• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권2호
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• pp.159-172
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• 2021

이 연구는 온라인 과학 수업에서 실험 활동과 상호작용의 개선을 위한 수업 전략을 계획하고 그 결과를 바탕으로 개선 방안을 제시한 실행연구이다. 이를 위해 2020년 7월7일부터 9월 9일까지 G광역시에 위치한 초등학교 6학년 학생 20명을 대상으로 '지구와 달' 단원 수업을 실행하였다. 수업을 위해 실험 활동 범주에서 스마트 기기와 대체 실험, 상호작용 범주에서 온라인 대화방과 질의응답 전략을 계획하였다. 수집한 자료 중 수업 활동지, 과제물, 성찰 일지, 온라인 대화 내용, 질의응답 내용을 주요 자료로 하여 매트릭스에 입력하고 분석적 텍스트를 작성하여 그 의미를 분석하였다. 실행 결과 스마트 기기와 대체 실험은 탐구의 기회를 제공하였으나 오개념 형성에 대한 위험이 있었고 실험 활동을 방해하기도 하였다. 온라인 대화방과 질의응답은 소통의 기회와 과학 개념의 점검과 피드백 기회를 제공하였다. 본 실행연구를 통해 연구자는 수업 반성 노트를 작성하며 수업을 반성할 수 있었고, 과학 수업의 효과성과 효율성 측면에서 스마트 기기의 역할을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.89-96
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• 2020

본 연구에서는 현행 중등 과학과 교사임용시험의 2차 교과교육학 시험의 특징과 개선 방안을 탐구하였다. 임용시험 2차 교과교육학 시험인 교수학습지도안 작성 평가, 수업실연 평가, 교직적성 심층면접 평가, 과학실험시험 등을 중심으로 1차 지필시험과 차별화하면서 2차 실습형 과학교육학 시험의 개선 방안을 탐색하였다. 주요 연구결과로는 교수학습지도안 평가의 경우 1차 지필시험과는 평가초점이 달라서 2차 교수학습지도안 시험을 유지하되, 교수학습지도안 작성의 배점을 줄이고 수업실연의 비중을 높이는 방안 등을 제안하였다. 수업실연 평가의 경우 교사양성과정에서 수업실연을 학점화하여 임용시험에 반영하는 방안, 교육실습이나 실제 수업 상황에서 평가하는 방안, 교과 수업전문성에 초점을 두고 수업실연을 평가할 필요성 등을 제안하였다. 과학실험시험의 경우 모든 시·도교육청에서 과학실험시험을 필수화하고, 실험설계 능력과 실험기반 과학탐구 지도 능력 등을 평가할 필요성 등을 제안하였다. 연구결과를 토대로 수업실연이나 심층면접 등을 시·도교육청에서 자체 출제하는 방안, 수습교사제도 도입의 필요성, 교육전문대학원 도입 방안 등을 제언하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권3호
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• pp.371-389
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• 2018

본 연구는 주제 선정부터 결론 도출까지 학생 주도적으로 이루어지는 과학 탐구가 포함된 학생 연구 활동에서 학생과 교사들이 공통적으로 '주제 선정 단계'를 특히 어려워한다는 점에 주목하여 일반계 고등학교에서 '주제 선정 단계'를 중심으로 한 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼을 개발하고자 하였다. 선행연구 및 문헌들을 통해 이론적 기조가 되는 내용들을 추출하고, 추출된 내용이 실제 수업에서 구현될 수 있도록 실천적 지식에 근거하여 4단계 16차시 분량의 수업 매뉴얼을 개발하였다. 각 단계는 <오리엔테이션>, <소논문 리뷰 & 발표>, <다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기>, <최종 과학 연구주제 작성>으로 구성되어 있으며, 특히 3단계 '다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기'에서 영상, 신문기사, 과학잡지, 전통지식, 속담, 일상생활, 교과서 실험 속 연구주제 찾기의 세부 수업 활동을 통해 과학적 의문을 찾고 이를 연구주제로 발전시키도록 한다. 개발된 내용은 경상북도 G시 읍면지역의 일반계 S고등학교 2학년 자연반 학생들에게 적용하였다. 실험반은 개발된 수업 실천 매뉴얼에 따라, 대조반은 기존의 일반적인 과제 연구수업 단계에 따라 수업을 진행하고, 학생들이 작성한 최종 과학 연구주제 작성지, 과학적 문제발견 능력 검사, 과학에 대한 태도 검사, 수업 의견 조사지를 통해 적용된 수업의 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 첫째, 실험반에서는 교과서 실험, 속담, 유튜브 영상, 신문 기사, 개인별 WHY NOTE 등 다양한 정보원을 통해 최종 연구주제를 선정했으며, 과학 연구 주제의 조건을 이해하고 연구 제목에 변인을 드러내 표현하였다. 그러나 대조반에서는 일부 학생들이 선정한 연구주제의 연구 범위가 구체적이지 못하거나 학생 수준에서 연구할 수 있는 범위인지를 전혀 고려하지 않고 작성했으며, 학생들에게 자율성을 최대한 많이 부여하다 보니 과제연구 활동의 의미를 제대로 이해하지 못하고 선행 연구물을 그대로 작성해서 제출하는 모둠이 많았다. 둘째, 과학적 문제발견 능력 검사 결과 대조반은14.84점에서 13.40점으로 1.44점 감소했으나(p>.05), 개발된 수업 실천 매뉴얼을 적용한 실험반의 경우 14점에서 25.42점으로 11.42점 증가(p<.05)하며, 하위 영역인 융통성, 정교성, 독창성 모두 점수가 상승함을 보였다. 셋째, 과학에 대한 태도 검사에서도 대조반의 경우 119.38점에서 116.96점으로 사전에 비해 사후 0.42점 감소(p>.05)하였으나, 실험반의 경우 119.80점에서 126.96점으로 10점 증가(p<.05)하는 결과를 보였다. 이와 같은 연구 결과를 토대로 본 연구에서 개발한 '주제 선정 단계' 중심 과제연구수업 실천 매뉴얼은 일반계 고등학교 교사들이 과학과제 연구 수업을 할 때 수업의 안내서 및 지침서로 활용할 수 있으며, 이를 통한 수업은 학생들의 과학적 문제 발견 능력을 향상시키고 과학에 대한 태도를 긍정적인 방향으로 변화시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.616-626
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• 2022

본 연구에서는 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업성취도에 미치는 효과에 대해 알아보고자 하였다. 연구 대상은 B광역시 J초등학교 1개의 학급 22명을 실험집단, 다른 1개의 학급 22명을 비교집단으로 구성하였다. 실험집단은 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업을 실시하였고, 비교집단은 교과서와 교사용 지도서에 따른 일반적인 설명식 과학 수업을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감에 긍정적인 영향을 미쳤다. 둘째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 학업성취도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 위와 같은 연구 결과를 통하여 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업성취도에 효과적인 수업 모형이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권7호
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• pp.1259-1272
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• 2013

본 연구는 탐구적 과학 글쓰기 실험수업이 중학생들의 창의적 사고와 비판적 사고에 미치는 효과를 알아보기 위한 것으로 이를 위해 Keys 등(1999)이 개발한 SWH 전략에 기초하여 탐구적 과학 글쓰기 프로그램을 개발하였다. 연구의 대상은 2개 학급 63명은 비교집단으로, 2개 학급은 실험집단으로 선정하였고, 소집단의 구성은 인지수준이 비슷한 동질집단으로 구성하였다. 프로그램의 처치는 2011년 3월부터 7월까지 9개의 활동 주제로 총 18차시를 투입하였다. 사후검사는 사전검사와 동일한 검사지를 사용하였으며, 검사 결과는 SPSS 20.0 프로그램을 사용하여 창의적 사고와 비판적 사고의 사전검사를 공변인으로 하는 공변량 분석(ANCOVA)으로 통계 처리하였다. 또한 설문지를 이용하여 학생들의 탐구적 과학 글쓰기 실험수업에 대한 인식을 알아보았다. 이러한 연구결과를 살펴보면, 탐구적 과학 글쓰기 실험수업이 창의적 문제해결력 향상에 효과적이므로, 지속적인 탐구적 과학 글쓰기 수업전략의 제시와 다양한 실험 주제 개발이 필요하다고 여겨진다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.460-479
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• 2021

COVID-19 팬데믹의 위기는 전 세계적으로 교육 시스템에 큰 변화를 초래하였다. 우리나라에서도 COVID-19로 인한 사회적 거리두기 정책에 따라 갑작스럽게 비대면 수업으로 전환되었다. 준비 없는 비대면 수업으로 인해 초등학교 현장에서 발생하는 문제들로 볼 때 이와 관련된 연구가 필요한 상황이다. 본 연구는 초등교사가 인식하는 비대면 수업에서 과학교육의 목표와 방법, 과학탐구활동을 포함한 비대면 수업에서 발생한 문제와 초등교사의 대응, 비대면 수업 경험 후 비대면수업의 장단점과 교사의 역할에 대한 초등교사의 인식을 알아보고자 한다. 온라인 콘텐츠 활용 수업과 온라인 실시간 쌍방향 수업을 포함하는 온라인 비대면 수업을 시행한 초등교사를 대상으로 설문조사(153명)와 포커스 인터뷰(9명)를 실시하였다. 연구 결과에서 3가지 결론과 제안점을 도출하였다. 첫째, 초등교사들은 온라인 비대면 수업에서 비대면 방식에 따라 일방향 강의와 쌍방향 강의를 하였다. 온라인 비대면 수업에서 조사나 토론 등 강의 외의 수업방법을 활용하기 위해서는 교사들의 디지털 리터러시를 높일 필요가 있다. 둘째, 초등교사들은 비대면 수업에서 과학탐구활동의 어려움으로 현장 피드백의 어려움, 준비물 확보의 어려움, 안전 확보의 어려움을 인식하였다. 개인 실험을 위한 실험 꾸러미와 실험 영상을 제공하고 온라인에서 교사-학생, 학생-학생 간 협동적 논의와 피드백을 통해서 어려움을 극복할 수 있다. 셋째, 초등교사들은 비대면 수업의 장점으로 IT 기기를 사용하는 다양한 형태의 수업이 가능하고 개별화된 학습이 가능하다고 인식하였다. 단점으로는 탐구활동이나 협동학습과 같은 대면 기반 수업이 어렵고, 학생의 이해 정도를 알 수 없어서 피드백이 어려우며, 학생간의 상호작용이 어렵고, 학습 격차가 벌어진다고 인식하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권4호
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• pp.267-276
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• 2014

본 연구의 목적은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. 연구의 대상은 경기도 안성시 소재 K 고등학교 2학년 2개 반이다. 수업 처치 전에, 판구조론에 대한 학생들의 선개념을 조사하기 위해 개념 검사가 실시되었다. 비교 집단은 전통적 수업을, 실험 집단은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업을 적용하였다. 수업 적용이 끝난 후에 실험 집단과 비교 집단의 과학 관련 태도 변화를 알아보기 위해 과학 관련 태도 검사지(TOSRA)를 사용하였다. 연구 결과, 수업처치에 따른 판구조론에 대한 개념 변화는 비교 집단보다 실험 집단에서 개념 이해도가 더 높게 향상되어 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 올바른 개념 변화에 더 효과적임을 알 수 있었고, 과학 관련 태도는 실험 집단의 경우 '과학자의 평범성', '과학 수업의 즐거움', '과학에 대한 취미로서의 관심'의 범주에서 통계적으로 유의미한 증가가 있었다. 이러한 연구 결과로 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 긍정적인 변화를 준다는 것을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제67권6호
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• pp.441-461
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• 2023

본 연구는 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학교사의 교수 지향과 그에 따른 PCK의 특징 탐색을 목적으로 한다. 본 연구에서는 교사 12명을 대상으로 설문, 반구조화 면담, 수업관찰 및 현장노트의 질적 자료를 수집하여 귀납적으로 분석하였다. 본 연구 참여교사의 과학 교육 목표 지향과 과학 교수·학습 지향의 조합으로 범주화하여 '과학 개념 이해-강의식 수업' '과학 개념형성-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-강의식 수업' '과학 정보 분석 및 판단-탐구 수업' '과학적 태도 함양-탐구 수업' '과학적 태도 함양-강의식 수업' '과학·기술·사회 상호관계 인식 함양-탐구 수업'의 교수 지향을 추출하였다. 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학 교육 목표 지향과 관계없이 '탐구 수업 지향'의 교사는 '강의식 수업 지향'의 교사와 다르게 다양한 탐구 활동을 위한 온라인 학습환경 특이적인 교육과정에 관한 지식을 형성하고 있는 것으로 나타났다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 이해 점검을 위한 질문 전략, 반복 강의 전략 등의 교수 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 학생들의 과학 개념 형성을 위해 온라인 학습환경에서 실시간 모둠 활동을 수행하는 전략, 코로나 19 이전 수행하던 대면 모둠 활동을 가상 실험, 학생 개별 실험으로 대체하여 수행하는 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 과학 학습에 관한 지식이 드러나지 않은 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 온라인 학습환경에서 탐구 수업 관련된 학생의 학습 어려움에 관한 지식을 가지고 있었다.

• 대한화학회지
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• 제54권5호
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• pp.643-649
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• 2010

이 연구에서는 고등학생들의 이론과 자료에 대한 인식론적 관점과 과학 과정 기술, 선호하는 실험 학습 환경에 대한 인식, 실험 수업에 대한 태도 사이의 관계를 조사하였다. 연구 결과, 과학 과정 기술, 선호하는 실험 학습 환경에 대한 인식의 모든 하위 범주(응집성, 개방성, 통합성, 준칙성, 물리적 환경), 실험 수업에 대한 태도는 이론과 자료에 대한 인식론적 관점과 유의미한 상관이 있었다. 중다 회귀 분석 결과, 과학 과정 기술, 선호하는 실험 학습 환경에 대한 인식의 하위 범주 중 개방성과 물리적 환경, 실험 수업에 대한 태도가 이론과 자료에 대한 인식론적 관점을 유의미하게 예측하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권1호
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• pp.30-40
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• 2005

본 연구의 목적은 과학영재학교 재학생을 대상으로 과학영재학교의 교수활동에 관한 학생의 인식을 밝히고 과학과 실험수업의 실제 분석하는데 있다. 이를 위하여 과학과 교육과정 편제 및 운영, 교수$\cdot$학습방법 평가 방법에 관한 설문 결과와 과학과 실험수업에서의 언어적 상호작용 유형을 분석하였다. 과학영재학교 교육과정 편제 및 운영에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 심화선택과목의 학점 비중을 더 높여야 한다는 의견과 보통교과의 학점을 줄이고 수학 및 과학 교과의 학점을 늘려야 한다는 의견이 상대적으로 높게 나타났다. 또한 과학영재학교 과학과 수업시사간에 주로 사용되는 수업방법으로는 강의나 설명, 조별수업, 토론이 대다수를 차지하였고 학생들이 선호하는 수업방법으로는 강의나 설명, 토론 외에도 탐구학습, 개인연구, 문제해결학습 등 다양하게 나타났다. 그리고 학생들이 선호하는 평가방법은 지필 평가와 보고서평가, 실험 평가의 순으로 나타났다. 과학영재학교 과학실험 수업에서 상호작용 유형을 분석한 결과, 교사 질문의 수준에 따라 교사-학생 상호작용 유형이 다르게 나타났고, 실험과정 중에는 학생-학생 상호작용에 의해 탐구활동이 활성화되었다.