• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.108-112
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• 2016

화학, 물리. 재료, 공학 등 여러 분야에서 계산의 중요성이 증가함에 따라 대학 학부수업에서 계산을 가르치는 학교들이 늘어나고 있다. 수업에서 진행되는 tutorial 의 경우, Gaussian, Spartan, Hyperchem 과 같은 상업용 프로그램을 이용하여 간단한 이론들을 시뮬레이션 하는 방식으로 진행된다. 이번 연구에서는 EDISON 프로그램을 활용하여 계산화학을 처음 접하는 학생들을 위한 tutorial 을 개발하였다. EDISON S/W 를 기반으로한 이 tutorial 이 교과서에서 배우던 개념들을 이해하는데 도움이 되며, 실제 수업시간에 사용될 수 있음을 보여주고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제24권7호
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• pp.614-624
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• 2003

본 연구의 목적은 초등학교 화산 수업에서 학생들이 유의미 학습을 통해 성취도 향상을 이룰 수 있는 수업 전략의 한 방법으로 개념도 활용의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 1개 초등학교 6학년 2개반 학생 80명의 학생들이 본 연구에 참가하였으며, 전통적인 수업방법으로 수업을 한 통제집단과 개념도를 수업에 활용한 실험집단으로 나누어 개념검사지를 통한 학생들의 화산 개념의 성취도 분석 및 개념도 수업 전략의 활동에 따른 정량적, 정성적 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 전통적인 수업을 받은 집단과 개념도를 수업에 이용한 집단 사이의 성취도 평가에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 개념도를 활용한 수업이 효과적임을 보였다. 둘째, 수업 후 중 ${\cdot}$ 하위그룹간의 개념성취 수준에 있어서 통계적인 차이를 보이지 않았으나, 상 ${\cdot}$ 하, 상 ${\cdot}$ 중위 그룹은 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 즉, 개념도 수업이 상위그룹보다는 중 ${\cdot}$ 하위 그룹에게 보다 큰 효과가 있었다. 셋째, 개념도 수업이 진행됨에 따라 관계, 위계, 연관, 예의 범주에 있어서 교재 내용의 개념을 구조화하는데 학생들이 능숙해짐을 보였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.315-325
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• 2005

학교교육에서 수학은 분명한 하나의 독립된 교과이다. 그러나 수학의 기능과 역할은 다른 교과와 결합할 때 보다 뚜렷해진다. 예를 들어, 과학문제를 해결하기 위해서 수학을 사용하였다면 수학의 가치뿐만이 아니라 수학의 과학에 대한 역할을 어느 정도 이해할 수 있을 것이다. 이와 같이 수학의 기능을 이해하려면 수학의 응용문제를 다루면서 공부하는 것이 일반적이다. 하지만 응용문제에서 수학은 하나의 보조적 역할이므로 학생들은 수학의 기능을 간과하기 쉽다. 그러므로 응용문제 또는 통합교과적인 문제에서 수학을 정확히 이해하고, 활용능력을 향상시키기 위해서는 수학적 영역을 따로 분리해서 이해시키도록 하는 편이 좋다. 본 논문에서는 이와 관련한 하나의 교수방법을 제시한다.

• 과학교육연구지
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• 제32권1호
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• pp.61-72
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• 2008

본 연구의 목적은 물의 순환에 대한 고등학생들의 시스템 사고의 정도를 알아보고, 학생들이 물의 순환에 대해 기술한 내용 중에서 지구시스템과 관련된 개념들은 어떤 것들이 있는지 알아보고자 하는 것이다. 연구 대상은 비평준화 지역인 포항시에서 성적이 중간 정도인 고등학교 3학년 학생 4명을 선정하여 물의 순환에 대한 질문지를 작성하게 하고 그 결과를 토대로 인과지도를 작성한 후 시스템 사고의 관점에서 분석하였다. 연구의 결과는 첫째, 학생들이 기술한 내용 중에 지구시스템과 관련된 개념은 모두 21개였으며, 이 중 과학적 개념 연결은 14개, 비과학적 개념 연결은 7개로 나타났다. 둘째, 학생들이 기술한 내용을 인과지도로 작성한 결과 피드백 루프가 완성된 학생은 A, C학생 2명 뿐 이었으며 그 중 C학생의 피드백 루프는 비과학적 개념 연결을 포함하고 있었다. 전체적으로 학생들이 물의 순환에 대하여 시스템 사고를 적절하게 수행하지 못하고 있거나 낮은 수준의 시스템 사고를 하고 있으며 내용에 대한 이해가 부족한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권1호
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• pp.170-180
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• 2010

지구과학의 여러 영역 중에서 특히 천문학은 시공간적 변화를 추상적으로 다루어야 하는 경우가 많다. 이런 천문 영역을 효과적으로 학습할 수 있는 방법으로 개념스케치-간결한 설명, 기호 및 용어를 사용하여 학습할 내용의 주요 특징, 원리, 절차, 관계 등을 나타낸 그림-를 활용하였다. 본 연구에서는 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 지구과학 천문 영역에서 개념스케치의 작성 및 토론을 수업에 적용하고 그 효과를 분석하기 위하여 실험 집단과 비교 집단을 선정하여 개념스케치를 활용한 소집단 토론 수업과 전통적인 수업을 각각 실시하였다. 그런 다음 면담 대상자를 선정하여 질문지 검사와 심층 면담을 실시하였다. 자료를 분석한 결과, 개념스케치를 활용한 소집단 토론수업은 상위권과 하위권 학생들의 개념 이해 정도에 효과가 있었으며, 특히 학생들의 적극적인 수업 참여를 이끌어내는 수업 방식이었다. 학생들은 자신의 생각과 의견을 동료들과 교환하는 토론 과정을 거치면서 학습 내용을 장기간 기억할 수 있는 효과를 얻을수 있었고, 무엇보다도 친숙한 느낌을 주는 그림 그리기 활동이 학생들의 수업 흥미도를 높여 주었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권3호
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• pp.305-316
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• 2020

이 연구에서는 대학생들이 인식하고 있는 외계행성에 대한 개념을 빅데이터 분석을 하기 위해 외계행성 교육 프로그램과 교육을 받기 전, 후의 개념 변화를 알아보기 위한 질문지를 개발하여 적용하였다. 이를 통한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육을 받기 전에는 외계행성을 단순히 '태양계 바깥(외계)의 행성' 정도의 맥락으로만 이해하고 있었으나, 교육을 받은 후에 중요 키워드 중심으로 '태양계 바깥 항성 주위를 공전하는 행성' 개념으로 확장되었다. 둘째, 대학생들은 매스컴에서 접했던 간접 경험을 토대로 도플러효과, 식현상, 중력렌즈를 활용한 관측한다는 정도의 간단한 답변을 하여 관측 방법에 대한 개념이 매우 부족하였다. 그러나 학생들은 외계행성 탐사와 관련된 내용을 교육 받으면서 외계행성 탐사에 대한 인식이 구체화되었다. 셋째, 대학생들은 외계행성 탐사의 중요성을 단순히 외계생명체의 발견을 넘어서서 태양계를 비롯한 행성의 생성과정과 연구 방법, 인류의 발전으로 확장시키고 있었다. 넷째, 대학생들은 외계행성과 관련된 내용을 지구과학 교육과정에서 소개한다면 과학지식 뿐만 아니라 흥미와 호기심을 일으킬 수 있으므로, 교육과정에서 외계행성에 대한 교육이 필요하다고 인식하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권6호
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• pp.467-483
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• 2014

이 연구는 예비과학교사들의 암석에 대한 이해수준에 따른 육안분류 능력을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 광물과 암석에 대한 비과학적 개념과 관련된 설문지를 개발한 후 예비 과학교사 132명에게 응답하게 하였고, 수집된 자료는 라쉬 모형을 이용하여 암석에 대한 이해수준에 따라 숙달 집단과 미숙달 집단으로 구분하였다. 이렇게 구분된 집단의 육안분류 능력을 알아보기 위해 17종(화성암 6종, 퇴적암 5종, 변성암 6종)을 제시한 후 각자의 기준에 따라 암석을 분류하도록 하였다. 분석 결과 예비 과학교사들은 주로 조직, 색깔, 입자 크기 등을 분류기준으로 사용하였다. 또한 화성암을 분류하는 것은 비교적 쉽게 해결하였지만 퇴적암과 변성암은 동일한 기준을 사용하여 분류하는데 혼동하고 있었다. 한편 암석에 대한 이해수준과 생성원인에 따른 분류능력은 유의미한 상관관계를 보였지만 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 유의미한 상관관계가 없었다. 하지만 생성원인에 따른 분류 능력과 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 높은 상관관계를 보였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권5호
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• pp.394-403
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• 2007

이 연구에서는 상호동료 질문생성 전략이 학생들의 개념 학습에 미치는 효과를 조사하였다. 남녀 공학 중학교 1학년 학생 92명을 통제 집단, 상호동료교수(RPT) 집단 및 상호동료 질문생성(RPT) 집단에 배치하고, '물질의 세 가지 상태'와 '분자의 운동' 단원을 대상으로 12차시 동안 수업을 실시하였다. 사전 과학 성취 수준에 관계없이 RPQ 집단의 개념 이해도 검사 점수가 세 집단 중에서 가장 높았고, RPT 집단은 통제 집단보다도 높았으며 이들 차이가 통계적으로 유의미하였다. 상위 학생들의 경우, RPQ 집단의 개념 응용력 점수는 다른 두 집단보다 유의미한 차이로 높았고, RPT 집단은 통제 집단보다 높았다. 하위 학생들의 경우에는 RPT 집단과 RPQ 집단의 개념 응용력 점수가 통제 집단보다 높았으나, RPT 집단과 RPQ 집단의 점수는 유의미한 차이가 없었다. 이러한 결과는 동료 간 교수 활동에 의한 상호작용이 학생들의 화학 개념 학습을 도와주며, 학생들이 직접 문제를 만드는 경우에 더욱 효과적임을 의미한다. 따라서 RPQ 전략을 중학교 과학 수업에서 학생들의 언어적 상호작용과 개념 학습을 촉진하기 위한 유용한 교수 방법의 하나로 제안한다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.60-77
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• 2008

본 연구에서는 달의 위상 변화에 대한 교과서 모델과 중 고등학생이 표현하는 모델의 비교 분석을 통해 보완 모델을 제안하고자 한다. 수도권 지역의 일반계 고등학교 1, 2학년 학생 20명과 중학교 1, 2, 3학년 학생 36명을 무선 표집하고 구두 인터뷰를 통해 달의 위상 변화 모델을 그리도록 하였다. 현행 중 고등학교 교과서의 달의 위상 변화 단원에서 직접적으로 달의 위상 변화를 설명하는 모델은 대체로 한가지로 제시되어 있는 것에 비해, 학생들의 모델은 크게 6가지 유형으로 나타났다. 학생들의 모델을 분석한 결과 낮은 학년의 학생일수록 유년적 개념과 대안적 개념이 많이 포함된 모델을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 달의 위상 변화 단원을 배운 후에도 이러한 대안적 모델을 여전히 가지고 있는 학생들이 많은 것으로 나타났다. 이것은 교과서에서 제시하고 있는 과학적 모델의 설명이 학생들의 선개념을 극복하기에 충분치 못하기 때문인 것으로 보인다. 교과서에서는 달의 위상 변화 모델이지고 있는 제한점에 대한 설명 없이 모델이 제시되어 있으며, 이런 부분이 학생들에게 대안적 개념을 유발 할 수 있는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 다양한 모델을 사용함으로써, 교과서 모델의 제한점을 보충하고 학생들의 달의 위상 변화에 대한 이해를 도울 수 있도록 보완 모델을 제안하고자 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권6호
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• pp.634-649
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• 2003

본 연구는 초등학생들의 과학적 증거와 설명에 대한 이해 진단을 목적으로 하였다. 과학적 증거의 수집, 자료의 객관성, 증거의 관련성, 자료 해석, 지식과 증거, 반복 관찰 이렇게 6개의 하위 탐구 능력이 Jeong, Songer와 Lee(2002)가 미국의 6학년 학생들의 과학적 탐구 능력을 측정하기 위해 개발한 문항을 사용하여 진단되었다. 춘천시에 소재한 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 자료를 수집한 결과, 전체적으로 약 절반에 해당하는 학생들에게서 체계적인 과학적 사고 능력이 결여되어 있음이 드러났다. 특히 학생들은 지식과 관련되는 구체적인 예나 증거를 연결하는 것을 어려워했고, 반복관찰의 개념에 대해 잘 모르고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에 참가한 학생들의 수가 적고 지역적 특성으로 인해 본 연구의 결과를 우리나라 초등학생의 전반적 과학적 탐구 능력으로 일반화하기는 어렵지만, 본 연구의 결과는 초등학생의 과학적 탐구 능력이 아직 만족할 만한 수준은 아니며, 이들의 탐구력 신장을 위해서 체계적인 노력이 필요함을 시사한다.