• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.684-695
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• 1999

본 연구에서는 탐구 요소 중심의 단편적 활동 혹은 지시적인 확인 실험과 대비되는 종합적이고 포괄적인 탐구 활동으로서 실제성, 개방성, 연속성을 특징으로하는 '확장적 과학 탐구'를 개념화하고 경기도 수원에 있는 '화성'을 소재로 하여 중학교 1학년 학생들에게 적합한 확장적 과학 탐구 과제를 개발하였다. 확장적 과학 탐구의 수행 과정에서 학생들의 인지적 참여도는 어떻게 변화하는지, 확장적 과학 탐구 과제의 특징은 인지적 참여도에 어떠한 영향을 미치는지 조사하는 것이 이 연구의 목적이다. 연구 대상은 서울에 소재한 중학교의 1학년 4개 학급 학생 128명이었다. 교과서의 '힘과 운동' 단원에 제시되어 있는 2가지의 탐구 과제와 4가지의 확장적 탐구 과제를 수행하는 과정에서 각 탐구 활동이 끝난 직후 인지적 참여도에 대한 설문을 반복 시행하였고 확장적 탐구 활동이 모두 끝난 다음에는 6개의 과제에 대한 인지적 참여도를 비교해서 응답하도록 하였다. 이러한 정량적 자료와 함께 10명을 대상으로 면담을 실시하여 확장적 탐구 과제의 특정이 학생들의 인지적 참여도에 미치는 영향을 탐색하였다. 각 탐구 과제별 인지적 참여도를 분석한 결과 확장적 과학 탐구에서 교과서에 준한 탐구에 비해 탐구의 목적, 방법, 결과 등 탐구 내용과 과정 전반에 대해 이해한 정도는 증가하지 않았으나 더 능동적으로 열심히 참여했으며( p<0.01) 확장적 탐구의 후반부에서는 전반부에 비해 '이해'와 '몰두'가 모두 유의하게 증가하였다( p<0.05). 확장적 과학 탐구에서 교과서 탐구에 비해 '몰두'가 증가된 이유를 면담 결과에서 분석해 보면 확장적 과학 탐구 과제의 개방성이 주요 원인이었음을 알 수 있다. 또한 전반부에 비해 후반부에서 '이해'의 정도가 높아진 이유는 유기적으로 구성된 선행 탐구의 경험이 영향을 미친 것으로, '몰두'의 정도가 증가된 것은 탐구 과제 자체의 개방성이 증가했기 때문으로 해석할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.573-584
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• 2015

오랜 기간 동안 과학교육 분야에서 탐구는 과학 학습의 핵심적인 목표이자 수단으로 자리매김해왔다. 그러나 교육 실천의 맥락에서 탐구 활동을 온전히 수행하기란 결코 녹록하지 않으며, 탐구의 역할과 기능에 대한 논의는 여전히 분분하다. 따라서 과학교사들이 실제로 탐구를 지도하면서 겪는 어려움을 비판적으로 검토하는 일은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 탐구를 지도하는 교사에 초점을 두고, 예비교사의 탐구에 대한 인식과 실천 사이에서 나타나는 갈등의 양상을 질적 사례연구를 통해 살펴보고자 했다. 연구 참여자는 과학교육을 전공하는 8명의 대학생들이다. 이들은 약 1년 동안 주말 과학 프로그램에서 저소득층 중학생들의 보조교사와 멘토로 활동하면서, 방학 기간에는 자유로운 방식으로 담당 학생들의 탐구 활동을 지도하였다. 연구의 사례는 '자유탐구에서 수행하는 예비 과학교사의 탐구지도 활동'으로, 참여자의 개인면담과 집단면담과 참여관찰 기록, 자기보고서 등을 연구 자료의 분석에 사용하였다. 그 결과, 예비교사들은 학습자의 능동성뿐만 아니라 교과 지식과 연역적 절차 역시 탐구 활동을 가능하게 하는 중요한 요인으로 인식하고 있었다. 그러나 예비교사들이 실제로 탐구를 계획하거나 수행할 때, 인식과 실천 사이의 간극으로 인해 딜레마와 마주했다. 딜레마의 양상은 '발산하는 탐구와 수렴하는 과학', '흥미 중심의 탐구와 학습 중심의 탐구', '학습 주체로서의 학생과 부족한 지식인으로서의 학생'의 세 가지로 정리하였다. 끝으로 예비교사들의 딜레마 해소 과정을 논의하면서, 탐구와 과학교사에 대한 대안적인 관점을 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제36권1호
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• pp.139-152
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• 2012

본 연구는 우리나라와 싱가포르의 초등학교 과학 교과서에 제시된 탐구 활동을 물리 영역 중심으로 비교하여 그 특징을 찾고, 교과서 및 교육과정 개선을 위한 시사점을 얻고자 한다. 탐구 활동의 특징 비교를 위해 탐구 활동 수, 탐구 과정 요소, 탐구 목적, 탐구 과제의 개방성 정도를 비교하였다. 연구 도구로는 이봉우(2005)의 탐구 과정 요소 분석 틀과 Millar 등(1998)의 탐구활동 분석틀을 수정하여 사용하였다. 연구 결과, 우리나라의 탐구 활동 수가 싱가포르에 비해 1.5배 가량 많았으나 주당 과학 수업 시간은 같거나 싱가포르가 조금 더 많았다. 탐구 과정 요소를 비교해 본 결과 우리나라의 경우 기초 탐구 과정이 차지하는 비율이 높았고 싱가포르는 기초 탐구 과정과 통합 탐구 과정이 거의 균형을 이루고 있었다. 하지만 5~6학년의 경우 싱가포르는 통합 탐구 과정의 비율이 더 높았다. 탐구 활동 목적을 분석해 본 결과 우리나라는 내용 중심적인 활동이 많았고 싱가포르는 내용 학습과 과정 학습이 균형을 이루고 있는 것으로 나타났다. 하지만 내용 학습 중 '변인이나 개념 사이의 관계를 학습하는 것'에서는 싱가포르가 높은 비율을 나타냈다. 우리나라도 과정 학습 중 '의사소통 학습하기'에서 높은 비율을 차지했다. 하지만 교과서의 의사소통 활동이 실제 의사소통의 목적으로 사용되기 보다는 정리의 목적으로 사용되고 있는 것이 아닌지 조심스레 의문을 던져 본다. 탐구 활동 과제 개방성을 비교한 결과 '문제인식'은 우리나라와 싱가포르 모두 교사에 의해 이루어져 개방성이 낮은 것으로 나타났다. '실험과정', '결과해석'의 개방성은 싱가포르에서 높았고 '사용할 실험장치', '데이터를 다루는 방법'에서는 우리나라의 개방성이 높았다. 우리나라는 재료나 데이터를 작성하는 방법은 자율성을 주지만 실험과정이나 결과 해석은 주로 교사 주도로 이루어지고 있었다. 이 연구를 통해 시사하는 점은 첫 째, 탐구활동수를 줄여 핵심적인 내용으로 적정화 하는 것이다. 둘째, 기초 탐구와 통합 탐구의 균형을 추구하되 고학년은 통합 탐구 과정 요소를 늘리는 것이다. 셋째, 탐구 활동의 목적을 내용 학습과 과정 학습의 균형을 이루되 내용 학습에선 단순한 사실 개념 전달보다는 관계를 파악할 수 있는 내용을 마련하고 과정 학습에선 실제적 의사소통이 이루어질 수 있도록 탐구 활동을 구성해야 할 것이다. 마지막으로 '실험 과정'과 '결과 해석'의 개방성을 높여 요리책 식의 과학책에서 탈피하도록 노력해야할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.221-232
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• 2019

과학 교육에서는 탐구 중심 과학 수업의 중요성이 지속적으로 강조되어 왔다. 그럼에도 불구하고 교사들의 과학 탐구에 대한 이해가 부족하여 교육 현장에서 과학 탐구 수업이 그 의미대로 실행되지 못하고 있다고 여러 선행 연구에서 언급되어 왔다. 이에 본 연구에서는 교사학습공동체에서 과학 탐구 수업이라는 공동의 목표를 자발적으로 설정하고 1년 이상 과학 탐구 수업 계획, 실행 경험 공유, 반성을 함께 한 5명의 교사들을 대상으로 과학 탐구에 대해 어떠한 이해를 갖고 있는지, 과학 탐구에 대한 이해가 어떻게 변화되었다고 인식하는 지를 개방형 설문과 개별 면담 자료를 통해 알아보는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 모든 교사들은 과학 탐구를 '과학자가 하는 일'로 설명하였으며 구체적으로는 '자연 현상에 대한 궁금증을 과학적 탐구 기능을 수행하여 해결하는 과정', '과학 실천을 하여 과학지식을 구성하는 과정'으로 이해하고 있었다. 또한, 학생들이 과학자의 탐구 과정을 수행하는 것이 과학 탐구라고 이해하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에 참여한 두 명의 교사는 과학 탐구가 과학자 또는 학생이 과학을 하는 과정이라는 이해를 기반으로 과학 탐구를 교수-학습 방법으로 이해하고 있었다. 본 연구의 교사들은 교사학습공동체 활동 전에는 과학 탐구가 실험과 동일하거나 손으로 조작하는 활동이 필수라는 탐구에 대한 제한적인 이해를 가지고 있었으나 교사학습공동체 활동을 통해 다양한 방법의 과학 탐구가 있으며, 실험을 수행하는 것뿐만 아니라 모형을 개발하거나 사용하여 현상을 설명하고, 학생들 간 증거 기반의 논의에 참여하는 것도 중요한 과학 탐구 과정이라는 발전된 이해를 가지게 된 것으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.183-195
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• 2019

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 과학탐구실험 교과서의 탐구 활동에서 나타난 참탐구 요소를 분석하였다. 탐구 활동을 핵심 개념에 따라 분류한 후, 학생이 자율적으로 참탐구 요소를 계획하거나 실행하도록 한 사례의 특징을 조사하였다. 연구 결과, 참탐구 요소 중 다른 자료 조사하기 요소는 모든 단원에서 높은 비율로 나타났다. 그러나 연구 질문 만들기, 변수 선택하기, 다양한 변수 측정하기, 측정값 변환하기 요소는 미리 안내되거나 구조화된 경우가 많아 역사 및 생활 속의 과학 탐구 단원의 일부 탐구 주제에서만 주로 나타났다. 간단한 또는 복잡한 변인 통제하기, 방해 변수 측정하기, 과정상 결함 고려하기 요소는 교과서에서 고려하지 않거나 명시적으로 언급하지 않은 경우가 많아 모든 단원에서 낮은 비율로 나타났다. 생활 속의 과학 탐구 단원의 참탐구 요소는 소집단 활동을 통하여 다루어지는 경향이 있었다. 연구 결과를 바탕으로 과학탐구실험 교과서 탐구 활동의 개선 방안을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.204-217
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• 2008

본 연구는 초 중 고등학교 과학 교과서의 천문영역에 수록된 탐구활동을 NRC(2000)에서 제시하는 탐구기본요소 5가지와 SAPA에서 제시하는 기초 및 통합적인 탐구과정을 통해 분석하였다. 이를 토대로 과학 교과서의 탐구 활동이 과학교육의 목표인 과학적 소양을 실현하기에 제한점이 있음을 제시하고, 보완적인 방법에 대한 시사점을 제공하고자 하였다. 천문영역을 분석한 결과 초 중 고등학교 대부분의 교과서가 NRC(2000)의 탐구요소 5가지 중 탐구요소 2에 해당하는 증거 수집이 가장 많이 나타난 반면에 탐구요소 1의 문제제기와 탐구요소 5의 발표 및 정당화 부분이 거의 나타나지 않았다. 또한 위의 결과를 바탕으로 구체적인 탐구과정인 SAPA로 분석해 본 결과, 천문영역의 교과서 탐구 활동은 기초탐구과정에는 관찰, 의사사통, 조작, 시공간관계사용 과정 빈도수가 학년에 따라 증가하며, 통합과정에서는 조사, 모델설정, 데이터 해석, 그래프 작성, 실험과정이 늘어나는 경향을 보여주었다. 이에 개정 7차 교육과정에서 제시된 과학적 소양 함양을 위한 교과서에서는 제한적인 탐구활동을 확장하여, 천문영역에서도 전반적이고 다양한 탐구요소 및 탐구과정을 학생들이 경험할 수 있도록 해야 할 것이다. 또한 탐구활동을 가르치는 교사들을 위한 수업모듈뿐만 아니라 이를 사용하는 교사들의 탐구에 대한 이해도 및 교수전략에 있어서도 전문성이 이뤄져야 할 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.231-244
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• 2005

이 연구는 고등학교 지구과학 탐구활동에서 소그룹활동을 학생들의 대화를 중심으로 분석하고, 반성적 탐구활동이 교육과정별로 어떤 차이를 보이고 소그룹내의 상호작용특성에 따라 반성적 탐구양식의 차이가 어떠한지 알아보는 것이다. 그럼으로써 학생들이 어떤 반성적 탐구양식을 보이며 어떻게 발달시키는지에 관한 이해를 제공하고, 수업속의 맥락은 이러한 반성적 탐구학습을 증진시키고 억압하기위해서 어떻게 상호작용 하는지를 알아보고자 하였다. 이에 대한 연구문제로 소그룹을 이용한 탐구활동 수업과 반성적 탐구활동수업 중 반성적 에피소드의 차이가 있는가, 소그룹내의 그룹상호작용의 특징에 따른 반성적 탐구유형의 차이는 있는가를 설정하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 2개 학급을 선정 기존의 우리나라 교육과정에 의거한 탐구활동수업 4차시, 반성적 탐구교육과정 수업 4차시를 각각 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동 분석틀과 반성적 탐구의 3가지 맥락을 통해 분석하였다. 연구 결과 두 교육과정 모두 도입에서 두 교육과정 모두 A-AD맥락의 반성적 탐구가 전형적으로 자주 나타나며, 반성적 탐구 교육과정수업에서는 AD-SR가 주로 나오는 것으로 보아 과제활동초기에 역할 분담과 과제 활동의 전략을 세우며, 전략을 세울 때 영역개념을 이용하는 것을 안수 있었다. 우리나라 교육과정 수업에서는 반성적 탐구진술이 간단하고 계획과정이 짧으며, 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구를 하는 것으로 나타났다. 전개부분에서는 두 교육과정모두 DI-DP, DI-A맥락의 반성적 탐구가 나타나 자료 항목과 자료 패턴 그리고 인공물과 관련시키는 반성적 탐구가 공통적으로 나타나며 반성적 교육과정수업에서는 대체로 자료 맥락의 영역개념과 과제 맥락을 연결시키는 반성적 탐구가 잘 나타나고 있다. 반면 우리나라 교육과정에서 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구가 나타났다. 정리단계에서는 반성적 교육과정 수업에서는 DC-DP가 주로 나타났으며 우리나라 교육과정수업에서는 DC-DP DP-AD맥락의 반성적 탐구가 나타났다. 정리활동에서 우리나라 교육과정은 반성적 교육과정보다 자료 맥락의 영역개념을 더 자주 이용하고 다양한 맥락의 반성적 탐구가 나오고 있으며, 이는 우리나라 교육과정의 학습지의 활동이나 문제는 학생들에게 익숙하고, 자료 패턴을 가지고 행동결정으로 연결짓는 활동이 명확히 제시되었기 때문이라고 판단된다. 두 그룹의 상호작용 특징에 따른 반성적 탐구의 성향의 차이는 도입단계에서 그룹의 특징과 상관없이 A-AD, AD-SR맥락의 반성적 탐구가 나왔으며 전개와 정리단계에서는 N그룹에서는 DP와 관련된 의미 있는 반성적 탐구가 나오는 반면 M그룹에서는 이러한 맥락의 반성적 탐구는 아주 드물게 나타나며, GN과 관련된 행동결정이 자주 보이고 있었다. 정리활동시 주로 하는 기록 활동에서 N그룹에서는 다양한 맥락에서 반성적 탐구를 하고 있는 것에 비해 비교 그룹에서는 서로 견제하고 확인하는 상호작용의 특징에서 나타나는 AD-SR맥락의 반성적 탐구가 자주 나타났다. 반성적 탐구 척도 두 그룹을 비교 했을 때 CON 상호작용의 특징이 낮게 나타나는 N그룹이 양적으로 그리고 내용적으로 더 의미 있는 반성적 탐구를 했다

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1216-1234
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• 2004

전통적인 학교 과학 실험은 실제 과학 활동, 즉 참과학 탐구의 특징을 적절히 반영하고 있지 못하며, 특히 토론이나 논변적 실제가 부족하다는 비판이 제기되고 있다. 이에, 본 논문의 목적은 학생들의 동료간 논변활동을 강조한 개방적 탐구 활동을 제안하기 위해, 그 조건 및 특징을 알아보고 적절한 모형을 제안하는 것이다. 문헌 분석 및 이론적 논의를 바탕으로, 학생들의 논변활동을 촉진시키기 위해서 논변적 과학탐구 활동이 가져야 할 조건에 대하여 살펴 본 결과, 인지적 측면에서는 '다양한 견해가 가능한 문제 상황', '학생 자신의 주장 펼치기', '효과적으로 조직된 논변 구성의 기회'가 필요하며, 사회적 측면에서는 '수펑적 관계', '경쟁과 협력의 공동체 활동'이 필요한 것으로 분석되었다. 이러한 조건을 만족시키기 위해 논변적 과학 탐구 활동은 실험활동과 논변활동으로 구성되며 논변활동은 동료 검토용 보고서 쓰기와 비판적 토론으로 조직되었다. 논변활동은 조 내부와 조 별간에, 그리고 쓰기와 토론을 통해서 반복적으로 이루어지며 되먹임을 통해 실험활동과 연계되어 있으며 전체 탐구 과정은 순환적인 특징을 갖는다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권8호
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• pp.860-869
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• 2008

본 연구의 목적은 과학영재들의 과학탐구문제발견 능력을 신장시키기 위한 지도방향을 제안하는 것이다. 이를 위해서 낮게 구조화된 탐구 상황과 높게 구조화된 탐구 상황에서의 문제발견 활동 중에 과학영재들이 생성한 과학탐구문제의 특성에 대해 심층적인 분석을 하였다. 분석한 결과, 탐구목적에 따른 유형별 빈도는 탐구 상황에 따라 차이를 보였으나, 두 활동에서 생성된 대부분의 탐구문제들은 7개의 동일한 유형(측정, 방법, 원인, 가능성, 무엇, 비교, 관계)으로 나타났다. 탐구문제에 언급된 과학적 개념의 빈도수는 높게 구조화된 탐구 상황에서의 문제발견 활동(PFAWIS)이 낮게 구조화된 탐구 상황에서의 문제발견 활동(PFAIIS)보다 더 많았으나, 과학적 개념의 다양성은 PFAIIS가 PFAWIS보다 더 큰 것으로 나타났다. 따라서 교사는 첫째, 낮게 구조화된 과학적 탐구 상황에서의 과학문제발견 활동의 기회를 자주 부여해야한다. 둘째, 일반 과학 실험 중에도 새로운 탐구문제를 발견할 수 있음을 강조하고, 실험 중에 생성한 탐구문제들에 대해 토의하는 시간을 자주 가질 필요가 있다. 셋째, 과학탐구문제를 최소한 7개 이상의 유형별로 생성할 수 있도록 지도하도록 한다.

• 영재교육연구
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• 제19권1호
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• pp.1-23
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• 2009

과학 탐방 학습은 학생이 스스로 문제를 해결할 수 있는 종합적 학습 활동으로 영재 학습에서의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 너무 많은 양의 과제를 해결하거나, 정해진 답을 요구하는 수렴적 활동이 주로 이루어져 영재학생의 능력을 개발하는데 부족하다는 비판을 받고 있다. 따라서 이 연구에서는 과학영재의 지적 특성을 반영하기 위하여 개방적 탐구를 토대로 하는 탐방 프로그램을 고안하였다. 이를 초등 과학 영재학생 18명을 대상으로 적용하였고, 탐방 활동지, 상호작용 녹음내용, 발표용 포스터, 설문지 등의 자료를 바탕으로 탐구문제 설정 유형 및 탐구 과정, 탐방 활동 중에 나타나는 과학 영재의 활동 과정을 분석하였다. 연구결과 탐방 전보다 탐방 후에 더 많은 탐구문제를 만들 뿐만 아니라 탐구문제의 수준도 더 높아졌다. 이를 해결하는 탐구과정은 계획하기, 탐구 수행하기, 후속 탐구하기, 정리하기의 순서에 의해 순환적으로 이루어졌으며, 상황에 따라 다음 단계를 결정하는 개방적 탐구 과정으로 진행되었다. 학생들의 문제해결 과정에서 기초 탐구과정 및 통합 탐구과정 요소가 다양하게 나타났으며, 특히 결과를 해석하고 변환하여 분석하는 능력이 뛰어났다. 또한 탐방 활동 중에 나타난 학생들의 상호 작용을 분석한 결과 과학 영재의 행동적 특성이 다양하게 나타났다.