• 대한화학회지
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• 제53권4호
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• pp.445-452
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• 2009

이 연구에서는 불일치 사례의 맥락이 인지 갈등 전략을 이용한 개념 변화 과정에 미치는 영향을 인지 갈등, 상황 흥미, 주의집중, 노력, 개념 이해도 등의 인지적․정의적 변인 측면에서 조사하였다. 중학교 1학년 536명을 대상으로 선개념 검사를 실시했다. 이후 불일치 사례에 대한 반응 검사와 상황 흥미 검사를 실시했다. 과학적 맥락이나 일상적 맥락의 불일치 사례는 학생들에게 무작위로 제시되었다. 밀도 개념 학습 후, 주의집중과 노력, 개념 이해도 검사를 실시했다. 목표 오개념을 지닌 194명의 응답을 분석한 결과, 과학적 맥락의 불일치 사례가 일상적 맥락의 불일치 사례보다 더 높은 인지 갈등을 유발하는 것으로 나타났다. 그러나 불일치 사례의 맥락은 상황 흥미, 주의집중, 노력, 개념 이해도와 유의미한 상관관계를 보이지 않았다. 경로 분석 결과, 불일치 사례의 맥락은 인지갈등에 직접적으로 영향을 주고, 인지 갈등을 매개로 개념 이해도에는 간접적인 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.186-202
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• 2013

이 연구의 목적은 평면거울에 의한 빛의 반사 개념을 이해하도록 돕기 위해서 상호작용을 강조한 실험이 포함된 동료교수법 기반 교수 학습 자료를 개발하는데 있다. 선행연구에서 밝힌 학생들의 오개념을 바탕으로 Hands-on 실험이 포함된 강의와 개념검사문항을 개발하였고 숙제를 통해 개념의 정착을 유도하였다. 29명의 대학생을 대상으로 적용한 결과를 사전 사후검사, 토론 전 후 개념검사문항, 숙제의 정답률 비교와 Hake gain을 통해 분석한 결과, 학생들은 상호작용적인 실험과 동료토론을 통해 평면거울에서의 상의 위치와 빛의 진행에 대한 이해도가 높아졌음을 알 수 있었다. 또한 RTOP을 통해 수업에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 학생들은 이 수업이 인지적으로 개념의 이해를 돕도록 구성되어 있고 교수자와 학습자 간 상호작용이 활발하게 일어난다고 평가하고 있었다. 이 연구를 통해 실험과 토론 등 상호작용을 강조하는 수업 방법이 기초적인 개념 이해를 도왔음을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권4호
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• pp.414-422
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• 2009

본 연구에서는 학습자의 동기적 특성이 불일치 사례를 이용한 밀도 개념 학습 과정에 미지는 영향을 조사하였다. 두 개의 중학교 1학년 학생 642명이 연구에 참여하였으며, 사전 검사로 실패에 대한 인내, 자아효능감, 과제 목표 지향과 수행 목표 지향 검사를 실시한 뒤, 선개념 검사를 실시하였다. 개념 변화 학습의 주요 단계를 포함한 학습지를 이용하여 밀도 학습에 대한 개별적인 학습을 실시한 뒤, 사후 검사로 주의집중, 노력, 개념 이해도 검사를 실시하였다. 목표 오개념을 지닌 203명의 학생들의 응답을 경로 분석한 결과, 동기적 특성 변인들은 인지 갈등에 영향을 주지 않았다. 그러나 실패에 대한 인내와 과제 목표 지향은 상황 흥미와 주의집중, 노력을 매개로 개념 이해도에 영향을 주었다. 자아효능감은 노력을 매개로 개념 이해도에 영향을 주었다. 수행 목표 지향은 주의집중과 노력을 매개로 개념 이해도에 부적인 영향을 주었다. 인지 갈등은 상황 흥미를 매개로 간접적으로뿐 아니라 직접적으로도 개념 이해도에 영향을 주었다.

• 대한화학회지
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• 제51권2호
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• pp.186-192
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• 2007

이 연구에서는 일반화학 수업에서의 개념도 작성이 초등 예비교사의 성취도, 개념 이해도, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감에 미치는 영향을 조사했다. 또한, 예비교사들의 학습 접근 방식과 개념도 작성 활동 사이의 적성-처치 상호작용 효과도 조사했다. 1개 교육대학교의 1학년 학생 69명을 처치 집단과 통제 집단으로 배정했다. 사전 검사로 학습 접근 방식, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감 검사를 실시했다. 처치는 9주 동안 진행되었는데, 처치 집단은 강의 후 개념도 작성을 했고, 통제 집단은 강의 후 교과서의 연습 문제를 풀었다. 처치가 끝난 후, 성취도, 개념 이해도, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감 검사를 실시했다. 연구 결과, 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았다. 그러나 개념 이해도와 과학교수효능감에서는 처치 집단과 통제 집단 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 과학에 대한 불안감 검사에서는 처치 집단 학생들의 불안감이 통제 집단에 비해 유의미하게 높았다. 학생들의 학습 접근 방식과 수업 처치 사이의 적성-처치 상호작용 효과는 발견되지 않았다.

• 대한화학회지
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• 제50권6호
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• pp.486-493
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• 2006

연구에서는 현행 과학 교과서에 제시된 두 개의 비유를 사용한 화학 개념 학습에서 유발되는 대응 오류와 개념 이해도의 관계를 조사하였다. 3개 중학교 1학년 260명을 두 집단으로 배치하였고, 각 집단마다 한 개의 비유를 사용하여 수업을 한 후, 개념 이해도 검사와 대응 관계 이해도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 개념 이해도는 대응 관계 이해도와 유의미한 상관이 있었으며, 두 집단 모두 비공유 속성에 대한 개념 이해도 및 대응 관계 이해도 검사 점수는 공유 속성에 비해 낮았다. 또한, 과잉 대응, 부적절한 대응, 대응 불이행, 무분별한 대응, 인위적 대응 등 5가지의 대응 오류 유형이 확인되었으며, 학생들의 대표적인 오개념은 대응 오류와 관련이 있는 것으로 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1077-1091
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• 2011

이 연구의 목적은 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램이 대학생들의 화학개념 이해와 글쓰기 능력에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이다. 5개의 주제를 선정하여'탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic, SWH)'전략을 바탕으로 일반화학실험에 적합하도록 논의가 강조된 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 효과를 검증하기 위한 검사 도구로 Summary Writing 검사 도구와 이를 분석하기 위한 평가틀, 그리고 학생들의 화학개념이해 검사지를 개발하였다. 일반화학실험 강좌는 15주 과정으로 구성되어 있는데, 23명의 실험집단은 5개의 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램과 전통적 방식의 일반화학 실험을 병행하여 수행하였고, 16명의 비교집단은 전통적 방식의 일반화학실험을 수행하였다. 연구결과 두 집단 간에는 유의미한 차이가 나타났다. Summary Writing에서 실험집단은 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 세부영역인'Big Idea'에서는 실험집단과 비교집단 사이에 유의미한 차이가 나타나지 않았지만, '논의', '과학개념 이해', '수사적 구조'에서는 실험집단이 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 또한 화학개념 이해 검사에서도 실험집단이 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 보였다. 따라서 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램이 일반화학실험에서의 학생들의 화학개념 이해와 글쓰기에 효과적이라고 볼 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제51권2호
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• pp.213-222
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• 2007

이 연구에서는 학생들의 입자론적 물질관과 과학의 본성에 대한 이해도를 높이기 위해 과학사 프로그램을 개발하였다. 이를 중학교 과학 교과서의 ‘물질의 구성' 단원 수업에 적용하고 그 효과를 알아보았다. 개발된 과학사 프로그램은 기원론적 접근법에 근거하고 있으며 고대 그리스 자연철학자들로부터 아보가드로까지의 내용을 담고 있다. 처치 전 과학의 본성에 대한 이해도 검사를 실시하고, 이전 학년의 과학 성적을 조사하였다. 이 연구는 서울 소재 중학교의 2개 학급(실험 집단 1학급, 비교 집단 1학급)에서 총 24차시에 걸쳐 실시되었다. 실험 집단은 과학사 프로그램을 이용한 수업을 받았고 비교 집단은 교과서를 이용한 전통적 수업을 받았다. 처치 후 과학 개념 검사, 과학의 본성에 대한 이해도 검사가 실시되었다. 이 연구의 결과 실험 집단의 과학 개념 점수가 비교 집단에 비해 유의미하게 높았다( p<.01). 이는 실험 집단의 학생들이 비교 집단에 비해 입자적 물질관을 더 많이 갖고 있으며 오개념은 더 적게 갖고 있음을 의미한다. 그러나 과학의 본성에 대한 이해도 점수에서는 두 집단 간의 유의미한 차이는 나타나지 않았다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.261-275
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• 2023

이 연구의 목적은 탄소중립에 대한 중등 과학 예비 교사의 개념 이해의 수준을 분석하고, 시각화 자료에 나타나는 시선 패턴을 파악하는 것이다. 이 연구의 대상은 중등 과학 예비교사 20명이며, 연구참여자들의 탄소중립에 대한 개념 이해 수준을 구분하고 이에 따른 시선운동의 차이를 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '2050 탄소중립' 개념을 적용하여 2100년까지의 탄소 배출량과 제거량을 예측하는 모델링 활동을 수행한 결과 연구참여자의 50%가 탄소 배출량이 계속 증가할 것이라는 패턴 매칭을 생각하는 오개념을 갖고 있었다. 또한 연구참여자의 25%는 순 이산화탄소의 배출량과 누적 농도의 인과 관계를 제대로 이해하지 못했다. 둘째, 탄소중립 관련 시각자료에 대한 연구참여자들의 시선운동은 글 영역에 제시된 정보에 크게 영향을 받으며, 그래프의 경우 주로 데이터 영역에 관심이 집중되었다. 그리고 시각적 데이터를 동일한 기능과 범주에 배열했을 때 연구 참가자들은 개념을 설명하는 자료나 왼쪽에 배치된 시각적 데이터에 가장 많은 관심을 보였다. 이는 특정 위치나 순서에 선호가 있음을 의미한다. 개념 이해도가 낮고 요소 간의 인과관계를 제대로 파악하지 못한 연구참여자들은 집중력과 전반적인 시선흐름이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 자연재해 및 기후변화를 포함한 탄소중립의 개념적 이해가 시각화 자료에 대한 관심과 참여에 영향이 있음을 나타낸다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.703-717
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• 2014

물리에서 멘탈 시뮬레이션은 개념을 이해하거나 생성하기 위한 중요한 매커니즘이다. 만약 학생들이 멘탈 시뮬레이션에 어려움을 겪는다면 물리 개념의 이해 또한 어려워진다. 3차원 시뮬레이션 콘텐츠는 학생들에게 공간적 조작의 가이드를 제공함으로써 물리 개념 이해를 도울 수 있다. 이 연구에서는 빛의 직진 개념의 이해를 돕기 위한 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하여 대학생 20명에게 적용하였다. 적용 결과, Hake gain이 0.93으로 수업에 대해 매우 높은 수준의 이해도를 보였다. 또한 학생들은 새로운 맥락에 대해서도 멘탈 시뮬레이션을 통해 현상을 잘 예측하였다. 이를 통해 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 통해 학생들의 개념 이해가 잘 이루어졌음을 알 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권7호
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• pp.855-868
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• 2009

본 연구의 목적은 망원경에서 별빛이 결상되는 원리를 교사들이 어떻게 이해하고 있는지를 알아보고자 하는 것이다. 경기도와 서울지역의 지구과학 교사 101명을 대상으로 설명식 지필문항 검사를 수행하고, 지구과학교육 전공자 3명이 교차분석을 실시하였다. 대부분의 교사들이 볼록렌즈에서 상이 형성되는 과정에 대한 체계적인 개념을 가지고 있지 않았고, 특히 상의 개념과 스크린의 역할에 대한 이해가 많이 부족하였다. 또한 망원경에서 별빛이 결상되는 원리에 대한 과학적 개념을 가지고 있는 교사는 참여교사의 3%로 극히 낮았으며 거의 대부분의 교사들이 볼록렌즈나 빛의 단편적인 성질을 이용하여 별빛의 결상을 이해를 시도하는 비과학적 혹은 대체개념을 가지고 있는 것으로 나타났다.