• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권3호
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• pp.260-266
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• 2007

대개 학교에서 이루어지는 과학 실험은 추상적인 과학 지식이 실제에 어떻게 적용되는지를 보여주기 위한 것이다. 그러나 많은 경우 학습자들은 실험을 하더라도 그 실험이 어떤 의미를 가지고 있는지 이해하지 못한다. 이 연구는 초등 예비교사를 대상으로 하였으며 실험 활동과 관련된 과학사를 연극의 형태로 도입하여 실험 내용에 대한 이해를 증진시키고자 하였다. 먼저 전자기 유도에 관련된 몇 개의 실험을 실시한 후 패러데이의 전자기 유도 발견에 관한 짧은 과학 연극을 준비하고 실시하였다. 그리고 이러한 과학 연극의 도입이 이전에 실시한 실험 내용(실험 결과와 이에 대한 해석)을 이해하는데 도움이 되는지를 알아보기 위해 실험 직후, 과학 연극 실시 직후 동일 검사지를 실시하여 비교 분석하였다. 또한 과학 연극을 실시하는 것이 과학 학습에 도움을 주는지에 대한 예비교사들의 의견도 설문을 통해 조사하였다. 연구 결과 과학 연극을 실시한 직후 이전에 실시한 실험의 내용을 이해하고 그 실험으로부터 얻은 지식을 적용하는 능력이 향상된 것으로 나타났다. 연극 공연자가 관람자에 비해 실험에 대한 이해가 더 많이 증가하였지만 통계적으로는 유의미한 차이가 없었다. 또한 80% 이상의 참여자가 과학 연극이 실험 내용의 이해에 도움이 되는 것으로 안식하였으며 공연자가 관람자보다 더 긍정적으로 인식하였다. 참여자들의 반응으로부터 어떠한 점에서 과학 연극이 과학 학습에 도움이 되는지, 과학 연극의 장점과 한계점이 논의되었다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.79-86
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• 2013

이 연구는 중학교 과학과 실험수업 실태 및 교사의 실험수업에 대한 인식을 조사한 것이다. 실험연수에 참여한 중학교 교사 110명을 대상으로 실험수업에 대한 인식을 설문지 방법으로 조사하였다. 중학교 과학교사들은 이론 중심의 강의식 수업을 주로 실시하고, 실험수업은 1학기에 1~3회의 빈도로 진행하는 것으로 조사되었다. 실험활동은 교과서에 제시된 실험활동의 결과를 확인하는 수준에서 진행하는 것으로 조사되었다. 연구대상에 참여한 교사 대부분은 과학수업지도 능력과 실험수업지도 능력을 평균 이상으로 인식하고 있었다. 실험수업의 장점을 '과학에 대한 흥미 및 호기심 유발,' '과학적 탐구능력 신장,' '과학 이해력 향상' 등으로 인식하고 있었다. 그러나 교사의 '업무과다,' '실험실 여건 요인,' '교육 환경 요인' 등은 과학실험을 저해하는 요인이라고 하였다. 과학교사가 실험을 통하여 학생들의 과학적 태도 형성 및 학습 동기를 유발할 수 있도록 과학교사의 업무 경감, 실험 환경 개선 등에 대한 지속적인 관심과 투자가 요구된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권2호
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• pp.198-209
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• 2011

이 연구에서는 실험 저널쓰기에서 나타난 예비 과학교사의 실험에 대한 반성적 사고를 조사하였다. 이를 위하여 탐구기반 물리실험 수업에서 예비 과학교사들에게 매 주제의 실험 수행마다 실험 과정과 수행에 대한 결과 및 논의와 더불어 실험 수행 후 실험에 대한 자신의 의견을 자유롭게 기술하는 실험 저널을 작성하도록 하고, 이들이 작성한 실험 저널에 포함된 진술문을 분석하여 실험에 대한 반성적 사고를 지식, 과정, 지향, 태도 등 4개의 차원으로 나누어 분석하였다. 지식 차원에는 반성적 사고는 실험을 통해 이미 알고 있는 내용을 점검하거나 실험 후에도 여전히 해결되지 않는 내용과 실험 후 새롭게 알게 된 내용에 대한 반추가 포함되었으며, 과정 차원에는 전반적인 실험 저널쓰기에서 나타난 예비과학교사들의 과학실험에 대한 반성적 사고 분석 207실험 과정에 대한 점검과 구체적인 실험 수행에 대한 반성이 드러났다. 지향 차원에서는 실험 수업을 통하여 얻게 된 과학의 본성에 대한 이해와 과학교육에 대한 견해가 포함되었으며, 태도 차원에서는 실험 수업에 대한 흥미와 동기, 실험수업에 대한 가치 인식이 포함되었다. 수행한 실험주제에 따라 반성적 사고의 유형별 빈도는 조금씩 다르게 나타났으나, 공통적으로 이러한 반성적 사고에는 예비 과학교사들의 자신의 앎과 학습과정에 대한 초인지, 과학과 과학교육에 대한 인식론적 신념, 과학과 실험에 대한 정의적 특성이 드러났다. 이와 같이 자신이 수행한 실험에 대해서 형식적인 절차에 따른 '과학적' 글쓰기뿐만 아니라 자유로운 형태로 '자신의' 글쓰기를 하게 하는 실험 저널쓰기는 과학학습 맥락에서 반성적 사고가 드러날 수 있는 매개이자 반성적 사고를 촉진할 수 있는 활동으로서 의미를 갖는다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.228-234
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• 2000

본 논문에서는 웹 기반에서 과학 실험을 효과적으로 구현하기 위한 과학 가상 실험 모형을 제시하였다. 위의 목적을 달성하기 위하여, 시뮬레이션 이론과 웹 기반 수업 이론, 그리고 과학 학습 모형을 탐색하였으며, 이를 근거로 하여 과학 가상 실험 모형을 설계하고 프로그램을 구현하였다. 본 논문을 통하여 과학 가상 실험 모형은 크게 안내적 실험 모형(guided experiment model)과 자기주도적 실험 모형(self-directed experiment model)으로 구분하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.169-174
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• 2006

현대 교육은 단순한 암기 위주가 아닌 첨단 컴퓨터를 이용한 실험 실습 위주의 직접 보고 듣고 느끼는 방향으로 진보하고 있다. 실험 실습에 의한 과학교육은 사용자의 탐구능력 향상과 과학적 태도 향상에 중요한 역할을 하게 될 것이며 기존의 암기위주나 단순한 수치에 의한 개념 학습을 탈피하여 Data collection 기술과 분석의 활용을 통해 사용자가 과학을 좀 더 이해하고 사용할 수 있도록 하는 능력을 증진하게 한다. 이를 위한 과학교육의 한 방법으로 MBL(Microcomputer Based Laboratory)은 실험자가 실험실이나 야외에서 각종 기구를 사용해 데이터를 습득할 수 있도록 도와주는 컴퓨터 기반 과학 실험 시스템으로서 미국, 영국 등 과학 교육 분야에서 추구하고 있는 세계적인 추세라고 할 수 있다. 이러한 MBL 시스템의 구성은 센서를 통해 얻어지는 자료를 컴퓨터에 전달하는 매개체인 인터페이스, 과학 실험에서 발생하는 데이터를 직접 전기적 신호로 변환하여 인터페이스에 전달하는 센서, 인터페이스에서 전달되는 전기적 신호를 컴퓨터 화면에 나타내어 주는 컴퓨터용 전용 프로그램으로 구성된다. 이러한 MBL을 과학교육에 활용한다면 학생들이 스스로 과학적으로 탐구하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양하는 데 많은 도움이 될 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.303-312
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• 2012

본 연구는 과학 고등학교 학생들의 실험 보고서 작성에 대한 인식과 실험 보고서 작성이 과학 개념 이해와 과학 탐구 능력에 미치는 영향 등에 대한 학년별 인식을 조사하고자 하였다. 이를 위해 서울과 경기에 위치하고 있는 과학 고등학교 4곳에서 260명의 학생이 조사에 참여하였다. 과학 고등학교 학생들은 실험 보고서를 작성하는 것에 그다지 긍정적이지 않았으나 실험 보고서를 작성하는 것이 과학 개념 이해와 과학 탐구 능력 향상에는 도움을 준다고 생각하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 학년에 따라서 많은 차이를 나타내었다. 과학 고등학교 1학년 학생들이 2학년에 비해 실험 보고서 작성, 과학 탐구 능력 향상, 과학 개념 이해 등 모든 영역에 대해 훨씬 더 긍정적인 견해를 나타내었다. 이는 과학 고등학교 학생들의 실험 보고서 작성에 있어 학년에 따라 교육적 접근이 달라져야 함을 나타낸다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.787-795
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• 2007

본 연구의 목적은 SSC를 활용한 과학 실험수업이 고등학생의 과학성취도와 과학적 태도에 주는 효과를 알아보는 데 있다. 이 연구를 위해 몇 가지 SSC 실험들이 고등학교 과학 교과서의 5가지 실험 주제에 대하여 고안되었다. 부산에 있는 고등학교의 두 학급을 선정하여 비교집단과 실험집단으로 배치하였다. 34명으로 구성된 실험집단은 SSC를 활용한 과학 실험수업에 참가하였고, 37명으로 이루어진 비교집단은 전통적 실험수업에 참여하였다. 이 연구의 주요 시사점은 다음과 같다. 첫째,SSC를 활용한 과학 실험수업은 과학성취도 면에서 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이를 갖게 한다. SSC를 활용한 과학 실험수업은 파지효과가 있다. 둘째,SSC를 활용한 과학 실험수업은 과학적 태도 면에서 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이를 갖게 한다. SSC를 활용한 학습은 학생들의 과학적 태도 형성에 좋은 영향을 준다. 결론적으로 SSC를 활용한 과학 실험수업은 학생들의 과학성취도와 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미치므로 적극 개발하여 현 교실에 적용할 필요가 충분하다는 것이다. 이에 앞으로 학교 현장에 바로 투입할 수 있을 만큼 적합하고 다양한 SSC를 활용한 자료가 개발되는 것은 물론,실제 적용되어 현 수업의 질 향상에 영향을 줄 수 있기를 기대한다.

• 대한화학회지
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• 제60권4호
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• pp.267-275
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• 2016

일반적으로 실험은 과학의 꽃으로 인식되고 있고 학교 과학에서도 중요한 위치를 차지한다. 과학자들은 확증이든, 입증이든, 사고실험이든, 어떤 형태든 실험이라는 형태를 거친다. 과학교육의 주요 목표 중 하나는 탐구능력을 향상키는 것이다. 이에 학생들에게도 실험을 하도록 하는 것은 당연한 것으로 여겨진다. 그러나 학교 실험이 과학을 이해하고 학습하는데 있어서 과연 무엇이며 어떤 역할을 하는지에 대한 의견과 논의는 항상 긍정적이지만은 않다. 또한, 학교 과학 실험의 이론적 당위성이 자리 잡고 있다고 하더라도 실제 과학자들이 수행하는 실험과는 간극이 존재한다. 이 연구에서는 학교 과학 실험과 도구의 의미를 탐색하였다. 또한 하나의 사례로 중학교 과학 교과서와 고등학교 화학 교과서에 수록되어 있는 화학관련 탐구 실험의 유형 및 도구 사용 수준을 분석하여, 학교 과학 탐구에서 실험과 도구의 의미를 재조명하고자 하였다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.417-433
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• 2013

이 연구는 우리나라의 학생들이 과학을 어려워하고, 과학에 흥미가 없으며, PISA 평가에서도 과학적 소양이 하락하고 있는 현실을 개선하고자 과학교과를 중심으로 한 STEAM 활동이 초등학생들의 과학탐구능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 경기도 소재 초등학교 6학년 실험집단 31명(남자 15, 여자 16), 비교집단 31명(남자 17, 여자 14)의 두 집단을 선정하고, 창의적 설계, 감성적 체험, 내용 통합을 고려하여 STEAM 프로그램을 개발하였다. 또한, 사전-사후 실험설계를 통하여 과학탐구능력(TSPS 검사지)과 과학에 대한 태도(과학과 관련된 정의적 영역 평가지)를 검사하였다. 과학탐구능력의 경우 사전검사에서 실험집단이 16.77, 비교집단이 17.81로 비교집단의 평균 점수가 높았으나, 사후검사에서 실험집단이 20.48, 비교집단이 18.00으로 실험집단의 점수가 더 높았으며, 유의미한 수준에서 실험집단의 과학탐구능력이 향상되었음을 알 수 있었다(p<.05). 과학에 대한 태도의 경우 사전검사에서 실험집단이 3.13, 비교집단이 3.43 이었으나, 사후검사에서 실험집단이 3.50, 비교집단이 3.33으로 실험집단의 점수가 더 높았으며, 유의미한 수준에서 실험집단의 과학에 대한 태도가 향상되었음을 알 수 있었다(p<.001). 또한, STEAM 활동에 대한 학생들의 인식 조사를 통하여 STEAM 프로그램을 적용한 실험집단의 학생들이 STEAM을 긍정적으로 인식하고 있다는 설문 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로, STEAM 활동이 초등학교 학생들의 과학탐구능력 향상 및 과학에 대한 태도 개선에 효과가 있고, 학생들은 STEAM 활동을 긍정적으로 인식하고 있다고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.879-889
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• 2012

이 연구는 탐구중심 생물학실험 수업이 예비 과학교사의 과학의 본성과 과학의 정의적 영역에 미치는 영향을 조사하였다. 이 연구를 위하여 사범대학 과학교육계열 학생 중 생물학실험을 신청한 67명을 연구대상으로 선정한 뒤 실험집단에는 탐구중심 실험수업을 적용하고 통제집단에는 관찰중심 실험수업을 적용하였다. 실험수업 처치 전과 후 두 집단 모두에게 과학의 본성과 과학의 정의적 영역에 대한 검사를 실시하여 탐구중심 생물학실험 수업의 효과를 알아보았다. 연구 결과 과학의 본성에 대한 사후검사에서 실험집단의 평균이 통제집단보다 조금 높았지만 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(p>.05). 또한 실험집단과 통제집단 간의 과학의 정의적 영역을 분석한 결과 실험집단에서 과학에 대한 자기 효능감, 과학의 필요성, 장래직업에 대한 과학의 필요성이 통제집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.01). 탐구중심 생물학실험 수업은 예비 과학교사의 과학의 정의적 영역을 향상시키는 데는 효과가 있으나 과학의 본성에 대한 관점변화에는 영향을 주지 못하였다.