• 한국과학교육학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.751-772
• /
• 2015

타당하고 효과적인 과학교육의 계획과 실천을 위해서는 축적된 연구 결과에 근거한 과학교육 정책의 결정이나 교육과정 개발, 교수학습 방법 및 적절한 학습 자료 개발 등이 이뤄져야 할 것이다. 그러나 실제로는 그러하지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 2000년부터 2013년까지 국내 주요 과학교육 관련 학회지에 게재된 논문들을 대상으로, 근래 학생의 과학 학습과 관련된 국내 과학교육 관련 연구의 전반적인 동향을 분석함으로써, 추후 과학 교육과정 개발이나 정책 개발, 교수학습자료 개발 등에 기초자료와 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해, 국내 6개 주요 과학교육 관련 학회지에 2000년도부터 2013년도까지 게재된 과학 학습 관련 논문을 분석하였다. 분석은 총 8개의 과학 학습영역('학생의 개념', '학생의 사고', '탐구', '정의적 영역', '학생의 과학에 대한 생각', '교육과정', '학생의 학습/수업활동', '비형식 교육에서 학생의 학습')과 각 영역의 세부 범주에 의거하여 수행되었다. 분석결과, 기존의 연구들은 다소 특정 분야와 특정 대상에 편중되어 있었다. 또, 발달 과정보다는 현재 실태를 진단하는 연구들이 많았다. 새로운 이론이나 도구를 개발하는 연구들이 상대적으로 적었고, 다소 직접적이진 않지만 학생의 미래에 영향을 미칠 수 있는 과학의 본성에 대한 인식이나 비형식 학습에 대한 연구 역시 상대적으로 적었다. 이러한 연구 결과들을 바탕으로 교육과정 개발이나 정책 개발, 교수학습자료 개발 등과 관련된 몇 가지 시사점에 대해 논의 하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.125-134
• /
• 2016

이 연구에서는 과학학습에 대한 동기적 신념과 자기주도 학습능력을 각각 과학 개념 이해에 영향을 줄 수 있는 구인으로 가정하고, 이들의 관계를 정량적으로 탐색하고자 하였다. 이를 위해서 이 연구에서는 중학생들을 대상으로 과학학습에 대한 동기적 신념과 자기주도 학습능력, 물질 변화에 대한 개념 이해에 대해 기존 연구의 측정도구를 이용하여 각각 조사하고, 조사한 응답 분포를 바탕으로 이 세 변인 간의 인과 관계를 PLS 구조방정식모형을 통하여 분석하였다. 연구 결과, 이 연구에서 설정한 잠재변수인 과학학습에 대한 동기적 신념, 자기주도 학습능력, 물질 변화 개념 이해의 측정은 신뢰도와 타당도 면에서 통계적으로 적합한 것으로 나타났다. 또한, 잠재변수들 간의 인과 관계를 분석한 결과, 자기주도 학습능력은 동기적 신념과 물질 변화 개념 이해에 모두 영향을 미치지만, 동기적 신념은 자기 주도 학습능력에만 영향을 미치고 물질 변화 개념 이해에는 영향을 미치지 않았다. 이 연구를 통하여 과학학습 상황에서 자기주도 학습 능력만이 과학 개념 이해에 직접 영향을 미치며 동기적 신념은 간접적으로만 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구는 과학학습 과정에 관여하는 변인들 간의 인과적 관계를 정량적인 방법을 통해서 확인했다는 점과 과학교육 연구 분야에서 PLS 구조방정식모형을 새로운 연구방법론으로써 제안한다는 점에서 의의가 있다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.199-206
• /
• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.232-238
• /
• 2006

본 연구는 260명의 중학생을 대상으로 과학 성취도와 동기적 학습 환경, 성취 목적, 학습 전략 사이의 영향을 경로분석을 통해 조사하였다. 분석 결과, 심층적 학습 전략만이 과학 성취도에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 과학 교사에 의한 학습 장려와 동료 학생들의 자기 발전 추구는 과제 지향 목적에 영향을 미치고, 이는 심층적 학습 전략을 거쳐 과학 성취도에 긍정적 영향을 미쳤다. 동료 학생들의 자기발전 추구와 상대적 비교 추구는 심층적 학습 전략을 경유하여 과학 성취도에 영향을 주기도 하였다. 또한 동료 학생에 의한 상대적 비교 추구는 수행 지향 목적에 영향을 주고 이는 심층적 학습 전략을 거쳐 과학 성취도에 영향을 주었다. 이는 과학 성취도가 학습 전략과는 직접적 경로를 가지고 있으며, 동기적 학습 환경이나 성취 목적과는 간접적 경로를 가지고 있음을 보여준다. 본 연구 결과는 인지적 요인뿐만 아니라 동기적 요인에도 관심을 기울이는 것이 과학 성취도를 향상시키는 데에 효과적이라는 점을 시사한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.57-70
• /
• 2004

본 연구는 선행 연구에서 도출한 CSILE에서의 협력적 지식구축에 영향을 주는 변인들간의 관련성을 규명하기 위한 후속연구이다. CSILE는 학습자들의 지식구축을 지원하는 환경으로 학습공동체의 탐구과정을 지원하기 위해 활용된다. 본 연구는 CSILE 기반의 초등학교 과학과 탐구학습을 대상으로 선행연구를 통해 밝힌 변인, '지식의 이해', '과학적 소양', '학습 의도'간의 관련성을 살폈고, 각각의 변인이 탐구력을 예측할 수 있는지 분석하였다. 실험 결과, 과학과 탐구에 대한 학술적인 의도가 지식의 이해와 과학적 소양과 관련이 있음을 알 수 있었다. 또한, 탐구력을 예측할 수 있는 변인으로서 과학적 소양의 해석력을 검증하고, CSILE 기반의 탐구학습에서 과학적 소양의 증진을 위해 고려해야 할 사항을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.137-145
• /
• 1999

본 연구에서는 학업 성취도, 과학 수업에 대한 태도, 과학에 대한 태도에 미치는 협동학습과 개별학습의 효과를 학습자의 성취 수준에 따라 비교하였다. 협동학습과 개별학습에서는 학습의 책임을 학습자에게 보다 많이 부여하고, 고급 사고 수준의 활동이 포함된 과제를 학습자 중심으로 해결하도록 하였다. 협동학습 집단은 소집단 토론을 통하여 이러한 과제를 해결하였고, 개별학습 집단은 동일한 활동지를 개별적으로 해결하였다. 전통적인 수업은 교사 설명 위주로 진행하였다. 연구 대상은 남녀 공학 중학교 1학년 학생이었으며, '혼합물의 분리' 단원에 대하여 총 10차시 동안 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 협동학습 집단의 학업 성취도 검사 점수가 개별학습 집단이나 전통적 수업 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 또한, 과학 수업에 대한 태도 및 과학에 대한 태도도 협동학습 집단이 보다 긍정적이었다. 모든 변인에서 수업 처치와 학습자 성취 수준 사이의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 즉, 협동학습은 학습자의 성취 수준과 무관하게 효과적이었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.373-387
• /
• 2009

이 연구의 목적은 관악구 생활과학교실의 과학학습에서 나타나는 부모의 역할을 알아보는 것이다. 이를 위해 생활과학교실에 참여한 부모와 아동 중 연구에 자발적으로 참여한 20쌍을 대상으로 총 75개의 수업을 녹음하였으며 이를 전사하여 분석하였다. 또한, 생활과학교실에 참여하는 모든 부모와 아동을 대상으로 사전, 사후 설문조사를 실시하여, 관악구 생활과학교실에 대한 의견을 알아보았다. 연구 결과, 부모는 학습안내자로서 아동의 학습을 안내하는 역할 뿐만 아니라 부모 자신이 학습자로서 참여한 것으로 나타났다. 학습안내자로서의 역할을 좀더 세부적으로 범주화하면 '실험 과정 안내자', '인지적 촉진자', '참여적 환경 조성자', '권위적 조절자'로 구별할 수 있었다. 학습자로서 부모의 역할은 '적극적 학습자', '상호 협력하는 동료 학습자', '권위적인 선도 학습자'로 좀더 세분화 될 수 있었다. 이러한 7개의 범주화된 부모의 역할들이 실제 수업에서는 어느 정도로 나타나고 있는지 분석한 결과, '실험 과정 안내자'가 34.5%로 가장 자주 나타났고, 뒤이어 '인지적 촉진자' (21.3%), '적극적인 학습자' (16.5%), '상호 협력하는 동료 학습자' (15.1%), '참여적 환경 조성자' (8.7%), '권위적인 선도 학습자' (2.7%), '권위적 조절자' (1.6%)의 순서로 나타났다. 본 연구는 관악구 생활과학교실의 과학학습에서 나타난 부모의 역할과 부모와 아동 사이의 상호작용에 대한 기본적인 정보를 제공하고 있다. 추후 프로그램의 개발에 부모의 참여가 미치는 긍정적인 측면은 강조한다면 생활과학교실을 통한 부모들과 아동들의 과학에 대한 이해를 더욱 촉진시킬 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.611-623
• /
• 2000

과학교육에 있어서 전통적 수업은 다양한 학생들의 육성과 요구를 수용하지 못하여 학생들의 과학에 대한 흥미를 저하시켰다. 평균적인 다수의 학생들을 대상으로 한 수업에서 결국 많은 학생들이 수업에 흥미를 잃게 되고 학생들은 타율적인 대상으로만 머물러 자신의 능력을 발휘할 기회를 얻지 못하고 있다. 이러한 문제를 극복하고 학생들의 활동을 격려하며 구성원들의 합의를 통한 문제해결을 이끌어내기 위한 수업 방식으로서 협동학습이 제안되었다. 본 연구에서는 생물교과에 협동학습을 적용하여 그 효과를 분석하고 소집단 학습과 협동학습의 차이를 알아보았다. 중학교 2학년 "동물의 구조와 기능" 단원에서 협동학습, 소집단 학습, 전통적학습을 실시하여 학생들의 과학 학업 성취도와 과학학습 태도에 대한 효과를 분석하였다. 연구대상은 서울시 소재 남녀공학 중학교 2학년 188명이며 10주간 10차시 수업처치를 하였고 사전-사후 통제집단 설계를 사용하였다. 연구 결과는 SPSS 통계 프로그램을 이용하여 공변량분석으로 분석하였다. 연구 결과 협동학습은 소집단 학습이나 전통적 수업에 비해 학생들의 학업 성취도와 과학학습 태도에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다 (p<.05). 그리고 협동학습은 학업 성취도 면에서 성취수준이 상위인 학생들에게 효과가 없었고 중위와 하위의 학생들에게는 유의미한 효과가 있었다 (p<.05). 또한 협동학습은 남학생과 여학생 모두에게 효과적이었다(p<.05). 협동학습은 과학학습 태도의 세 영역인 감정적 영역, 행동 의도적 영역, 인지적 영역에서 모두 유의미한 효과를 보였다(p<.01).

• 과학교육연구지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.338-347
• /
• 2013

이 연구의 목적은 활동 중심 STEAM 교육 프로그램을 개발하고, 이 프로그램이 학생들의 과학 학습 흥미도에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이다. 이 프로그램은 7학년 과학반을 대상으로 적용되었다. 이 연구는 단일집단 사전사후검사 설계로 이루어졌다. 검사도구로는 과학학습 흥미도 검사지를 활용했다. 대응표본 t 검정 결과 과학 학습 흥미에 대한 사전 검사와 사후 검사 사이에는 유의미한 차이가 나타났다. 또한 학습 흥미도의 하위 영역인 과학에 대한 태도, 과학학습 인식, 과학학습 전략면에서도 유의미한 차이가 나타났다. 이와 같은 결과는 STEAM 교육 프로그램이 학생들의 과학 학습 흥미도를 높이는데 효과적임을 나타낸 것이다. 따라서 앞으로 활동 중심 STEAM 교육 프로그램의 효과에 관한 연구들이 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 한국학교수학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.677-694
• /
• 2008

본 연구에서는 도구 교과인 수학을 중심으로 과학 교과를 수학 교과와 체계적으로 연결하는 방안을 제시하기 위한 목적으로 연구를 진행하였다. 이를 위해 첫째, 수학 교과를 중심으로 수학 교과와 과학 교과의 상호연계성에 대해 고찰하였다. 둘째, 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 살펴보기 위해 설문 조사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 설문 조사 및 결과 분석은 수학을 과학보다 상당시간 일찍 학습하는 경우, 수학을 과학과 거의 동시에 학습하는 경우, 과학을 수학보다 일찍 학습하는 경우로 나누어 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 분석하였다. 셋째, 수학 교과와 과학 교과를 체계적으로 연결하기 위한 구체적인 방안을 개발하였다. 이러한 연구 결과를 통해 수학학습이 과학학습에 긍정적인 영향을 주어 학업성취 능력의 향상과 학생들이 수학의 가치를 깨닫는데 도움이 되리라 기대한다.