이 연구에서는 과학사를 활용한 교수-학습 자료를 개발하고 교육 현장에 적용하여 과학 학업 성취도와 과학과 관련된 태도에 미치는 효과를 중학생의 성취수준에 따라 조사하였다. 여중생 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에서 대하여 과학사 활용 수업, 통제 집단에 대하여 전통적인 수업을 실시하였다. 과학사 활용 수업에서는 필수 학습요소와 관련된 과학사를 다양한 방법으로 학생들에게 소개하여, 학습자의 흥미와 STS인식을 유도하였다. 과학사 활용 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 태도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 과학사 활용수업은 과학 학업 성취도에서는 상위권에게 유의미한 효과가 나타났으며, 과학과 관련된 태도에서는 상, 중위권에서 긍정적인 효과를 보였다. 이와 관련하여 학습자의 수준을 고려한 교수-학습 자료와 수업 모형 개발은 과학사 활용 수업에 도움을 줄 수 있다.
이 연구의 목적은 학생의 내 외향성 따른 SSC(Small-Scale Chemistry)실험 수업의 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위해서 7차 교육과정 고등학교 과학 교과서를 분석하여 SSC 실험 프로그램을 개발하였다. 실험 집단은 SSC 실험 수업을 실시하고 비교 집단은 교과서에 근거한 전통적 수업을 5차시에 걸쳐 실시하였다. 성격 검사 점수를 통해 학생들을 외향성과 내향성으로 구분하였고, 두 집단 간의 차이를 이원 공변량 분석을 통해 조사하였다. 사전 검사로 과학적 태도, 학업적 자기효능감 검사를 실시하였으며, 사후 검사로 과학적 태도, 학업적 자기효능감 및 SSC 실험 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다. 사전 및 사후 과학 성취도 점수는 중간고사 및 기말고사 과학 점수를 이용하였다. 이원 공변량 분석 결과 학업 성취도는 처치에 따른 주효과는 유의미하게 나타났으나 내 외향성과 수업처치의 상호작용 효과는 유의미하지 않았다. 과학적 태도는 주효과가 나타나지 않았으나 내 외향성과 수업처치의 상호작용 효과가 유의미하였다. 이는 외향적인 학생이 SSC실험 수업에서 실험의 기회가 많아지고 주도적으로 마음껏 실험할 수있었던 것과 달리 내향적인 학생은 소인수 실험으로 인해 오히려 자신에게 주어지는 책임감과 부담감을 느끼는 것으로 해석가능하다. 학업적 자기효능감 검사에서 수업 처치의 주효과와 상호작용 효과가 유의미하지 않았다. SSC 실험 수업에 대한 인식 조사 결과 내 외향성 학생 모두에서 '3인 1조의 소인수 실험'과 '이해도'와 '편리성' 항목에서 90%이상의 매우 긍정적인 인식이 나타났다. '다른 학생과 실험 결과 비교' 항목에서는 내 외향성의 차이가 크게 나타났다.
이 연구는 중등 과학영재교육에서 초임 교사의 수업 전문성 제고 전략으로써의 멘토링 적용에 관한 사례연구로, 멘토링 과학영재수업의 특징을 수업 계획, 수업 진행, 수업 평가, 멘토링 적용 후 단계로 나누어 분석했다. 한 명의 멘토와 두 명의 멘티를 선정한 후, 멘티별로 중등 과학영재수업 중에서 총 3회에 걸친 9차시의 수업에 대해 멘토링을 실시했다. 모든 수업을 관찰했고, 수업 촬영 동영상과 수업 자료, 멘토링 및 면담 녹음 자료, 참관 노트 등을 분석했다. 연구 결과, 멘토링 과학영재수업의 특징으로 수업 계획 단계에서는 좀 더 체계적인 과학영재수업 구성, '과학영재수업=약간 어려운 실험수업'이라는 도식의 탈피와 다양한 교수전략 도입, 과학영재교육 프로그램 개발에 대한 심리적 부담감에 영향, 과학영재수업 준비 시간의 증가 등이 나타났다. 수업 진행 단계의 특징으로는 과학 영재수업의 질 향상, 수업 진행에 대한 심리적 부담감에 영향, 수업 진행의 혼선 초래 등이 있었다. 수업 평가 단계의 특징은 수업에 대한 심도 깊은 반성 기회제공, 실제적인 수업 개선의 동력 제공으로 분류할 수 있었다. 멘토링 적용 후 단계의 특징으로는 멘티의 과학영재수업에 대한 자신감 증가, 멘토의 수업 전문성 및 멘토링 기술 일부 향상 등이 나타났다.
4차 산업혁명과 융합시대를 맞이하여 미래 사회 인재 육성을 위해 다양한 논의와 연구가 진행되고 있으며, 이를 통해 창의적인 융합인재에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 소프트웨어 중심 사회로의 변화에 발맞추어 세계 각국에서는 SW 교육을 강화하고자 노력하고 있으나 융합의 중심이 되는 정보 교과와 SW 교육의 필요성에 대한 고등학교 학생들의 인식이 부족하며, 이를 개선하기 위해서는 정보 교과와 다양한 분야와의 융합의 기회가 제공되어야 한다. 이에 본 연구에서는 과학탐구실험 교과에 정보 교육을 융합하여 창의적인 융합 역량을 발휘할 수 있는 교육 프로그램을 구성하고, 고등학교 학생들에게 9차시에 걸쳐 피지컬 컴퓨팅을 활용한 융합 수업을 적용하였다. 실험 결과 과학과 정보의 융합 수업을 실시한 실험 집단의 SW 교육에 대한 인식이 개선되었으며, 또한 학습자의 융합 소양 향상에 있어서도 융합 수업을 실시한 실험 집단이 일반 과학실험 수업을 실시한 통제 집단에 비해 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 2015 개정 교육과정 적용 2년차를 맞이하여 고등학교 과학과 선택과목의 수업과 평가 구현 실태를 조사함으로써 과학과 교육과정의 안착 및 개선 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위해 244명의 고등학교 과학과 교사들을 대상으로 설문조사를 진행하였으며, 9명의 과학 교사들과 심층 면담을 수행하여 교육과정 운영에 대한 심층적인 답변을 구하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 설문조사에서 과학 교사들은 개정 교육과정에서 교과역량 신장과 학생들의 참여를 높이기 위한 수업을 고민하고 있지만, 여전히 강의 위주 수업을 가장 자주 활용하는 것으로 나타났다. 평가 측면에서는 과정중심평가와 관련된 문항들에서 교사들은 긍정적인 변화가 있다고 응답하였다. 과학과 선택과목 운영의 어려움으로 교사들은 '담당해야 하는 과목의 수 증가', '업무 과다', '다양한 교수학습 및 평가 등을 고려한 수업의 재구조화에 대한 부담'을 가장 많이 선택하였다. 심층 면담을 통해 교사들은 통합과학에 비해 과학I 선택과목에서는 탐구실험 등과 같은 학생참여형 수업을 덜 강조하며, 과학II 과목의 경우 주로 3학년 때 하므로 학생참여형으로 진행하기 어렵다고 주장하였다. 또한, 과학과 선택과목에서 과정중심평가를 하려면 시간 확보가 필요하며, 수능에 실험이 안 나와서 실험에 대한 과정중심평가도 할 필요가 없다고 응답하였다. 연구결과를 토대로 과학과 선택과목에서 과정중심평가 안착을 위한 지원방안, 학교현장의 학생참여형 수업이나 과정중심평가의 방향성과 원인에 대한 심층 분석의 필요성 등을 제안하였다.
이 연구는 중학교 과학 수업의 온 오프라인 혼합 협동학습에 대한 효과를 검증해 보고자 하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 먼저 온 오프라인 혼합 협동학습과 관련된 문헌 고찰을 통해 연구의 수행에 필요한 이론적 기반을 마련하였다. 중학교 1학년 과학 내용 중에서 연구 단원을 선정하여 온 오프라인 혼합 협동학습 모형을 제시하였다. 연구대상은 경기도 김포시에 위치한 'K'중학교 1학년 학생들 중에서 사전 학업성취도 검사와 학습태도 검사에 의해 동질집단으로 확인된 2개 학습 79명이다. 연구대상 중 1개 학습 40명을 실험대상으로 선정하여 온 오프라인 혼합 협동학습의 실험을 실시하고 통제집단에는 기존의 면대면 협동학습을 실시하였으며 실험이 끝난 후 두 집단의 학업성취도 및 학습태도 변화 차이를 비교 분석하였다. 결과 분석은 SPSS Ver.12.0을 이용하였으며 학업성취도는 다변량 분산분석(MANOVA)을 하였고, 학습태도는 독립표본 t검정을 통해 분석하였다. 분석한 연구의 결과 첫째, 중학교 과학 수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 면대면 협동학습과 학업성취도에서 유의미한 차이가 나타났다. 또한 온 오프라인 혼합 협동학습 실험집단이 면대면 협동학습 통제집단보다 학업성취도의 하위 영역 중 기억 영역에 그 효과성이 두드러짐을 확인하였다. 둘째, 중학교 과학 수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 면대면 협동학습과 학습태도에서 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 연구 결과를 토대로 온 오프라인 혼합 협동학습은 첫째, 학습자들로 하여금 자료 수집, 분석, 정리 단계에서 정보의 공유를 통해 적극적으로 학습을 유도하였다고 예측할 수 있다. 이는 온 오프라인 혼합 협동학습이 면대면 협동학습보다 학업성취도 향상에 효과적인 교수학습 방안으로 제시될 수 있음을 의미한다. 둘째, 중학교 과학수업에서 온 오프라인 혼합 협동학습은 학습자의 학습태도에 효과적이라고 확신할 수 없다. 따라서 학습자의 교과에 대한 학습태도의 향상을 위해서는 교수 학습방법을 다각화하고 교과와 학습목표에 맞는 적절한 학습방법의 지속적 활용이 중요하다고 판단된다.
이 연구는 초등 예비교사들이 과학수업을 설계할 때 무엇에 주목하는지 알아보는 것이었다. 초등 예비교사들의 응답을 분석한 결과, 초등 예비교사들은 과학탐구를 강조하는 수업, 학생의 흥미, 수준, 오개념 처치를 고려한 수업, 일상생활과 밀접한 수업에 주안점을 두며 과학수업을 설계하고 있는 것으로 분석되었다. 특히, 초등 예비교사들은 실험 및 탐구를 강조하는 과학수업 설계에 대해 많은 언급을 한 것으로 보아 탐구를 강조하는 것이 과학수업 설계에서 중요한 점으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 예비교사들이 탐구를 강조하는 것과 같이 과학교육의 중요한 측면을 인식하고 있는 점은 매우 긍정적이라고 할 수 있다. 더불어 예비교사들의 교사 전문성 계발을 위해 교사 및 동료와의 협업을 통한 수업설계 및 실연 기회를 늘려가야 함을 제안한다.
본 연구는 생물 예비교사의 과학수업모형을 적용한 수업시연에 나타난 질문 유형을 분석하여 수업 전문성 향상을 위한 개선점을 찾는데 목적이 있다. 질문 유형을 분석하기 위한 질문 분석틀은 크게 범주1(인지적 영역질문, 탐구기능질문, 정의적 영역 질문), 범주2(반복질문, 범위를 좁히는 질문, 연습 질문), 범주3(학생활동 진행 질문, 기억 질문, 사고 질문) 질문 유형으로 구분되었다. 5가지 과학수업 모형을 적용한 생물 예비교사의 질문 유형을 분석한 결과, 인지적 영역질문과 기억질문이 가장 높은 빈도를 나타냈다. 순환학습모형에서는 인지적 영역 질문이 가장 많이 나타났고, 특히, 학생활동 진행형 질문은 순환학습모형의 '1차 개념도입단계'와 실험을 수행한 '2차 탐색단계'에서 많이 사용되어 단계의 특징을 나타내고자 하였다. 발견학습모형은 관찰과 측정, 분류, 일반화 과정이 통합되어 있으나 수업시연에서는 기억질문이 많았고, 탐구기능 질문의 비중이 낮게 나타났다. 탐구학습모형에서도 기억질문이 많았고, 다른 수업모형에 비해 탐구기능 질문이 탐구학습모형의 '실험설계단계'와 '실험단계'에서 많이 나타났다. STS수업모형에서는 정의적 영역질문과 사고질문이 다른 수업모형에 비해 많이 나타났다. 개념변화학습모형에서는 기억질문을 많이 사용하여 개념변화학습모형의 모든 단계에서 학생들의 오개념을 자극하고 과학적 개념의 수정에 많은 도움을 주었다.
이 연구에서는 메타버스를 활용한 초등 과학 수업이 초등학생의 학업 성취도, 과학 긍정 경험, 디지털 리터러시에 미치는 영향을 알아보고 학생들의 인식을 살펴보았다. 연구 대상은 경기도 소재 한 초등학교에서 6학년 두 개 학급으로 각각 실험집단(29명)과 비교집단(29명)으로 선정했다. '식물의 구조와 기능' 단원의 5개 차시에 대하여 실험집단은 메타버스를 활용한 과학 수업을, 비교집단은 일반적인 교과서 기반 수업을 진행하였다. 수업의 효과를 알아보기 위하여 사전 검사 점수를 공변인으로 한 공변량 분석을 실시하였고 메타버스를 활용한 과학 수업에 대한 학생들의 인식 설문 조사와 일부 대상 면담을 실시하였다. 연구 결과, 메타버스를 활용한 과학 수업은 과학 학업 성취도와 디지털 리터러시에는 유의미한 효과가 없었으며, 과학 긍정 경험의 하위 요소 중 과학 학습 정서에 대해서 통계적으로 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다. 메타버스를 활용한 과학 수업에 대해 학생들은 활동이 흥미롭고 다양하며 탐구 결과의 표현이 자유롭다는 측면 등에서 긍정적으로 인식하고 있었으며, 스마트기기나 네트워크 연결의 불안정성을 아쉬운 점으로 인식하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 과학 수업에서 메타버스 활용에 대한 시사점을 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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