• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.189-203
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• 2008

MBL은 학생들에게 정확하고 효율적인 데이터 수집과 실시간 그래프를 제공함으로써 실험 시간을 단축시켜, 실험 결과에 대한 깊이 있는 토론을 가능하게 함으로 탐구의 본질적 특징인 의사소통과정을 강조한다. 따라서 본 연구에서는 과학 탐구와 탐구의 본질적 특징인 의사소통의 관점에서 중등학교 지구과학 MBL수업의 양상을 살펴보았다. 3개의 MBL수업을 녹화한 비디오 테잎을 주된 자료원으로 하였으며, 수업 녹화물과 전사본을 교실탐구 기본요소와 논의 요소틀을 이용하여 분석하였다. 교실탐구의 기본요소는 "문제제기", "증거수집", "설명형성", "과학지식과의 연결", "이론의 발표"의 5가지이다. 연구 결과로 첫째, 세 수업은 각 진행 단계별로 탐구 요소와 그 수준에서 유사한 양상을 보여주었다. 학생들은 교사 주도적 문제 제기로부터, 절차에 따른 증거 수집을 하고, 교사의 지도에 따라 설명을 형성하며, 특정 과학지식을 사용하도록 안내되었다. 하지만, 이론의 발표 요소는 1개의 수업에서만 관찰되었다. 둘째, 탐구의 본질적 측면으로서 논의적 의사소통은 매우 드물게 나타났다. 논의 과정을 포함한 담화 에피소드는 과학적 현상을 다루기보다 실험 과정이나 절차적 측면에 관해 이루어졌다 이론의 발표가 진행된 수업에서 1개의 에피소드만이 과학현상과 관련된 활발한 논의적 의사소통을 보여주었다. 결론적으로 MBL자료가 탐구의 본질적 특징인 의사소통을 강조한다 하더라도, 실제 수업에서 진정한 탐구의 모습을 구현하는 일은 쉽지 않다는 것을 알 수 있다. 따라서 MBL수업에서 탐구 및 논의적 의사소통을 구현하기 위해서는 학생들에게 논의의 기회 제공과 더불어 논의를 유의미하게 개진할 수 있는 교사의 적절한 도움이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권5호
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• pp.509-520
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• 2006

이 연구의 목적은 중등 학교 과학 실험 수업의 실태를 파악하기 위해 수업을 분석하는 것이다. 이를 위해 중등학교 과학 실험 수업을 세 범주로 분석하도록 개발된 분석 도구를 활용하였다. 이 분석 도구는 실험의 목적, 상호 작용, 탐구 과정 세 가지 영역에 20가지 평가 항목으로 구성되어 있으며, 4명의 과학 교육 전문가로부터 0.89의 타당도가 확보되었다. 수업 분석을 위하여 21차시의 실험 수업이 녹화되고 전사되었다. 전사된 프로토콜과 동영상을 바탕으로 실험 수업을 분석한 결과, 중등 학교 실험 수업은 실험 목적 측면에서 선언적 지식의 습득과 과학에 대한 태도의 향상에 집중되어 있었다. 상호 작용 측면은 교사의 발문이 학생들의 발산적 사고를 유도하지 못하고 있고 학생들에 의한 주도적인 실험 기회가 주어지는 대신 교사의 직접적 지도에 의해 실험 수업이 진행되고 있으며, 학생들의 토의 과정이 거의 나타나지 않는 등 상호 작용 I 수준으로 분석되었다. 탐구 과정은 학습 주제에 대한 현상 제시 및 문제 제기가 거의 관찰되지 않았다. 학생들의 가설 설정 활동이나 예상 활동도 대부분의 수업에서 관찰되지 않았으며, 실험 설계 부분은 활동지나 교사의 지시에 의해 주어지고 있었고, 학생들은 실험 결과 기록에만 집중되어 있어 탐구 과정 수준도 I 수준으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1303-1311
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• 2009

본 논문은 과학적 탐구학습을 지원하는 비쥬얼 가상환경 저작도구 DEVISE(Drawing Environment for VR-based Inquiry-learning Science Education)에 대해서 설명한다. DEVISE는 프로그래밍 전문지식이 없는 일반인들이 2차원 Drawing 인터페이스를 사용하여 3차원 개체와 변인데이터 설정을 함으로써 탐구학습을 위한 가상현실 콘텐츠를 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 먼저 가상현실 저작도구들과 탐구학습 가상환경 관련 저작 도구에 관한 연구들과 탐구학습을 위한 가상환경 통합 시스템인 SASILE를 살펴보고 SASILE의 문제점을 지적한다. 그리고 DEVISE 구성요소와 DEVISE 도구를 사용한 작업 흐름 (Workflow)에 대해서 설명하고,탐구학습 가상현실 콘텐츠를 개발하는 사용자평가실험 관찰결과에 대해서 논한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권3호
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• pp.182-192
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• 2018

본 연구는 학교 숲 체험 프로그램이 초등학교 학생의 과학탐구능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보고 학교 숲 프로그램 개발 및 보급에 도움이 될 시사점을 제시하는데 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 실험반과 비교반을 정하고 사전검사 후, 실험반은 자체 개발한 학교 숲 체험 활동 프로그램 10차시를, 비교반은 같은 차시 동안 사진 자료와 교사의 설명, 학습지를 활용한 수업을 실시하였다. 수업 후 사후검사를 하였고 실험반은 학교 숲 체험 활동 프로그램을 경험한 소감을 인터뷰 형식으로 조사하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다: 첫째, 학교 숲 체험 활동 프로그램이 학생들의 과학탐구능력의 평균 점수에 있어서의 향상 폭이 비교반 보다 더 크긴 했지만 그것이 유의미한 결과는 아닌 것으로 나타났다. 둘째, 학교 숲 체험활동 프로그램이 학생들의 과학에 대한 태도 향상에 유의미한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. '과학의 사회적 의의', '과학자의 평범성', '과학탐구에 대한 태도', '과학 수업의 즐거움', '과학에 대한 취미로서의 관심', '과학에 대한 직업으로서의 관심' 등 모든 하위 영역에서 유의미한 효과가 나타났다. 그리고 인터뷰를 통하여 학생들은 학교 숲 체험 활동 프로그램에 대해서 흥미롭게 생각했으며 만족도 또한 높았음을 알 수 있었고 그것이 과학에 대한 태도가 긍정적으로 향상하는데 기여했을 것으로 판단된다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.595-618
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• 2010

미래 지식기반 사회에 필요한 합리적이고, 창의적인 인재를 육성하기 위하여 학생들은 상상력과 창의력이 필요하고, 교사들이 이를 실용적으로 지도할 수 있는 분야가 수리과학이다. 학생들에게는 새로운 현상에 대한 호기심과 집중력, 문제해결을 통한 연구와 독창성을 기르는 활동이 필요한데, 4D-프레임을 이용하여 공간도형을 활용한 갖가지 모형 만들기를 통해 상상력과 창의력을 향상시키고자 하였다. 이러한 활동은 학생들의 수학에 대한 정의적 측면의 긍정적 효과뿐만 아니라 건축 및 우주 과학자의 소양을 담은 담화를 생성할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권1호
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• pp.19-28
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• 1999

이 연구의 주요 목적은 증거집(포트폴리오) 평가를 적용할 때 초등학교 학생들의 과학 지식, 탐구능력, 태도에 미치는 영향을 알아보고 학생들의 증거집 평가에 대한 인식을 조사하는 것이다. 비교집단은 충북 청원군 미원면의 M초등학교 4학년 45명이며, 실험집단은 대전광역시 G초등학교 4학년 36명이다. 사전 검사로 과학지식 검사1, 과학탐구능력검사, 과학 태도 검사를 두 집단에 실시하였다. 실험집단은 증거집 평가를 적용한 수업을 비교집단은 전통적인 수업을 약 6주 동안 실시하였다. 두 집단 모두 사후 검사로 과학지식 검사2, 과학 탐구능력검사, 과학 태도 검사를 실시하였다. 증거집 평가에 대한 인식 검사지를 실험집단에 실시하였다. 결과는 SPSS를 이용하여 통계적으로 분석하였다. 비교집단이 실험집단보다 과학 지식 검사에서 높은 성취를 보였다. 과학 탐구능력과 과학 태도에서는 의미있는 차이가 없었다. 하위 영역 분석 결과 과학적 태도에서 실험집단이 비교집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 성취를 보였다. 학생들의 증거집 평가에 대한 인식은 매우 긍정적으로 나타났다. 학생들은 증거집 평가에 대한 흥미, 학습 참여도, 자기 주도적 학습, 고차적 사고, 앞으로 참여 의사 등과 같은 대부분의 하위 영역에서 긍정적인 반응을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제64권1호
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• pp.38-48
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• 2020

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업의 학급 논의 활동에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고의 특징을 알아보고자 5개 주제에 대한 논의기반 탐구 과학수업의 수업 동영상 및 활동지를 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 학생들이 학급 논의 과정에서 지식의 원천으로 사용한 증거의 출처로는 실험 자료를 활용한 유형이 가장 많이 나타났으며, 활동 방식에 따라서 개인적인 경험에 기반을 둔 유형과 과학 원리를 증거로 활용하는 유형이 추가로 나타났다. 또한 학급 논의에서 주제에 따른 지식 정당화의 수준 차이는 비슷하게 나타났으나, 주장 정당화의 하위 평가 요소 중 주장 타당성, 증거 타당성 및 논의과정 요소 사용의 수준은 높았지만 반박 타당성의 수준은 낮게 나타났다. 마지막으로 학급 논의 전후의 주장 변화를 분석한 결과, 주장변경 유형은 잘못된 주장의 정정 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형, 개념의 확장 유형으로 분류할 수 있었으며, 이 중 잘못된 주장을 정정하는 유형이 가장 높은 비율로 나타났고, 개념의 확장 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형의 순서가 차례대로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.674-683
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• 1999

본 연구의 목적은 문제를 스스로 진술하고 방법 및 해를 스스로 찾는 자유 탐구와 문제와 방법이 모두 주어진 안내된 탐구의 경우, 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 생각을 과학자와 비교하기 위한 것이다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년이다. 자유 탐구의 경우 3개 반에서 과학 성적이 상위 1/3 이내에 드는 학생들을 연구 대상으로, 연구자가 개발한 설문지를 이용하여 변인 판별과 실험 설계를 통한 변인 통제를 조사하였다. 안내된 탐구에서는 반 전체를 그 대상으로 하였다. 안내된 탐구의 경우 3반 모든 학생을 대상으로 하여, 대상 학생들에게 교과서 실험 제목과 과정을 제시하고 변인을 판별하도록 하였다. 안내된 탐구의 경우, 제시된 실험에서 제시된 문제의 변인이 두 개 임에도 불구하고, 문제와 관련된 변인을 하나 이상 판별한 학생들이 매우 적었다. 자유 탐구의 경우, 판별한 변인의 수는 2-3개로 증가하였으나 실험 설계를 통하여 학생들의 변인 통제를 조사한 결과, 독립 변인과 종속변인을 혼동하거나, 오개념으로 적절하게 판별하지 못하며, 공변화시키는 모습을 보였다. 이러한 결과로부터 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 2가지 수준을 판별하고, 이를 과학자들의 생각과 비교하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권6호
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• pp.681-692
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• 2010

본 연구는 고등학교 10학년 과학 '반응속도' 단원에 대해 자기조절 학습 프로그램 활용 실험수업을 실시한 후, 과학탐구 능력, 과학적 태도 및 학업성취도에 대한 교수-학습 효과를 분석하였다. 통제집단에 대해 교과서 및 교사용 지도서에 따라 실험수업을 실시하였으며, 실험집단에 대해서는 자기조절 학습 프로그램 활용 실험수업을 실시하였다. 사전 검사에서 두 집단 간에 유의미한 차이가 없었으나, 사후검사에서 실험집단의 평균값이 유의미하게 높았다. 과학탐구 능력의 경우, '인과관계'에서 가장 높게, '변인통제'에서 낮게 평균값 차이가 나타났다. 과학적 태도의 경우, '정직성'과 '개방성'에서 두 집단 간의 평균점 차이가 가장 크게 나타났다. 학업성취도의 사후검사 결과, 실험집단의 평균점수가 통제집단에 비해 높게 나타났다. 또한 실험집단의 사후검사 결과, 자기조절 학습 전략과 과학탐구 능력, 과학적 태도 및 학업성취도 사이에 유의미한 상관관계가 나타났다. 자기조절 학습의 세부요소에서 동기조절이 이들과 (과학탐구 능력 및 학업성취도) 가장 높게 상관성을 나타내었으며, 그 다음으로 행동조절과 인지조절 순으로 나타났다. 특히 메타인지 요소가 가장 낮게 상관성을 나타내었다.