• 영재교육연구
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• 제18권3호
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• pp.591-612
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• 2008

본 연구에서 K 초등 과학 영재교육 자료에 제시된 수업목표를 Bloom의 신 교육목표 분류학으로 분석한 결과는 다음과 같다. 제시된 수업목표는 13개 주제에 총 217개였고 영역별로는 에너지 27개, 물질 68개, 생명 52개, 지구 70개였다. 지식차원에서는 개념적 지식에 해당하는 수업목표가 가장 많았고 절차적 지식, 메타인지 지식, 사실적 지식 순으로 나타났다. 인지과정 차원에서는 '이해하다'에 해당하는 수업목표가 가장 많았으며 '적용하다', '창안하다', '분석하다'와 '평가하다' 순이었고 '기억하다'는 매우 적었다. 수업목표를 에너지, 물질, 생명, 지구의 네 영역으로 나누어 분류한 결과 지식 차원에서는 에너지, 물질, 지구 분야의 경우 개념적 지식이 가장 높은 비율을 차지했고 절차적 지식, 메타인지 지식, 사실적 지식 순으로 나타났다. 반면, 생명 분야는 절차적 지식이 가장 높은 비율을 차지했고 다음으로 메타인지 지식, 개념적 지식, 사실적 지식 순으로 나타났다. 인지과정 차원에서는 네 영역 모두 '이해하다'에 해당하는 수업목표가 가장 많았는데 그 비율은 지구 영역에서 가장 높았으며 물질, 에너지, 생명 순으로 나타났다. '기억하다' 범주에 해당하는 수업목표는 네 영역 모두에서 낮게 나타났다. 따라서 K 초등 과학 영재교육 자료의 수업목표는 복잡한 지적 조작을 요구하는 상위 수준의 사고 기능을 기르는 데 목표를 두고 있음을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권3호
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• pp.221-235
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• 2021

본 연구는 초등학교 5~6 학년 학생을 대상으로 과학 학습 상황에서 과학상태호기심(Science State Curiosity; SSC) 및 과학상태불안(Science State Anxeity; SSA) 수준에 따른 학습효과를 구명하는데 목적이 있다. 이를 위해 과학 학습을 과학 문제 대면(I), 결과 확인(II), 과학 개념 학습(III)의 세 가지 상황으로 구분하여 각 학습 상황에서 SSC 및 SSA를 측정하여 분석하였다. SSC 및 SSA가 학습효과에 미치는 순 영향을 파악하기 위해 학습효과에 영향을 줄 것으로 예상되는 과학호기심, 인지욕구, 과학자아개념, 과학불안, 흥미를 통제하였다. 과학 문제 대면 상황에서의 SSC 및 SSA를 'SSCI' 및 'SSAI'으로, 결과 확인 상황에서의 SSC 및 SSA를 'SSCII' 및 'SSAII'로, 과학 개념 학습 상황에서의 SSC 및 SSA를 'SSCIII' 및 'SSAIII'로 정의하였다. 그리고 학습효과를 직후학습효과와 지연학습효과로 구분하여 사전검사 점수에 비하여 직후검사 또는 지연검사 점수가 향상된 정도를 산출하여 분석하였다. 분석결과, 직후학습효과는 SSCI·SSCII가 높을수록, SSAI·SSAII·SSAIII가 낮을수록 높았으며, 지연학습효과는 SSCI·SSCII가 높을수록, SSAIII가 낮을수록 높았다. SSC가 SSA보다 학습효과에 미치는 영향이 컸으며, 직후학습효과에는 SSCII가, 지연학습효과에는 SSCI이 가장 많은 영향을 미쳤다. 또한 SSCIII가 높을수록 추가적인 자발적 학습을 하는 경향이 나타났다. 본 연구의 결과는 과학 학습에서 학생의 정서적 상태에 대한 이해의 폭을 넓히고, 상태호기심 및 상태불안 연구에 대한 이론적 토대를 마련할 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.673-689
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• 2022

계절 변화를 이해하기 위해서는 3차원 공간 속에서 천체들의 관계를 이해하는 것이 필요하며 이를 위해 학생들이 직접 3차원 모델을 구성하여 사용하고, 평가 및 수정하는 모델링 활동이 중요하다. 이 연구에서는 초등학생이 지구본과 전구를 사용하여 계절 변화 원인으로서 지구의 운동을 3차원 공간에서 모델링하는 과정을 분석하였다. 초등학교 6학년 17명이 참여하였으며 모델링 수업은 계절 변화와 관련된 현상과 개념을 탐색한 뒤 현상의 원인이 되는 지구의 운동을 지구본과 전구를 사용하여 학생들이 직접 모델을 구성하고 이를 활용하여 계절 변화를 설명하는 과정으로 진행되었다. 학생들의 모델링 과정을 녹화한 비디오 자료, 학생들의 활동지, 사후 면담 전사본을 연구 자료로 사용하였고, 삼각 검증을 통해 자료의 신빙성을 확보하였다. 모델링 수준 분석 틀은 선행 연구를 기초로 구성하였으며 모델에 대한 이해와 모델링 실행뿐만 아니라 지구의 운동 관련 개념을 고려하여 구성하였다. 최종 확정된 분석틀에서는 3차원 모델링 수준을 1수준부터 3수준까지 구분하였고 각 수준에서 나타날 수 있는 학생의 수행을 구체화하였다. 연구 결과, 계절 변화를 설명하기 위한 초등학생의 지구본 활용 모델링 수준은 크게 두 가지로 나타났다. 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 지구의 공전을 고려하였으나 경험적 증거를 활용하지 못하는 수준(2수준)과 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 공전을 고려하고 경험적 증거를 활용하는 수준(3수준)으로 나타났다. 그러나 학생들이 경험적 증거를 활용하여 모델링을 하는 경우도 과학적 모델 구성으로 이어지지 못하였는데, 이 연구에서는 그 원인을 모델링 시 사용하는 도구의 특징과 관련지어 탐색하였다.

• 대한화학회지
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• 제48권1호
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• pp.77-84
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• 2004

이 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 물질과 관련된 개념 이해에 대한 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시하는데 목적이 있다. 연구를 위하여 과학 교과서 중 관련 단원 내용을 분석하여, 공-막대(ball-and-stick) 모형을 개발하고 이를 이용한 수업의 효과를 분석하였다. 연구 대상은 서울 지역 여자 중학교 2학년 130명이며, 전통적인 강의식 수업과 공-막대 모형을 이용한 수업의 효과를 중학생들의 인지 수준에 따라 살펴보았다. 수업 전에는 학습자의 특성을 알아보기 위해 논리적 사고력 검사를 실시하였고, 수업 후에는 개념 검사, 과학에 관련된 태도 검사 등을 실시하였다. 그리고 10개월 후에 파지 효과를 알아보기 위해 개념 검사를 다시 한번 더 실시하였다. 연구 결과에 의하면 공-막대 모형을 이용한 수업을 실시한 실험 집단이 과학 개념의 이해도와 파지 효과에서 유의미하게 높은 효과가 있었으며, 또한 과학에 대한 태도와 과학 교과에 대한 태도에서 모두 긍정적인 효과가 있었다. 그리고 인지 수준별로는 구체적 조작기의 학습자에게서 파지 효과가 높았다. 이러한 연구 결과로 볼 때, 구체적 조작기와 과도기가 많은 중학생들에게는 모형을 이용하여 직접 조립하고 구체적으로 물질의 형태를 만들어 보도록 하는 것이 학습 흥미도를 높여 주며, 물질이라는 거시 세계와 원자라는 미시 세계를 연결시켜 주어 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는데 효과적인 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.359-374
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• 2020

본 연구는 조사연구와 자기연구의 복합 형태로 구성되었다. 조사연구로서 초등 교사의 융합 수업 및 융합 지식에 대한 인식론적 신념을 조사하였다. 그 결과를 대표하는 사례로서 교사이자 연구자인 "나"를 연구 참여자로 하여 융합 수업을 실행하는 교사로서 나의 융합 수업과 융합 지식에 대한 인식론적 신념을 살펴보고, 속력을 주제로 수학-과학-체육의 가족 유사성에 근거한 융합 과학수업 프로그램을 지도한 양상을 자기연구로 실행하였다. 초등 교사들의 융합 수업과 융합 지식에 대한 인식론적 신념에 대한 개방형 검사 문항을 초등 교사 28명에게 서면 질의 방법으로 조사하였다. 연구에 참여했던 초등 교사들은 융합 수업을 교과 활용적 접근 또는 다학문적 접근의 융합으로 생각하였다. 융합 지식을 개별 교과의 집합체로 인식하고 있었으며, 융합된 지식은 학생 스스로 문제를 해결하는 과정에서 습득할 수 있다는 인식론적 신념을 가지고 있었다. 교사이자 연구자인 나 역시 비슷한 신념을 지니고 있었다. 자기연구를 수행하는 동안 나는 가족유사성의 범주별 분석 결과와 그것에 근거한 융합 지식 체계를 반영하기 위해 노력하였으나, 간학문적 접근의 융합 활동을 구현하는데 어려움이 있었다. 수학의 단위, 비와 비율의 개념은 과학의 속력 개념과 연계되어 있어서 두 교과의 개념을 융합적으로 이해하는데 효과가 있었으며, 체육 활동은 수학과 과학 개념을 융합적으로 학습하기 위한 맥락을 제공하여 간학문적 접근의 융합 수업을 촉진시킬 수 있었다. 가족유사성에 근거한 간학문적 융합 지식 체계와 교사인 나의 인식론적 신념 간의 간극과 해결 양상에 대한 논의가 제시되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.677-689
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• 2015

이 연구의 목적은 우리나라를 포함한 6개국(대만, 영국, 핀란드, 미국, 캐나다, 한국)의 과학과 교육과정에 대한 연계성에 초점을 둔 비교분석을 통해서 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 강화할 수 있는 방안과 그 시사점을 도출하는데 있다. 국가교육과정정보센터(NCIC)에서 수집한 각 나라의 교육과정 원문과 국문 번역본을 분석 대상으로 하였고, 교육과정 구성의 특징과 종적 횡적 연계성 요소를 기초로 한 과학과 내의 '달'과 '암석의 순환'에 대한 내용을 비교 분석하였다. 그 결과, 국제적으로 교육과정의 학년 간 그리고 교과 간 연계의 강화를 위해 빅 아이디어(Big Ideas)나 교차 개념(Crosscutting Concepts) 등과 같은 연결 고리의 역할을 하는 개념을 활용하고 있음을 알 수 있었고, 그 중에서도 시스템의 관점을 중요하게 다루고 있었다. 내용에 대해서는 비교 국가들 중 우리나라는 '달'과 '암석의 순환'에 대해 가장 높은 빈도로 다루고 있었으나, 달의 내용 중 일부를 초 중 고등학교에서 비슷한 수준으로 동일하게 다루고 있는 단순 반복 현상을 확인할 수 있었다. 반면, 암석의 순환에 대해서는 다른 나라들에 비해 다양한 관점과 수준에서 다루어 비교적 짜임새 있는 조직 구성을 보였다. 결론적으로, 우리나라 교육과정에도 교육과정의 연계성 강화를 위해 이러한 연결 고리 역할을 할 수 있는 적합한 도구가 요구되며, 그 방안으로 시스템적 접근을 활용할 수 있을 것이다. 더욱이 교육과정의 효과적인 적용을 위해 학년 수준에 따른 학습자의 학습 발달 과정에 대한 충분한 이해를 바탕으로 교육과정을 구성하는 것이 무엇보다 중요할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제34권1호
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• pp.72-83
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• 2010

이 연구의 목적은 7학년 과학 교과서의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형을 분석하고, 화살표의 의미에 대한 중학생들의 개념을 알아보는 데 있다. 중학교 과학교과서 9종의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형을 분류하고, 이를 바탕으로 검사도구를 개발하였다. 7학년 학생의 과학 성적에 따라 상, 중, 하 각 2명씩을 대상으로 하여 화살표의 개념을 어떻게 인식하고 있는지 면담법으로 조사하였다. 중학교 과학교과서의 빛 단원에 사용된 화살표의 유형은 물체에서 나온 빛이 눈에 도달하는 과정에 따라 4가지로 나눌 수 있었다. 화살표의 점선과 실선에 대한 개념 이해는 과학성적에 따라 서로 다르게 나타나는 경향을 보였다. 빛이 평면 거울면에 반사하거나 공기와 물의 경계면에서 굴절하여 우리 눈에 들어오는 빛의 경로를 표현할 때, 물체에서 나온 화살표의 실선과 물체가 위치하고 있다고 인식하는 화살표의 점선의 의미를 명확히 제시하여 가르치는 것이 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권3호
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• pp.343-365
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• 2021

본 연구는 초등학교 5~6학년을 대상으로 과학 문제 대면 상황에서 학습자 변인이 상태호기심 및 상태불안 유발에 미치는 영향을 밝히는 데 목적이 있다. 상태호기심 및 상태불안 유발에 영향을 줄 것으로 예상되는 학습자 변인으로 과학호기심, 흥미, 인지욕구, 과학자아개념, 과학불안, 사전지식, 학생이 인식한 과제난이도를 선정하였다. 분석 결과, 과학 문제 대면 상황에서 유발되는 상태호기심에 유의한 영향을 미치는 변인은 흥미, 인지욕구, 과학호기심, 사전지식 순으로 나타났으며, 이들 변인은 모두 정적인 영향을 미쳤다. 또한 과학 문제 대면 상황에서 유발되는 상태불안에 유의한 영향을 미치는 변인은 과학 불안, 학생이 인식한 과제난이도, 인지욕구, 과학자아개념, 사전지식 순으로 나타났다. 이중 사전지식만 상태불안 유발에 부적인 영향을 미쳤고 나머지 변인들은 정적인 영향을 미쳤다. 본 연구의 결과는 과학학습에서 학생의 정서적 상태에 대한 이해의 폭을 넓히고, 과학 학습에서 유발되는 상태호기심 및 상태 불안 연구에 대한 이론적 토대를 마련할 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.337-345
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• 1998

본 연구에서는 CAl가 고등학생들의 개념 이해도, 수리문제 해결능력, 학습 동기, 그리고 화학에 대한 태도에 미치는 효과를 조사하였다. CAl 프로그램은 물질의 동적인 입자성을 강조하기 위해 애니메이션을 사용하여 분자 운동을 제시하였고, 이해-계획-풀이-검토의 4단계 문제 해결 전략에 대하여 학습자의 반응 유형에 따라 각 단체별로 즉각적인 피드백을 주도록 구성하였다. 서울시에 소재한 여자 고등학교 두 반을 선택하여 기체 법칙에 대하여 4차시 동안 CAl와 전통적 수업을 실시하였다. 분석 결과 화학 개념 검사, 화학 수리문제 해결능력 검사에서 CAl 집단 학생들의 검사 점수가 통제 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, CAl 집단 학생들의 학습 동기 및 화학 수업에 대한 태도가 통제 집단 학생들에 비해 유의미하게 향상되었다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.192-197
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• 2005

인간이 생각하고 지식이 습득되어지는 방법에 대한 이해는 인지과학자들에게 항상 중요 관심사이다. 학교교육이 전개된 후의 학생들을 대상으로 한 인지과정을 탐구하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에 유아기 유아들을 대상으로 과학적인 표상능력을 이용하여 유아의 인지구조를 고찰하였다. 5세 유아 120명을 대상으로 2년간 주변에서 흔히 볼 수 있는 곤충류를 관찰할 수 있도록 한 후, 그림 그리기와 언어 표현 방법을 이용하여 유아들의 인지과정이 탐구되었다. 유아들은 1차, 2차 표상과정을 통해 기존에 갖고있던 사물에 대한 개념에 분명한 변화를 보였다. 본 연구결과는 유아들의 과학지식 형성에 대한 인지과정을 기술하며, 과학적 지식으로 확장될 수 있는 효율적인 지도 방법을 제공한다.