• 대한화학회지
• /
• 제54권6호
• /
• pp.809-817
• /
• 2010

이 연구는 학교과학교육과정에서 밀도에 관한 개념학습을 모두 마친 대도시지역 11학년 학생들의 고체와 액체의 밀도에 관한 개념이해의 정도를 알아보기 위한 것이었다. 이를 위하여 순물질 고체와 액체, 혼합물 상태의 고체와 액체에 관한 밀도개념이 어떻게 형성되었는지 알아보기 위한 탐구적 개념검사 도구를 개발하여 사용하였으며 120명의 인문계 고등학생들을 대상으로 이 검사도구에서 제시하는 문제 상황에 대한 시범실험을 보여주고 지필검사를 실시하였다. 학생들의 응답결과를 문항별로 분석하여 과학적 개념의 형성비율을 알아보았으며 대체적 개념과 잠재 이론의 종류와 양상을 밝혔다. 연구대상자의 절반 정도는 전형적으로 질량-부피-밀도 관계의 미분화로 인하여 밀도개념이 확립되지 않은 경우가 많았으며, 밀도를 물질의 속성으로 파악하는 경향이 있었다. 문제풀이에서 고려할 변인의 수가 증가할수록 이러한 관련 개념과 밀도개념과의 미분화경향이 증가하였으며 학생들은 더욱 많은 수의 다른 개념과 이러한 혼동된 미분화개념들을 혼합 사용함으로 인하여 개념의 미분화는 더욱 심층적으로 되고, 오인의 범위와 개념들 간의 관계에서의 복잡성도 심화되었다. 학생들은 자신의 예측과 맞지 않는 관찰 상황이 주어졌을 때 입자의 크기, 분자간 거리, 표면장력, 용매의 극성 등 문제풀이와 직접적인 관련 없는 개념들로 인지적 갈등을 해결하려는 노력을 하였으며 이에 대한 학교과학교육에의 함의에 관하여 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제43권1호
• /
• pp.170-184
• /
• 2024

교사의 과학 수업 계획 능력을 향상하기 위한 실제적 연구가 필요하다는 인식하에 이 연구에서는 오개념이 드러나는 비디오 클립을 활용한 교육적 추론 활동이 초등 예비교사의 과학 수업 계획에 미치는 영향을 조사하였다. 교육대학에 재학 중인 예비교사 8명이 자발적으로 연구에 참여하였다. 용해와 용액 단원에 대한 1차시의 수업 계획을 작성하도록 하였으며, 반구조화된 1차 면담을 하였다. 이후 예비교사들에게 비디오 클립을 제공하고 이를 활용한 교육적 추론 활동에 참여하도록 하였다. 활동 결과를 바탕으로 계획한 수업을 수정하도록 하였으며, 이후 반구조화된 2차 면담을 진행하였다. 예비교사가 작성한 수업 지도안과 면담 전사본을 주 자료로 지속적 비교 방법으로 분석하여 수업 계획의 변화양상을 알아 보았다. 연구 결과, 비디오 클립을 활용한 교육적 추론 활동 이후, 예비교사들은 학생의 사고를 구체적으로 이해하고 이를 반영하기 위해 활동을 구체화하거나 소재를 변경하였다. 또한 일부 예비교사는 학생의 다양한 사고를 고려하여 목표나 평가 기준을 보완하는 모습을 보였다. 학생의 흥미나 동기, 오개념을 종합적으로 고려하여 동기유발 전략을 구체화한 예비교사도 있었다. 그러나 여전히 많은 예비교사가 학생의 오개념에 대한 고려는 미흡한 상태로 학습 목표를 설정하였다. 또한 예비교사들은 학생의 사고보다는 정해진 학습 목표만 고려하여 평가를 구성하는 경우가 많았다. 단순한 흥미 외에 오개념까지 종합적으로 고려하여 동기유발 전략을 구성한 예비교사도 많지 않았다. 예비교사들은 오개념을 수업내용에 연결하는 데 어려움을 겪거나 오개념에 대한 예측 한계로 어려움을 겪기도 하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 초등 예비교사가 수업을 계획할 때 학생의 오개념을 효과적으로 고려할 수 있도록 하는 방안을 논의하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.169-174
• /
• 2006

현대 교육은 단순한 암기 위주가 아닌 첨단 컴퓨터를 이용한 실험 실습 위주의 직접 보고 듣고 느끼는 방향으로 진보하고 있다. 실험 실습에 의한 과학교육은 사용자의 탐구능력 향상과 과학적 태도 향상에 중요한 역할을 하게 될 것이며 기존의 암기위주나 단순한 수치에 의한 개념 학습을 탈피하여 Data collection 기술과 분석의 활용을 통해 사용자가 과학을 좀 더 이해하고 사용할 수 있도록 하는 능력을 증진하게 한다. 이를 위한 과학교육의 한 방법으로 MBL(Microcomputer Based Laboratory)은 실험자가 실험실이나 야외에서 각종 기구를 사용해 데이터를 습득할 수 있도록 도와주는 컴퓨터 기반 과학 실험 시스템으로서 미국, 영국 등 과학 교육 분야에서 추구하고 있는 세계적인 추세라고 할 수 있다. 이러한 MBL 시스템의 구성은 센서를 통해 얻어지는 자료를 컴퓨터에 전달하는 매개체인 인터페이스, 과학 실험에서 발생하는 데이터를 직접 전기적 신호로 변환하여 인터페이스에 전달하는 센서, 인터페이스에서 전달되는 전기적 신호를 컴퓨터 화면에 나타내어 주는 컴퓨터용 전용 프로그램으로 구성된다. 이러한 MBL을 과학교육에 활용한다면 학생들이 스스로 과학적으로 탐구하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양하는 데 많은 도움이 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.193-207
• /
• 2013

이 연구는 지구와 달 표면에서 물체의 운동에 대한일반 중학생들과 과학영재학생들의 개념을 조사하였다. 연구 대상은 일반 중학교 중학생 1학년 61명, 2학년 51명, 3학년 51명 총 163명과 대학부속 과학영재교육원 중등 과학영재학생 32명으로 하였다. 연구 내용은 지구와 달 표면에서 연직, 경사면, 수평면에 따른 물체의 운동에 대한 개념으로 하였다. 각각 지구와 달 표면에서 크기는 같고 질량이 다른 두 물체를 동시에 놓거나, 같은 속력으로 위쪽으로 던지거나, 수평면에서 굴렸을 때 '어느 것이 먼저 도착하는가?'를 조사하였다. 지구와 달 동시 상황에서는 같은 물체를 지구와 달 표면에서 동시에 놓거나, 던지거나, 굴렸을 때 '어느 장소에 먼저 도착하는가?'를 조사하였다. 연구결과 과학영재학생들이 일반 중학생들 보다 지구 표면에서 연직, 경사면, 수평면의 모든 조건에서 물체의 운동에 대한 개념에 유의미한 차이가 있었고, 달 표면에서 연직 위 방향에서 물체의 운동에 대한 개념에 유의미한 차이가 있었다. 지구와 달 표면 동시 상황에서는 연직 아래 방향에서 물체의 운동에 대한 개념에 유의미한 차이는 없었고, 연직 위 방향, 경사면, 수평면에서 물체의 운동에 대한 개념에 유의미한 차이가 있었다. 연구 결과를 통해서 얻은 결론은 첫째, 지구와 달 표면에서 물체의 운동에 대한 설명을 할 때 진공에 대한 의미와 중력의 크기에 대한 학습이 먼저 이루어져야 한다. 둘째, 중학생들에게 다양한 상황과 조건에서 물체의 운동을 통합적으로 이해하도록 지도해야한다. 셋째, 중학생들은 상황을'동일시'하려는 사고 경향이 있다. 마지막으로 힘과 물체의 운동은 물리 영역에서 매우 중요한 단원이며, 교사가 물체의 운동을 설명할 때 위 결과들을 유념해서 가르쳐야 한다.

• 기술혁신학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.1015-1035
• /
• 2017

이 연구는 한국에서 '기술혁신' 개념이 어떻게 변화되어 왔는지를 분석한다. 이를 위해 한국과학기술단체총연합회의 기관지인 "과학과 기술" 기사에서 등장한 '기술혁신' 키워드를 중심으로 네트워크 분석을 실시하였다. "과학과 기술"은 1968년 이후 꾸준히 발간되었기 때문에 한국 과학기술사회 전반의 동향을 파악하기 위한 사료로서 가치가 높다. 이 연구에서는 1968년 이후 "과학과 기술"에 실린 기사들 중 제목에 '기술혁신' 키워드가 포함된 모든 기사의 전문을 분석 대상으로 삼았다. 시간적으로는 1968년부터 2017년까지의 기간을 세 구간으로 나누어 '기술혁신'과 동시출현하는 키워드들의 변화를 분석하였다. 이를 통해 도출된 결과는 다음과 같다. 첫째, 기술혁신 개념은 꾸준히 국가 주도의 산업발전을 위한 요소로 이해되고 있었다. 둘째, 그럼에도 불구하고 공업, 생산에 국한되어 있던 기술혁신개념은 1980년대를 거치며 다양한 연구개발 분야 및 이해관계자들을 이어주는 키워드로 변화하였다. 이 연구의 결과는 향후 한국적 맥락을 기반으로 한 기술혁신정책의 방향성을 모색하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제27권4호
• /
• pp.385-398
• /
• 2008

본 연구의 목적은 달 위상 변화 모형이 예비 초등 교사들의 개념 변화에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 연구자는 연구 참여에 동의한 2명의 예비 초등 교사들과의 사전 면담 직후에 달 위상 변화 모형을 이용한 수업을 실시하였다. 한 달 뒤 사전면담 내용과 똑같은 내용은 '달 모양을 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달의 위상 변화 원인을 무엇이라고 생각합니까?', '달이 한 쪽 면만 보이는 이유를 그림을 그려 설명해 보세요.'로 구성되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 태양, 지구, 달을 평면이 아닌 입체적으로 생각하도록 하여 달의 모양이 지구의 그림자 때문이라는 오개념을 바꾸는데 도움을 주었다. 둘째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들로 하여금 달의 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 바르게 이해하는데 도움을 주었다. 셋째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들에게 달 위상 변화 원인에 대한 과학적 개념을 형성하게 하는데 도움을 주었다. 넷째, 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학습은 달 위상 변화 모형을 이용하여 설명하기에는 부적절한 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과를 토대로 연구자는 본 모형이 가진 한계점을 인식하고 좌표계에 대한 명확한 구분과 이해를 바탕으로 달 위상 변화 모형을 수업에 이용할 경우, 학습자의 공간지각력 향상 및 달의 위상 변화를 이해하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.303-315
• /
• 2016

본 연구는 다양한 과학기술관련 사회쟁점(SSI)에 대한 논의과정에서 기술의 본성(NOT)이 어떻게 나타나는지를 분석하여 SSI 교육 및 과학교육에서 NOT의 연계성 및 역할을 제안하는 것을 목적으로 한다. 원자력 발전소 건설 및 사고, 유전자재조합식품, 우주 개발과 같은 다양한 SSI 사례를 살펴보면 개념적으로 과학과 함께 기술이 연계되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 연구자는 선행연구에서 초기 형태의 NOT를 구성하여 유전자재조합식품에 관련된 SSI 의사결정에서 NOS보다는 일부 NOT 요소가 명시적으로 나타난다는 결과를 확인한 바 있다. 이를 기반으로 하여 본 연구에서는 과학기술과 연관된 다양한 SSI 맥락을 도입하였고, 연구자가 개발한 통합적 NOT 개념틀을 채택하여 체계적인 분석을 시도 하였다. 해당 NOT에서는 기술의 다양한 존재 양식을 보여주는 인공물(artifacts), 지식(knowledge), 실행(practice) 그리고 시스템(system)이라는 4 가지 차원을 도입하였는데, 이러한 통합적인 접근을 반영한 NOT는 학생들의 다양한 SSI추론을 포착하고 분석하기에 적절하였다. 서울 소재 대학교의 교양수업 커리큘럼으로 모둠별로 SSI를 선정하여 수업에서 전체 토의 및 토론을 이끄는 과제를 제시하였는데, 대학생 45명이 참여하여 총 7 가지 SSI 주제를 구성하여 발표 하였다. 그 과정에서 다양한 SSI 추론 자료를 수집하였고, 학생들이 어떤 NOT 인식하고 어떻게 이해하고 있는지를 분석하였다. 결과적으로 다양한 SSI 추론에서 일부 NOT 요소가 자연스럽고 명시적으로 나타났다. 특히, 인공물 및 시스템 차원에 해당하는 NOT 요소는 SSI의 맥락에 상관없이 자주 나타났고, 지식 및 실행차원의 NOT 요소는 자주 등장하지 않거나 간접적으로 드러났다. 더욱이 학생들의 NOT 이해의 깊이와 수준에서 질적 차이를 확인할 수 있었는데 이 결과는 과학교육 현장에서 학생들에게 요구하는 NOT 이해가 무엇인지를 구체적으로 제안할 수 있는 기회를 제공하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.477-485
• /
• 2015

본 연구는 특성화 고등학교 학생들을 대상으로 물리 교과서에 제시된 인포그래픽 자료들을 활용하여 시각적 사고에 기반한 인포그래픽 활용 수업을 실시하고, 그 효과를 알아보고자 하였다. 이를 위해 각 60명의 학생들을 실험집단과 통제집단으로 나누고, 실험집단에 '인포그래픽 개념형성, 인포그래픽 이해활동, 인포그래픽 구성활동'으로 구성된 25차시의 수업을 실시하였고, 통제집단에는 일반적인 강의식 수업을 진행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들이 구성한 인포그래픽의 특징은 '단순 배치'에서 '단순 재구성', '일러스트형'에서 '비교분석형'으로 표현 방식이 변화되었는데, 이는 구성 횟수 증가에 따른 학생들의 시각적 사고의 활성화에 의한 것이다. 둘째, 인포그래픽 활용 수업으로 인해 시각적 사고는 이해도, 가시도, 유용성, 소통성 영역에서 유의미하게 향상되었다. 셋째, 인포그래픽 활용 수업 후 실험집단의 성취도 평균 점수가 유의미하게 향상되었다. 넷째, 과학적 태도 검사에서는 '과학자의 평범성, 과학적 탐구의 태도, 과학적 태도의 수용' 영역에서 유의미한 향상이 있었다. 이상과 같은 연구 결과로부터, 인포그래픽 활용 수업은 학생들의 시각적 사고력 향상을 통해 과학 개념 이해, 의사소통력이 높아져 학업성취도와 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.128-136
• /
• 1999

본 연구에서는 입자수준의 애니메이션과 활동지를 이용한 CAl를 개발 적용하여 학습자의 학업 성취도, 개념 이해도, 학습동기에 미치는 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 '용해' 단원에 대하여 3차시 동안 실시되었다. 수업 처치 전에 사전 학습동기 검사를 실시하고 중간고사 화학 성적을 조사하였다. 중간고사 화학 성적은 구획 변인으로 사용하였으며, 사전 학습동기 검사 점수는 공변인으로 사용하였다. 수업 처치 후, 학업 성취도 검사, 개념 검사, 사후 학습동기 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, CAl 집단 학생의 학업 성취도 및 개념 이해도 검사 점수가 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 또한, 학습동기에서는 관련성 범주를 제외한 모든 하위 범주에서 CAl 집단 학생들의 점수가 높았다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.79-87
• /
• 2005

본 연구에서는 세 가지 유형의 문제(수리 문제, 그림 문제, 문장 문제)를 이용하여 화학 수리 문제 해결력(수리 문제)과 개념 이해도(그림 문제, 문장 문제)를 비교하고 문제 유형에 대한 친숙도와 자신의 답에 대한 자신감 및 선호하는 문제 유형을 조사하였다. 경기도에 위치한 두개의 비평준화 고등학교 3학년 학생들 중 대학수학능력시험의 선택 과목으로 화학을 선택한 학생들(N=228)을 선별하여 화학 문제 해결력 검사와 문제 유형에 대한 친숙도, 자신감, 선호도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 학생들의 수리 문제 성공률이 개념 문제(그림 문제, 문장 문제) 보다 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 또한, 학생들은 그림 문제나 문장 문제보다 수리 문제에 더 친숙하다고 응답했다. 자신감에서는 학생들이 문장 문제보다 수리 문제와 그림 문제에 대해 더 자신 있어 하는 것으로 나타났으며, 선호도에서는 그림 문제보다 수리 문제와 문장 문제를 더 선호하는 것으로 나타났다.