• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권1호
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• pp.113-125
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• 2021

In this study, a problem-centered learning based STEAM field experience learning program was developed and the effects of applying it were investigated. The program was composed of 8 sessions by using problem-centered learning education method and integrating STEAM elements between disciplines. The contents of program are as follow. In the step of sharing problems and making a problem-solving plan, they understood the various examples and meanings of endangered species, explored the project activities, and made an inquiry plan. In the search and re-exploration phase, a smart device was used to investigate the appearance, habitat environment and cause of extinction for Clithon retropictus, and a site inquiry plan was established for each group. Then, they moved to the field to explore brackish-headed gallops and discuss ways to protect endangered species. In the step of creating a solution, a web-based report was produced as the final product using smart devices based on the results of the inquiry. In the presentation and evaluation stage, the produced web-based report was used to present each group, conduct mutual evaluation, and organize project activities. The developed program was applied to 6th grade 29 students enrolled in the J University Gifted Education Center. In order to find out the effectiveness of the program, tests of science process skill, creative problem-solving ability, and scientific attitude were conducted before and after of program learning, and the results were statistically analyzed by t-test. In addition, a STEAM program satisfaction test was conducted after project in order to find out the satisfaction of the class. As a result of application of the program, the results were significantly improved in openness, criticism, and creativity among the sub-factors of creative problem-solving ability and scientific attitude. Satisfaction with the STEAM program was also high, but no significant result was found in science process skill. Therefore, the program of this study could be influenced on improvement of creative problem-solving ability and scientific attitude of gifted students in elementary science.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.48-63
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• 2024

본 연구에서는 맥락을 중요시하는 수업 절차를 제안하고, 과학 수업을 진행하여 어떠한 효과가 있는지 살펴보고자 하였다. 과학지식과 관련이 있는 다양한 맥락 중에서 발견의 맥락과 실생활 맥락을 중심으로 수업을 설계하기 위한 수업 절차를 개발하였다. 맥락중심설계와 이를 적용한 프로그램에 대하여 전문가의 내용 타당도 검증 후 수업을 진행하였고, 학생들의 반응을 확인하였다. 수정·보완을 거쳐 완성된 수업 설계의 최종안은 다음과 같다. 맥락중심설계를 4단계 PEAS(1단계 - 맥락 제시하기(Presentation), 2단계 - 맥락 탐색하기(Explore), 3단계 - 맥락 적용하기(Adapt), 4단계 - 정리하기(Share & Synthesize)) 절차로 제시하였다. 과학지식이 어떠한 사회적·역사적 맥락에서 생성되었는가(발견의 맥락)부터 실생활에서 어떻게 활용되고 있는가(실생활 맥락)까지 폭넓게 다룸으로써 단편적인 지식 습득에만 치우치지 않고, 과학지식의 전반적인 흐름을 경험할 수 있도록 하는 데 목표를 두고 있다. 새롭게 제안한 수업 절차에 대한 이해를 돕고, 그 효과를 확인해보고자 5학년 2학기 '재미있는 나의 탐구', 2. 생물과 환경 단원을 선정하여 프로그램을 개발하였다. 연구 결과, 맥락중심설계를 적용한 초등과학 프로그램은 학생들의 자기주도적 학습능력 향상에 효과적이었고, 특히 내재적 동기 영역에서 효과가 두드러졌다. 학생들은 과학지식과 관련된 발견의 맥락과 실생활 맥락을 경험하면서, 과학 학습에 능동적으로 참여하고자 하는 욕구가 생겼고, 이것이 적극적인 학습 효과를 이끌어내는 데 필수적인 조건이 되면서 의미 있는 학습이 일어날 수 있는 선순환 고리가 만들어졌을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 도출된 시사점을 바탕으로 다양한 영역 및 내용을 대상으로 맥락중심설계를 적용한 프로그램을 개발할 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.237-247
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• 2009

이 연구의 목적은 자연사박물관 교육프로그램에 대한 참가자를 대상으로 만족도와 학교 과학 교육의 연계에 대한 인식을 조사하여 학교 밖 교육활동의 장으로서 자연사박물관 교육프로그램의 운영 방향에 대한 시사점을 알아보는 것이다. 본 연구에서는 공립 자연사박물관으로서 최근 6년간 3만명 이상의 가장 많은 교육 프로그램 수강생을 유치했으며 매년 60여 개의 다양한 프로그램을 개설함으로서 안정적으로 교육프로그램을 운영하고 있는 서울특별시 서대문구 소재의 서대문자연사박물관을 대상 박물관으로 선정하였다. 2009년 여름학기 교육프로그램에 참가자 중 988명의 학생과 479명의 학부모를 대상으로 자연사박물관 교육프로그램에 대한 만족도 및 학교 교육과의 연계에 대한 인식을 조사하였다. 연구 결과로, 프로그램 내적으로는 전시물 활용 교육 강화와 실험시간의 확보가 중요하며 프로그램 외적으로는 교통 및 홍보에 대한 개선이 필요할 것으로 보인다. 학교교육과의 연계는 지식적 측면 보다 탐구 능력 및 과학적 태도의 측면에서 연계가 될 수 있도록 하는 것이 더 중요하다는 인식이 많았다.

• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.195-212
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• 2017

소집단 학습은 소집단 내 학생들 간의 상호작용을 통해 공동의 목표 및 과제를 해결해 나가는 학습 방법이다. 과학 교육에서 소집단 학습은 중요 학습 전략 중의 하나이며, 학업 성취도와 태도 향상에 효과적이다. 소집단 구성은 3명일 때 학생들이 적극적으로 참여하며 과학 탐구 능력 향상에 효과적인 것으로 보고되었다. 그러나 집단의 구성 방법 즉, 동질과 이질 집단으로 구성하느냐에 따라 그 효과가 다른 것으로 보고되고 있다. 따라서 이 연구에서는 집단의 구성에 따라 7학년 학생의 광합성 개념의 생태적 지위에 차이가 있는지를 검증하였다. 이를 위해서 7학년 학생 1107명을 대상으로 이질 집단과 동질 집단은 상위, 중위, 하위로 구분하여 구성하였다. 광합성 개념은 광합성 장소, 광합성 생성물질, 광합성 필요물질, 광합성 환경 요인 영역으로 구분하였다. 광합성 개념의 생태적 지위 변화에 대한 선행 연구에 기초하여 빈도율 4%이상인 개념을 선정하여 설문을 구성하였다. 설문지는 4가지 영역에 각각 제시된 관련 개념들에 대한 관련성 점수와 이해 수준 점수를 측정하였다. 이 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 3명의 소집단 수업에서는 과학 개념 학습에 향상이 있었다. 2) 집단 구성 시 평균을 향상시키고자 할 때는 동질 집단으로 구성하고 구성원간의 편차를 줄이고자 할 때는 이질 집단으로 구성하는 것을 제안한다. 이 연구를 통해서 집단 구성에 따른 결과의 이중성에 대한 차이 또는 효과를 검증하는 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.327-333
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• 2017

이 연구의 목적은 초등학교 6학년 '렌즈의 이용' 단원 학습에서 나타나는 모둠별 언어적 상호작용의 특성을 파악하는 것이다. 이 연구를 위해 초등학교 6학년 한 학급을 학업성취도에 따라 상, 중, 하 모둠으로 구성하고 6차시의 수업을 진행하였다. 학생들 사이의 상호작용을 분석하기 위해 모든 수업을 녹음하였으며, 전사된 자료는 언어적 상호작용 분석틀을 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 상위 수준은 의견제시의 빈도가 높았으나, 과제완수를 위한 부정적인 언어적 상호작용이 많이 일어났다. 중 모둠은 다른 사람의 의견을 듣기 보다는 자신의 의견을 제시하는데 더 적극적이었다. 하 모둠은 의견제시가 많았음에도 불구하고, 동료의 의견을 존중하지 않거나 동료를 설득시키는 능력이 부족하여 결론 도출에 어려움을 겪었다. 따라서 모둠구성 시 간단한 탐구나 수용의 범위가 넓은 활동에서는 동질적인 모둠 구성이 좋으며, 과학적 개념 및 지식 이해를 위주로 하는 활동에서는 이질적인 모둠 구성이 더욱 효과적이라 할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.311-324
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• 2021

최근 화성시의 국가지질공원 인증 추진을 위해 10개의 지질명소가 개발되었으며, 이 중에서 제부도 지질명소는 다양한 지질·지형(경관)·생태유산이 분포하여 고정리, 우음도 지질명소와 함께 수도권 남부의 새로운 지구과학 교육 장소로 개발 잠재성이 크다. 이번 연구에서는 화성지질공원 제부도 지질명소의 야외조사를 통해 지질유산의 특징을 기재하고, 화성지질공원 내 다른 지질명소와의 비교·분석을 통해 지질교육 명소로서 개발 가능성을 평가하였다. 또한, 지질공원 및 지질명소에서의 현장교육이 현행 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조하는 핵심개념과 교과역량 중심 교육에 실질적으로 미칠 수 있는 효과를 제부도 지질명소에 적용해 제시하였다. 제부도 지질명소에는 규암, 편암, 천매암 등 다양한 변성암류가 분포하며, 쇄설성암맥, 석영맥, 단층, 절리, 엽리, 편리 등의 지질구조들도 함께 관찰되어 지질다양성이 풍부하다. 또한, 해안가를 따라서는 역빈과 사빈, 해안사구, 갯벌 등 해안 퇴적지형과 연흔 등의 퇴적구조가 발달하고 있으며, 해식절벽, 해식동굴, 시스택 등의 해안침식지형과 함께 바다갈라짐 등 다양한 해안지형을 관찰할 수 있다. 제부도 지질명소는 기존에 현장교육에 활용되고 있는 화성지질공원의 고정리 공룡알화석산지 및 우음도 지질명소와 지질 및 지형학적으로 차별점을 가지므로 새로운 지질교육 현장으로서 충분한 가치를 지닌 것으로 판단된다. 아울러 제부도 지질명소에는 갯벌체험장과 같은 지질교육 및 지질관광 연계 콘텐츠가 풍부하고, 해안산책로, 전망대와 같은 탐방인프라 또한 잘 조성되어 있어 다채로운 교육프로그램 개발이 기대된다. 더 나아가 각 지질명소별 특성을 중심으로 최적화된 지질공원 교육을 수행함으로써 1) 학교에서 지질공원으로 학습 공간의 확장, 2) 구체적인 내용 요소의 이해도 향상과 핵심개념 사이의 연계, 3) 지구시스템 전반으로 교육 영역의 확대가 이루어질 수 있어 과학과 교육과정의 핵심역량인 사고력, 탐구력, 문제해결력을 향상시킬 수 있고, 지질공원 교육의 주체로 참여하는 경험을 통해 의사소통 능력 및 참여와 평생학습능력 강화에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.

• 정보교육학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.347-354
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• 2008

최근의 인터넷 및 컴퓨터 기술의 발전은 초등학교의 정보통신 기술 교육을 변화시키고 있다. 기존의 컴퓨터 활용 중심의 정보통신기술 교육에서 컴퓨터 과학적 지식교육으로의 변화는 아동들의 논리적 사고 및 문제 해결력 증진 등의 고등 사고 능력의 함양에 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 이러한 새로운 정보통신기술 교육을 효율적으로 전달하는 교과서들에 대해 몇 가지 분석을 시행하였다. 그 주요 내용은 2007년 이후 새로운 정보통신기술교육 운영 지침에 따라 일선학교에서 사용하고 있는 6종의 정보통신기술 교과서의 체제분석, 분량 분석 그리고 Romey 분석이다. 특히 Romey 분석의 결과로서는 대부분의 교과서가 ICT 5개영역중 '정보사회의 이해', '정보처리의 의해', '종합활동' 등의 3개영역이 학생들의 탐구적인 활동 중심으로 구성되어 있음이 분석되었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.33-45
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• 2013

본 연구는 고등학생이 컴퓨터 프로그래밍을 사용하여 문제를 해결할 때 아이디어를 어떻게 포착하며 아이디어를 어떻게 구체화시키면서 코딩을 해 나가는지를 살펴봄으로써 다양한 논리적 사고력의 발현과 오류 수정을 통해 정보과학적 사고와 관련된 능력이 펼쳐지는 양상을 탐구하였다. 연구참여자 K를 대상으로 2011년 10월부터 5회에 걸쳐 비디오 기반 회상 면담과 심층면담을 혼합하여 하노이탑 과제에 대한 C 프로그래밍을 하는 경험을 데이터로 수집하였다. K는 컴퓨터 프로그래밍을 할 때 '처음에 문제를 천천히, 차근차근 읽어보고 직접 노트에 쓰기도 하고, 그 문제를 분석해서 패턴들을 찾아내고 생각을 구체화하여 알고리즘을 적용하고 컴퓨터로 구현해 나가는 것' 방식을 드러내 보였다. 이러한 과정에서 '자기만의 생각을 실험해 보는 것에' 재미를 느끼면서 과학적 사고에 가까운 사고 패턴을 보여주었으며 일상생활에서 알고리즘적 사고를 적용하는 등 사고력의 향상에 관련되는 부분을 드러내 보여 주었다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권6호
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• pp.461-473
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• 2002

본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 ${\cdot}$ 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. II-1 ${\beta}$의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리 시에는 낮게 나타났다 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 의한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1 ${\beta}$의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다.지 않고 다양한 분야 즉 디자인, 생활 속에서의 벽지문양과 포장지, 예술작품 등에 활용되고 있음을 체험함으로써 수학이 실생활에 광범위하게 활용되고 있음을 알게 하였다. 역으로 생활 속에서의 테셀레이션을 통해 수학적 개념을 찾는 과정을 통해 수학이 아름다우면서도 실용적이라는 생각을 심어줄 수 있었다. 셋째, 테셀매니아, GSP, 캐브리, 거북기하 등 평소 수업에서는 활용도가 적은 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 컴퓨터 소프트웨어 자체에서 오는 호기심뿐만이 아니라 직접 조작하여 테셀레이션 작품과 개념을 익히고 새로운 작품과 학습을 해 내는 과정을 통해 자신감과 성취감 등에 있어 큰 변화가 있음을 발견할 수 있었다. 컴퓨터 기능이 미숙한 학생의 경우 처음에는 당황해 하고 어려워하는 부분도 있었으나 조작할 시간적 여유를 주고 교사와 우수한 학생들이 도우미로서 역할을 잘해내어 나중에는 큰 어려움 없이 마칠 수 있었다. 테셀레이션이라는 용어가 아직은 생소한 현장에서 교수 학습 자료가 부족하고 그에 따른 이해도 부족한

• 영재교육연구
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• 제26권2호
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• pp.299-318
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• 2016

본 연구는 교육청 부설 영재 교육 기관에서 과학 영재 학생들을 수년간 가르쳐온 12명의 과학 교사를 대상으로, 이들이 현장경험을 통해 어떠한 교수방법을 효과적으로 인식하고 있는지를 탐색하고자 하였다. 이를 위해 4년~11년의 영재 교육 경력을 지닌 교사들을 섭외하여, 이들과 2회에 걸쳐 개별 심층면담을 진행하였다. 연구 결과, 영재 담당 교사들은 영재 교육 활동을 통해서 과학 영재들의 특성에 대한 일부 선입견이나 부정적 편견이 줄어들었으며, 영재 학생들이 일반 학생들과 다른 점에 대해 주목하기 시작하였음을 알 수 있었다. 참여 교사들은 영재 학생들을 똑똑하기 보다는 잠재적 성장과 발전의 가능성을 지닌 학생들로 인지하였으며, 학생들의 지적 호기심이나 수행의지, 과제 집중력, 창의성 등의 특성이 발휘될 수 있는 수업을 구상하기 위해 노력해왔음이 드러났다. 이러한 관점에서 연구 참여 교사들은 탐구하는 과정과 방법에 대한 경험의 제공, 모둠 활동을 통한 리더십과 의사소통, 배려하는 능력의 함양, 창의적이고 융합적인 사고방식을 키우고 나아가 이공계 진로 진출을 고려한 진로 탐색의 기회를 주는 교수를 효과적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 영재 교육 초임교사나 새로운 교수법을 모색하는 교사들에게 많은 시사점을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.