• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.375-383
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• 2020

이 연구에서는 증강현실을 활용한 다중 표상 학습 전략이 학생들의 개념 이해도, 학업 성취도, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 영향을 조사하였다. 남녀 공학 중학교 2학년 학생 136명을 처치 집단과 통제집단으로 무선 배치하였다. 학생들은 네 차시 동안 물질의 특성과 관련한 입자 개념을 학습하였다. 이때 처치 집단의 학생들에게는 증강현실이 제공하는 표상들 사이의 연계와 통합을 촉진할 수 있는 다중 표상 학습 전략을 개발하여 적용하였다. 이원 공변량 분석 결과, 개념 이해도, 과학 수업에 대한 즐거움 검사에 대한 처치 집단의 점수는 학생들의 사전 성취 수준과 무관하게 통제 집단보다 유의미하게 높았다. 개념 이해도 검사의 하위 개념 중 입자의 보존에 대해서는 유의미한 차이가 나타났으나, 분포 및 운동에 대해서는 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 학업 성취도 측면에서는 사전 성취 수준과 유의미한 상호작용 효과가 나타났다. 이때 하위권 학생들의 성취도는 유의미하게 향상되었으나 상위권 학생들에게는 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교수학습에서 증강현실의 효과적인 활용을 위한 교육적 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.377-388
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• 1999

본 연구에서는 중학교 2학년 '화학 변화와 원소' 단원에 대해 학생 질문을 강화한 교수-학습 모형을 개발 적용하여 그 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 중학교 2학년 4개반(통제 집단 2학급, 처치 집단 2학급) 150명을 대상으로 4주 12차시 동안 진행되었으며, 사용된 교수-학습 모형에는 학생 질문을 활성화하기 위한 활동지 작성 과정과 교수-학습 도중 생기는 의문에 대한 학생 질문 과정, 그리고 학생 질문에 대한 개인별, 전체별 송환(feedback) 과정이 포함되었다. 수업 처치 전, 과학 수업에 대한 태도 검사 과학적 태도의 수용 검사를 실시하였고 개념 이해도 검사와 학업 성취도 검사의 공변량으로 사용하기 위해 각 집단 학생들의 1학년 과학 성적을 조사하였다. 수업 처치 후 학생들의 개념 이해도, 학업 성취도 과학 수업에 대한 태도 및 과학적 태도의 수용을 개념 검사지, 학업 성취도 검사지, TOSRA (Test of Science-Related Attitudes)를 이용하여 측정하였다. 연구 결과, 학생 질문을 강화한 과학 수업 집단 학생들이 전통적 학습 집단 학생들에 비해 개념 이해도 (p<.01)와 학업 성취도(p<.05) 측면에서 유의미한 차이를 보였다. 그러나 과학 수업에 대한 태도와 과학적 태도의 수용은 처치 집단 학생들의 점수가 통제 집단 학생들의 점수보다 조금 높았지만, 두 집단 간에 유의미한 차이는 보이지 않았다. 본 연구에서는 학생 질문을 강화한 수업의 효과에 대한 교육적 합의에 대해 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제33권3호
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• pp.319-334
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• 2019

본 연구는 삼각함수와 관련된 과제를 통해 고등학교 학생들의 함수 개념 이해 정도를 Hitt(1998)의 층위 분석을 통해 살펴보았다. 우선 학생들의 함수 이해 정도를 층위 분석을 통해 단계를 구분한 후 이해 관점을 과정과 대상 관점으로 다시 분류하였다. 그 결과 고등학교 학생들의 함수 개념 이해의 정도 층위는 3단계에서 불완전성을 보였다. 그리고 함수의 이해의 관점은 그래프 해석에서 과정 관점이 주를 이루고 있으며 대수적 표상의 조작이 중요시되고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 삼각함수를 다양한 관점으로 이해할 수 있는 교수-학습 방법에 대한 연구와 함께 문제 해결과 그에 따른 표상 체계 사이의 일관성이 유지되는 함수 개념 이해 층위 5단계에 도달할 수 있는 수업모델의 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권8호
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• pp.1044-1059
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• 2010

이 연구에서는 과학 개념학습에서 비유의 사용 방식이 학생들의 비유 추론 능력에 따라 개념 이해와 대응 관계의 이해 및 파지에 미치는 영향을 조사하고, 비유 사용 방식에 따른 대응 오류의 양상을 비교하였다. 또한, 역할놀이 비유 활동에 대한 인식을 조사하였다. 중학교 1학년 152명을 두 집단에 배치하여 처치 집단에서는 '기체의 압력과 부피의 관계'에 대한 체험 중심의 역할놀이 비유 수업을, 비교 집단에서는 교사 설명 중심의 비유 수업을 진행하여 그 효과를 비교하였다. 연구 결과, 학생들의 비유 추론 능력에 관계없이 역할놀이 비유 활동을 사용한 수업이 교사 설명 중심의 비유 수업보다 학생들의 개념 이해에 효과적이었으며, 목표 개념과 비유물의 대응 관계를 오래 기억하도록 하는데 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 비유 사용 방식에 따라 학생들이 범하는 대응 오류의 양상에는 큰 차이가 없었으나, 역할놀이 비유 수업을 받은 학생들은 대응 관계 이해도 파지 검사에서 대응 오류의 빈도가 더 낮았다. 학생들은 역할놀이 비유 활동을 수행하는데 어려움이 없었고 활동에 적극적으로 참여했다고 응답하는 경우가 많았으며, 활동에 대한 흥미도가 높았다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.325-343
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• 2021

이 연구의 목적은 한국 천문 유산인 앙부일구와 고대 천문 기록을 활용한 과학 교육 프로그램을 개발하고, 시범적용을 통해 활용 가능성을 탐색하는 것이다. 앙부일구와 고대 천문 기록의 TSK 구성적 특성, 과학 교육과정과의 연계성, NOS와의 연계성을 고려하여 앙부일구는 초등학생을 위한 핸즈온 활동으로, 고대 천문 기록은 중·고등학생을 위한 과학 탐구 활동으로 개발했다. 개발된 프로그램을 초등과 고등 집단에게 시범 적용하여 활용 가능성을 확인했다. 앙부일구 활동을 통해 학생들은 절기별 태양 운동에 대한 오개념을 수정하며 개념 지식을 정교화했고, 이후 천구 좌표계 개념과의 연계 가능성을 확인했다. 학생들은 앙부일구의 과학적 가치를 인식했으며, 과학·기술·사회 간 상호작용의 본성을 이해했다. 고대 천문 기록 활동에서 학생들은 귀납 및 연역적 탐구 방법을 경험했고, 다양한 정보와 전략을 활용했다. 활동을 통해 학생들은 TSK에 대한 과학적 이해와 태도를 발전시켰다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.50-58
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• 2007

이 연구에서는 중학교 9학년 과학 교과서의 실험 중에서 일정성분비의 법칙을 확인하는 실험을 중심으로 다양한 교과서의 실험 종류에 따라 학생들의 이해수준에 어떠한 차이가 발생하는지 알아보았다. 이 연구를 위해 많은 교과서에서 제시된 4종류의 실험을 선정하고 분석하였다. 연구 결과, 실험의 결과를 해석하기 위해서는 다양한 사전 개념들과 복잡한 추론 과정을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또한 대부분의 학생들은 실험을 통해 획득하기를 바라는 개념의 이해를 제대로 하지 못하고 단순히 감각을 통한 관찰 수준의 이해에 머물러 있는 것으로 나타났다. 이러한 문제는 실험 종류에 상관없이 공통적이었다. 이는 실험결과를 해석하기 위해 필요한 사전 개념이나 추론 능력의 수준이 학생들의 수준과 맞지 않았기 때문으로 볼 수 있다. 교과서에 제시된 실험들의 궁극적인 목적은, 학습자의 탐구 능력을 신장시키고 실험 결과를 통해 획득하고자 하는 주요한 과학 개념을 스스로 도출해 보도록 하는데 있다고 할 수 있다. 그러나 이 연구에서 분석한 실험들의 경우와 같이, 내용이 학습자의 이해 수준에 적합하지 않을 경우에는 이러한 실험의 도입은 오히려 교육적 측면에서 볼 때 긍정적인 면보다는 부정적인 면이 더 클 것이다. 따라서 일정성분비의 법칙을 학생들이 실험을 통해 스스로 획득하기 위해서는 실험 내용의 재구성이 필요하다고 본다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권4호
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• pp.461-479
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• 1997

개념도는 학습내용에서 주요 개념들을 추출하여 위계적으로 배열하고 그 관계를 나타낸 것이다. 1995년 개정된 제6차 교육과정에서 고등학교 지구과학 검인정 교과서 10종 중 5종의 내용을 분석하고 1종을 선택하여 개념도를 작성하였다. "III. 우주"단원은 지구 밖의 환경을 다루며 별과 우주에 대한 새로운 개념들이 다양하게 제시되며 천문학의 최근 연구들이 소개된다. 교과서에 있는 내용을 Novak의 방법에 의한 개념도를 작성하여 교과서에 있는 개념 중 학습자의 수준에서 개념을 획득하기 위하여 보충되어야 할 개념을 찾고 문제점을 작성하였고 이를 근거로 개선된 개념도를 작성하였다. 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 보다 효과적인 이해를 위해 필요없는 소단원명은 제외하고 내용 전개상 관련있는 개념들 간의 연관성을 살린 재배열이 필요하다. 둘째, 상위 개념과 하위 개념의 체계적인 전개가 요구된다. 셋째, 개념들의 학습이 잘 되도록 학습 개념과 관련있는 실례를 찾아 학습자의 경험과 인식에 관련을 맺도록 해야 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.687-703
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• 2011

편각은 판구조론 이해의 바탕이 되는 개념이며 실생활에서 지도와 나침반을 이용하여 자신의 위치를 결정할 때도 쓰이는 중요한 개념이다. 이에 제 7차 교육과정에서 사용되고 있는 6종의 지구과학 II 교과서에서 편각에 대한 설명이 어떻게 기술되어 있는지 확인하고 고등학생들이 오개념을 가질 수 있는 가능성을 조사하였다. 개념 검사지를 통해 실제로 나타나고 있는 고등학생들의 오개념을 확인하고 교과서와의 연관성을 알아보았다. 그 결과 고등학생들은 특히 자북극과 관련하여 오개념을 가지고 있었고 이는 교과서의 편각에 대한 설명 부족과 함께 잘못된 삽화와 밀접한 관계가 있었다. 따라서 편각에 대한 정확한 이해를 위해서는 비쌍극자 효과를 추가한 편각의 설명이 필요하고 이에 따른 삽화의 제시가 필요함을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.813-823
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• 2018

본 연구의 목적은 빛에 대한 초등학생들의 이미지 스키마를 통해 이들의 개념적 은유 유형을 분석하는 것이다. 연구 참여자는 경상남도 G시의 한 개 초등학교 6학년 학생 162명이다. 이 연구를 위해 분석틀이 고안되었으며, 그 분석틀은 이미지 스키마 분석틀과 체계적 기능 문법 분석틀이다. 학생들의 빛 개념을 묻는 질문지도 개발되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 광원에 대해 학생들은 빛에 대해 두 가지의 구조를 가지고 있음을 보였으며, 그 두 가지는 빛이 광원으로부터 나와 직선으로 공간에 퍼져나간다는 것과 빛이 광원 주위에 정지해 있다는 것이다. 둘째, 물체를 보는 과정에 대한 이해에서는, 학생들은 과학자적 개념을 포함하여 5개의 구조를 나타냈다. 셋째, 빛의 반사에 대한 이해에서는 학생들은 과학자적 개념을 포함하여 4가지의 개념 구조를 나타냈다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권8호
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• pp.779-785
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• 2008

이 연구에서는 연소 개념 학습에서 변칙 사례의 역할을 인지적 동기적 측면에서 조사했다. 중학교 2학년 학생 433명을 대상으로 선개념 검사와 변칙 사례에 대한 반응 검사, 상황 흥미 검사를 실시했다. 연소 개념 학습을 실시한 후, 사후 검사로 주의집중, 노력, 개념 이해도 검사를 실시했다. 목표 오개념을 지닌 것으로 판별된 208명의 응답을 분석한 결과, 거부와 배제 반응의 비율은 밀도에 대한 선행연구의 결과와 비교하여 상대적으로 높은 반면, 신념 변화 반응의 비율은 낮은 것으로 나타났다. 경로 분석 결과, 대안 가설 제시 후의 상황 흥미가 직접적으로 또는 주의집중과 노력을 매개로 개념 이해도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 변칙 사례에 의해 유발된 상황 흥미는 대안 가설 제시 후의 인지 갈등에 직접적으로 영향을 미치기도 했다.