• 한국과학교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.264-278
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• 2001

본 연구에서는 고등학교 지구과학의 해양 단원에 대한 웹 기반 학습 자료를 개발하고 개발한 웹 자료를 운영하여 그 효과를 밝혔다. 웹 기반 학습 자료로 학습한 두 학급과 동일한 내용의 모듈 학습지로 학습한 두 학급의 과학 성취도, 과학 태도 점수를 비교하였고 웹기반 학습 반의 WBI 평가 설문 결과를 분석하였다. 학업 성취도에서 웹 기반 학습의 주 효과가 나타났으나 수업처치와 학습능력 수준 사이의 상호작용 효과는 없었다. 전체 과학 성취도에서 웹 집단이 모듈 집단보다 높게 나타났으며 상위 수준 학습자와 하위 수준 학습자 모두 웹 집단이 모듈 집단보다 전체 성취도가 높게 나타났다. 과학에 대한 태도면에서 웹 학습이 모듈 학습보다 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났으며 과학적 탐구에 대한 태도, 과학적 태도의 적용, 과학 수업의 즐거움 등 세 가지 하위 범주별로는 과학적 탐구에 대한 태도 범주에서 수업처치의 주 효과가 있었으나 수업처치와 학습능력 수준과의 상호작용 효과는 없었다. 웹 기반 학습에 대한 학습자들의 평가결과를 보면 문자의 크기와 모양, 제시된 정보의 양, 중요한 내용을 강조하는 시각적 효과 등 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 지시와 도움말의 역할이나 동화상이나 애니메이션 등 멀티미디어 효소에 대해서도 학습내용에 적합하게 설계된 것으로 평가하였다. 반면에 관련 내용의 학습 후 이전의 분기점으로 되돌아가는 경로선택의 문제, 현재 어느 부분을 학습하는지 학습 위치 파악의 문제 등 사용 편의성 측면에서는 일부 부정적인 반응이 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.277-280
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• 2002

정보과학의 발진은 급속도로 발전하고 있다. 가장 기초적인 정보 과학의 교육이 이루어지는 현행 중등 컴퓨터 교육은 어떠한 교과보다도 창의적인 자기 주도적 학습 및 개별학습이 필요하다. 컴퓨터 활용을 위한 교육보다는 컴퓨터 과학으로서의 컴퓨터 교육이 필요할 뿐 아니라 학생의 학습환경, 학습동기 및 흥미, 선행학습정도, 교과 수업의 참여도 등에 따라 학생 개개인의 능력 차이를 고려한 학습자의 개인의 학습능력에 맞는 수준별 교육이 필요하다. 고등학교 컴퓨터 교과 교육에서의 컴퓨터 과학으로서의 교육효과를 위해 학습자 학습 능력에 맞는 교육과정을 설계하였고 보충학습과 심화학습을 위한 자기 주도적 학습 방법인 웹에서의 학습 방법을 도입하여 학습의 효과를 높이고자 하였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.213-225
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• 2017

대부분의 학생들은 물리 학습에 대한 어려움과 부정적인 인식을 가지고 있다. 특히 내러티브 사고가 배제된 논리-과학적 사고를 기반으로 하는 학습으로 학생들은 전체 맥락을 이해하기 어려워한다. 본 연구에서는 물리 수업에 내러티브 사고를 활용하는 스토리텔링 교수 학습 방법을 개발하여 학생들의 물리 학습에 대한 어려움을 개선하고자 하였다. 이를 위해 과학적 태도 향상, 개념이해가 가능한 스토리텔링 교수 학습 방법을 문헌연구를 통해 개발하였다. 이를 고등학생과 중학생들을 대상으로 하는 수업에 적용하여 그 효과를 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습에 흥미가 낮은 고등학생을 대상으로 하는 스토리텔링 활용 교수 학습 방법은 과학 관련 직업, 과학 및 과학관련 활동에 대한 흥미를 높였고, 비판성, 개방성, 협동성, 자진성 등에서 유의한 효과가 있었다. 둘째, 학습에 적극적인 중학생은 스토리텔링 활용 교수 학습 방법이 물리 개념을 이해하는 데 도움을 준다고 인식하였다. 이번 연구를 통해 개발된 스토리텔링 교수 학습 방법은 학생들의 물리에 대한 흥미와 동기유발을 일으키고, 과학적 사고력을 증진시켜 개념 학습에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.357-370
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• 2022

본 연구에서는 화학 결합 학습에 적합한 모바일 증강현실 학습도구를 개발하고 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습(POGIL-MAR)을 제안하여 이 교수학습 방법이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기 및 학습 몰입감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구 참여자는 경기도 소재의 남녀 공학 고등학교 1학년 학생 139명으로, 이를 통제집단(TL), 실험집단 1(POGIL), 실험집단 2(POGIL-MAR)로 무선 배치하였다. 학생들은 4차시에 걸쳐 화학 결합과 관련된 학습을 하였다. 이원 공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단은 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감 검사에서 사전성취 수준에 관계없이 다른 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, 하위 집단의 경우, POGIL-MAR 집단이 TL과 POGIL 집단보다 통계적으로 유의미한 학업 성취도 향상이 있었다. 과학 학습 동기의 하위요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 학습 동기의 하위 요인인 내재 동기, 직업 동기, 자아 효능, 점수 동기, 자기 의지에서 유의미하게 높았다. 특히, 내재 동기에서 교수학습 방법과 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다. 한편, 학습 몰입감의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 분명한 목표, 분명한 피드백, 행위-인식 일체감, 학습 통제감, 자기만족적 경험에서 유의미하게 높았다. 이러한 결과를 바탕으로 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습의 교육적 시사점을 논의하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1973-1979
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• 2009

본 논문에서는 과학영재의 관찰평가를 비교 분석하여 수학 및 과학분야의 영재 학습자와 정보과학영재의 특성을 밝혀내어 정보과학영재의 선발 및 교육에 시사점을 찾으려고 하였다. 연구의 대상은 대학부설과학영재교육원의 기초과정 학습자들로써 분야는 물리, 지구과학, 수학, 정보과학 학습자들이다. 연구의 방법으로는 학습자들의 1년간의 관찰평가를 일원분산분석을 통하여 각 분야별 학습자의 특성을 비교하였다. 그 결과 정보과학영재 학습자는 물리 및 지구과학분야 학습자와 태도 영역과 문제 해결 영역의 세부 영역에서 대부분 다른 특성을 보였으며, 정보 과학 학습자의 과목별 분석에서는 과학보다는 수학과 정보 과목에서 태도 영역의 평가가 비교적 우수하게 분석되었다. 이에 본 연구자는 정보과학영재의 특성이 분명히 존재하며 과학 및 수학 영재 학습자와의 차이는 학습자간의 수준의 문제와 분야별 특성에 기인한 것이라 판단하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 정보과학영재의 선발 및 교육에 적용할 수 있으리라 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제35권1호
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• pp.91-101
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• 2011

본 연구에서는 중학교 과학수업에 Jigsaw III 협동학습 모형을 적용하여 전통적 학습 모형과 비교해 봄으로써 Jigsaw III 협동학습이 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따라 과학학업성취도와 과학학습태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 남녀 분리반 여학생의 과학수업에 더욱 효과적인 학습 모형을 모색하려고 하였다. 남녀 분리반 중학교 2학년 4개 학급을 대상으로 하였다. 연구 대상은 전통적 수업 학급 여자 36명, 남자 35명, Jigsaw III 협동학습 학급 여자 38명, 남자 34명으로 총 143명이었다. 수업은 중학교 2학년 전기단원에 대해 총 18차시 수업을 실시하였다. 실험반 수업은 수업 내용과 관련하여 개발한 학습 자료를 사용하였고 통제반에서는 교과서 내용을 중심으로 전통적인 강의 중심 수업을 하였다. 수업 처치, 성, 성적 차이에 따른 차이를 알아보기 위해서 성취도 검사와 학습태도 검사를 사전 사후에 각각 실시하였고, 사전검사 점수를 공변인으로 한 공변량분석을 실시하였다. 연구결과, Jigsaw III 협동학습은 실험반의 중학교 여학생들의 주관식 과학학업성취도 향상에 도움이 되었고, 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도를 향상시키는 데도 효과적이었고, 과학학습태도 면에서는 Jigsaw III 협동학습이 스스로 공부하는 자율학습태도를 향상시켰다. 의견 조사에서 남학생보다는 여학생들이 Jigsaw III 협동학습에 대해 더 긍정적이었다. 그러므로 Jigsaw III 협동학습은 남녀 분리반 여학생과 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도와 자율학습태도를 향상시키는 데 효과가 큰 수업모형이라고 할 수 있겠다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권6호
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• pp.617-626
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• 2003

과학교육에 있어 지금까지 개발된 수업모형은 마치 과학의 모든 목적을 달성시켜줄 것 같지만 실제 교육현장에 적용해 보면 기대하던 효과를 얻지 못하는 경우가 많다. 수업의 효과를 극대화하기 위해서는, 어느 한가지 방법만을 고수하는 것보다 개발된 수업모형을 유연성 있게 활용 할 수 있는 교사의 수업전략이 필요하다. 본 연구는 개념도와 순환학습을 통합한 수업이 개념도를 활용한 수업이나 순환학습과 비교하여 고등학생들의 학업성취도 및 과학적 탐구능력, 과학에 대한 태도에 어떠한 영향을 주는지 알아보는데 그 목적이 있다. 연구대상은 고등학교 2학년 여학생 324명으로, 개념도-순환학습 집단, 개념도 활용 집단, 순환학습 집단, 전통적 수업 집단의 4집단으로 나누어 수업하였다. 연구 단원은 고등학교 과학의 '생식과 유전' 단원으로 약 10주간 10차시에 걸쳐 수업처치 하였다. 수업처치 전, 후에 학업성취도 검사와 과학적 탐구능력, 과학에 대한 태도 검사를 실시하였고, 연구결과는 공변량 분석 (ANCOVA과)과 사후 검증(Duncan test)으로 분석하였다. 개념도-순환학습은 학생들의 과학 학업성취도를 향상시키는데 전통적인 수업보다 효과적이었고(p< .05) 그 효과면에서 개념도를 활용한 수업보다 떨어지지 않았다. 성취 수준이 상위와 중위 학생들은 수업방법에 따라 학업성취도에 차이를 보이지 않았으나, 하위학생들은 개념도를 활용한 수업이 가장 효과적이었다(p< .05). 개념도-순환학습은 학생들의 과학적 탐구능력을 신장시키는데 개념도를 활용한 수업이나 전통적 수업보다 효과적이었으며(p< .05) 그 효과 면에서 순환학에 떨어지지 않았다. 성취수준이 상위인 학생은 수업방식에 따라 과학적 탐구능력에 차이를 보이지 않았으나, 개념도-순환 학습은 중위와 하위 학생들의 과학탐구능력 향상에 순환학습 만큼 효과적이었다. 개념도-순환학습은 학생들의 과학에 대한 태도를 향상시키는데 전통적 수업보다 효과적이었으며(p< .05) 그 효과 면에서 개념도 활용 학습이나 순환학습에 뒤지지 않았다. 따라서 개념도 순환 학습은 모든 학생들의 수준을 고려 할 때 학생들의 학업성취도를 향상시키고, 과학적 탐구능력을 신장시키는데 개념도 활용학습이나 순환학습을 단독으로 적용하는 것보다 긍정적이라고 할 수 있다.

• 과학교육연구지
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• 제34권1호
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• pp.23-32
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• 2010

이 연구의 목적은 과학 교수 학습 방법에 관한 국내 연구 동향을 분석하기 위한 것이다. 국내 학회의 학술지 6종에 게재된 논문들을 연도 방법 대상 주제에 따라 분석했다. 분석대상은 과학교육 분야 문헌들에서 공통적으로 제시하고 있는 방법들을 추출되었다. 분석 결과 과학 교수 학습 방법에 관한 연구들은 2000년 이후 지속적인 증가세를 보였다. 교수 학습 방법 중 실험, 협동학습, 토의가 많이 연구되었다. 이 세 가지 방법에 관한 연구들에서 가장 많이 채택하고 있는 연구방법은 실험연구로 나타났다. 다음으로는 내용분석, 조사연구, 사례연구 등의 순으로 나타났다. 세 가지 방법에 관한 실험연구는 중학생을 대상으로 한 것이 가장 많았다. 특히 실험연구를 통해 과학 성취도, 태도, 탐구능력, 자기효능감과 관련한 과학 교수 학습방법의 효과를 알아보는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과를 근거로 볼 때 향후 과학 교수 학습 방법에 관한 연구는 다양한 방법들에 대한 적용 개발 연구 등이 이루어져야 할 것이다. 또한 질적 연구방법을 통해 교수 학습 방법이 실제 교육현장에 적용되는 맥락을 분석하도록 연구 방향이 확대될 필요가 있다고 생각된다. 그리고 다양한 학습자 집단을 대상으로 한 연구를 통해 교수 학습 방법의 효과를 종단적 횡단적으로 접근하려는 시도가 필요할 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.199-206
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• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권2호
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• pp.232-238
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• 2006

본 연구는 260명의 중학생을 대상으로 과학 성취도와 동기적 학습 환경, 성취 목적, 학습 전략 사이의 영향을 경로분석을 통해 조사하였다. 분석 결과, 심층적 학습 전략만이 과학 성취도에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 과학 교사에 의한 학습 장려와 동료 학생들의 자기 발전 추구는 과제 지향 목적에 영향을 미치고, 이는 심층적 학습 전략을 거쳐 과학 성취도에 긍정적 영향을 미쳤다. 동료 학생들의 자기발전 추구와 상대적 비교 추구는 심층적 학습 전략을 경유하여 과학 성취도에 영향을 주기도 하였다. 또한 동료 학생에 의한 상대적 비교 추구는 수행 지향 목적에 영향을 주고 이는 심층적 학습 전략을 거쳐 과학 성취도에 영향을 주었다. 이는 과학 성취도가 학습 전략과는 직접적 경로를 가지고 있으며, 동기적 학습 환경이나 성취 목적과는 간접적 경로를 가지고 있음을 보여준다. 본 연구 결과는 인지적 요인뿐만 아니라 동기적 요인에도 관심을 기울이는 것이 과학 성취도를 향상시키는 데에 효과적이라는 점을 시사한다.