구학습을 수행함으로서 학생들은 고차원적인 사고 능력을 기르며, 소집단활동을 통해서 학생들이 복잡한 실제 문제들을 창의적으로 해결할 수 있음을 보여주었다. 학생들은 이러한 형식의 수업을 통하여 또한 내용을 배우고 적용할 수 있게 되며 비판적 사고력을 배양하고 평생학습자로서의 자질을 키우며 의사소통능력과 상호협동능력을 자연스럽게 익힐 수 있음을 제시했다. 프로젝트형 탐구학습은 최근 여러 학문영역에서 널리 사용되고 있다. 하지만 아직 영재교육프로그램에서 그 사용은 그리 활발하게 이루어지고 있지 않는 실정이다 프로젝트형 탐구학습은 과학영재들의 특성과 잘 부합되므로 과학영재들을 위한 프로그램에 성공적으로 사용되어질 수 있음을 본 연구는 시사하고 있다.