• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.24-31
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• 2008

본 연구는 고등학교 지구과학 I 에서 다루고 있는 지구의 구성 단원 중에서 물의 순환을 이해하는데 적용하는 개념들을 분석하고자 하였다. 학생들은 물 순환의 과정과 구성요소들을 하나의 체계로 통합하는 지구 시스템 관점에서 인식하기 어려워하며 단선적 사고로 물의 순환을 이해하고 있었다. 물의 순환 과정에서 기권과 수권의 작용에 대한 인식은 높으나 암권과 생물권에서의 영향에 대한 인식이 매우 부족한 것으로 나타났으며, 물 순환의 순환적인 본질에 대한 이해가 부족하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.539-552
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• 2017

이 연구에서는 국내에서 진행되어 온 모델 및 모델링 관련 연구의 동향을 살펴보기 위한 것이다. 이를 위해 1989년부터 2016년 까지 국내 학술지에 발표된 과학교육 분야의 모델과 모델링 관련 연구 문헌들을 85편을 추출하였다. 이를 연구 대상, 연구 분야 및 연구 설계, 연구 방법 및 자료 수집, 메타모델링 지식 측면에서 분석하였다. 연구대상 분석에서 중 고등학생을 대상으로 한 연구에 비해 대학생을 대상으로 한 연구가 적었으며, 학생 전체와 비교하여 교사를 대상으로 한 연구는 적었다. 이로부터 교사에 대한 연구가 필요하다고 제안할 수 있다. 연구 분야의 경향을 분석한 결과, 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 및 과학 분야별 연구 중에서 절반이상이 지구과학과 화학에서 이루어졌다. 과학교육에서 학생들이 모델과 모델링을 쉽게 인식하고 여러 교과에서 사용할 수 있는 능력을 키울 수 있도록 특정 교과의 분야가 아니라 다양한 분야에서 연구가 진행되어야 할 것이다. 연구설계 경향을 분석한 결과는 질적 연구가 많았으며, 그 다음으로 혼합연구, 양적 연구 순으로 나타났다. 연구 방법을 분석한 결과, 선행연구 등에서 이미 개발된 모델 및 모델링 관련 프로그램이나 전략을 적용하여 그 효과를 분석한 논문이 가장 높았다. 과학교육에서 성공적인 모델링 실습을 위해서는 특정한 과학 현상이나 개념에 대한 모델과 모델링을 적용한 수업전략을 개발하고 이를 실제 수업에 적용하여 효과를 알아보는 연구가 이루어져야 한다고 본다. 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 모델의 목적에 대해서 분석한 연구가 가장 많았고, 그 다음으로는 모델링 과정을 다룬 연구, 모델의 다양성을 다룬 연구, 모델의 본성을 다룬 연구 순이었다. 학생과 교사 모두의 모델 및 모델링에 대한 이해의 향상을 위해서는 메타모델링 지식과 그 구성요소인 모델의 본성, 모델의 다양성, 모델의 목적, 모델링 과정, 모델의 평가 및 수정에 대한 이해가 수반되어야 한다. 따라서 과학수업에서 학생들의 모델 및 모델링에 대한 이해 및 수업 전략으로써의 활용 측면연구와 과학교사의 모델 및 모델링에 대한 이해를 돕기 위한 방법, 교수학습 프로그램의 개발 및 적용에 대한 연구들이 실질적으로 다양하게 이루어져야 한다고 본다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.827-832
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• 2024

복잡성과 불확실성, 예측 불가능성을 주요 특징으로 나타내는 현대사회의 과학기술 위험 이슈에 대응하기 위해서는 과학에 주안점을 두고 단기간에 해결책을 찾으려고 노력하기보다는 구성원 간 사회적 성찰과 정치적 합의에 기반한 과학커뮤니케이션이 활성화되어야 한다. 이 연구의 목적은 사회 패러다임 변화에 따라 과학커뮤니케이션의 개념과 흐름이 어떻게 변화해 왔는지, 과학커뮤니케이션 활성화를 위해서는 무엇이 필요한지 구체적으로 탐색함으로써 위험사회에 부합한 과학커뮤니케이션을 고찰하고 시사점과 함의를 제시하려는 데 있다. 과학지식과 과학에 대한 이해가 공중의 참여와 접목될 때, 그리고 과학만의 권위와 권력에서 벗어나 위험사회의 문제를 해결하기 위한 경험적 지식이 보강될 때, 실질적인 전문성과 효율성을 발휘할 수 있는 과학커뮤니케이션이 구현될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.592-608
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• 2007

이 연구에서는 힘 개념에 대한 중학생의 개념생태 요소를 탐색하고 개념변화의 사례를 살펴보는 데 그 목적이 있었다. 연구는 질적 방법을 사용하였으며, 수업관찰과 면담으로 수행되었다. 연구 참여자는 중학생 11명으로 여학생 7명과 남학생 4명이었다. 면담은 힘단원의 수업 시작 전 사전 검사와 2차레 개별 심층 면담으로 이루어졌다. 수집된 자료는 모두 전사되고 해석적으로 분석되었다. 연구 결과는 두 부분으로 기술되었다. 첫째, 연구 참여 학생들의 힘 개념을 구성하는 개념생태는 크게 인식론적 확신근거(일방향 및 상호작용적 설명 일관성), 비유(속성, 작용), 형이상학적 신념(인간중심의 존재론, 물활론, 인과적 추론, 혼합형), 과거 경험의 네 범주로 분류할 수 있었다. 둘째, 학생들의 개념변화의 대표적인 유형으로, 개념의 안정 상태와 개념변화로의 과도기 상태를 보여주는 사례를 제시하였고, 개념생태의 특정을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 중학생의 힘 개념의 위치와 변화 가능성에 대하여 개념생태를 통하여 구조적이고 상호 연관적 이해를 추구한다는 점에서 기존 연구 결과를 통합적 관점에서 볼 수 있도록 해 준다. 뿐만 아니라 개념생태의 진화적 관점으로 개념 변화를 추구해야 할 것으로 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.890-902
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• 2012

본 연구의 목적은 과학 교과서에 나타난 과학-예술통합 활동의 현황을 파악하고, 예술적 요소를 탐색하는 것이다. 이를 위해 2007 개정 교육과정 초등학교 과학 교과서에 나타난 과학-예술통합 활동을 선정하고, 이를 예술 활동의 형태, 기능, 역할에 따라 분석하였다. 또한 Baron과 Eisner(1997)의 디자인 요소를 바탕으로 예술적 요소 분석틀을 개발하여 과학-예술통합 활동에 포함된 예술적 요소를 분석하였다. 연구결과, 교과서에 제시된 과학-예술통합 활동에 사용된 예술 형태로는 미술이 가장 많았고, 두 가지 형태를 가진 혼합형, 언어 등이 많이 나타났다. 예술 활동의 기능 측면에서는 학생들에게 직접적으로 예술 활동을 요구하는 직접적 기능이 많은 것을 알 수 있었다. 또한 예술 활동의 역할에 관련해서는 응용 및 적용이 가장 높게 나타났으며, 동기 유발과 개념 이해가 같은 비율로 나타났다. 예술적 요소 분석 결과에서는 공감의 증진 요소가 가장 많이 나타나고 있음을 알 수 있었다. 분석 결과를 바탕으로 미술 형태 위주의 과학-예술통합 활동뿐 아니라 음악, 무용 등 다양한 예술형태를 사용하는 것이 필요하다고 여겨지며, 예술 활동의 역할측면에서도 동기 유발, 개념 이해도 강조해야 할 것이다. 또한 다양한 예술적 요소를 고려한 과학-예술통합 활동의 개발이 이루어질 필요가 있다.

• 영재교육연구
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• 제21권1호
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• pp.39-56
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• 2011

본 연구는 무지개를 활용한 과학영재활동에서 과학영재들이 나타내는 특징을 분석하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 지방 소재 대학교 부설 과학영재교육원 소속 중학생 23명을 연구대상으로 설정하였다. 분석 결과, 첫째, 과학영재의 다양한 광학 관련 개념과 사고 유형이 나타났다. 과학영재들은 무지개 모양 그대로 빛이 그 곳에 존재할 것이라고 생각하기도 하며, 물방울에서 빛의 분산이 프리즘에서처럼 단순한 과정일 것이라고도 생각하였다. 둘째, 과학영재들은 이 활동을 통해 다양한 이론을 구성하고 다양한 과학적 상상 유형을 표현하였다. 과학영재들은 자신의 이해를 바탕으로 무지개의 모양과 색에 대한 다양한 이론을 구성해 제시했다. 새로운 무지개를 제시하는 과제에서도 기존 무지개의 모양이나 색 등이 가지는 원래 현상의 특징을 변화시키거나 생성 조건을 변화시키는 두 가지 전략을 사용해 다양한 무지개를 제안하였다. 덧붙여 무지개를 활용한 통합적 과학활동과 후속과제에 대하여 논의하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.189-209
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• 2009

수학의 이론적 특성인 추상성은 학생들이 수학적 개념을 파악하는데 많은 어려움을 느끼게 하고 있다. 본 연구는 현실적 수학교육이론에 바탕을 둔 공학적 도구의 활용을 통한 수학적 모델링 학습이 수학적 개념을 파악하는데 유용한 수단이 되는가를 알아 보고자 한다. 이를 위해 중학교 1학년 함수 단원 중 함수의 뜻에 대하여 영재학생들을 대상으로 수학적 모델링 학습을 설계하고 실험 수업을 실시하였으며 사전 사후 수학적 태도 검사와 수학적 모델링의 유용성에 관한 설문조사 및 학습자 관찰기록을 실시하였다. 그 결과 학생들의 수학적 태도에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났으며 과학적 현상에 대한 지식이 수학의 개념을 이해하고 문제를 해결하는데 유용하다는 유의미한 인식의 변화가 있는 것으로 나타났다. 학생의 흥미를 자극하고 학습동기를 촉진하며 수학적 개념을 효과적이고 올바르게 형성하는데 유용하게 쓰여 질 수 있는 다양한 과학적 현상들에 대한 연구와 개발이 이뤄진다면 학생들의 개념학습에 좋은 효과가 있을 것으로 기대한다.

• 환경생물
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• 제32권4호
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• pp.413-425
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• 2014

이 글에서는 생물학적 다양성 개념의 역사적 변화를 이해할 한 가지 방안으로 인간 집단의 다양성에 대한 유전학적 연구의 역사를 탐구한 과학기술학 (STS) 연구들을 검토한다. 이를 통해, 지난 백여 년 동안 생물학 연구 방법론의 변화에 따라 인간 집단의 생물학적 다양성을 지시하는 개념의 전환이 이루어져 온 과정을 확인한다. 동시에 이 같은 연구방법과 개념의 극적인 전환에도 불구하고 최근의 인간 유전다양성 과학 역시 연구를 설계하고, 기술하며, 연구 결과를 해석하는 가운데 과거 연구들의 문제적인 가정들을 담지 하는 방향으로 미끄러질 수 있음을 지적한다. 이를 바탕으로 이 글은 생물다양성 연구자들이 개념과 연구 방법론 사이의 긴밀한 연관과 우리 시대의 종 분류 작업이 가져올 수 있는 문제들에 대해 성찰할 기회를 제공할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.805-812
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• 2006

본 연구에서는 끓는점 오름에 대한 고등학교 화학 교과서의 기술 양식과 고등학생, 예비교사, 고등학교 화학교사의 이해에 대하여 조사하였다. 6차와 7차 교육과정에 근거하여 개발된 고등학교 화학 II 교과서를 분석하였고 고등학생과 예비교사, 화학교사의 개념은 설문지를 통해 얻었다. 끓는점 오름의 원인에 대한 교과서의 설명 유형은 '표면의 용매 입자수의 감소', '용매-용질간의 인력', 그리고 '표면 입자수의 감소와 용매-용질간의 인력'등의 세 가지 유형으로 분석되었다. 개념조사 결과 '용매-용질간의 인력'을 끓는점 오름의 원인으로 인식하는 학생과 예비교사, 화학교사의 비율이 높았다. 대상자들은 끓는점 오름을 설명하기 위하여 엔트로피 개념보다 엔탈피 개념을 선호하는 경향이 있었고, 그 원인을 분석하기 위하여 사후 인터뷰를 실시하였다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.459-472
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• 2019

이 연구는 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업에서 글쓰기 대상에 따른 과학 글쓰기가 예비 화학교사들의 모델링 능력 및 모델링에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 또한 이와 함께 예비 화학교사들의 화학개념 이해에 미치는 영향도 알아보았다. 이를 위해서 사범대학 화학교육과에 재학 중인 예비 화학교사 1학년 18명을 대상으로 11개 주제의 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업을 진행하였다. 화학개념 이해는 사전과 사후의 화학개념 이해 검사 점수에 대한 효과크기를 비교하였다. 모델링 능력은 예비 화학교사들이 제시하는 모델을 설명, 표상화, 의사소통의 3가지 영역으로 구분하여 집단의 효과크기를 분석하였으며, 모델링에 대한 인식을 알아보기 위해서 설문조사를 실시하였다. 분석결과, 예비 화학교사의 화학개념 이해와 모델링 능력은 글쓰기 대상인 독자의 수준이 낮은 경우, 효과가 더 큰 것으로 나타났으며 글쓰기 대상에 따른 집단에서 모델링에 대한 인식은 차이가 없는 것으로 나타났다. 하지만 모델링 과정을 경험함에 따라 예비 화학교사들의 응답이 더 구체적으로 변해가는 것을 확인할 수 있었다.