• 한국과학교육학회지
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• 제28권5호
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• pp.424-437
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• 2008

본 연구에서는 비유 만들기 수업에 대한 효과측면, 문제점 측면, 문제점해결 방법 측면, 교사의 역할 측면의 교사들의 의견을 수렴하고 이를 바탕으로 유전 관련 개념에 대한 비유물 창안하기, 목표물과 비유물 사이의 불일치 점 찾아내기, 새롭게 알게 된 유전 개념 발표하기 단계로 비유 만들기 수업을 실시하였고, 본 수업을 통해 유전 개념에 대한 학생들의 학업 성취도와 학습동기 검사, 면담을 통하여 학생들의 비유 만들기 수업의 효과를 알아보고자 하였다. 비유 개발 수업에 대한 교사들의 워크숍 결과, 생물 학습에서 유전과 관련된 개념은 학생들이 어려워하는 부분으로 이런 어려운 과학적 개념 이해를 위해 비유 만들기 수업은 긍정적인 효과가 있을 것으로 생각하였다. 학생들은 유전관련 개념에 대한 비유 소재를 일상생활에서 찾았으며, 학생들은 자신과 다른 친구들이 만든 비유물을 비교해보고 토론 과정을 거치면서 목표물과 비유물 사이의 불일치 점을 찾아내고, 유전 개념에 대한 올바른 과학 개념을 인식하게 되었다. 또한 비유 만들기 수업은 전통적 설명식 수업보다 학업 성취도 향상과 학습동기 유발에 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.283-294
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• 2022

초등학교 과학 교육과정에서 빛 개념은 중요하게 다루어지나 학생과 교사가 이해에 어려움을 갖는다는 보고가 많다. 내용 자체의 난이도 때문인지, 제시방법, 구성, 표현 등이 어려움을 유발하는 것인지 분석할 필요가 있다. 2015 초등 과학과 교육과정과 미국, 중국, 일본의 초등 교육과정과 교과서에서 나타난 빛 관련 주요개념, 빛 단원 내용구성, 사용한 소재와 광원, 광학기구를 비교하였다. 분석 결과, 네 나라의 교육과정에서 빛에 대한 주요개념의 포함 여부와 다루는 시점은 나라마다 차이가 있었다. 특히 우리나라 교육과정은 광원, 시각 개념을 도입하지 않은데 비해 볼록 렌즈에 의한 굴절 개념은 다룬다는 점에서 차이가 나타났다. 내용구성과 흐름에서도 나라별로 차이가 있었다. 한국 교육과정은 핵심 아이디어나 관점을 따라 내용이 구성되기보다 개념별로 분절적으로 제시되어 있고 개념 간 연계성이 불분명하였다. 주요개념을 설명하기 위한 소재와 광원, 광학기구에서도 국가별 차이점이 나타났는데, 빛의 이용이라는 주제에 대해 미국 교육과정은 목적을 제공하고 빛을 이용하여 이를 달성하는 방식, 중국과 한국은 개념이해를 심화하기 위한 소재를 사용하는 방식으로 나뉘었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 한 우리나라의 초등학교 과학 교육과정 빛 영역에 관한 시사점은 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 개념을 순차적이고 단계적으로 도입하고, 개념 간 연계성이 잘 드러나도록 구성할 필요가 있다. 둘째, 광원에 관한 내용을 주요개념으로 포함하고, 개념 설명을 위해 사용하는 광원을 다루는 개념의 종류와 수준을 고려하여 선정할 필요가 있다. 셋째, 물체를 보는 원리를 포함할 필요가 있다. 넷째, 빛과 렌즈 단원에 포함된 굴절 개념의 소재와 내용 수준을 조정할 필요가 있다. 다섯째, 빛은 초등학교 과학 교육과정에서 포함하고 있는 여러 개념과 깊은 관련성을 가지기 때문에 통합적 접근이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.266-276
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• 2007

본 연구는 암석, 지각, 판구조론 그리고 지구 내부에 대하여 학생들이 어떠한 대안 개념을 가지고 있으며 이해 수준을 보이고 있는지 분석한 것이다. 이를 위하여 설문과 드로잉 과제를 이용하였으며, 아울러 다양한 질문안을 통하여 면담을 병행하여 실시하였다. 연구는 고등학교 1학년 158명의 학생들을 대상으로 진행되었다. 결과에서 학생들은 연구 영역에 대하여 많은 대안 개념을 지니고 있는 것으로 확인되었다. 주요 대안 개념들은 암석의 정의와 생성 과정에 대한 이해, 대륙 지각과 해양 지각의 지형적 성분상의 구분, 해양 지각의 생성과 소멸과정에 대한 이해, 판과 대륙의 이동 여부와 원인, 화산 지진 활동의 발생 원인과 장소 등에 관련된 내용들에서 나타났다. 그리고 드로잉에서 분석된 대안 개념은 핵과 맨틀의 상태를 포함한 지구 내부의 물리·화학적 특성의 구분에서 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.283-296
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• 1998

본 연구는 정전기 유도(유전분극)현상에 대한 학생의 선개념을 조사하고, 선개념을 지지하는 증거와 반증하는 증거를 관찰하게 하여 학생의 반응을 조사하는 연구이다. 증거를 학생이 직접 선택하게 하였을 때, 선택 유형은 두 가지로 나타났다: 자신의 생각이 불확실하여 확인하기 위해 증거를 선택하는 경우와, 자신의 생각을 확신하면서 확증 증거로서 관찰하고자 하는 경우, 각각의 선택유형은 다시 각각 3개와 2개의 하위 유형으로 나눌 수 있었다. 학생의 관찰 결과를 보면 모든 학생이 관찰 결과를 받아들여, 자신의 생각을 반증하는 경우에 대해서도 관찰자체를 거부하는 경우는 없었다. 자신의 생각을 지지하는 증거에 대해서는 대부분의 학생이 후건 긍정식의 오류를 범하여, 계속적으로 확증증거를 요구하지는 않는 것으로 나타났다. 자신의 생각을 반증하는 증거에 대해서는 학생의 반응이 크게 두 가지로 나뉘어졌다: 반증 증거에 의해 자신의 생각을 폐기한 경우와 핵심원리를 폐기하기보다는 관련된 다른 보조 이론을 수정 보완하는 경우, 첫 번째 경우는 다시 3가지로 세분화되었는데, 공통적인 특징으로는 새로운 개념을 도입 하였다는 것이었다. 이것은 학생의 개념 변화를 이해하는 데, 포퍼보다는 라카토스식 설명이 더 적절함을 보여주는 것이었다. 두 번째 경우도 다시 3개 하위 유형으로 나뉘어졌으며, 대학생보다는 중학생의 경우에 더 많았다. 즉, 관련 보조 이론에 대한 이해가 부족한 경우에는 핵심원리(오개념)를 폐기하기 보다는 관련 보조 이론을 수정 보완하는 것으로 나타나, 개념변화에서는 관련 보조 개념에 대한 이해도 중요한 역할을 할 수 있음을 알수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.91-97
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• 2008

본 연구의 목적은 학생들이 과학 이론과 과학 법칙의 차이를 어떻게 이해하고 있는가를 알아보는 것이다. 과학 지식의 서로 다른 종류인 과학 이론과 과학 법칙에 대해서 올바르게 이해하고 있는 것은 과학의 본성을 이해하는 데 있어서 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구는 충분히 이루어지지 않고 있기 때문이다. 본 연구에서는 서울 지역의 고등학교 학생 32명을 대상으로 개방형 질문으로 구성된 설문을 실시하였다. 조사 결과, 학생들은 '과학 이론은 아직 증명되지 않은 것이며, 과학 법칙은 확실히 증명된 것이다.' 및 '과학 이론이 충분한 증거가 뒷받침되어 증명되면 법칙이 된다.'는 오개념을 가지고 있는 것으로 나타났다. 아울러 학생들이 알고 있는 과학 이론의 상당수가 지구과학 과목에 포함되고, 알고 있는 과학 법칙의 대부분이 물리, 화학 과목에 포함되어 있는 것으로 미루어, 지구과학을 덜 과학적인 학문으로 잘못 인식하고 있을 가능성도 보였다. 따라서 과학 이론과 과학 법칙에 대한 분명한 차이를 이해하는 것은 지구과학에 대한 올바른 인식에도 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권5호
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• pp.350-359
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• 2001

본 연구에서는 간학문적 통합 방식의 주제중심 통합과학 단원을 개발하고 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하였다. 관련 선행연구와 교과서 분석을 통하여 ‘상호작용’과 ‘안정성’의 두 가지 통합주제를 선정한 후 과학 네 영역을 포괄하여 주제와 관련된 주개념과 하위개념을 추출하고 해당 학습내용을 통합적으로 구성하였다. 통합주제가 상호작용인 경우 추출된 과학 각 영역별 주개념과 이와 관련되는 하위개념들이 높은 연계성을 가지도록 구성되었으나 통합주제가 안정성인 경우 주개념과 하위개념들을 서로 관련짓는데 어려움이 많았다. 즉 안정성이라는 통합주제는 상호작용이라는 통합주제보다 교과내용을 관통하는 연계성을 마련하기가 어려웠다. 개발된 주제중심 통합과학 단원을 실험집단인 중학교 3학년 2개 학급을 대상으로 운영하고, 전통적인 분과형 수업을 실시한 통제집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 주제중심 통합과학 수업과 전통적인 분과형 과학수업이 과학 성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 통합과학 수업이 분과형 과학수업에 비해 중학생들의 과학 성취도에 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났다. 둘째, 주제중심 통합과학 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, 과학수업의 즐거움 범주에서 통합과학 수업의 효과가 나타났으나 과학적 탐구에 대한 태도 범주와 과학적 태도의 적용 범주에서는 효과가 나타나지 않았다. 셋째, 주제중심 통합과학 수업에 대한 인식 조사 결과 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 범주별로는 통합과학 수업시 학생의 참여 정도와 통합과학 수업에 대한 학습자의 흥미, 동기유발이 높게 평가되었으며, 학습자들이 통합과학 학습을 하는데 아직 어려움을 겪는 것으로 밝혀졌다.층서대는 Neognathodus roundyi 대로 지정될수있다. 이 생층서대와 금천층 코노돈트는 금천층의 지질시대가 북아메리카의 일리노이 분지에 분포하는 중기 석탄기의 더모이네시안 조(Desmoinesian stage)에 대비됨을 지시한다. 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는

• 영재교육연구
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• 제23권2호
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• pp.237-256
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• 2013

이 연구의 목적은 과학 영역에 발을 들여놓은 초등과학영재에게 과학이라는 영역에 대해 진정한 재미와 흥미를 느끼고 계속 탐구해보고 싶도록 돕는 교육 프로그램을 개발 적용하는 것이다. 동료교수법은 개념이해에 중점을 두고 있기 때문에 앎의 즐거움을 통해 과학영역의 평생 학습을 이끌어갈 동기를 주기에 적합하다. 이 연구에서는 '뜨고 가라앉음'이라는 소재를 적용한 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 개발, 적용하고 초등과학영재의 개념변화 정도를 분석하였다. 프로그램 개발을 위해 학생들이 가지고 있는 선개념을 선행연구에서 분석하였고, 이러한 선개념을 바탕으로 다루고자 하는 밀도와 부력 개념의 세부적인 단계를 결정하였다. 이 단계에 따라 개념검사문항을 개발하여 배치하였고 이렇게 개발된 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 초등학교 6학년 과학영재 26명에게 적용하였다. 개념변화 정도를 분석하기 위해 사전, 사후 검사의 정답률을 비교하고 Hake gain을 구하였다. 분석 결과, 초등과학영재는 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 통해서 올바른 과학개념으로의 변화를 보였으며 높은 성취수준에 도달하였음을 확인하였다. 또한 학생들은 이 프로그램에 대해 새롭고 유익하다고 평가했으며, 프로그램을 통해 후속학습에 대한 동기가 유발되었음을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권4호
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• pp.360-375
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• 2012

이 연구의 목적은 10학년 학생들의 공간능력의 차이에 따라 판의 운동과 관련된 개념 이해가 어떻게 다른지 알아보는 데 있다. 이를 위하여 공간능력과 판의 운동 관련 개념 검사 도구를 선정 개발하였다. 공간능력 검사는 KTC에서 개발한 적성종합 검사지 20문항을 사용하였다. 또 다른 검사지는 판의 운동과 관련된 개념을 묻는 것으로 총 10문항으로 구성되었다. 검사지들은 광역시 소재 10학년 학생 118명에게 투입하여 상관관계를 분석하였고, 공간능력 검사점수를 통해 공간능력이 높은 집단과 낮은 집단으로 구분하여 두 집단 간의 판의 운동 관련 개념 이해 정도 차이를 분석하였다. 또한 공간능력 점수가 높은 학생 3명과 낮은 학생 3명을 표집하여 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 공간능력 점수와 판의 운동 개념 성취도의 상관관계를 분석한 결과, 상관계수 r=0.439 (p<.01)로 둘 사이에는 보통 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 그리고 공간능력 검사 점수에 따라 상 하 두 집단으로 구분하여 두 집단 간의 판의 운동 관련 개념 성취도에 차이가 있는지를 알아보기 위해 t-검정을 실시한 결과, 두 집단 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 공간능력 차이에 따른 판의 운동과 관련된 개념 이해를 조사하기 위해 공간능력 점수 상 하 두 집단에서 각각 3명씩 표집하여 면담을 실시하였다. 그 결과, 공간능력 점수에 관계없이 바르게 이해하고 있는 개념, 공간능력 점수에 관계없이 잘못 이해하고 있는 개념, 공간능력에 따라 이해 정도가 다른 개념으로 나누어 볼 수 있었다. 면담 학생 대부분이 해구와 해령, 맨틀의 상승과 하강 지역, 발산 수렴 경계에 대해 알고 있었다. 해구와 해령의 단면 모습에 대해서는 대부분 학생이 오개념을 가지고 있었다. 이에 반해 판의 생성과 소멸과정, 판 경계에서 일어나는 지각변동, 해저확장에 관한 내용에 대해서는 공간능력 점수가 높은 학생들은 대부분 바르게 이해하고 있었고, 공간능력이 낮은 학생들은 많은 오개념이 있음이 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권7호
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• pp.721-727
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• 2005

이 연구에서는 물질의 입자성에 대한 개념 학습에서 소집단 그림 그리기의 효과를 조사하였다. 경기도에 소재한 남녀공학 중학교 1학년 126명을 2인 1조의 소집단 그림 그리기 집단, 개별 그림 그리기 집단, 통제 집단으로 배치한 후,'물질의 세 가지 상태'와 '분자의 운동' 단원에 대하여 8차시 동안 수업을 실시하였다. 사전 검사로 자아효능감, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움 검사를 실시하였고, 사후 검사로 학업 성취도, 개념 이해도, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 소집단 그림 그리기 집단의 학업 성취도와 개념 이해도 검사 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았다. 그러나 학습 동기와 과학 수업에 대한 즐거움 검사 점수에서는 집단간에 유의미한 차이가 없었다. 모든 종속 변인에 대하여 수업 처치와 자아효능감 수준 사이의 상호작용 효과는 없었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권3호
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• pp.385-392
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• 2006

이 연구는 학생들의 질문을 촉진하는 방안으로서의 주단위 보고서가 중학교 과학 수업에 미치는 영향을 개념 이해도, 학업 성취도, 개념도, 수업 처치에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 중학교 1학년 211명을 통제 집단과 WR 집단으로 배치한 후, '물질의 세 가지 상태', '분자의 운동', '상태 변화와 에너지'에 대해 총 18차시 동안 수업을 실시하였으며, 이 기간 동안 학생들은 주단위 보고서를 총 6회 작성하였다. 연구 결과, 개념 이해도 검사에서는 WR 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 학습 전략에 따른 개념 이해도 점수를 비교한 결과, 피상적 전략을 사용하는 학생들의 경우 WR 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 심층적 전략을 사용하는 학생들의 경우에는 WR 집단의 점수가 통제집단의 점수보다 통계적으로 높은 경향성을 보였다. 학업 성취도 검사와 개념도 검사에서는 WR 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 높았고 그 차이가 통계적으로 유의미했으나, 수업 처치와 학습 전략에 따른 상호작용 효과는 유의미하지 않았다. 수업 처치에 대한 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 주단위 보고서에 대해 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다.