• 영재교육연구
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• 제19권1호
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• pp.187-205
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• 2009

이 연구의 목적은 과학자의 사고과정을 반영한 모델링 탐구를 적용한 후 모델링에 대한 학생들의 인식을 알아보는 것이다. 기체의 확산, 이온의 전도도, 이온의 이동에 대한 모델링 모듈을 과학고등학교 1학년 학생들을 대상으로 적용하였다. 모델링 모듈에 대한 학생들의 인식을 알아보기 위하여 인터뷰, 실험보고서, 대화 내용을 분석하였다. 학생들은 모델링 탐구가 과학자의 연구과정을 경험할 수 있는 활동이며, 모델링 탐구는 '생각의 근육'을 키우는 활동, '새로운 시각'과 '다양한 표현'이 필요한 활동, '실험 디자인' 과정이 포함된 활동으로 인식하고 있었다. 그러므로 앞으로 다양한 모델링 모듈의 개발이 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제24권1호
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• pp.77-85
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• 2005

이 연구는 초등학교 과학 성적 우수아를 대상으로 과학계발활동 프로그램의 구성 및 적용이 과학탐구능력에 미치는 효과를 분석하였다. 분석결과, 과학계발활동 프로그램을 적용한 학생들은 적용하지 않은 학생들에 비하여 관찰, 측정, 자료해석, 가설 설정, 변인통제의 과학탐구요소가 더 신장된 것으로 나타났다. 따라서 과학계발활동의 운영은 과학탐구능력의 신장에 효과를 기대할 수 있으므로 교육현장에서 과학교육을 보다 다양하고 수준별로 운영할 수 있는 프로그램의 개발 및 적용 방안을 모색할 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.53-65
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• 2022

야외에서 이루어지는 과학 탐구학습은 이론적으로 학습한 내용의 구조화 및 적용에 긍정적 효과를 나타내며, 개방적인 사고를 유발함으로써 다양한 탐구활동의 경험을 유발한다. 또한 현장의 다양성과 특수성을 통해 제공되는 실제 경험은 학습자의 정의적 영역에도 긍정적으로 작용한다. 특히 경험적 학습의 맥락에서 생물에 대한 야외 학습프로그램은 실물 관찰 및 생태적 학습 경험의 제공 측면에서 필수적인 과정에 해당한다. 반면, 야외 탐구활동을 위해서는 전문적인 기본 소양과 해결되어야 하는 선행과제들이 존재하며, 이로 인해 실제 교육현장에서 잘 이루어지지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 야외 탐구와 관련된 전문소양을 보조할 수 있는 인공지능을 직접 학생들이 생성하고 활용하여 쉽고 빠르게 의사결정할 수 있으며, 다양한 식생 분포로 생태학적 가치를 지니고 있는 해안사구 식물을 탐구 대상으로 하는 야외 학습 프로그램을 개발하고자 하였다. 이를 위해 관련 문헌들을 고찰하여 활동 프로그램을 구성하였으며, 개발한 프로그램의 경험이 초등 과학영재 학생들에게 어떤 영향을 주는지 사례 적용을 통해 확인하였다. 활동 프로그램의 적용 결과 개발한 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 동기수준, 과제집착력, 태도 변화에 긍정적인 영향을 줄 수 있었다. 결론적으로 인공지능을 활용하여 해안사구 식물을 탐구하는 야외 프로그램을 개발할 수 있었으며, 개발된 프로그램은 초등학생의 정의적 영역에 긍정적 효과를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권4호
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• pp.401-415
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• 2006

초 중고 과학 교육에서는 과학적 소양의 함양을 그 학습 목표로 하고 있으며 이를 위해서 학생들은 과학자들이 어떻게 과학적 지식을 정립해 가는지를 이해하는 과정이 필요하다고 주장하고 있다. 하지만 학교에서의 과학 탐구는 오로지 경험을 중시하는 실험 위주의 과학 탐구를 실행, 어떻게 자신들이 수집한 자료가 세운 이론에 합당한지를 밝히는 논증활동이 없다는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 이 고찰 논문은 학교에서의 과학 탐구가 과학자들의 그것과 다르며, 실질적 과학 탐구의 실현을 위해서는 교사들이 탐구 자체의 정의, 목표 및 요소를 정확하게 이해하고, 과학적 논증기회를 부여하기 위한 적절한 교수 전략을 개발해야 함을 보여주고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-578
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• 2008

이 연구에서는 학생들이 개방적 참탐구 활동에서 참과학의 인지과정을 경험함에 따라 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 과학고등학교 1학년 학생들에게 인식론적으로 참과학의 특성을 반영하는 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고, 이들 학생들 가운데 과학의 본성에 대한 학습이 이루어지거나 실패한 4명의 학생들을 선정하여 사례연구를 실시하였다. 초점 학생들이 탐구를 수행하면서 제기한 질문들과 사전 사후 과학의 본성 검사지(VNOS-C형) 답변을 분석하고 반구조화된 면담을 통해 답변을 정교화할 수 있는 기회를 제공하였다. 그 결과 개방적 참탐구 활동은 학생들에게 과학의 본성에 대한 이해를 돕는 탐구 상황을 제공한다는 것과 학생들의 인지적 특성이 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 학생들에게 실험을 설계하고 수행하도록 함으로써 과학적 방법과 연구의 다양한 형태에 대해 이해하게 되었고, 정해진 답이 없는 실험에서 얻어진 데이터로부터 결론을 도출해내는 과정에서 과학의 추론적 특성을 경험하는 것을 확인하였다. 또한 변칙데이터를 경험하게 됨으로써 과학지식의 형성에서 추론의 역할과 창의성을 이해하는데 도움이 되었다. 이러한 탐구 상황에서는 동료들과 논의를 많이 하게 되는데 이때 반성적 사고 특성을 가진 학생은 실험 설계 및 데이터 해석에서의 타당성에 대해 생각하게 됨으로써 추론의 불확실성, 이론의존성에 대한 이해로 발전하였다. 또한 확산적인 사고 특성을 가진 학생은 유추적인 사고로 연결되어 과학의 창의성을 이해하는 데에 도움이 되는 것을 확인하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권3호
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• pp.267-275
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• 2007

초등학교 과학 영재들의 탐구 과제 수행 능력을 평가하기 위하여 대학 부설 영재교육원에 다니는 6학년 학생 56명을 대상으로 '먼지가 건강에 어떤 영향을 미치는가?'라는 주제에 대해 탐구하도록 하였다. 연구 과정에서 학생들로 하여금 제시된 주제에 대해 적절한 방법으로 탐구 과정을 설계하고 수행하여 그 결과를 제시하도록 하였다. 학생들의 보고서를 분석하기 위해 자료 조사, 예상, 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 결론 도출의 5개 항목에 대한 평가 기준과 채점 기준을 개발하였다. 보고서 분석결과, 학생들은 탐구 과정 중 자료 조사 활동 능력이 가장 우수했으며, 예상 활동, 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 탐구 결과 및 결론 도출의 순으로 능력의 차이가 나타났다. 구체적인 연구 결과를 제시하면 다음과 같다. 첫째, 자료 조사와 같은 기본적인 탐구 능력은 뛰어나지만 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 탐구 결과 및 결론 도출 등 높은 수준의 탐구능력은 부족했다. 둘째, 학생들은 자료 조사 활동에서 유난히 뛰어난 능력을 발휘하였는데, 이것은 정보화 사회의 발전에 따라 학생들의 기본적인 정보활용 능력이 향상되었기 때문으로 판단된다. 셋째, 외부에서 접한 정보를 인용하거나, 재활용은 할 수 있으나, 탐구 결과 및 결론 도출에 대한 채점 결과에서 볼 수 있듯이 그것을 자신의 것으로 소화하여 자신의 주장을 펼치는 능력은 상당히 부족하다.

• 과학교육연구지
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• 제44권2호
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• pp.167-182
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• 2020

소집단 과학 탐구 활동에서의 학습자들의 적극적인 참여와 활발한 상호작용은 과학 학습의 효과를 결정하는 주요한 요인이라 할 수 있다. 소집단 내 구성원들 간의 상호작용을 촉진시키기 위하여 소집단 구성원들에게 역할을 부여할 수 있다. 본 연구에서는 중학생들의 과학 탐구 활동에서 역할 부여가 언어적 상호작용의 유형 변화와 양상의 변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 광역시 소재 2개 중학교 학생 172명을 대상으로 하였다. 역할을 부여한 소집단 18개, 역할을 부여하지 않은 소집단 15개를 분석하였다. 역할 부여에 따라 탐구 활동에서의 언어적 상호작용 유형의 변화는 크게 소외형과 참여형으로 구분하였다. 역할을 부여한 경우에 참여형이 소외형에 비해 더 높은 비중을 차지하였다. 언어적 상호작용의 양상은 인지적, 정의적 측면에서 역할을 부여하였을 때 차이가 크게 나타나지 않았다. 이를 바탕으로 역할 부여가 과학 탐구의 유형과 탐구 단계에 따라 언어적 상호작용에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 소집단 구성과 역할 부여 방식에 대한 추가적인 연구도 요구된다.

• 대한화학회지
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• 제47권6호
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• pp.633-644
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• 2003

제 7차 교육과정에 의한 화학 I 교과서 탐구영역에서 활용 가능한 탐구 요소들을 조사，분석하여 화학 I 교과서의 제 7차 과학 교육과정 반영 정도와 탐구 학습의 교육적 시사점을 찾고자하였다. 교과서 탐구 영역의 분석은 제 7차 과학 교육과정에서 제시한 탐구 요소들을 기준으로 하였다. 전반적으로 볼 때 제 7차 화학 I 교과서의 탐구 영역 에 기초 탐구 요소는 측정， 분류를 제외하고는 비교적 고르게 반영되어있다. 그러나 통함 탐구 요소는 자료 해석의 비율이 절반을 넘으며， 자료 변환， 결론 도출， 문제 인식은 어느 정도 활용가능하나 그 외의 통함 탐구 요소의 비율은 매우 작다. 탐구활동도 견학과 과제연구 비율은 거의 없거나 이주 작다. 제 7차 과학 교육과정에서는 다양한 탐구 학습 을 강조하고 있음으로， 위와 같은 통합탐구 요소와 탐구 활동의 편중성을 보완할 수 있는 방향으로 탐구 학습을 운영해야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.100-110
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• 2008

대학부설 과학영재교육원의 교육 프로그램이 수료생들에게 어떤 영향을 주었는지 평가하기 위해 과학과 관련된 동기, 자신감, 지식과 탐구활동, 동료와의 상호작용 범주로 구성하고 총 30개의 5단계 리커트 문항을 개발하였다. 과학영재교육원을 2년 이상 이수한 학생들 중 대학생 26명을 대상으로 설문조사를 실시한 후 10명의 학생들을 대상으로 면담을 하였다. 연구 결과 전반적으로 수료생들은 과학영재교육원에서 받은 교육활동을 긍정적으로 평가했으며, 특히 동료와의 상호작용 범주와 지식과 탐구활동 범주를 상대적으로 더 높게 평가하였다. 학생들과의 면담 결과 과학영재들에게 대학교에서 진행되는 과학자와의 상호작용, 새로운 과학 지식 내용을 바탕으로 한 과학자와 유사한 탐구 활동, 과학적 성취도가 탁월한 동료와의 상호작용이 강조된 교육원 활동은 과학과 관련한 동기 유발과 자신감 향상에 효과적이었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권2호
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• pp.201-214
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• 2022

본 연구에서는 학생들의 자유 탐구 활동에서 나타나는 실험 모델링의 특징을 탐색하였다. 연구는 '학교과학탐구'라는 주제로 이루어진 3년의 연구 과제 수행에서 기수집한 자료를 '실험 모델' 관점에서 재해석한 것이다. 4명의 학생들로 구성된 1개 소집단이 7회에 걸쳐 수행한 탐구 활동을 녹화하고 녹음한 파일을 주된 자료원으로 하였으며, 녹화 및 전사본을 해석적인 방법에 따라 분석하였다. 문제 상황으로부터 출발하여 이를 해결하고 마무리되는 과정을 포괄하는 것을 모델링 단위로 볼 때, 학생들의 활동은 3개 실험 모델링 단위로 구분되었다. 연구의 결과는 각 모델링 단위에서 분산인지체계로서 실험 모델링의 역동적 과정과 특징을 조명하고 교육적 의미를 논하는 것을 포괄한다. 구체적으로는 첫째, 학생과 실험도구 그리고 그들 사이의 상호작용으로 나타나는 원시적 형태의 계산은 실험 모델링을 구성하는 분산인지체계의 중요한 요소로 드러났다. 둘째, 초기에 학생이 도구에 익숙해지는 비언어적인 활동이 이루어졌으며, 그 활동이 충분히 이루어졌을 때 언어적인 양적 기호가 창출되었다. 창출된 양적 기호는 이후 활동에서 참고할 수 있는 데이터와 자신감의 원천이 되었다. 셋째, 도구의 전용화가 발생하였으며, 변인통제와 같이 기존의 과학 탐구에서 중요하게 다룬 요소들이 나타났다. 연구의 결과는 기존의 과학교육에서 주목받지 못했던 실험 모델링의 특징을 학생 활동을 통해 펼쳐 보임으로써, 설명 모델 중심으로 이루어져왔던 과학교육 연구와 교육에 새로운 시사점을 제공한다.