• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.951-962
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• 2009

지구계 교육 연구와 문헌을 고찰하며 지구계 교육의 소재로서 순환에 초점을 맞추어 선행 연구들을 정리하였다. 개정 교육과정의 10학년 과학 교과에 포함된 지구계 단원과 연관하여 지구계의 의미와 지구계 과학의 기초 개념에 대해 설명하였다. 지구계 교육의 기원에 대해 미국을 중심으로 하여 적용 과정을 살펴보고, 교육 목표와 개념 및 이해 내용을 소개하였다. 우리나라 교육과정에 반영된 지구계 교육 내용을 검토하고, 지구과학I 교과서에서 순환에 대한 내용을 비교분석 하였다. 지구계 교육이 국민공통기본 교육 내용으로 굳건하게 정착되기 위해서 교육자들의 지구계에 대한 이해와 지구계 교육의 필요성에 대한 인식이 요구된다고 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.668-674
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• 2004

본 연구에서는 PISA 검사결과를 토대로 온실효과에 대하여 우리나라의 만 15세 학생들이 지니고 있는 전형적인 학생개념의 유형을 분석하였다. 온실효과에 대한 기존 선행연구에서 밝혀진 학생들의 대안적인 개념에 비추어 볼 때, 현재 우리나라의 만15세 학생들의 온실효과에 대한 이해 수준을 온실효과의 자연적 요인과 인위적 요인으로 나누어 분석하고, 온실 효과를 초래한 원인에 대한 학생들의 오개념 유형을 살펴보았다. 이산화탄소 이외에 지구의 온도 상승에 기여하는 요인들 우리나라 학생들은 프레온 가스, 매연, 수증기, 메탄 등을 지적하였다. 또한 많은 학생들이 온실효과와 오존층 파괴가 인과관계를 지니고 있는 것으로 파악하고 있음을 알 수 있었다. 과학과 교수 학습에 얻을 수 있는 시사점을 도출하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제1권2호
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• pp.137-148
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• 1997

21세기를 눈앞에 두고 있는 오늘날의 사회에서는 변화에 적응할 수 있는 능력과 정보를 이해할 수 있는 능력이 더욱 필요하다. 따라서, 수학에서도 산술과 같은 기초적인 수학뿐 아니라 새로운 정보, 복잡한 정보를 이해하고 의사 소통하는 능력이 요구된다. 수학은 패턴의 과학이며 우리가 살고 있는 세상을 묘사하는 도구로서 자연 언어를 보충하는 의사소통의 한 형태이기도 하다. 그러므로 수학 수업에서는 기본 개념과 공식은 물론 의사소통 능력을 강조해야 한다(Mathematical Sciences Education Broad, 1990).(중략)

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.151-164
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• 2019

이 연구의 목적은 단계별 질문을 활용해 '계절의 변화' 단원을 재구성함으로써 학생들의 오개념 변화에 어떠한 효과가 있는지 확인해 보고자 한 것이다. 대부분의 학생들은 계절 변화의 원인을 설명하는데 자신의 경험을 바탕으로 하여 선개념을 구성하고 있었다. 그래서 개발한 수업에서는 학생들이 갖고 있는 선개념 중 오개념을 조사하고 이에 대한 지도 계획을 '개념 변화를 위한 수업 설계 요소'로 명시하여 핵심 교수 학습 내용이 되도록 단원을 재구성하였다. 연구 결과, 실험 집단의 24명 학생들을 대상으로 과학 개념 검사를 실시하여 통계적으로 유의미한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 질적 분석을 실시한 결과, 계절 변화를 설명할 때 활성화한 개념적 자원의 수와 계절 변화를 설명하는 구체성의 정도가 비교 집단에 비해 높음을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제43권1호
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• pp.110-118
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• 1999

본 연구에서는 인지적 갈등 유발을 통한 개념 변화 수업과 사회적 합의를 강조한 개념 변화 수업의 효과를 조사하였다. 서울시에 소재한 남자 중학교 1학년 학생 109명을 대상으로 상태 변화, 밀도, 용해 등에 대하여 8차시에 걸쳐 수업을 실시하였으며, 예비 검사를 통하여 학생들에게 제시할 가설들을 구성하였다. 사전 검사로 토론에 대한 인식, 과학 수업에 대한 태도, 수업 참여도에 대한 인식을 조사한 후, 학급별로 전통적 수업, 인지적 갈등 유발을 통한 개념 변화 수업, 주어진 가설에 기초한 토론 과정에서의 사회적 합의를 강조한 개념 변화 수업을 각각 실시하였다. 수업 처치 후, 학업 성취도, 개념 이해도, 토론에 대한 인식, 과학 수업에 대한 태도, 수업 참여도에 대한 인식을 조사하였다. 공변량 분석 결과, 통제 집단에 비하여 처치 집단들의 학업 성취도가 유의미하게 높았다. 개념 이해도에서는 사회적 합의를 강조한 개념 변화 수업 집단의 점수가 가장 높았으나, 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 토론에 대한 인식은 사회적 합의를 강조한 개념 변화 수업 집단이 통제 집단에 비해 유의미하게 긍정적이었으나, 과학 수업에 대한 태도와 수업 참여도에 대한 인식에서는 세 집단 사이에 유의미한 차이가 나타나지 않았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권4호
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• pp.648-657
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• 2001

본 연구에서는 학생들의 개념에 영향을 미치는 개념 생태 요소들을 알아보고, 각 요소들 및 학생들의 개념간에 어떤 관계가 있는지를 정상적으로 살펴보았다. 이를 위해 중학교 3학년 학생 6명 을 대상으로 설문지 결과 및 면담과 토론 수업 결과들을 분석하여 각 학생들의 개념 생태 특징을 기술하였다. 학생들이 보유하고 있는 생물 존재 필요성에 대한 개념은 인지적, 정의적으로 다양한 개념 생태 요소들과 밀접한 연관을 맺고 있음을 볼 수 있었으며 그 유형도 다양하게 나타났다. 특히 그러한 개념에 영향을 미치는 주요 요소로는 형이상학적 신념, 다른 영역의 개념 이해 등을 들 수 있으며, 다른 요소들도 이와 상호관련성을 가지고 있었다. 이처럼 학생들의 선개념은 관련된 개념 생태 요소들과 밀접히 연관되어 있으며 개념 및 학습자의 유형에 따라 개념 생태들이 달라지므로, 개념 변화 학습시 학습자의 특성 및 개념 생태 요소들의 영향을 고려해야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권4호
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• pp.591-606
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• 2016

이 연구는 초등 과학영재 학생들이 자연선택 개념에 대하여 과학적 개념을 형성하기 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 그 효과를 알아보고자 수행했다. 이를 위해 자연선택 핵심 개념을 과잉생산, 제한된 자원, 개체군 안정, 경쟁, 변이, 변이의 유전, 차등적 생존, 개체군 변화, 종 분화의 9가지 개념을 선정하여 각각의 개념을 형성할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 학생이 이해할 수 있는 용어로 변경한 선다형 자연선택 검사지와 개방형 검사지를 활용하여 프로그램 투입 전 후 개념 변화를 확인하였다. 개발된 프로그램은 초등 과학영재 6학년 19명 학생에게 투입하였다. 소집단 논변활동 전 후 논변 글쓰기는 설명의 충분성과 설명의 개념적인 질 범주로 구분하여 채점하였다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단과 적은 소집단의 시각적 모델 및 담화를 분석하였다. 연구 결과 선다형 자연 선택 검사지에서 19명 학생 모두 점수가 유의미하게 향상되었고 개방형 검사지에서도 자연 선택 핵심 개념은 증가하고 대안 개념은 줄어 들어 개발된 논변활동 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 자연선택 개념 향상에 효과적이었음을 알았다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 반대 담화 및 엄격한 기준이 활용되어 논변에 대한 평가 및 수정이 이루어져 논변의 질을 향상 시킨 반면 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 반대 담화 비율이 낮고 엄격한 기준 보다 비형식적 기준이 더 많이 활용되었다. 또한 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 자료 분석에 많은 담화가 이루어 졌고 소집단 시각적 모델이 소집단 구성원들에 의해 공동 구성되어 소집단 간 토론에 활용되었고 다른 소집단에 의해 평가 및 수정이 이루어졌다. 반면, 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 특정 소집단 구성원의 시각적 모델이 소집단의 시각적 모델로 선택되었고 모델을 평가하고 선택하는 과정에 대한 담화가 이루어지지 않았다. 이러한 소집단에서는 소집단 구성원들의 시각적 모델에 대한 이해가 낮았고 소집단 간 토론에 활용이 되지 못하여 평가 및 수정이 이루어지지 않았다. 이 연구를 통해 초등 과학영재 학생들이 생명 현상에 대해 자연선택 핵심 개념을 활용한 진화적 설명이 가능한 것을 확인하였으므로 초등학교 교육과정내 진화적 관점을 반영시킬 수 있는 가능성을 엿보았다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.117-130
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• 2013

본 연구는 고등학생들의 생물 학습 상황의 소집단 활동에서 나타나는 상호작용 유형을 분석하고자 하였다. 상호작용의 유형 분석은 소집단 활동을 위해 교사가 피드백을 제공하고자 하는 면담 과정을 통해 이루어졌다. 상호작용의 유형은 학생과 학생, 학생과 교사간 상호작용 수준에 따라 4가지로 분류되었는데 이는 소집단 내에서 교사와 소집단의 대표 학생 사이에서만 상호작용이 이루어지는 유형(LR, Leader Representation), 일부 학생과 교사의 상호작용이 이루어지고 있는 유형(PSI, Partial Students Interaction), 학생과 학생 사이에 상호작용이 활발히 일어나나 교사와는 대표 학생과 상호작용이 이루어지는 유형(SAI, Students Active Interaction), 구성원 모두가 활발히 상호작용을 하고 모든 학생들이 교사와도 상호작용을 하는 유형(TSAI, Teacher-students Active Interaction) 등이다. 고등학생들은 면담 과정이 거듭될수록 학생과 학생 사이에 상호작용이 활발하게 일어났으며, 학습에 대한 개념 이해가 부족한 초기 단계에서는 학생들 간에 복잡한 상호작용 양상이 나타나지만 개념의 이해가 완성되어 갈수록 점차 상호작용 유형이 간결하게 변화되어가는 특성을 보였다. 이로부터 생물 학습을 위한 소집단에서의 상호작용은 개념 이해가 부족한 학습자에게는 개념을 확인하고 이해할 수 있는 기회를 제공하며, 학습 개념을 상호 형성할 수 있는 긍정적 영향을 미칠 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.400-408
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• 1999

본 연구에서는 화학 개념 학습에 적용한 협동학습에서 소집단 구성 방법의 효과를 조사하였다. 연구에 사용된 두 가지 소집단 구성 방법은 사전 성취 수준 측면에서 상 중 하위 수준의 학습자가 모두 포함된 HML(High-Medium-Low) 방법과 상 하위 수준의 학습자로 구성된 소집단과 중위 수준의 학습자로만 구성된 소집단이 공존하는 HL/MM(High Low/Medium-Medium) 방법이다. 서울 지역의 고등학교에서 3개 학급(136명)을 선정하여 통제 집단과 처치 집단으로 무선 배치하였다. 수업 처치 전에 과학 수업에 대한 태도 검사 참여도 마찰도 경쟁도의 하위 영역으로 구성된 학습 환경에 대한 인식검사, 그리고 자아 존중감 검사를 실시하였고, 중간고사 성적을 구하였다. 각 점수는 공변인으로 사용하였다. 수업 처치 후, 사전 검사로 실시한 세 검사와 개념 이해도 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 개념 이해도에서 수업 처치와 사전 성취 수준 사이에 상호작용 효과가 있었다. 하위 수준에서 HL/MM 협동학습 집단의 개념 이해도가 다른 두 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 학습 환경에 대한 인식 중 참여도 영역에서는 소집단 구성 방법에 관계없이 협동학습 집단 학생들이 통제 집단 학생들보다 긍정적으로 인식하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권6호
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• pp.461-473
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• 2002

본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 ${\cdot}$ 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. II-1 ${\beta}$의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리 시에는 낮게 나타났다 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 의한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1 ${\beta}$의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다.지 않고 다양한 분야 즉 디자인, 생활 속에서의 벽지문양과 포장지, 예술작품 등에 활용되고 있음을 체험함으로써 수학이 실생활에 광범위하게 활용되고 있음을 알게 하였다. 역으로 생활 속에서의 테셀레이션을 통해 수학적 개념을 찾는 과정을 통해 수학이 아름다우면서도 실용적이라는 생각을 심어줄 수 있었다. 셋째, 테셀매니아, GSP, 캐브리, 거북기하 등 평소 수업에서는 활용도가 적은 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 컴퓨터 소프트웨어 자체에서 오는 호기심뿐만이 아니라 직접 조작하여 테셀레이션 작품과 개념을 익히고 새로운 작품과 학습을 해 내는 과정을 통해 자신감과 성취감 등에 있어 큰 변화가 있음을 발견할 수 있었다. 컴퓨터 기능이 미숙한 학생의 경우 처음에는 당황해 하고 어려워하는 부분도 있었으나 조작할 시간적 여유를 주고 교사와 우수한 학생들이 도우미로서 역할을 잘해내어 나중에는 큰 어려움 없이 마칠 수 있었다. 테셀레이션이라는 용어가 아직은 생소한 현장에서 교수 학습 자료가 부족하고 그에 따른 이해도 부족한