• 대한화학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.213-224
• /
• 1999

본 연구에서는 중학교 2학년 학생들의 선개념을 조사하고, 개념변화 학습이론을 적용한 과학 수업을 제공함으로써 학습자의 학습 동기가 잘못된 선개념을 올바른 과학 개념으로 바꾸는데 어떠한 역할을 하는지 알아보았다. 이를 위하여 개념변화 학습이론에 근거한 수업을 받은 학습자의 선개념의 변화를 전통적인 수업을 받은 학습자의 선개념 변화와 비교하여 보았다. 연구 결과, 학생들은 중학교 1학년때 배운 물리 변화를 화학 변화의 개념과 혼동하여 화학 변화를 단순히 물리적 변화인 상태 변화로 인식하거나, 이와 관련된 잘못된 선개념들을 많이 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 화학 변화의 한 예인 연소 현상에 대해서는 초등학교 6학년부터 학습한 내용임에도 불구하고 눈에 보이지 않는 산소의 결합을 인식하지 못하였으며, 많은 문제의 상황에서 질량 보존의 법칙을 기계적으로 적용하는 특징도 보였다. 수업의 효과로는 개념변화 수업을 받은 학생들이 과학적 개념을 부분적으로 또는 완벽하게 이해를 한 비율은 50%를 넘지 못하였다. 그러나 이 비율은 교과서에 의존한 전통적인 수업을 받은 학생들의 과학적 개념 이해 비율인 39% 보다는 높은 비율이라고 할수 있다. 개념변화 수업을 받은 학생들의 올바른 과학 개념 습득 비율이 전통적 수업을 받은 학생들의 비율보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발하여 실시한 개념변화 수업은 학습자의 올바른 과학 개념 습득에 효과적이라고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.1049-1062
• /
• 2004

이 연구에서는 물체의 운동에 대한 과학사적 변천을 아리스토텔레스 시대부터 뉴턴의 관점까지 다양하게 구분하고, 이를 토대로 설문지를 개발하였다. 설문지는 운동의 원인, 운동의 형태, 운동에서 보존되는 양의 개념을 포함하며, 이를 예비 중등 과학 교사들에게 투입하여 이들의 응답을 과학사적 관점으로 분석하였다. 연구 대상은 물리 교육을 전공하는 대학교 2학년생 20명과 다른 과학관련 교육을 전공하는 대학교 2학년생 34명이었다. 연구 결과, 물리교육을 전공하는 중등 예비교사들은 다른 과학관련 교육을 전공하는 예비교사들보다 운동의 원인이나 운동의 형태에 관련된 개념에서는 관성과 뉴턴의 힘 개념을 가지고 있는 비율이 높았다. 그러나 이들은 전공에 상관없이 운동에서 보존되는 양에 대한 개념을 알아보는 설문지에서 운동량을 속력에 비례하는 것으로 이해한 데카르트의 관점이나 운동 에너지가 보존된다는 호이겐스의 관점을 가지는 비율이 매우 높았으며, 상대적으로 운동량을 속도에 비례하는 것으로 이해하는 뉴턴의 관점을 가지고 있지 못하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.91-99
• /
• 1999

화학 변화에 대한 학습자의 선개념과 이를 근거로 개발한 개념변화 수업 지도안을 학생들에게 투입하였을 때, 학습자의 학습 동기에 따라 개념변화 수업 모형의 효과가 어떻게 다르게 나타나는지 알아보았다. 이러한 연구를 통하여 학습자의 흥미나 태도, 동기 등 정의적인 측면을 고려하지 않고 단지 학습자의 인 지구조에만 초점을 맞춘 기존의 개념변화 수업 모형들을 재평가하고자 하였다. 연구 결과, 수업 전 학습동기가 높았던 학생들의 경우에는 교과서 중심의 전통적인 수업을 받은 학생들보다, 개념변화 수업을 받은 학생들이 '화학 변화' 개념을 이해하는 정도가 훨씬 높은 것으로 나타났다. 그러나 수업 전 학습 동기가 낮았던 학생들의 경우에는 개념변화 수업을 받은 학생들과 전통적인 수업을 받은 학생들의 '화학 변화' 개념에 대한 이해도에는 별다른 차이가 나타나지 않았다. 사전 학습동기와 사후 학습동기, 그리고 개념 이해도 사이의 상관을 조사한 결과에 따르면, 사전, 사후 학습동기와 개념이해도는 높은 상관관계를 나타냈다. 수업을 통해 유발된 사후 학습동기는 개념 이해도를 23.30% 정도 설명하였으며, 특히 사후 학습동기의 하위 요소 중에서 '자신감' 이 가장 높은 설명력을 가지는 것으로 나타났다. 개념변화 이론에서는 잠정적으로 전제하고 있는 학습자의 학습동기가 실제로 개념변화 수업이 이루어져 개념 획득이 일어나는 과정에서 매우 중요한 역할을 하고 있음이 본 연구를 통하여 밝혀진 것이다. 특히 학습 동기의 여러 하위 요소 중에서 '수업을 통한 학습자의 자신감 획득'은 '개념 획득'과 밀접한 관계를 가지고 있었다. 그러나 사후 학습동기 검사를 통하여 전통적인 수업과 개념변화 수업이 학습자의 학습 동기에 영향을 미치는지 알아본 결과, 교과서 중심의 전통적인 수업과 개념변화 수업은 모두 학습자의 학습동기를 유발하는데 효율적이지 못함이 밝혀졌다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.456-464
• /
• 2007

본 연구에서는 한국의 중등학교 과학 교육과정과 교과서를 분석하여 시각 개념 표현 방식과 연계성은 어떠한지를 분석하고, 개념의 수준을 고려하여 시각 개념을 이해시키기 위한, 연계성 있는 시각 개념 구성을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 연구의 방법은 문헌 분석 방법을 사용하였으며, 문헌 분석은 제7차 한국의 과학 교육과정과 제7차 과학 교육과정에 따라 개발된 과학 및 물리I 교과서를 분석하였다. 한국의 현행 교육과정과 현행 과학 교과서의 분석을 통한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 과학 교육과정상으로 보면 시각 개념의 연계성에 문제가 없어 보이지만 교육과정에 따라 실제로 집필된 교과서 내용상으로는 시각 개념의 연계성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 눈에서 수정체의 기능은 8학년에서 학습하도록 되어 있는데도 7학년에서 안경에 의한 시력 보정의 원리가 제시되고 있는 것은 개념 이해에 어려움이 있을 것으로 보인다. 둘째, Kepler는 Alhazen의 시각 개념에서 물체의 한 점에서 반사된 한 광선이 수정체의 한 점에 도달하여 그 점의 상을 맺을 수 있다는 설명에서 문제점을 발견하고 현대적인 시각 이론을 세웠지만 한국의 일부 과학 교과서는 여전히 Alhazen 방식의 망막 상 형성을 설명하고 있다. 셋째, 근시와 원시의 원인에 대한 설명의 일관성이 없는 경우가 있고, 대부분 두 가지 이유 중의 한 가지로만 설명하고 있다. 마지막으로, 개념 위계를 고려한 시각 개념의 연계적 구성에 있어서는 볼록렌즈에 의한 상에 대해 학습한 후에 우리 눈의 구조와 기능이 제시되어야 하며, 우리 눈의 구조와 기능을 학습한 후에 안경의 기능과 시력 보정이 제시될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.411-420
• /
• 2000

본 연구의 목적은 중학교 과학 교과서에서 물리 개념 설명을 위해 사용된 비유에 대해 학생들의 평균적인 이해도는 어떠한지, 또 어떤 유형의 비유를 더 잘 이해하는지를 조사하는 것이었다. 비유의 유형은 표현 방식에 따라서는 언어적 비유와 그림 비유로 분류 될 수 있고, 비유물에 대한 설명 정도에 따라서 단순 비유와 부연 비유로 분류될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 비유를 언어적이면서 단순한 비유, 언어적 이면서 부연된 비유, 그림을 이용하면서 단순한 비유, 그림을 이용하면서 부연적 비유 등 4 종류로 분류하였다. 본 연구를 위해 울산시의 한 중학교에서 평균수준의 한 학급 학생 46명이 표집되었으며 이들에게 본 연구에서 개발된 4가지 유형의 비유 이해도 조사 도구가 투입되었다. 이 도구는 비유의 각 유형당 2문항씩 8개의 문항으로 구성되어 있으며, 5명의 과학교육 전문가에 의해 문항의 수준과 내용 타당성에 대해 타당도를 검증받았다. 본 연구에 의해 평균적으로 50% 정도의 학생만이 중학교 과학 교과서에 제시된 비유에 대해 이해하고 있으며, 그림에 의한 단순한 유형의 비유를 다른 유형의 비유들보다 더 잘 이해하고 있는 것으로 밝혀졌다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제35권7호
• /
• pp.585-597
• /
• 2014

본 연구는 비쌍극자 모형이 제시된 읽기 자료만으로 교사들의 편각에 대한 이해도가 얼마나 높아질 수 있는지를 알아보았다. 그와 함께 2009 개정 교육과정 하의 "지구과학 II" 교과서에서 기술된 내용이 과거의 교과서 내용과 얼마나 차이가 있는지 알아보았다. 편각에 대한 이해도 조사는 1급 정교사 연수를 받고 있는 경기도 지역 교사 30명, 서울지역 교사 33명을 대상으로 이루어졌다. 연구 결과 첫째 교사들도 편각에 관한 여러 오개념을 가지고 있었으며 대표적으로 나침반 바늘이 자북극을 가리킨다고 하는 오개념이 있었다. 이러한 오개념은 읽기 자료만으로도 잘 수정되지 않았다. 둘째로 비쌍극자 모형이 포함된 읽기 자료를 통해 편각에 대한 이해가 높아졌으며, 셋째로 개발된 자료는 학생들에 비해 교사들에게 더욱 효과적임을 통계적인 방식으로 확인하였으며 마지막으로 현재 사용되고 있는 교과서에서 제시되고 있는 비쌍극자 모형이 포함된 설명도 보완 수정이 필요함을 알았다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.390-399
• /
• 2005

이 연구는 현대 과학교육의 목표인 과학적 소양의 관점에서 제시하고 있는 과학의 본성에 대한 대학생들의 이해도를 '과학의 본성(Nature of Science)에 대한 학생들의 이해 발달 평가 문항'를 사용하여 전공별, 성별, 영역별로 조사하였다. 연구결과, 대학생들이 과학의 본성에 대한 이해도는 남학생, 여학생 별 집단에서는 남학생이 높은 이해도를 보였다. 과학교육, 외국어학, 사회체육학과의 집단으로 나누어 성향을 살펴보았을 때, 과학의 본성에 대해 가장 이해도가 높은 집단은 과학교육 학생들이었으며, 이해도가 가장 낮은 집단은 사회체육학과로 나타났다. 과학교육, 외국어학과 학생들은 과학만능에 대한 기대치가 사회체육학과 학생에 비하여 높게 나타났다. 학생들은 과학적 공헌에 관한 부분에 대한 개념은 타 문항에 비해 상대적으로 낮은 이해도를 보이는 경향이 있었으나, 과학적 윤리에 관한 부분에 대한 개념은 높은 이해도를 보이고 있었다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.345-355
• /
• 2013

가상 야외 답사(VFT)는 전통적인 야외 답사의 매력적인 대안으로 간주되지만, 지구과학 교육과정에서 어떻게 가장 효과적으로 활용될 수 있는지는 아직 명확하지 않다. 이 연구에서는 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 고등학교 학생들의 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해에 미치는 영향을 알아보았다. 플래시 파노라마 기반 VFT 활용의 효과를 알아보기 위해 수업 처치 사전 및 사후에 공간 시각화 능력 및 화산 개념 검사를 실시하였으며, 수업 처치 결과를 분석하기 위해 공변량 분석과 선형 회귀 분석을 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 실험집단의 공간 시각화 능력 향상 정도가 통제 집단에 비해 통계적으로 유의미하게 더 높게 나타났다. 특히, 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작 능력 향상이 가장 큰 것으로 나타났다. 둘째, 대부분의 범주에서 실험 집단의 화산 개념 이해 향상 정도가 통제 집단에 비해 더 높게 나타났으나, 1개 범주를 제외하고 통계적으로 유의미한 차이는 아니었다. 셋째, VFT 활용 후 실험 집단이 통제 집단에 비해 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계가 현저하게 증가하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.77-85
• /
• 2017

본 연구의 목적은 대학생들의 시스템 개념에 대한 인식과 중요성을 탐색하여 과학 학습에 대한 시사점을 알아보는 것이다. 이를 위해 6명의 사범대학 학생들을 대상으로 심층 면담을 실시하였다. 면담에서 사용된 질문은 시스템에 대한 인식, 과학에서의 시스템 적용, 과학 학습에서의 시스템의 중요성으로 구성하였다. 분석은 면담 과정에서 사용한 주요 메모를 정리한 노트와 면담 과정을 녹음 후 전사한 자료를 토대로 진행되었다. 분석 결과, 첫째, 학생들은 시스템을 객체들의 집합, 공간, 경계 등으로 인식했으며, 선행연구와 다르게 면담 과정에서 구체적이며 다양한 설명을 확인할 수 있었다. 둘째, 학생들은 문제 인식과 계획 단계 등의 문제 해결 단계에서 시스템 개념이 관련된다고 설명했다. 이는 시스템을 선택할 때 요인을 추가하거나 제거하는 과정이 문제 해결 단계와 동일하다고 이해하고 있었기 때문이다. 셋째, 학생들은 자연 현상의 해석과 관련하여 시스템의 선택이 중요하다고 생각했다. 시스템은 관찰자의 목적에 따라 선택되고 주위와 구분된다. 넷째, 학생들은 다른 과학 개념 및 상호작용의 이해, 학생의 인지 발달 등과 같이 학습과 관련되어 시스템 개념이 유용하다고 설명했다. 본 연구결과에 따른 과학 교수-학습에서의 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.295-302
• /
• 2016

이 연구에서는 구인 모델링 방식을 적용하여 초등학교 5학년~중학교 3학년 학생들의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 조사하였다. 이를 위해 현행 교육과정과 선행연구를 분석하여 용해와 용액 개념 이해의 가설적 발달 경로인 초기 구인 구성도를 설정하였고, 이를 바탕으로 순위정렬 선다형 평가 문항으로 구성된 검사지를 제작하였다. 826명의 학생들을 대상으로 검사를 실시하였으며, 다분 문항반응이론의 모형 중 부분 점수 모형을 활용하여 분석한 결과를 바탕으로 구인 구성도를 수정하였다. 연구 결과, 현행 교육과정에서 학년에 따른 용해와 용액 개념의 제시 순서는 대체로 학생들의 학습발달과정에 부합하는 것으로 나타났다. 그러나 하위 정착점과 용액에서 입자의 균일 분포 개념, 용해도에 영향을 미치는 요인에 대한 이해는 구인 구성도를 통해 이론적으로 예상한 수준과 달랐다. 수정된 구인 구성도에 따라 초 중등학생의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 도출하였다. 하위정착점인 수준 1은 용해와 용액을 입자 관점에서 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 수준 2는 용액에서 입자의 균일 분포 개념을 이해하는 수준으로, 수준 3은 용해도와 입자의 보존 개념을 이해하는 수준으로 설정되었다. 또한, 수준 4는 입자간 인력을 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 상위정착점인 수준 5는 입자간 인력과 용해도에 영향을 미치는 요인을 이해하는 수준으로 설정되었다.