• 한국과학교육학회지
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• 제36권6호
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• pp.815-833
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• 2016

이 연구에서는 기초공통개념으로서 에너지에 대한 학습발달과정연구의 기초 자료를 제공하기 위하여 3~9학년 학생들의 평가 문항 응답 결과를 분석하였다. 검사 문항은 전기 회로, 낙하 물체의 역학적 에너지, 물질의 상태 변화, 용해 현상, 생물체의 생명 현상, 먹이 사슬, 태양과 지구의 복사평형, 및 물의 순환계에서 에너지에 대한 이해를 조사하는 순위 선다형 문항으로 구성되었다. 학생들의 응답 결과는 학년별, 선택지 수준별 응답 빈도에 따라 교차분석을 실시하였고, Rasch 모델을 적용한 문항반응 분석으로서 Wright map 및 DIF 분석을 수행하였다. 연구 결과, 8가지 주제들에 대하여 에너지 이해의 발달과정은 현상과 에너지의 관련성을 인식하거나 에너지의 종류를 파악, 에너지의 이동과 전달을 인식, 에너지가 다른 형태로 전환 및 변환됨을 인식, 에너지의 보존을 인식하는 순서로 진행된다는 경험적 근거를 확보할 수 있었다. 전체 학년에 걸쳐서 공통적으로 8개 주제에 대하여 에너지 보존에 대한 이해가 부족하였다. 학년이 높아짐에 따라 에너지의 전달과 전환에 대한 이해 수준은 주제들마다 다소 차이가 있었다. Rasch 모델을 적용한 문항 반응을 분석한 결과 학생들은 다른 현상의 에너지에 비해 용해 현상의 에너지를 가장 쉬운 과제로 인식하였고 물의 순환 과정에서 에너지 이해를 가장 어려운 과제로 인식하였다. 이 연구의 결과는 에너지의 관점에서 각 주제들이 초중등 과학 교육과정의 어느 학년에, 몇 번째 단원에 어떤 방식으로 배치되어야 할 것인지는 경험적인 연구 자료로서 활용될 수 있으며, 새 과학 교육과정의 내용 체계를 구성할 때 고려할 수 있는 중요한 시사점이 될 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권7호
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• pp.1385-1402
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• 2013

이 연구는 끓는점 오름에 대한 내용표상화 활동과 모의수업 실행을 통해서 예비교사의 PCK를 분석하였다. 예비교사의 지식을 PCK 요소에 따라 분석한 결과, 대부분의 예비교사는 끓는점 오름에 대한 개념적인 이해를 중시하였는데, 일부는 끓는점 오름 현상을 과학적인 시각으로 이해하고, 수식을 도구로 사용하며, 실생활에 적용되는 경험을 통해 학습 동기를 얻게하는 과학 교수 지향도 보였다. 예비교사는 끓는점 오름에 관하여 가르쳐야 할 중요한 내용의 대부분을 개념 이해를 위해 습득해야 할 지식으로 제시했으며, 과학적 사고나 탐구능력 신장을 위한 내용은 나타나지 않았다. 또한 교과서 내용의 수준과 전개 순서에 의존하는 경향을 보였으며 일부는 교과서 편집상 강조되어있는 용어나 자료를 학습할 내용으로 여기거나, 예제 문제의 풀이를 학습 목표로 보는 경우도 있었다. 학생 이해에 대한 지식은 부족한 것으로 나타났는데, 실제 교수 경험이 없는 예비교사들은 자신의 학습 경험을 바탕으로 학생 수준을 간접적으로 이해하려고 시도하므로, 예비교사교육과정에서 오개념 자료 등을 적극적으로 활용할 필요가 있다. 교수 전략과 평가에 대한 지식은 다른 요소에 비해 피상적으로 표현되었는데, 목표와 연계된 방법을 고민하기 보다는 순환학습과 발견학습 같은 모형의 적용만을 언급하거나 일반적인 평가 방법을 나열하는데 그쳤다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.221-233
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• 2000

여러 연구를 통해서 고등학생들이 역학분야에서 갖고 있는 비과학적 개념을 과학적 개념으로 변화시키는데 어려움이 있다는 것이 밝혀졌다. 어떤 연구자들은 이러한 개념변화의 어려움을 해결하기 위해 좀 더 어린 나이에 역학을 배워야 한다고 제안하였다. 이들은 학생들이 나이가 더 들수록 자신의 개념을 잘 변화시키지 않는다고 주장하였다. 이 연구에서는 학생의 나이에 따라서 역학단원의 힘 개념이 변화하는데 어떠한 차이점이 있는가를 분석하여 나이에 따른 개념 변화의 차이점과 그 특징을 알아보았다. 서울 지역의 중학교 1학년 한 학급 35명을 13세 집단으로 하고, 이 중학교에 인접한 일반계 고등학교 2학년 한 학급 50명을 17세 집단으로 하여 개인 면담을 4단계로 나누어 실시하였다. 사전개념 검사 단계에서 학생의 힘에 관한 개념을 조사하고 물체가 운동하는 방향으로 힘이 작용한다는 "기동력(Impetus )" 개념을 가지고 있는 학생을 선발하였다. 바로 이어진 처치단계에서는 이 학생들에게 자신의 생각과 불일치 하는 학생 중심의 논박자료를 읽게 하였다. 논박자료에 대한 학생의 반응 특성과 즉시 사후검사, 시간지연 사후검사를 통해서 나이가 다른 두 집단간의 개념 변화 특성을 분석하였다. 분석 결과 첫째, 나이와 상관없이 대부분의 학생들은 기동력 개념을 갖고 있었다. 특히 13세 학생들 중에는 과학적 의미의 힘 개념을 일상생활의 경험과 관련된 비과학적 용어로 이해하고 있는 학생들이 있었고, 17세 학생은 과학적인 용어로 이해하고 있었다. 둘째, 나이가 더 많은 학생이 개념 변화가 더 어렵다는 "유연성 상실"이란 개념을 지지할 수 있는 결과를 확인할 수 없었다. 셋째, 논박자료에 대해서 13세 학생은 무조건 수용, 무조건 거부, 비판적 수용, 비판적 거부 등 네 가지 반응 분포를 고르게 나타내었지만, 17세 학생은 비판적 거부와 비판적 수용 반응이 지배적이었다. 특히 논박자료에 대해 비판적 수용 반응을 보인 학생은 시간이 지난 후에도 과학적 개념을 유지하는 비율이 높았지만, 무조건 수용 반응을 보인 학생은 모두 비과학적인 개념으로 다시 돌아갔다. 이 연구결과는 나이가 더 많은 학생에게서 유연성 상실이 일어난다는 가설을 지지하지 않는다. 따라서 나이와 유연성 상실과의 관계는, 나이에 따라 변하는 다른 변인들을 고려한 보다 심층적인 연구가 필요하다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.74-89
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• 2020

이 연구의 목적은 신뢰도와 타당도가 확보된 계절 변화 개념 검사 도구를 개발하고 계절 변화 개념과 관련된 하위 개념과 오개념에 대하여 객관적으로 관찰하고 분석하여 변인 간의 관계를 설명하고자 하였다. 계절 변화 개념 검사 도구의 개발 과정은 검사 도구 개발 계획 수립, 검사 도구 초안 개발, 예비 검사 및 검사 도구 수정, 최종 검사 도구 개발, 본 검사 실시의 과정으로 이루어졌다. 개발된 검사 도구는 학생의 계절 변화 개념 형성 정도를 검사하고 개념 형성에 어려움이 있다면 그 원인이 무엇인지 분석하여 적절한 학습과 도움을 제공하는데 활용할 수 있다. 개발한 검사 도구를 이용하여 6학년 198명을 대상으로 한 회귀 분석 결과 선수학습개념의 이해정도와 오개념의 교정 정도는 계절 변화 단원에서 학습한 개념에 정적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 오개념이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 평균 점수를 기준으로 절단점을 생성하여 구분한 두 구간 중 평균 점수 이상 구간 학생들은 오개념의 교정 정도가 유의미한 영향을 미쳤으며, 평균 점수 이하 구간 학생들은 선수학습개념의 이해정도가 유의미한 영향을 미쳤다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.71-71
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• 2010

대학생들의 야외 지질 실습 전과 후에 퇴적층 형성에 대한 이해도 변화를 파악하기 위해 충남대학교 지질환경과학과 3학년 재학생 27명을 대상으로 3일 동안, 참여 학생들에게 매일 실습 전과 후로 나누어 6번의 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 문항은 모두 주관식이며, 3일에 걸쳐 총 68문항을 제공하였다. 제시된 문항은 퇴적층 형성과 관련된 기본개념 31문항과 조사 지역의 노두관찰 37문항으로 분류 된다. 야외 실습 전과 후의 개인별 점수를 각각 비교한 결과 실습에 참여한 모든 학생들의 점수가 향상되었다. 실습 3일에 대한 전체 학생들의 평균점수는 실습 전에 28.3점, 후에 51.6점으로 실습 전보다 후에 34.2% 향상되었다. 또한 전체 학생들의 기본개념 31문항에 대한 평균점수는 실습 전에 19.8점, 후에 26.9점으로 22.9%, 조사 지역 노두관찰 37문항에 대해서는 실습전에 8.5점, 후에 24.7점으로 43.8%가 각각 향상되었다. 퇴적층은 공간적으로 넓은 장소와 시간적으로 오랜 기간 동안에 걸쳐 형성되어 학생들은 광범위한 공간적, 시간적 개념을 이해하는 것이 필요하며 대학의 지질학 교육 과정에서 야외실습은 필수적인 요소이다. 야외 실습은 학습자가 직접 자연과 같은 실제 세계를 관찰하고 조사하는 활동으로 이루어지는 학습 방법으로 교실 밖에서 일어나는 모든 학습을 총칭한다고 할 수 있다. 본 연구 결과는 야외 실습 후에 학생들의 점수가 향상된 것을 보여주었다. 이런 결과는 야외 실습이 야외에서 학습자가 주체가 되어 적극적인 참여로 학습하는 학생 중심 학습이고, 자연 환경을 학습의 장으로 하여 실물을 활용한 직접적인 조사활동과 같은 경험에 의한 체험 학습이기 때문인 것으로 해석된다. 또한 야외 실습에서 그룹 활동은 학생들이 지질조사를 하면서 발견된 문제나 내용에 대해 공유할 수 있는 토론 학습인 동시에 야외 활동에서 교수는 전문가 혹은 학습 촉매자로서 문제에 대한 해결책을 주거나 학생들에게 질문이나 토론의 기회를 주어 학생들의 지적, 정신적 향상에 영향을 미치기 때문인 것으로 보인다. 그러므로 야외 실습은 계획, 실행, 정리 단계가 매우 중요하다. 우선 장소 선정에 있어 강의실에서 토론된 주제 및 개념과 관련된 장소를 선정해야 하며, 야외에서는 학생과 학생, 학생과 교수 간의 그룹 활동, 토의 및 질문 시간을 충분히 가져야 함은 물론 실습 후에는 세미나를 통해 야외 활동에서 새롭게 발견하거나 조사 및 학습한 내용, 해결하지 못한 문제 등을 토론하고 정리하는 과정을 갖는 것이 필요하다고 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.775-788
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• 2007

본 연구는 예비 중등교사들을 대상으로 지구 내부에서의 방사성 동위원소에 대한 예비 중등교사의 대안개념의 구조를 이해하는 것이다. 그들의 대안개념의 구조를 Lakatos의 방법론을 기준틀로 한 Niaz(1998)의 제안을 사용하여 분석하였다. 이 연구는 사범대학 과학교육과 $3{\sim}4$학년 17명을 대상으로 하였다. 연구 방법으로는 개방형 질문지법(open-ended written questionnaire)을 사용하였다. 연구 결과, 예비 중등교사들은 지구내부에서 방사성 동위원소의 붕괴의 설명은 지층의 높은 열과 압력이 그들의 대안개념에 가장 큰 영향을 주고 있었다. 또한 우리가 제안한 과학개념구성을 위한 과학 철학적 수업전략에 따른 그들의 개념변화를 조사하였다.

• 과학교육연구지
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• 제38권1호
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• pp.1-14
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• 2014

이 연구는 멘토링을 활용한 과학탐구프로그램인 제주과학탐구아카데미에 참가한 학생들을 대상으로 멘토링 및 제주과학탐구아카데미에 대한 인식을 조사하기 위한 것이다. 연구 대상은 탐구계획서를 제출하여 심사를 통해 선발되어 본 프로그램에 참가한 중학생 50명과 고등학생 50명이다. 멘토링에 대한 조사 결과 학생들은 멘토와의 상호작용을 통해 탐구에 대한 자신감을 가지게 되었고, 탐구에 대한 새로운 관점을 구축하게 되었다고 응답했다. 또한 과학탐구프로그램에 대한 인식을 조사한 결과 학생들은 이 탐구프로그램 활동에 많은 흥미를 느꼈고 과학 개념을 이해하는 데에도 도움이 된다고 응답했다. 이 연구의 결과는 과학탐구 프로그램 개발에 있어서 멘토링 도입을 적극적으로 검토할 필요가 있음을 나타내고 있다. 후속 연구로 과학탐구 프로그램 참여 경험이 학생들의 과학탐구력, 개념 이해 등에 어떻게 영향을 미치는지 다양한 영향 요인에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권1호
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• pp.107-116
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• 1999

본 연구에서는 대응 명료화 전략 및 비유물의 제시 시기가 중학생들의 개념 이해에 미치는 효과를 조사하였다. 대응 명료화 전략 유무와 비유물의 제시 시기에 따라 네 종류의 학습 교재를 제작하였고, 예비 적용을 통해 수정 보완하였다. 수업 처치 이전에 장의존성/장독립성 검사를 실시하고, 사전 학업 성취도를 조사하였으며, 이 점수들을 구획 변인으로 사용하였다. 111명의 중학생들에게 네 가지 유형의 학습 교재를 우선 배포하여 읽게 한 직후 개념 검사를 실시하고, 4주 후에 개념의 파지 검사를 실시하였다. 학습 직후 개념 검사 및 파지 검사의 회상 문제에서는 대응 명료화 전략 유무나 비유물의 제시 시기에 따른 유의미한 차이가 나타나지 않았으나, 응용 문제에서 대응 명료화 전략을 사용한 집단의 점수가 사용하지 않은 집단의 점수에 비해 유의미하게 높았다. 장독립적인 학습자는 대응 명료화 전략을 사용하지 않았을 때보다 사용했을 때 학습 직후 개념 응용에서 유의미하게 높은 접수를 얻었으며, 사전 성취 수준이 높은 학습자는 대응 명료화 전략을 사용하지 않았을 때보다 사용했을 때 개념 응용 파지에서 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 또한, 학습 직후 개념 응용에서 사전성취 수준이 높은 학습자는 대응 명료화 전략과 함께 비유물-목표 개념의 순서로 학습했을 때 유의미하게 높은 점수를 얻었으나, 사전 성취 수준이 낮은 학습자는 대응 명료화 전략과 함께 목표 개념-비유물의 순서로 학습했을 때 유의미하게 높은 점수를 얻었다.

• 인지과학
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• 제4권1호
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• pp.5-23
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• 1993

홀랜드 등(1986)은 인공 지능 시스템 내에서 경쟁한는 여러 규칙들 사이에 그 결과를 결정할 수 있는 주요 요소로서 대응성,강도,명세성,지원도의 네 가지를 든 바 있다.이러한 요소들은 그 시스템이 주어진 환경내에서 어떤 대상들을 인지함에 있어 일정한 규칙을 선호할 수 있는 기준으로 작용 할 수도 있다. 본 논문의 목적은 이러한 기준 중 특히 강도의 개념을 통계학에서의 우도의 개념으로써 해명하는 일이다.강도의 개념 자체나 그 활용 방식들이 우도의 개념으로써 좀더 충분히 이해될수 있다고 생각한다.학문사의 개념들은 그것을 여타 개념들과 연결하면 연결할수록 좀더 풍부해질수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권6호
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• pp.851-866
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• 2016

본 연구는 초등예비교사를 대상으로 작용 반작용 법칙에 대한 이해 정도와 전형적 인식상황의 조사를 통해 초등예비교사의 '작용과 반작용'에 대한 개념을 알아보는 것을 목적으로 수행하였다. 조사는 초등예비교사 3학년 177명을 대상으로 하였다. 연구 결과, 첫째, 작용 반작용 법칙에 대해 초등예비교사들이 이해하는 정도는 충분하지 않았으며, 상황에 따라 이해의 정도가 달랐다. 둘째, 초등예비교사들은 작용 반작용 법칙과 관련하여 '사람이 벽을 미는 상황'과 같은 일반적인 상황과 함께, '관성에 의한 상황'과 같이 관련이 없는 상황도 전형적으로 떠올리는 경향이 있었다. 또, 작용 반작용의 작용 유형과 결과적인 운동 유형을 다소 편중되게 생각하는 경향이 있었다. 끝으로 이러한 결과를 바탕으로 작용 반작용 법칙에 대한 이해 제고와 관련하여 몇 가지 제언을 하였다.