• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.451-458
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• 1998

본 연구에서는 초 중등학교의 전 교과에서 다루어진 식물 학습 소재의 다양성을 조사 분석하여 과학 교과서(생물영역)의 식물 학습 소재의 개발 방향성을 모색하고자 하였다. 분석에 사용된 교과서는 초등학교 9교과 143권, 중학교 13교과 117권, 고등학교 15교과 71권 등 총 331권이다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 초 중등학교 전 교과의 학교 급간별 식물의 종 수는 초등학교 264종, 중학교 295종, 고등학교 283종으로 과학교과서(생물영역)의 103종, 206종, 193종보다 많다. 타 교과에 식물의 종 수가 많다는 것은 식물 학습 내용도 많이 포함하고 있다는 것을 의미한다. 2. 초 중등학교에서 식물 학습 소재가 많이 나타난 타 교과는 국어, 사회, 실과(실업 가정)로 단순한 식물 인용뿐만 아니라 과학 개념 및 탐구 활동을 내포하고 있다. 식물 학습 소재는 과학 교육 과정뿐 아니라 학교 교육 과정에서 큰 비중을 차지하고 있다. 3. 타 교과에서 인용되는 식물 학습 소재의 특징은 주변 식물, 자원 식물, 식용 식물, 관상 식물, 산업에 관련된 식물 등 유용성 있는 생활 관련 식물이다. 4. 과학과 생활과의 관계를 인식하여 타 교과의 식물학습 소재를 과학 교과(생물영역)의 식물 소재 개발에 적용한다면 STS 교육 및 통합 교과의 근거를 제공해 줄 수 있다고 본다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권6호
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• pp.474-486
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• 2008

영재교육에 대한 관심과 대상의 증가로 영재교육 프로그램 개발에 관한 연구가 많이 진행되고 있지만 영재들의 다양한 흥미와 요구에 부합되고 인성측면을 강조할 수 있는 지구과학 영역의 교육활동 자료 개발은 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 중학교 과학영재 학생들을 대상으로 지구과학 분야에 대한 능동적 소집단 협력학습 프로그램을 개발하고 개발된 프로그램이 과학영재들의 과학 창의적 문제해결력과 과학탐구능력 및 학습태도에 미치는 효과를 알아보았다. 그리고 능동적 소집단 협력학습 프로그램을 적용한 후 학생들의 수업프로그램에 대한 인식을 조사하였다. 본 연구의 결과 개발된 능동적 소집단 협력학습 프로그램은 영재들의 과학 창의적 문제해결력과 학습태도에 있어서 유의미한 증가를 보였다. 또한, 능동적 소집단 협력학습은 학생들의 수업에 대한 흥미도와 만족도 및 참여도를 높일 수 있고 정의적영역에도 많은 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 교사 설명 위주의 수업이 아니라, 학생 중심의 다양한 활동적 수업이 진행되었고 긍정적 상호작용을 위한 급우들과의 토의 및 토론을 할 수 있었기 때문이다. 이는 능동적 소집단 협력학습을 통하여 다른 학생을 배려하고 서로 조화를 이루며 의견을 주고받을 수 있도록 소집단 구성원 사이의 상호작용을 촉진했기 때문으로 인식된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권7호
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• pp.657-666
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• 2014

본 연구에서는 과학 영재의 정의적 특성으로 중요하게 언급되고 있는 과제집착력 특성의 영역별 수준을 측정할 수 있는 루브릭을 개발하여 영재 판별에 대한 함의 점을 제공하고자 하였다. 과학 영재들이 과제집착력을 갖고 활동한 경험을 분석하여 탐색한 과제집착력 특성을 기반으로 과제집착력 특성의 영역별 수준을 측정할 수 있는 루브릭을 개발하였다. 제작된 루브릭을 적용하여 과학 영재들이 원인이나 원리를 깊이 있게 탐구했던 경험을 기술한 내용에 나타난 과제집착력 특성의 영역별 수준을 측정해보았다. 개개인의 특징에 대해 구체적으로 기술하여 과학 영재의 과제집착력 특성에 대한 이해를 높이고자 하였다. 본 연구에서 개발된 루브릭 형태의 측정 도구를 통해 학생들의 과제집착력을 효과적으로 측정해 볼 수 있다. 또한 루브릭을 학생들에게 적용할 때 그 수행 준거를 기반으로 학생의 특징에 대해 구체적으로 기술하는 것은 수준 판단의 근거가 되며, 그 학생의 과제집착력 특성에 대한 이해를 높일 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권6호
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• pp.489-500
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• 2005

본 연구의 목적은 중학생에게 과학사 자료를 활용한 인지 갈등 수업을 하였을 때 나타나는 ‘우주관’에 대한 개념 변화의 인지적 과정을 살펴보는 것이다. 연구 대상은 인지수준이 각각 상, 중, 하인 중학교 2학년 학생 남녀 4명을 표집 하였다. 매 차시별 수업 후 형성된 학생의 ‘우주관’ 개념에 대해 면담과 탐구 활동지 분석을 실시하였으며, 사전$\cdot$사후 개념 검사로 개념 변화 정도를 알아보았다. 연구결과 4명의 학생들이 가지고 있는 천문학적 선개념은 차이가 있었고 천체의 운동과 관련된 오개념도 다양하였다. 형식적 조작기와 전이단계 있는 학생은 과학사를 이용한 수업을 통하여 천동설에서 지동설로 개념 변화가 이루어졌다. 그에 비하여 구체적 조작기에 해당하는 학생의 선개념은 전반적으로 비과학적이거나 무개념 상태였으며, 인지 갈등을 일으킬 만한 현상을 제시하여도 개념 변화를 일으키지 못하는 등 과정에 어려움을 보였다. 이 단계의 학생에게는 새로운 자료를 제시하고 이를 설명하게 하는 인지 갈등 과정을 통하여 천동설에서 지동설로의 개념 변화를 일으켰다. 수업 처치 후 학생들의 개념 검사지의 성취도가 $10\%$ 이상 높아졌다. 이는 과학사 자료를 이용한 학습 지도가 과학적 개념 변화에 있어 효과적이라고 할 수 있다.

• 영재교육연구
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• 제26권3호
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• pp.427-447
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• 2016

이 연구의 목적은 IPA 기법을 활용하여 과학영재교육 수혜자들이 경험한 교육프로그램의 중요도와 만족도에 대한 인식을 분석하고, 과학영재들의 요구에 맞는 교육프로그램 제공을 위한 개선사항을 도출하는 것이다. 이를 위하여 과학영재교육 수혜자 288명을 대상으로 설문 및 심층면담을 실시하였다. 수집된 자료는 SPSS 20.0을 이용하여 교육프로그램에 대한 중요도와 만족도의 차이를 분석하기 위해 대응표본 t-검정을 실시하였고, 교육프로그램 개선 사항을 탐색하기 위해 중요도-만족도 분석(Importance-Performance Analysis; IPA)을 실시하였다. 분석 결과 과학영재교육 수혜자들은 대체로 기존의 영재교육 프로그램에 대한 중요도보다 만족도가 낮게 나타났다. 또한 학교 급에 따라 요구하는 교육프로그램의 유형에 차이가 있었다. 즉, 초등학교 단계일수록 현장견학, 캠프 등 체험 중심의 교육, 중학교 단계는 탐구활동 중심의 교육, 고등학교 단계는 연구 중심의 교육을 선호하는 것으로 나타났다. 그러나 과학영재들의 진로탐색이나 리더십 향상을 위한 교육프로그램은 학교 급에 관계없이 시급하게 개선이 필요한 유형으로 인식하고 있었다. 이 연구는 착수효과를 고려하여 과학영재들이 요구하는 교육프로그램 유형을 분석했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.443-459
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• 2021

본 연구에서는 초등과학 교육과정의 '우리 몸의 구조와 기능' 단원에서 배설 기관을 주제로 TPACK 기반의 STEAM 프로그램을 개발하여 적용하였다. 프로그램 개발 및 적용은 교육과정 분석 및 학습 목표 세부화, 물리적·심리적 학습 환경 분석, 교수·학습 방법 및 테크놀로지 선정, 수업에 활용할 교사의 TPACK 요인 정리 및 교수·학습자료 개발, 프로그램 적용 및 효과성 검증의 과정으로 진행하였다. STEAM 프로그램 설계 과정에서 고려한 교사의 TPACK은 내용학 지식(배설 기관의 생김새와 하는 일), 교육학 지식(STEAM, 문제 기반 학습, 조사학습, 토의학습, 협동 학습, 과학 글쓰기), 테크놀로지 지식(3D 프린터 및 스마트 기기 활용 기술)과 지식 간의 융합적인 요인이었다. 프로그램은 총 8시간으로 구성되었으며 실험 집단으로 선정된 5학년 학생 29명을 대상으로 적용하였다. 비교 집단의 5학년 27명에게는 교과서 중심으로 개발된 같은 주제의 프로그램을 적용하였다. 프로그램을 적용한 결과 실험 집단은 비교 집단에 비하여 창의적 문제해결력과 과학적 태도에서 유의미한 향상을 보였고 STEAM 프로그램에 대한 만족도도 높게 나타났다. 그러나 두 집단 간의 학업성취도는 유의미한 차이가 없었다. 학생들은 스스로 조사하고 탐구하며 알게 된 지식을 활용하여 문제를 해결하는 과정, 친구들과의 토의 및 협동 학습 과정을 통해 창의적 문제해결력이 향상되었던 것으로 보이며 새로운 기술의 활용, 학생 중심의 활동 과정 및 실생활과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 과학적 태도와 만족도가 높아진 것으로 판단된다.

• 과학교육연구지
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• 제47권3호
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• pp.238-250
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• 2023

본 연구는 물의 취득과 정수와 관련된 적정기술 프로그램이 초등학생의 과학적 태도와 창의적 문제 해결력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 8차시의 적정기술과 관련된 학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 물의 취득과 관련된 과학적 원리 및 와카타워 적정기술에 대한 탐구를 수행하는 차시와 물의 정수와 관련된 라이프 스트로우 및 드링커블북 탐구 실험이 포함된 차시, 창의적인 아이디어와 설계를 통한 실천적 과제를 제시한 차시, 캠페인 활동을 수행하는 차시로 구성하였다. 연구 대상은 초등학교 6학년 2개 학급 학생 51명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞도록 수정한 과학적 태도 검사지와 창의적 문제 해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하여 대응표본 t-검정을 수행하였다. 또한 사후 검사지를 대상으로 과학적 태도와 창의적 문제 해결력 사이의 상관관계를 알아보면서 프로그램 적용 후 학생들이 견지하게 된 하위영역 간의 관계를 알아보았다. 연구결과 과학적 태도 중 호기심, 개방성, 협동성, 창의성은 사전 검사 전체 평균과 사후 검사 전체 평균을 비교하여 보았을 때, 평균값의 상승과 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 경우에는 특정영역 숙달 여부 영역 및 확산적 사고의 영역은 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 아울러 상관관계 분석 결과, 과학적 태도의 협동성은 창의적 문제 해결력 모든 영역과 유의미한 상관관계를 가지고 있었으며 비판적 논리적 사고 하위영역과 가장 높은 상관계수를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 4개 영역은 과학적 태도의 하위영역과 다수의 유의미한 상관관계를 가지고 있었다. 본 연구를 통해 앞으로 적정기술과 관련된 주제의 적용과 방향 그리고 학생들의 다양한 반응에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-29
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• 2012

과학영재의 진로 선택 과정에 영향을 미치는 교육적 요인들을 고찰하고 정확하게 이해하는 것은 성공적인 과학영재교육을 실행함에 있어 중요한 지표라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 과학영재의 이공계 대학 진로선택에 영향을 미치는 교육적 요인과 이들 요인에 대한 집단별 인식 차이를 밝히고, 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건을 조사하는데 있다. 이를 위하여 이공계 특성화 대학인 울산과학기술대학교(UNIST) 1학년생 중 영재교육 경험이 있는 104명을 연구대상으로 하여 진로 선택에 영향을 미친 교육적 요인을 조사하였다. 진로선택 관련 교육적 요인의 추출 및 집단 간 비교를 위해 설문도구를 개발하였으며, 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인의 3가지 차원과 그에 따른 하위 요인으로 분류하였다. 본 연구의 결과 첫째, 추출된 교육적 요인들은 서로 밀접한 상관관계를 나타내었고 교수 학습 요인 중 '토론 프로젝트 중심수업'의 경우 '교수(교사)의 영향', '탐구학습 중심 수업' 요인과 높은 상관관계를 보였다. 둘째, 3가지 차원의 교육적 요인에 대하여 성별, 출신 고등학교별 집단 간 차이를 조사한 결과, 여학생이 남학생보다 과학고등학교 출신이 일반계 고등학교 출신 학생보다 교수 학습 요인 및 인적 요인에 의해 더 긍정적인 영향을 받은 것으로 나타났다. 셋째, 과학영재들의 진로 선택에 있어서 과학자의 사회적 역할, 특히 사회 경제적으로 과학 분야의 직업과 그에 따른 사회적 인식과 관련한 요인의 영향을 다소 낮게 평가하는 경향을 보였다. 마지막으로, 영재학생들이 기술한 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건이나 기억에 남는 일을 범주화한 결과 가장 많은 학생들이 현장학습이나 체험연수, 캠프, 특별 활동, 탐방 등의 학교 밖 과학 관련 활동을 언급하였다. 그 외에도 다수의 학생들이 사사교육 및 R&E 프로그램을 결정적 사건으로 진술하였다. 본 연구의 결과는 과학영재 교육에 있어서 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인들과 관련하여 차별화 되고 전문화된 교수 학습방법과 전문적인 진로상담시스템에 대한 시사점을 제공해준다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권2호
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• pp.173-184
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• 2017

본 연구는 지역의 지질 자료를 활용한 과학 수업이 초등학생들의 학업 성취도와 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 연구 대상은 G광역시 G초등학교에 재학 중인 3학년 47명이다. 이 중 실험집단은 23명, 비교집단은 24명으로 구성하여 실험집단에는 지역의 지질 자료를 활용한 수업을 실시하고 비교집단에는 교과서에 제시된 사진 및 기존에 비치되어 있는 암석과 화석표본 또는 모형을 활용하여 수업하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 지역의 지질 자료를 활용한 과학 수업이 학업 성취도에 미치는 효과를 알아본 결과 실험집단의 점수가 비교집단보다 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 둘째, 지역의 지질 자료를 활용한 과학 수업이 과학적 태도에 미치는 효과를 알아본 결과 과학적 태도 전체 점수 및 하위 요소인 과학수업의 즐거움, 과학 탐구에 대한 태도 및 관심에서도 실험집단의 점수가 비교집단 보다 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 이상과 같은 연구결과를 바탕으로 추후 연구에 대한 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 지역의 지질 자료를 활용한 과학수업에 참여한 학생들의 변화 양상을 심도 있게 들여다보는 질적 연구가 이루어질 필요가 있다. 둘째, 지역의 지질 자료를 활용한 수업을 효과적으로 실시하기 위해서는 지역별로 다양한 자료에 대한 개발 및 보급이 되어야 하고 수업자료 개발 및 적용을 위해서는 관련 교사교육의 기회가 이루어질 필요가 있다. 셋째, 실내에서 지역의 지질에 대해 소개하고 실제 분포하는 지질 자료를 활용한 과학 수업을 야외학습으로 연결할 경우 야외 지질학습 활동의 준비단계 활동으로서 적용이 가능하므로 이에 대한 추후 연구가 이루어질 필요가 있다.

• 영재교육연구
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• 제14권4호
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• pp.47-70
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• 2004

과학고등학교 선발 과정 중 영재교육원 수료자를 대상으로 하는 정원 외 특별 전형의 타당성을 분석하고 그 개선 방향을 도출하였다. 이를 위해 먼저 수학 및 과학 분야에서 학생들의 성취도를 분석하였다. 성취도 분석은 학생들의 1학기 종합 성적 및 담당 과목 교사와 학급 담임의 학생 개인에 대한 평가 결과를 수합하여 수행하였는데, 분석 결과 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들의 수학 ${\cdot}$ 과학 분야의 성취도가 통계적으로 의미 있는 정도는 아니나 다른 전형과정으로 선발된 학생에 비해 다소 낮게 나타났다. 그러나 영재교육원 수료자로 학교장 추천제나 경시대회 수상자, 일반 전형으로 입학한 학생의 성취도는 전체 평균보다 높게 나타났다. 다음으로는 과학에 대한 인식, 흥미 과학적 태도를 판단하는 과학 분야의 정의적 영역 검사를 수행하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들이 다른 전형과정으로 선발된 학생과 다른 점은 찾기 어려웠다. 또한 영재교육원 수료자가 선호하는 학습 형태나 학습 환경이 다른 학생과 차이가 있는지도 함께 조사하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생은 명료화 요인에 대한 요구가 낮고 허용적인 분위기를 선호하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 판단할 때, 영재교육원 수료자 전형의 결과는 만족스러운 것은 아니지만 선발 과정의 다양화를 통해 기회를 갖지 못했던 영재아를 선발할 수 있으므로 그대로 존속시키되, 선발 방법의 혁신이 필요하다는 결론을 얻었다. 즉, 영재교육원에서의 활동에 대한 다면적 근거자료, 수렴적 사고 및 발산적 사고를 묻는 다양한 형태의 문항, 탐구 기능을 포함한 과제 수행 능력의 평가 등 다단계 선발 과정을 통한 입체적 판단 과정이 필수적이다.