• 한국과학교육학회지
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• 제33권6호
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• pp.1186-1201
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• 2013

우리나라 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 실시한 2009, 2010, 2011년 국가수준 학업성취도 평가 결과를 이용하여 학생들의 성취수준별 특징을 조사하였고, 초 중학교 학생들의 특징을 비교하였다. 초 중학생의 성취수준별 대표 문항 분석을 통하여 다음과 같은 내용을 알았다. 초 중학교 공통적으로 우수학력 학생들은 모두 교육과정의 성취기준을 정확히 이해하고 있었지만 보통학력 학생들은 용어를 단순히 기억하는 수준과 같이 교육과정의 성취기준을 피상적으로 이해하고 있었다. 그래서 보통학력 학생들은 교육과정 목표 달성을 위해 수업 및 평가에서 내용을 정확히 이해하도록 돕는 방안을 늘릴 필요가 있다. 예를들어 선다형 평가 대신 서술형 평가를 요구하는 교육환경은 개념을 정확히 이해하는 습관을 길러줄 수 있을 것이다. 기초학력 학생들은 교육과정의 성취기준을 거의 이해하지 못하고 있었기 때문에 단순한 상황에서 성취기준을 다루는 보정 교육을 실시할 필요가 있다. 교육과정에서 다루는 과학 개념은 학교급별로 위계적으로 구성되어 있기 때문에 기초학력 미달 수준을 위한 보정 교육만으로는 과학교육에서 학습 결손 문제를 해결할 수 없다. 이를 위해서는 과학에서 수준별 수업을 대폭 확대할 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제35권1호
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• pp.68-79
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• 2011

이 연구에서는 형식적 사고를 요구하는 '기체 분자운동'의 개념 이해에 형식적 조작기로의 인지가속을 목적으로 하는 '생각하는 과학' 활동을 사전에 적용했을 때 어떠한 효과가 있는지 알아보았으며 이 활동에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 교과서 내용 분석을 통하여, 기체 분자 운동의 개념 이해에 필요한 논리적 요소로 변인, 비례, 보상, 형식적 모형 등의 4가지 논리를 추출하였다. 실험 집단 학생들에게 4가지 논리와 관련된 9개의 '생각하는 과학' 활동을 처치한 후에 기체 분자 운동의 수업을 실시하고, 기체 분자 운동의 개념 이해에 대한 성취도 평가를 하였다. 기체 분자 운동 개념에 대한 실험 집단과 통제 집단간의 성취도는 t-검증 결과 유의미한 차이가 없었다. 성 별 분석에서는 사전 인지 수준을 공변인으로 한 공변량 분석 결과 실험 집단의 여학생이 유의미하게 성취도가 향상된 것으로 나타났다. 과학 성취도 평가의 논리 별 정답률에서는 변인 통제, 보상, 형식적 모형논리의 정답률이 통제 집단에 비해 높게 나타났으나 비례 논리는 거의 비슷하게 나타났다. 실험 집단의 '생각하는 과학' 활동에 대한 인식 조사 결과, 활동에 대한 인식이 긍정적일수록 성취도가 높게 나타났으며 과학적 사고력과 태도 영역이 기체 분자 운동의 성취도 사이에 상관관계가 있었다. 특히 구체적 조작기 후기(2B)의 학생들이 가장 긍정적 인식을 가지고 있었으며 성취도도 높았다. 학생들은 교과서에 나와 있지 않는 실험 소재를 다루게 되어 흥미로웠으며 실험 후 토론 시간을 가지면서 연구자가 된 듯한 느낌을 갖게 되어 '생각하는 과학' 활동을 통해 자신의 과학적 사고력이 향상된 것 같다고 답변하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.357-370
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• 2022

본 연구에서는 화학 결합 학습에 적합한 모바일 증강현실 학습도구를 개발하고 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습(POGIL-MAR)을 제안하여 이 교수학습 방법이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기 및 학습 몰입감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구 참여자는 경기도 소재의 남녀 공학 고등학교 1학년 학생 139명으로, 이를 통제집단(TL), 실험집단 1(POGIL), 실험집단 2(POGIL-MAR)로 무선 배치하였다. 학생들은 4차시에 걸쳐 화학 결합과 관련된 학습을 하였다. 이원 공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단은 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감 검사에서 사전성취 수준에 관계없이 다른 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, 하위 집단의 경우, POGIL-MAR 집단이 TL과 POGIL 집단보다 통계적으로 유의미한 학업 성취도 향상이 있었다. 과학 학습 동기의 하위요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 학습 동기의 하위 요인인 내재 동기, 직업 동기, 자아 효능, 점수 동기, 자기 의지에서 유의미하게 높았다. 특히, 내재 동기에서 교수학습 방법과 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다. 한편, 학습 몰입감의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 분명한 목표, 분명한 피드백, 행위-인식 일체감, 학습 통제감, 자기만족적 경험에서 유의미하게 높았다. 이러한 결과를 바탕으로 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습의 교육적 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권1호
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• pp.121-130
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• 2015

국가 수준의 표준화된 학업 성취도 평가 결과를 분석하여 학생들의 성취 수준을 파악하고 이를 교육정책 수립이나 교수활동 개선에 반영하는 과정은 교육의 책무성으로 중요한 부분이다. 본 연구에서는 과학과 국가 수준 학업 성취도 평가 결과를 분석하고, 답지 반응률 분포 곡선을 활용하여 평가 문항의 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 2010년부터 2013년까지 시행된 과학과 성취도 평가 결과를 성취 수준에 따라 분석하였으며, 성취도 점수에 따른 특정 문항의 정오답 반응률을 토대로 최적 곡선을 추정한 그래프인 답지 반응률 분포 곡선을 활용하여 선다형 평가 문항 112개의 정답지와 오답지 반응률 곡선의 유형을 분류하고, 유형별 문항 특성을 분석하였다. 분석 결과, 정답지는 5가지 유형(S자형, J자형, 직선형, F자형, 계단형)으로 분류하였고, 오답지는 4가지 유형(보통형, 평지형, 산지형, 상승형)으로 분류하였다. S자형의 정답지 반응 곡선과 보통형의 오답지 반응 곡선이 조합인 문항이 가장 많았으며, 성취 수준에 따라 학생들을 변별하는데 적절한 문항인 것으로 분석되었다. 또한, 정답 반응률 분포와 오답 반응률 분포가 서로 연관되는 것으로 나타났다. 연구 결과를 토대로 교수 학습, 교실 평가 등에서 함의를 논의하였다.

• 영재교육연구
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• 제21권3호
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• pp.631-658
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• 2011

본 연구에서는 과학고 졸업생들을 대상으로 이들의 과학고 재학시 학업 성취 수준(고성취, 저성취)에 따라 이들의 향후 성취(최종학력, 창의적 업적물 수) 수준, 직업 및 소득이 다르게 나타나는지, 그리고 이들의 삶 및 직업 선택에 영향을 준 인물은 누구였는지에 대해 탐색하고자 하였다. 이를 위해 전국 18개 과학고를 졸업한 성인들 중 2001년 이전에 졸업한 성인 총 244명(만 28.00세~42.84세)을 최종분석 대상으로 선정하여 설문분석을 실시하였고, 설문 참여자들 중 13명을 선정하여 면대면 심층인터뷰를 실시하였다. 과학고 졸업생들의 과학고 재학시 학업 성취 수준이 상위 30%에 해당하는 이들을 고성취 집단으로, 하위 30%에 해당하는 이들을 저성취 집단으로 분류하였다. 그 결과, 이들 두 집단의 최종학력 수준과 창의적 업적물 수는 유의한 차이를 보였는데, 저성취 집단에 비해 고성취 집단에서 박사과정 이상의 고학력 소지자가 더 많았으며, 창의적 업적물을 많이 낸 과학고 졸업생들의 비중도 더 많은 것으로 나타났다. 또한, 전문과학군에 종사하는 과학고 졸업생들은 고성취집단의 과반수이상을 차지한데 반해, 저성취 집단에서는 비전문과학군(일반군)에 종사하는 과학고 졸업생들의 비중이 과반수이상을 차지한 것으로 나타났다. 아울러, 고성취 집단에서 고소득자가 더욱 많이 분포되었으며, 직장 내에서 창의적 능력이 요구된다고 응답한 비중이 저성취 집단에서와 달리 무려 86%를 상회하는 것으로 나타났다. 이들 두 집단 모두 삶과 직업선택에 영향을 가장 많이 준 인물로 부모가 가장 많이 지목되었으며, 그 다음으로 스승이 지목되었다. 이러한 설문 연구결과는 인터뷰 결과와도 일치하는데, 과학고 졸업생들의 삶과 직업선택은 그 당시 처해진 사회적 상황과 생활 속 밀접하게 상호작용한 주변인물(부모님, 교사, 선후배)로부터 영향을 받은 것으로 나타났으며, 주변인물에 대한 주관적 인식에 있어서는 두 집단 간 다소 차이가 있는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.459-467
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• 2004

이 연구는 초등학교 과학 수업에 대본을 사용한 협동학습의 적용하여 그 효과를 조사하였다. 6학년 3개 학급 95명을 대상으로 '여러 가지 기체' 단원 총 9차시에 대하여 전통수업, 협동수업, 대본을 사용한 협동수업을 실시한 후, 학업 성취도, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도를 비교하였다. 이원 공변량 분석 결과, 학업 성취도에서 수업 처치와 성취 수준 사이에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다. 성취 수준 하위 학생들의 학업 성취도 점수는 대본을 사용한 협동학습 집단이 다른 집단보다 유의미하게 높았다. 또한 과학 학습 동기와 과학 수업에 대한 태도 점수도 대본을 사용한 협동학습 집단이 유의미하게 높았다.

• 대한화학회지
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• 제67권4호
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• pp.253-270
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• 2023

이 연구는 중학교 과학 수업에서 학생주도평가가 성취정서와 과학개념이해에 미치는 영향에 대해 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 중소도시 소재 중학교 3학년 7학급 중 실험집단으로 선정된 4개 학급은 학생주도평가를 실시하고, 비교 집단(3개 학급)은 교사주도평가를 실시하였다. 학생주도평가는 학습자가 주도적으로 학습 목표 설정과 평가 기준을 개발하여 자기평가와 동료평가를 실시하는 4단계로 구성하였고, 개발한 7개 평가 활동을 수행하였다. 연구 결과, 학생주도평가는 긍정적 성취정서를 향상시키고, 부정적 성취정서를 완화시키는데 효과를 보였으며 중학생의 과학개념이해를 향상시켰다. 학생들은 학습목표 설정에 주도적으로 참여하고, 평가 기준을 개발하여 자기평가와 동료평가를 반복적으로 수행하며 자신의 도달 정도를 파악하고, 학습 과정에서 부족한 점을 보완하는 반복적인 반성적 사고를 거친다. 따라서 학생주도평가는 학습에 대한 책임감을 향상시키고 지속적으로 과학개념이해 정도를 점검할 수 있도록 하여 과학개념이해를 높이는 도구로써 활용될 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.263-271
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• 2007

이 연구의 목적은 고등학생들의 독창적인 문제발견 능력과 과학 학업 성취도, 과학 탐구능력, 창의적 성격 사이의 관계를 알아보는 것이다. 발견된 문제의 독창성을 평가하기 위해 빈도수에 의한 평가와 교사와 학생에 의한 주관적 판단에 의한 평가 방법을 사용하였다. 그 결과, 세 가지 평가 방법은 큰 차이가 없었으나, 빈도수에 의해 평가할 경우 친숙한 문제가 더 높은 점수를 받을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 전체 학생들의 독창적인 문제발견 능력은 학업 성취도 및 창의적 성격과 정적 상관이 있었으나, 과학 탐구능력괴는 상관이 없었다. 그러나 독창성 점수가 높은 상위 집단에서는 창의적 성격과 정적 상관이 있었으며, 하위 집단에서는 학업 성취도와 정적 상관이 있었다. 또한 독창성 점수가 높은 상위 집단과 하위 집단 간의 과학 탐구능력과 창의적 성격은 유의미한 차이가 없었으며, 학업 성취도는 물리I과 화학I 과목에서만 유의미한 차이가 있었다. 앞으로 문제발견 능력을 평가하기 위한 평가 방법에 관한 연구와 함께 독창적인 문제발견 능력에 영향을 미치는 다양한 변인에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권2호
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• pp.121-129
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• 2006

본 연구는 협동학습에서 소집단 경쟁을 유도하는 집단보상과 소집단 구성원의 결속을 강조하는 협동기술 훈련의 효과를 비교하기 위하여 시도되었다. 이를 위하여 초등학교 6학년 3개 학급을 대상으로 문제중심 협동학습을 실시하였고 2개 학급에서는 각각 집단보상과 협동기술 훈련을 실시하였다. 학업성취도 면에서 이질적으로 구성된 소집단별로 진행된 협동학습 후에 세 집단의 과학성취도와 학습동기 점수를 성취도 수준별로 비교 분석하였다. 본 연구의 결과, 첫째, 집단보상과 협동기술 훈련이 과학성취도에 영향을 미쳤으며 학습자의 학업성취 수준에 따른 차이가 나타났다. 즉 성취 수준 상위인 학습자에게는 집단보상이 협동기술 훈련보다 효과적인 반면 하위인 학습자에게는 협동기술 훈련이 집단보상보다 효과적이었으며 중위인 학습자는 집단보상과 협동기술 훈련이 모두 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, 집단보상과 협동기술 훈련이 학습동기에 영향을 미쳤으나 학습자의 학업성취 수준과는 관련이 없었다. 학습동기의 하위요소별로는 주의력 요소에는 효과가 없었으나 자신감과 만족감 요소에는 효과가 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.180-189
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• 2007

이 연구는 소집단 구성 방법 및 학생들의 과학 성취 수준에 따라 상호동료교수(RPT) 전략이 중학생들의 과학 성취도, 자아효능감, 수업에 대한 인식에 미치는 효과를 조사하였다. 서울시에 있는 중학교 2학년 학생 88명을 비교 집단, 동질 RPT 집단, 이질 RPT 집단으로 배치한 후, '혼합물의 분리' 단원에 대하여 8차시 동안 수엽을 실시하였다. 수업 처치 후, 세 하위 영역(지식, 이해, 적용)으로 구성된 과학 성취도, 자아효능감과 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다. 연구 결과, 사전 과학 성취 수준에 관계없이 이질 RPT 집단의 지식과 이해 및 자아효능감 점수가 다른 집단의 점수들보다 높았고, 이들 점수 차이가 통계적으로 유의미하였다. 동질 RPT 집단의 지식 영역 점수는 비교 집단보다 유의미한 점수 차이로 높았으나, 이해 영역과 자아효능감에서는 비교 집단과 유의미한 점수차이가 없었다. 과학 성취도와 적용 영역에서는 하위 학생들의 경우 이질 RPT 집단의 점수가 다른 집단보다 높았고, 이들 점수 차이가 유의미하였다. 상위 학생들의 경우에는 RPT 집단의 과학 성취도 점수가 비교 집단보다 유의미한 점수 차이로 높았으나, 적용 영역에서는 세 집단 간 점수 차이가 유의마하지 않았다. RPT 집단의 학생들은 대체로 수업에 대해 긍정적으로 인식하고 있었고, 특히 동질 RPT 집단보다 이질 RPT 집단의 학생들이, 상위 학생들보다 하위 학생들이 수업에 대해 좀 더 긍정적이었다.