• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.67-67
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• 2010

과학교육에서 효과적인 과학 수업을 위하여 과학사 도입의 중요성이 계속 강조되어 왔다. 이에 따라 과학 교과서에는 많은 과학사 자료가 사용되고 있다. 하지만 과학 교과서에 사용된 과학사 자료가 어떤 유형과 맥락에서 어떠한 역할을 하고 있는 지에 대한 면밀한 분석은 이루어지지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행 연구와 관련 문헌 분석을 통해 과학 교과서에 사용된 과학사 자료를 분석하기 위한 3차원 틀을 개발하고, 이를 제 7차 교육과정의 과학 교과서 지구과학 내용을 대상으로 적용하였다. 개발된 분석틀은 수업맥락, 역할, 제시유형의 3개 차원으로 구성된다. 수업맥락 차원은 흥미, 사회-문화적, 인식론적, 개념적 맥락의 4가지 영역으로 세분되며, 제시유형 차원은 에피소드/일화, 발견/고안, 선형적인 발전, 역사적 실험의 4가지 영역으로 세분된다. 역할 차원은 기본적, 보충적, 탐구적의 3가지 영역으로 세분된다. 개발된 3차원 분석틀을 적용하여 과학 교과서의 지구과학사 자료들을 분석한 결과, 수업맥락 차원에서는 개념적 맥락의 과학사 자료가 모든 학년별 과학 교과서에서 가장 많았다. 역할 차원에서는 기본적 역할이 압도적으로 많았으며, 탐구적 역할의 경우에는 매우 적었다. 제시유형 차원에서는 발견/고안과 선형적인 발전 유형이 대부분이었고, 에피소드/일화 유형의 자료는 주로 흥미 맥락과 연계되어 극히 일부만 사용되고 있었다. 3차원 각 영역들을 48개의 조합으로 분석한 결과, '개념적 수업맥락-기본적 역할-발견/고안 유형'과 '개념적 수업맥락-기본적 역할-선형적 발전 유형' 2개 조합에 집중되었으며, 나머지 조합들의 빈도는 매우 낮았다. 전체적으로 3차원 분석틀 각 영역에 부합하는 과학사 자료가 과학 교과서에 다양하게 포함되지 못하고 일부 영역에만 집중되는 것으로 나타났으며, 이러한 연구 결과는 앞으로 다양한 수업맥락, 역할, 그리고 유형으로 과학사 자료들이 개발될 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.599-609
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• 2017

본 연구의 목적은 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 성취 특성 추이변화를 분석하고 우리나라 초등과학과 교육과정 및 교수학습 개선에 주는 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 초등학교 현장교사 네 명과 과학교육을 전공한 연구자 세 명이 참여하여 TIMSS 2015의 초등학교 과학과 내용영역별 평가주제와 문항에 대해 교육과정 일치도를 분석하고, 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 연구결과에 따르면, 생명과학, 물상과학 그리고 지구과학의 영역을 막론하고 초등학교 3-4학년군 교육과정에서 다룬 내용일수록 정답률이 높게 나타났다. 또한 2009개정 교육과정에서 초등학교 5-6학년군에서 다루는 열전달, 전기의 작용, 지구와 달의 운동 등과 관련된 문항에서는 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 TIMSS 2015에서 우리나라 초4 학생들은 TIMSS 2011에 비해 추론하기 영역의 점수가 많이 하락한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 초등 과학과 교육과정 구성을 위한 시사점과 교수학습 방법 개선 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.789-804
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• 2012

본 연구는 21세기 과학적 소양을 탐색하기 위한 평가 기준을 개발하고, 이를 교과서 내용 분석에 적용하였다. 21세기 과학적 소양의 하위 영역으로 과학적 사고습관(habits of mind), 과학에서의 가치관(character and value), 과학 본성의 이해(science as human endeavor)를 설정하고, 각 하위 영역에 대한 평가 요소와 평가 기준을 개발하였다. 개발된 평가 기준은 21세기 과학적 소양이 교육 상황에서 실제 실현되고 있는가를 확인할 수 있는 지표이다. 개발된 평가 도구를 사용하여 2009 개정 교육과정에 기반을 둔 과학 교과서 내용에서 21세기 과학적 소양의 3개 영역에 관련된 내용이 포함되어 있음을 확인하였다. 이 중 과학적 사고 습관에 관련된 내용이 가장 높은 비율을 차지하였으며 과학에서의 가치관과 과학본성의 이해에 관련된 내용은 상대적으로 부족한 것을 알 수 있었다. 개발된 21세기 과학적 소양 평가 기준은 교과서 내용 분석 외에도 교실 수업 평가, 교사 평가, 교수-학습 자료의 평가에 활용하여 현장 과학 수업 실행에 대한 실질적인 이해를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.55-68
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• 2005

본 연구는 제 7차 교육과정 기술$\cdot$가정 교과서 중 가정 부분의 '자원의 관리와 환경' 영역 내용과 다른 교과 내용을 분석하여 관련성을 파악하기 위하여 국어, 도덕, 사회, 수학, 과학, 기술, 체육, 음악, 미술 교과서를 분석하였다. 음악을 제외한 전 교과의 내용에서 '자원의 관리와 환경 영역의 내용과 유사한 내용이 발견되었다. 기술$\cdot$가정 교과서의 '자원의 관리와 환경' 영역과 사회교과의 3학년 내용과 많은 관련성을 보이고 있었다 가장 다른 교과와 관련성이 높은 '자원의 관리와 환경' 영역의 내용은 '자원의 활용과 환경' 중단원 중 환경 부분과 '우리들의 소비 생활' 중단원의 소비자 관련 내용으로 나타났다. 그리고 '청소년의 시간과 일 관리' 중단원의 내용이 다른 교과의 내용과 그 관련성이 가장 적게 나타났다. 각 교과마다 목표와 성격이 다르기 때문에 같은 주제라 할지라도, 다루고 있는 초점과 제시방법, 내용의 상세성 정도가 교과마다 차이를 보이 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1235-1244
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• 2004

학업성취도 국제 비교 연구 결과에서 우리나라 남 여학생의 과학 성취도 차이가 큰 것으로 보고되고 있다. 이 연구에서는 TIMSS-R 과학 성취도에서의 성 차이를 문항 수준에서 살펴보기 위하여 각 문항의 GDI(Gender Difference Index) 값을 산출하였다. 그리고 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따른 GDI 값을 비교하였다. 문항 유형에 상관없이 우리나라와 국제 결과 모두 남학생이 여학생보다 성취도가 높은 것으로 나타났으며, 우리나라의 성차가 국제 펑균보다 크게 나타났다. 특히 우리 나라 여학생들은 선다형 문항에서 상대적으로 낮은 성취도를 나타내었다. 성취수준에 따른 우리나라와 국제의 GDI 값을 비교해 보면, 상위 10%에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 국제의 경우보다 낮게 나타났으나 그 이외의 성취수준에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 더 높게 나타났고 특히 상위 50%에 해당되는 문항들의 경우 우리나라와 국제의 차이가 크게 나타났다. 내용 영역별로 남 여학생의 성취도를 비교했을 때는 과학 탐구와 과학의 본성 영역을 제외하고는 모든 내용 영역에서 우리나라 남학생들의 성취도가 여학생들보다 높았다. GDI가 10 이상인 문항 중 남학생들의 성취도가 높은 문항들은 생물과 지구과학 영역에 속하는 경우가 상대적으로 많았으며, 학교 교육과정에서 전혀 배우지 않은 문항들의 비율 또한 비교적 높았다. 그리고 남학생들이 높은 성취도를 보이는 문항은 전 수행 영역에 걸쳐서 비교적 골고루 분포되어 있었다. 이상에서와 같이 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따라 과학에서의 남 여학생의 성취도 차이가 다르게 나타났다. 이러한 결과는 여학생들의 과학 성취도를 향상시키기 위한 방안을 모색하는 과정에서 보다 구체적인 방향을 제시할 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.274-287
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• 2000

본 연구는 제 6차 교육과정에 의해 개편된 4종의 공통과학 교과서(물질단원)의 내용분석을 통해 전체 구성이 어떻게 되어 있는지를 조사하고 6차 교육과정에 중점을 둔 탐구활동을 탐구 내용 영역, 탐구 과정 영역 및 탐구 상황 영역으로 구성된 3차원 분석틀을 이용하여 분석하였다. 4종의 공통과학 교과서에서는 풍부한 학습자료와 읽을거리를 제공하여 학생들에게 흥미 있는 교과서가 되도록 하고 있었다. 3차원 분석틀 중 탐구 내용 영역 분석에서는 교육과정 목표에서 제시하는 내용을 다양한 탐구활동을 통해 다루고 있었으며 탐구활동의 횟수도 교과서당 평균 16회 정도로 각 교과서의 탐구 활동 횟수가 유사하였다. 탐구 과정 영역의 분석에서는 자료해석 및 일반화가 39.1%, 관찰 및 측정이 30.8% 로 대부분올 차지하고 있어 공통과학 교과서의 기본 목표에서 볼 때 상위의 탐구과정 요소의 반영 비율을 좀 더 높여야 할 것으로 보인다. 탐구 상황 영역의 분석에서는 과학적 상황이 81.3% 로 대부분을 차지하였으며 현대 과학 교육의 주요한 교육운동인 STS 관련 내용은 18%에 불과하여 아직은 미흡한 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제33권1호
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• pp.87-99
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• 2009

이 연구에서는 전국 16개 시 도 교육청에서 운영하는 사이버가정학습 사이트에 공동으로 탑재되어진 중학교 1학년 생물영역 콘텐츠를 선정하여 학습환경, 교수설계, 학습내용, 교수학습전략, 상호작용, 지원체계, 평가, 윤리성, 저작권의 9개 영역에서 평가하였다. 평가 결과 첫째, 학습환경 평가영역에서, 콘텐츠는 학습자의 다양한 조건에서 실행이 가능하고 학습도중 다른 화면으로의 이동이 자유로워 학습자에게 편리한 학습환경으로 구성되어 있다. 둘째, 교수설계 평가영역에서, 콘텐츠는 학습목표를 명확하게 제시하고 있고 학습자의 수준을 고려하여 학습활동을 제공하고 있다. 그러나 학습안내, 선수학습, 학습평가, 학습정리의 단계는 수준별 학습이 이루어지지 않고 있다. 셋째, 학습내용 평가영역에서, 학습내용은 학교의 정규 교과 수업 내용을 바탕으로 구성되어져 있으며, 각 차시별로 제시된 학습목표에 맞는 내용으로 학습 내용을 구성하고 있다. 그러나 최신 정보 및 경향으로 수정 및 보완하지 않았다. 넷째, 교수학습전략 평가영역에서, 콘텐츠는 대부분이 수동적 탐구로 이루어진 강의 중심의 자료 제시형으로 구성되어 있다. 다섯째, 상호작용 평가영역에서, 사이버가정학습의 사이트와 각 메뉴에 대한 안내를 위한 별도의 메뉴를 메인화면에 구성하고 있으나 효과적이라고 보기 어렵다. 여섯째, 지원체제 평가영역에서, 사이버가정학습의 사이트의 메인화면에 각 메뉴에 대한 안내와 학습사전, 용어사전을 제시하고 있다. 일곱째, 학습평가를 포함 한 다른 학습단계의 내용은 다른 수준의 콘텐츠를 선택하더라도 같은 수준의 같은 내용으로 평가가 이루어 지고 있다. 여덟째, 윤리성 평가영역에서, 콘텐츠는 사회적으로 지켜야 할 도리와 규범을 준수하고 있다. 아홉째, 저작권 평가영역에서 사이버가정학습 사이트를 운영하는 기관을 사이트의 메인화면 하단에 명시하고 있다.

• 한국과학교육학회:학술대회논문집
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• 한국과학교육학회 2008년도 54차 총회 및 하계학술대회
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• pp.95.1-95.1
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• 2008

• 천문학회보
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• 제36권1호
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• pp.79.2-79.2
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• 2011

대전국립중앙과학관의 천문영역 전시가 Booth et al(2008)의 논증을 기초로 한 과학철학 측면에서 얼마나 잘 부합되는지 확인하는 것이 이 연구의 목적이다. 과학관은 비형식 교육기관 중 하나이다. 과학관의 전시물들은 관람자들에게 정보를 전달하고, 관람자들은 전시물들을 통하여 지식을 탐구한다. 그러므로 교육적 상호작용을 뒷받침하는 이론적인 기준이 필요하다. Booth et al(2008)이 주장한 논증모형은 관람객의 심리적인 진행과정을 고려한 과학철학이다. 그렇기 때문에 과학관 전시에 Booth et al(2008)의 논증이 적용된다면, 관람객들은 전시물들이 의도한 지식을 스스로 탐구 할 수 있다. 김정엽(2011)은 Booth et al(2008)의 논증을 이용하여 과학관 천문영역 전시형태를 재구성하였고, 대학생들을 상대로 설문 조사와 SPSS 통계 분석을 수행하여, 재구성한 전시형태가 정보전달과 지식 탐구 관점에서 기존보다 더 설득력 있음을 보인 바 있다. 최근 대전국립중앙과학관은 천문영역 전시를 개선하였다. 그러므로 개선된 전시가 Booth et al(2008)의 논증을 기반으로 한 기준에 적합한지를 재분석할 필요가 있다. 분석 결과, 거시적인 전시형태는 이전에 비해 큰 변화를 보이지 않았으나, 미시적인 전시내용은 상당히 많은 부분에서 개선이 있음을 확인하였다. 그 자세한 분석 내용과 결과를 논의한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권2호
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• pp.378-386
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• 2002

1999학년도부터 지난 3년 동안 시행된 대학수학능력시험에서 공통과학 중 화학 영역 문항에 대한 학생들의 응답을 조사하였다. 내용 영역과 탐구 과정에 따른 문항수, 내용 영역과 탐구 과정에 따른 평균 정답률, 정답률 수준에 따른 문항 분포, 정답률이 높거나 낮은 문항 등을 분석하였다. '환경' 영역에서의 문항수가 매우 적었는데, 특히 '오존층'에 대해서는 한문항도 출제되지 않았다. 가장 어려운 내용 영역은 '환경' 영역의 '산성비'였다. 탐구 과정별로는 '자료 분석 및 해석'에서 가장 많은 문항이 출제되었고, '문제 인식 및 가설 설정'이 가장 어려운 것으로 나타났다. '아주 어려운 수준'의 문항은 하나도 없고. '쉬운 수준'이나 '아주 쉬운 수준'에 해당하는 문항이 많았다. 학생들은 여러 가지 개념이나 지식을 요구하는 문항을 해결하는 데에 많은 어려움을 느꼈고, 저학년에서 다루어진 개념만을 요구하는 문항을 쉽게 해결하였다. 교육학적 함의에 대해 논의하였다.