• 과학교육연구지
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• 제47권1호
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• pp.52-62
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• 2023

이 연구는 예비 지구과학 교사들이 지구 복사 평형을 이해하는 데에 있어서 '평형'이라는 개념과 '지구의 권역 간 상호 작용'을 어떻게 인식하고 있는지를 탐색하며, 이들이 갖는 오개념을 규명하고자 하였다. 이를 위해 국가 수준의 평가에서 등장한 문항을 중심으로 이들의 사고 흐름을 들여다 볼 수 있는 질문지를 설계하여 이들에게 투입하였다. 이 설문지의 답변을 분석한 결과, 모든 예비 교사들이 복사 평형 개념을 바르게 서술하였음에도 불구하고, 이들의 약 90%는 복사 평형 개념을 대기가 없는 새로운 지구 환경에 확대 적용하지 못하였다. 이들은 변화된 권역간 새로운 '상호 작용'의 개념 및 오랜 시간에 걸쳐 도달하게 되는 새로운 '평형'의 개념을 원활히 이끌어내지 못하는 것으로 보인다. 이러한 점에서, 예비 교사들의 이러한 개념 형성에 교과서가 어느 정도 영향을 주었을 것으로 보인다. 특히, 고등학교 지구과학 교과서에서는 지구가 복사 평형에 도달하는 과정보다는 평형 상태에서의 열 수지에 초점을 두어 복사 평형을 정량적 방식으로 설명하고 있다. 교과서의 이러한 접근 방식은 학생들을 2015 개정 교육과정에서 추구하는 창의융합형 인재로 육성하기에는 걸림돌이 될 수 있을 것이다. 한편, 지구 복사 평형의 이해에서 자주 발견되는 학생들의 오개념 해소를 위해서 이 연구는 예비 교사를 양성하는 대학 과정에서도 지구 복사 평형의 개념에 대해 좀 더 주의 깊게 다뤄져야 함을 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.778-786
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• 2007

이 연구에서는 비유를 사용한 화학 개념 학습에서 대응 오류 분석 활동의 효과를 개념 이해도,대응 관계 이해도,수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 2개 중학교의 1학년 121명을 비교 집단과 처치 집단으로 배치한 후,'물질의 상태와 분자 배열'에 대하여 수업을 실시하였다. 비교 집단에서는 TWA 모형에 기초한 비유 수업을 하였고,처치 집단에서는 TWA 모형의 '유사성 대응' 및 '차이점 지적'을 '대응 오류 분석 활동'으로 대체한 수업을 하였다. 연구 결과,학생들의 장의존성 장독립성에 관계없이 개념 이해도 검사와 대응 관계 이해도 검사에서 처치 집단의 점수가 비교 집단보다 높았으며,그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 비유를 사용하는 수업에 대해 긍정적으로 인식하였으나,처치 집단의 학생들은 대응 오류 분석 활동을 어려워하는 것으로 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권2호
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• pp.216-225
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• 2004

과학교육에서 개념학습이 중요한 위치를 차지히는 만큼, 개념변화에서 인지갈등의 역할은 크다. 그러나 과학교육 연구에서 인지갈등을 유발하는 방법이 과연 얼마나 효과적인지 다수의 인원으로 검증한 연구가 많지 많으며, 같은 상황임에도 학생에 따라 인지갈등과 개념변화의 정도가 다른 원인에 대한 연구도 찾아보기 어렵다. 본 연구는 이러한 의문을 해결하여 인지갈등을 올바로 이해하고, 앞으로의 개념변화 학습에 보다 효과적으로 활용하고자 인지갈등과 개념변화에 미치는 학습자 특성에 따른 차이를 알아보았다. 연구 대상은 대도시, 중소도시, 읍지역의 777명 남녀 중학생이며, 학습자 특성이란 과학 개념학습과 인지갈등 관련 문헌의 고찰과 과학교육 전문가 대상의 설문 조사를 통하여 대표적인 6가지 학습 변인으로서 지능, 인지수준, 성적, 인지양식, 성격, 과학에 관련된 태도등이다. 연구 결과, 인지갈등 전략에 의한 개념변화에서, 인지갈등의 정도는 성격과 태도 등 정의적 영역과 관계 있으며, 과학적 개념으로의 변화는 지능, 성적 등 지적 영역과 관계 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제47권2호
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• pp.154-166
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• 2023

물리적 도구와 가상도구가 가진 서로 다른 도구적 특성은 사용자의 지식획득과 개념 이해에 있어 각기 다른 기제로 작용하여 학습에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 본 개관연구는 문헌고찰을 통해 물리적 도구와 가상도구의 사용을 통한 학습과정을 도구가 부여하는 행동유도성의 관점과 인지적 개입의 깊이에 따른 관점에서 정리하였다. 또한 이를 바탕으로 기존에 수행된 물리적 도구와 가상도구의 사용을 통한 학습수행 정도를 비교한 연구의 결과들을 재해석하였다. 비록 물리적 도구와 가상도구의 사용에 있어 각기 다른 행동유도성이 관여되긴 하지만 실제 학습에 영향을 미치는 요인은 가상도구를 사용하느냐 혹은 물리적 도구를 사용하느냐가 아니라, 도구가 제공하는 새롭고 부가적인 정보의 양과 학습자가 도구를 이용한 다양한 학습활동을 통해 개념을 이해하는 과정에서 발생하는 인지적 개입의 깊이에 달려 있음을 확인하였다. 본 연구는 교사들이 물리적 및 가상도구를 사용하여 학생들의 개념 이해를 돕기 위한 학습 시 행동유도성과 인지적 개입의 관점에서 수업 계획을 세울 때 고려해야 할 시사점을 제시하였다.

• 대한화학회지
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• 제54권2호
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• pp.248-256
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• 2010

이 연구에서는 보일의 법칙에 대한 개념 학습에서 비유의 부연 수준이 학생들의 대응 관계 이해 및 개념 이해에 미치는 영향과 학생들이 범하는 대응 오류 유형을 조사하였다. 본 수업 이전에 비유 추론 능력 검사를 실시하여, 그 점수를 구획 변인으로 사용하였다. 중학교 1학년 학생들에게 비유의 부연 수준에 따른 단순, 부연, 확장의 세 가지 유형의 비유 학습 활동지를 무선 배포하여 학습하도록 한 직후에, 대응 관계 이해도와 개념 이해도 검사를 실시하였다. 또한, 두 검사에 대한 파지 검사를 4주 후에 실시하였다. 분석 결과, 대응 관계 이해도의 직후 검사에서는 비유의 부연 수준에 따른 주효과는 없었지만, 비유 추론 능력과의 상호작용 효과가 있었다. 개념 이해도 파지 검사에서는 부연 집단의 점수가 단순 집단보다 높게 나타났으나, 세 집단 간 점수 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 전체 대응 오류의 빈도는 단순 집단이 가장 높았고, 대응 오류 유형별 빈도에서도 대부분 단순 집단의 빈도가 부연 집단과 확장 집단의 빈도보다 높았다. 또한, 대응 오류 유형별 빈도는 학생들의 비유 추론 능력 수준에 따라 차이가 있었다. 따라서 이 연구 결과는 과학교사들이 체계적인 비유 사용 수업을 계획하고 실천하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권1호
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• pp.27-42
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• 2018

본 연구는 기술의 본성(NOT: Nature of Technology)에 대한 개념 정리를 위하여 최근 수행된 NOT 관련 문헌 연구를 통하여 포괄적인 NOT 개념 틀을 제안하고 이를 바탕으로 국내외의 과학기술공학 전문가들의 기술 개념에 대한 인식을 탐구하고자 하였다. 과학과 기술교육 영역의 다양한 NOT 관련 선행연구를 분석하여 제시된 NOT 영역은 1. 인공물로서의 기술(Technology as artifacts), 2. 지식으로서의 기술(Technology as knowledge), 3. 실행으로서의 기술(Technology as practice), 4. 시스템으로서의 기술(Technology as system), 5. 사회적 역할의 기술(The role of technology in society), 그리고 6. 기술의 역사(History of technology) 6가지로 제안되었다. 또한 제안된 6개의 NOT 영역을 기준으로 과학기술공학 전문가들 30명의 인식 분포를 조사한 결과 전문가들은 다양한 NOT 개념 중에서 3. 실행으로서의 기술, 4. 시스템으로서의 기술, 그리고 5. 사회적 역할의 기술의 3가지 영역을 주로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 이것은 NOT 선행연구에서 대중이나 학생들이 주로 기술을 '인공물로서의 기술' 또는 '응용 과학으로서의 기술'로 이해하고 있다는 결과와는 달리 과학기술공학 전문가들은 기술의 개념을 기술철학적 차원의 복잡하고 추상적인 '인간의 총체적 지식과 행위'로 이해하고 있다는 것을 보여주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.363-370
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• 1995

학생의 물리 개념 변화가 어려운 이유들 중의 하나는 학습자가 자신의 상태를 명확히 인식하지 못함으로써 자신이나 타인으로부터 되먹임을 받을 수 없다는 것이다. 본 논문은 학생이 자신의 학습 내용 이해 상태 또는 개념적 상태를 명확히 파악하여 드러내도록 하는 인지 방략적 질문 모형을 구안하고 이것이 고등 학생의 열과 온도의 개념 변화에 있어서 어떠한 역할을 할 수 있는가를 분석한 것이다. 이를 위하여 일반계 고등 학교 2학년 152명을 하나의 통제집단과 두 개의 실험집단으로 구성하였다.학생의 개념 변화를 ANOVA 분석한 결과 세 집단은 모두 수업 처치 전과 후에 유의 수준 0.05 이내에서 의미 있는 차이가 있는 것으로 나타났으나 세 집단들 사이에도 유의한 차이가 있었다. 그러므로 학생이 지필로써 인지 방략적 질문 활동을 한 처치 수업은 전통적인 수업보다 열과 온도에 관한 학생의 개념 변화에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.49-65
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• 2018

천문학은 학생들이 쉽게 흥미를 느끼는 분야로 과학에 대한 호기심을 토대로 과학적 핵심역량 함양에 중요한 역할을 한다. 그러나 제한된 공간인 교실에서 이루어지는 학교 교육을 통해서는 천문학의 핵심 개념 이해에 필요한 공간적 사고를 발달시키기 어렵다. 주로 과학관에 위치하며 체험, 관람시설의 성격을 지닌 천체투영관은 시간과 공간의 제약을 넘어 천문학 개념을 교수할 수 있는 공간으로, 천체투영관에서 진행되는 비형식 교육은 정규교육과정을 보완할 수 있다. 본 연구에서는 천체투영관을 이용한 교육 프로그램을 개발하고 이를 초등, 중등, 고등학생에게 적용하여 천체투영관이 천문 개념에 미치는 효과를 살펴보았다. 국립대구과학관 1박 2일 캠프에 참가하여 천문 교육 프로그램을 수료한 학생을 대상으로 연구를 진행하였으며, 총 연구 기간은 8개월, 연구 대상 인원은 761명이다. 기존 캠프에서는 교실에서 방위, 별자리, 지구의 자전 등에 관한 수업을 진행하였는데 이와 동일한 내용을 천체투영관 수업용으로 개발하였으며, 수업 전과 후에 개념 이해 정도를 측정할 수 있는 검사 문항을 제작하였다. 이후 실제로 교실 수업 혹은 천체투영관 수업을 진행하여 수업의 효과를 비교하는 이질통제집단 전후검사 설계에 기초하여 연구를 수행하였다. 연구 결과 첫째, 천체투영관 수업은 교실 수업에 비해 방위, 지구의 자전, 별자리 개념 이해에 효과적이었다. 둘째, 성별이나 학생들의 사전 천문학 지식 정도 등과 같은 메타 요인과 무관하게 천체투영관 수업은 개념 이해도 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 셋째, 고등학생에게 천체투영관 수업은 교실 수업 이후 추가적으로 수행하는 야간 관측 활동과 동일한 효과가 있었다. 따라서 야간 관측이 불가능한 환경에서 천체투영관은 이를 대체할 수 있을 것이다. 종합하면 천체투영관은 학생들의 천문 개념 이해에 도움이 되는 효과적인 교육 수단이라 할 수 있으며, 보다 효율적인 활용을 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권1호
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• pp.109-121
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• 1998

과학적 소양에는 과학의 본성에 대한 적절한 이해를 합의한다. 그러나 학생들의 과학의 본성 개념에 영향을 줄 수 있는 요인에 대해서 알려진 것이 별로 없다. 본 연구의 목적은 과학교사들의 과학철학적 관점이 그들이 가르치는 학생들의 과학의 본성 개념에 직접적으로 영향을 미칠 것이라는 가정에 대한 타당성을 검토하는 이다. 본 연구에서 과학교사와 학생의 과학관을 비교하였을 때, 과학교사틀의 과학의 관점이 학생들의 과학의 본성 개념에 영향을 줄 것이라는 연구 가설은 기각되었다. 즉, 본 연구의 자료에 의하면, 교사들의 과학의 관점과 학생들의 과학의 본성 개념 사이에 아무런 유관 관계가 없었다. 이는 과학의 본성이 학생들의 요구나 교육과정 목표로써 고려되거나 교육되지 않는데 따른 귀결이다. 이 연구 결과는 중등 과학교육에서 더 한층 과학의 본성 개념 함양의 필요성을 제기하는 것이다.

• 대한화학회지
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• 제44권5호
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• pp.460-469
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• 2000

이 연구에서는 중등학교 과학 교과서에서의 용해 현상 및 그와 관련된 내용에 대한 설명의 적절성과 과학 교사들의 지도 실태를 알아보았다. 연구 결과, 현재의 중${\cdot}$고등학교 과학 교과서에는 용해를 단순히 두 물질이 고르게 섞이거나 한 물질이 다른 물질 속으로 녹아 들어가는 현상으로 설명을 하고 있어 용해 과정을 용매화로 제대로 이해하기 어려운 실정이다. 또한, 설문 응답 교사들 중에는 용해를 콩 사이로 좁쌀이 끼어 들어가는 것과 같이 입자의 크기 차이에 비유하여 설명하는 경우가 많았다. 이와 같은 결과는 교사 자신이 용해 현상에 대해서 잘못 이해하고 있을 뿐 아니라 학생들에게 잘못된 개념이 그대로 전수되는 것으로 보인다. 결국 교사가 가지고 있는 옳지 못한 개념이 학생들에게 그대로 전이되어 용해에 대한 올바른 개념 형성을 어렵게 만들 것으로 생각된다.