• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1189-1205
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• 2004

본 연구의 목적은 중학교 교사와 학생들을 대상으로 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 비교하는 것이다. 본 연구에서는 7학년 '빛' 단원에서 가장 중요하다고 생각되는 핵심개념은 광선추적과 스펙트럼에 의해 파악할 수 있다고 전제하고, 이에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 조사하였다. 연구 대상은 서울 경기지역 과학교사 10명과 이들에게 배운 학생 328명이다. 모든 검사문항은 광선추적법과 스펙트럼 방법을 적용하는 문항으로 구성하였다. 연구결과 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생들의 개념유형에는 차이가 있었다. 또한 대부분의 교사와 학생들은 상이 생기는 근본원리에 대하여 정확하게 알지 못하였다. 광선추적법을 알지 못하여 반사와 굴절에 의한 상을 찾을 때, 물체에서 나온 두 개 이상의 광선을 그려서 상을 찾는 경우는 거의 없었고, 하나의 광선으로 임의의 위치에서 상을 찾거나 평소 암기하고 있던 상의 위치를 표시하였다. 그리고 색에 대하여는 교사와 학생들은 개념을 이해하지 못하고, 교사들은 학생들에게 원리에 대한 설명 없이 현상을 제시하였다. 즉 교사와 학생들은 색에 대해서 단순 암기하고 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.747-761
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• 2017

이 연구는 생명 과학 교수 실행에 있어서 진화 교육 연구 경험이 있는 교사가 그렇지 않은 교사와 어떤 차이를 나타내는지 알아보기 위해 수행되었다. 연구를 위해 진화 교육에 대한 연구 경험이 있는 교사 두 명과 이에 대한 비교집단으로 진화 교육에 대한 연구 경험이 없는 교사 두 명, 총 네 명의 생명과학 교사들을 목적 표집하였다. 먼저, 사전면담을 통해 교사들의 배경지식을 수집하였으며, 생명과학 수업 중 진화 단원과 비진화 단원을 각각 2차시씩 선정하였다. 녹음된 수업은 전사하였으며, 교사들의 진화에 대한 견해 및 교수 실행에 반영된 진화 내용을 중심으로 분석하였다. 또한, 연구를 위한 기초자료로 과학 교수내용지식 설문지, 진화론의 개념 검사지, 진화론의 수용 검사지를 사용하여 자료수집 및 분석 하였다. 연구결과 교사들의 진화 개념에 대한 이해 수준은 진화의 중요성 인식과는 관련이 없는 것으로 나타났다. 다만, 교사 개인의 종교적인 신념이나, 진화의 중요성을 인식하는 것에 대한 필요 자체를 느끼지 못함이 진화의 중요성 인식에 부정적인 영향을 미쳤다. 이 때문에 진화교육 연구 미경험 교사들은 진화의 중요성을 인식할 수 있는 교사 재교육 기회도 거부하는 경향을 보였다. 또한 미경험 교사들은 교과서 및 교육과정에서 나타난 진화 개선점에 대해 피상적으로만 파악하고 있었다. 생명과학 교수 실행 내용을 분석한 결과 경험 교사들의 진화 주요 개념 활용 비율이 더 높게 나타났다. 그리고 경험 교사들만이 자신의 교수 실행에서 나타난 오개념을 스스로 인지하고 이러한 오개념이 나타나게 된 원인에 대해 설명을 했다. 이를 통해 진화 교육 연구 경험 교사가 진화 주요 개념들을 폭넓게 활용할 뿐만 아니라 진화 관련 오개념 방지에 더 실천적임을 확인하였다. 연구 결과는 생물 교육에서 진화의 중요성을 깨닫지 못한 교사들에게 좀 더 다양하고 많은 진화 관련 교사교육 프로그램을 제공할 필요성을 알려준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권11호
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• pp.227-234
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• 2023

컴퓨팅 사고력의 평가는 컴퓨터과학 개념과 원리에 대한 지식의 평가로부터 시작된다. 본 연구에서는 컴퓨터과학 지식을 평가하기 위한 비버 평가 문항의 서술 방식에 따른 교사의 인식의 차이를 분석했다. 우선 평가 문항을 컴퓨터과학 용어의 포함 유무에 따라 두 가지 유형으로 분류했다. 그리고 각 유형의 문항에 대한 컴퓨팅 사고 설문지를 작성하였고, 72명의 전공 교사를 대상으로 설문을 했다. 설문 결과, 컴퓨터과학 용어가 드러난 문항이 정보 교과의 평가 문항으로 적합하다는 의견이 제시되었고 컴퓨팅 사고와 코딩 능력을 평가하는데 더 도움이 된다고 인식했다. 연구 결과를 통해 학생들의 컴퓨터과학 개념 이해와 컴퓨팅 사고력 함양을 평가하기 위해서는 어떤 서술 방식의 평가가 더 필요한지에 대해 제언했다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.789-802
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• 2007

이 논문에서는 한국과 일본의 초등 예비교사들이 가지고 있는 천문학 기초개념에 대한 이해 정도와 천문학에 대한 태도를 조사하여 비교하였다. 천문학 기초개념 및 지식은 1998년에 천문교육연구협의회(The Collaboration for Astronomy Education Research, CAER)에서 개발한 천문학진단검사지(Astronomy Diagnostic Test, ADT ver.2.0)의 21문항에서 한일 양국의 중등학교 교육과정을 고려하여 선정한 12개 문항을 양국의 언어로 번안하여 투입하였다. 천문학 기초개념 및 지식에 대한 검사문항의 신뢰도는 0.69이었다. 천문학 태도에 대한 검사는 제일릭 등(Zeilik et at., 1999)이 개발한 천문학태도조사지(the Survey of Attitudes Towards Astronomy, SATA)를 그대로 번역하여 사용하였다. 신뢰도는 0.87이었다. 조사 결과 천문학 기초개념에 대한 한국의 예비교사들의 정답률은 38%이었고 일본은 37%이었지만, 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 천문학에 대한 태도에서는 한국의 초등 예비교사가 일본보다 높았다. 특히 천문학에 대한 인지적 능력과 가치의 범주는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05). 이 연구를 통해 부가적으로, 한국과 일본의 초등 예비교사들의 가진 천문학 기초개념이 지식의 수준이 40%, 미만이었으며, 천문학에 대한 태도 점수가 미국의 대학생들에 비하여 상당히 낮다는 점을 발견할 수 있었다.

• 영재교육연구
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• 제27권1호
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• pp.17-35
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• 2017

이 연구는 대학부설 과학영재교육원의 교육프로그램에 제시된 학습목표를 Bloom의 신교육목표분류체계와 언어네트워크분석 방법을 통해 분석하고 결과를 비교함으로써 학습목표를 분석할 때 언어네트워크분석 방법의 적용 가능성을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 27개 대학부설과학영재교육원의 교육프로그램 중 과학 분야 169개 주제에 제시된 702개의 학습목표를 분석대상으로 선정하여 Bloom의 신교육목표 분류체계에 따라 분류하고 코딩한 후 각 학습목표 사이의 구조적 특성을 알아보기 위해 언어네트워크분석을 사용하였다. 분석 결과로 나타난 주요 특성은 다음과 같다. 첫째, 주제 별로 사용된 학습목표의 특성을 살펴본 결과 초등은 약 3개, 중등은 약 6개의 서로 다른 범주의 학습목표가 사용되고 있었다. 둘째, 연구방법과 학교 급에 관계없이 지식차원의 사실적 지식, 개념적 지식과 인지과정 차원의 '기억하다', '이해하다', '창안하다'의 비중이 높게 나타났다. 셋째, 단순 통계 분석 결과로는 확인할 수 없지만 언어네트워크분석 방법을 통한 가중치에 근거하여 살펴본 결과 초등 단계는 과학적 사실에 대한 학습을 통해 실제실험과정에 적용해 보는 활동을 강조한 반면, 중등 단계는 이보다는 과학적 사실, 개념 자체를 이해하는 것을 더욱 강조하고 있었다. 이와 같은 결과로 볼 때 기존 단순 통계적 연구를 통해 분석한 것에 비해 보다 다양한 학습목표의 특성을 해석할 수 있는 것으로 보아 언어네트워크분석방법이 학습목표를 분석하는데 적용 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.718-736
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• 2014

이 연구는 멘델 유전에 대한 중학교 과학교사의와 이의 PCK 형성에 영향을 주는 요인을 조사하고자 하였다. 연구 대상은 생물교육을 전공한 5년 이상의 교육경력을 가진 중학교 과학교사 두 명으로 하였으며, 멘델 유전과 관련한 5차시의 수업 관찰, 교사의 반구조화된 면담, 교사 질문지, Content Representation, Pedagogical and Professional-experience Repertoire 등을 통해 자료를 수집하였다. 수집한 자료는 PCK의 구성요소인 과학교수 지향, 과학교육과정에 대한 지식과 신념, 학습자에 대한 지식과 신념, 과학교수전략에 대한 지식과 신념, 과학평가에 대한 지식과 신념 관점에서 분석하였다. 두 교사의 멘델 유전에 대한 PCK를 알아본 결과, 학생들이 과학교과를 통해 과학적 탐구과정을 학습함으로써 과학적 사고와 합리적으로 문제를 해결하는 능력을 기를 수 있고, 교사는 학생들이 그러한 능력을 습득할 수 있도록 조력자 역할을 해야 한다는 과학교수지향을 평소에 가진 것으로 나타났으나 수업 실제에서는 두 교사 모두 강의 중심 지향으로 나타났다. 과학교육과정의 목표와 관련 개념 및 지도 내용을 잘 인식하고 있었으나 학생들의 탐구방법 습득 및 탐구능력 향상을 위한 두 교사의 노력은 수업 실제에서 충분히 발현되지 못하였다. 그리고 학생들이 멘델 유전을 매우 어려워하기 때문에 쉽고 자세히 가르쳐야 한다고 인식하고 있으며 멘델 유전에 대한 기본 개념 및 연계된 개념을 정확히 이해하고 적용할 수 있도록 지도하였다. 또한 학생들의 선개념과 오개념을 파악하여 오개념 교정전략과 과학사를 이용한 교수 전략 등을 통해 학생들의 학습효과를 높이고자 하였고, 학습자의 인지적 영역 중 단순한 행동 영역에 대한 평가만 이루어졌다. 두 교사의 멘델 유전에 대한 PCK 형성 요인으로는 교사의 개인적 특성 및 노력, 교과서 및 지도서, 교수 경험, 학습자로서의 경험, 학교 상황, 동료교사와의 상호작용, 대학교육 과정 등이 있었다. 이 중 두 교사는 자신의 학습자로서의 경험과 과학적 탐구심이 강한 개인적 특성 및 보다 나은 수업을 위한 교사의 노력이 PCK 형성에 가장 큰 영향을 주었다고 하였다. 이러한 결과를 통해 교사의 PCK가 수업 실제에서 충분히 발현될 수 있도록하는 교사교육에 대한 설계가 필요하고, 교사들에게 지속적인 자기 연수와 전문성을 개발할 수 있는 기회를 제공하여 그에 따른 보상을 통해 교사들의 PCK를 발달시킬 수 있도록 해야 한다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.824-827
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• 2009

본 연구에서는 논증 구조 교육을 실시한 후 학생의 과학 글쓰기에서 나타나는 논증 구조 변화와 과학 개념 및 지식이 어떻게 달라지는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 수도권에 위치한 고등학교 2학년 자연계열여학생 중 7명을 선정하여 한 달 동안 총 40시간에 걸쳐 논증 구조 교육을 실시하였다. 논증교육을 실시하기 전과 후 설명, 실험-상세묘사, 논증 등 각각의 과학 장르에 대해 학생들의 글쓰기에 어떠한 변화가 있는지를 분석하였다. 그 결과 세 가지 장르 모두에서 유의미한 변화를 발견 할 수 있었다. 설명과 실험-상세 묘사 장르에서는 논증 요소들이 더 다양하고 풍부해질 뿐만 아니라, 과학 개념 및 지식이 더 구체적이고 세부적으로 변하였다. 논쟁 장르에서도 글의 구조가 단순 논증 구조에서 벗어나 근거를 여러 가지 다양한 방법으로 제시하게 되는 다중 논증 구조나 종속 논증 구조의 형태로 바뀌었으며, 논증 요소들의 종류와 수도 많아짐을 확인할 수 있었다. 이는 학생들이 논증 구조를 세우는 과정을 통해 과학 개념들에 대한 이해를 확고히 하게 됨을 의미하며, 체계적인 논증 구조 교육의 필요성을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.191-201
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• 2020

이 연구에서는 증강현실을 활용한 협력적 과학 개념학습에서 나타나는 학생들의 언어적 상호작용과 물리적 상호작용을 심층적으로 조사하였다. 3개의 소집단으로 구성된 고등학교 1학년 학생 12명이 연구에 참여하였다. 이들은 화학 결합 개념 이해를 목표로 개발된 스마트 기기 기반의 증강현실 어플리케이션을 활용한 수업에 참여하였다. 학생들의 수업 과정은 녹음 및 녹화하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 언어적 상호작용 중 개별 진술 단위에서는 정보 질문과 정보 설명 및 방향 질문과 방향 설명에 관한 진술의 비율이 높았고, 상호작용 단위에서는 교정형 및 누적형 상호작용의 비율이 높았다. 학습 진행에 관한 개별 진술 및 상호작용의 비율도 높게 나타났다. 학생들의 물리적 상호작용은 유의미한 언어적 상호작용 없이 단독으로 이루어진 경우가 가장 많았다. 학생들이 지식 구성 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호작용을 할 때는 가상 객체를 응시하거나 활동지 관련 활동을 하는 비율이 높았던 반면, 물리적 상호 작용만 수행하거나 운영 관련 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호 작용을 할 때는 증강현실의 마커의 조작과 관련한 다양한 탐색적 활동이 주로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교과에서 증강현실을 활용한 협력적 개념학습이 효과적으로 이루어지기 위한 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권5호
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• pp.1008-1017
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• 2004

다른 교과와 마찬가지로 물리교육에서도 언어는 기본이 되는 학습 도구이다. 쓰기 활동은 무엇보다 참여한 학생 모두에게 자신의 언어로 생각을 표현할 기회를 동등하게 부여한다는 장점이 있다. 대부분의 과학 수업에서 쓰기 활동이 보고서와 같은 획일적인 양식인데 비해, 학생들은 다양한 양식의 쓰기 형태를 보인다. 그러나 국내에서 학생들에게 제시할 수 있는 적절한 과학 쓰기 과제나 특징에 대한 연구는 많지 않은 실정이다. 먼저 본 연구는 본질적으로 추상적이어서 이해하기 어려운 물리 개념인 빛을 주제로 학생들이 다양한 양식의 글쓰기를 수행하도록 과제를 설계하였다. 이어 이를 학생들에게 제시한 뒤 학생들의 쓰기 자료로부터 드러나는 특성을 개념적 측면과 정서적 측면에서 분석하고, 각각의 쓰기 과제 유형이 주는 물리교육적 유용성을 탐색하였다. 쓰기 과제는 <존재이입형>, <인식전환형>, <경험근거형>, <지식근거형>의 4가지 유형을 선정하여 이를 수행한 학생들의 글쓰기를 분석 대상으로 삼았다. 개념적 측면의 분석 결과, 학생의 개념이 과제 유형별로 상이한 특성 보였으며, 정서적 표현은 상상적 형태의 쓰기 유형인 <존재이입형>과 <인식전환형>유형에 나타났다. 이러한 점들을 고려할 때, 물리교육에서 과학 쓰기는 수업의 목표에 따라 다양한 과제유형이 구안되고 적절하게 제시되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권5호
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• pp.1041-1054
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• 2013

본 연구의 목적은 여러 학문에서 다루는 개념과 다양한 현상을 포괄하여 설명할 수 있는 원리가 되는 Big idea를 중심으로 교육과정에 기반을 둔 통합과학 교육과정(standard based integrated science curriculum) 틀을 설계하는 것이다. Big idea에 대한 학습을 통하여 학생들은 개별적인 사실 및 이론을 통합할 수 있을 뿐 아니라 영역 특정적인 지식들에 대한 총체적인 이해를 도모할 수 있다. 이를 위하여 2009 개정 과학과 교육과정에 제시된 초 중등학교 과학의 내용 영역을 분석하여 필수학습요소를 추출하였다. 필수학습요소들을 분석하고 범주화하는 과정을 거쳐 통합의 중심이 되는 네 개의 Big idea인 '다양성', '구조', '상호작용', '변화'를 선정하였다. 지식 피라미드를 이용하여 각각의 Big idea에 속하는 내용지식과 이들을 포괄할 수 있는 학문 내 개념, 간학문적 개념들을 위계적으로 나타내었다. 또한 Big idea를 중심으로 교육과정을 설계할 때 방향을 제시할 수 있는 본질적 질문들을 각각의 Big idea마다 제시하였다. 개발한 통합과학 교육과정 틀을 이용하여 교육 현장에 적용할 수 있는 방법을 구체화한 예시 모듈을 개발하였다.