• 대한화학회지
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• 제62권4호
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• pp.299-313
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• 2018

과학교육에서 탐구 중심의 교육은 중요하나 실제 교육 현장에서는 현실적인 어려움으로 인하여 획일화된 형태의 과학 탐구가 이루어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 본 연구에서는 RS(Reverse Science)를 중학교 화학 교과 수업에 활용하여 학생들에게 능동적으로 탐구 학습에 참여하고 과학적 사고가 가능한 기회를 제공하고자 한다. 본 연구에서는 이를 개발하고 적용하여 중학교 학생들의 과학 탐구 능력에 미치는 효과와 이에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 프로그램 적용을 위해 D 소재 중학교 2학년 6학급을 선정하고, 실험 집단과 비교 집단을 각각 64명, 64명으로 128명을 구성하였다. 실험 집단에는 RSP기반 화학 탐구 프로그램을, 비교 집단에는 같은 주제의 강의식 수업과 확인실험을 3개의 주제로 7차시에 걸쳐 지도하였으며, 과학 탐구 능력 검사지를 사용하여 사전 사후 검사 결과를 분석하고, 수업 관찰, 학생 활동지, 주관식 설문지, 인터뷰 내용의 분석을 통해 드러난 학생들의 인식을 바탕으로 프로그램의 효과를 논의하였다. 그 결과, 본 프로그램을 활용한 수업이 중학생의 과학 탐구 능력에 통계적으로 유의미한 변화를 보였으며, 구체적으로 실험집단은 비교집단에 비하여 기초 탐구 능력의 하위요소 중 예상에서 유의미한 것으로 나타났고 통합 탐구 능력의 하위요소인 자료변환, 가설설정, 변인통제에서 그 차이가 유의한 것으로 나타났다(p<.05). 또한, 학생들이 과학 법칙이 생성되는 과정에 관심을 가지게 되었고 친구들과 협력으로 인해 높은 흥미를 보였으며 학생들에게 과정 중심의 탐구를 통해 과학적 사고를 하는 기회를 제공하였다. 결국, RSP기반 화학 탐구 프로그램이 학생들에게 미치는 긍정적인 영향을 바탕으로 프로그램의 활용 가능성을 확인 할 수 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제17권3호
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• pp.189-203
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• 2014

교사들의 지속적인 수업전문성 신장을 도모하기 위한 대안으로써 최근 수학 교사교육 연구에서는 교사학습공동체를 주목하고 있다. 이에 본 연구에서는 실제 현장에서 운영되고 있는 교사학습공동체 사례를 분석하여 교사학습 공동체를 기반으로 한 초등학교 수학 수업연구의 긍정적인 측면과 한계점을 규명하고자 하였다. 연구 결과, 교사들의 수학 교과 관련 지식의 신장, 교사로서의 성취감 및 동료 교사와의 친밀감 증진, 동료 교사들 간의 상호교수, 지속적인 수업연구 시스템 정착을 통한 탐구적인 교사 문화의 형성이 긍정적인 측면으로 확인되었으며, 교사학습공동체 내 자체 규범에 의한 제한, 경력교사의 영향력에 의한 제한, 교사들의 의사결정에 대한 비전문성, 수업평가 및 반성에 대한 체계성 부족이 한계점으로 확인되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 교사학습공동체 기반 수학 수업 연구의 개선 방향에 대한 시사점을 논의하고자 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.399-413
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• 2020

이 연구에서는 과학탐구실험 수업에서 나타나는 과학교사의 NOS-PCK를 분석하였다. 수도권에 소재한 고등학교에서 과학탐구실험을 담당하고 있는 4명의 과학교사가 연구에 참여하였다. 이들의 NOS 수업을 관찰하였고, 교수학습 자료를 수집하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 수집한 자료를 NOS-PCK의 다섯 가지 요소에 따라 분석하였다. 연구 결과, NOS와 관련된 교육과정에 대한 이해와 고려가 부족한 경우가 있었다. 그리고 주어진 탐구 활동이나 교과서의 구성이 NOS 교수에 효과적이지 않다고 생각하여 교육과정을 적극적으로 재구성하였다. 교수전략의 측면에서 교사들의 수업은 명시적인 접근에 가까웠으나 반성적인 접근은 대체적으로 부족하였다. 교사들은 NOS에 대한 견해가 개인의 주관적인 것이라거나 NOS가 인지적 학습의 영역이 아니라는 등의 이유를 들어 NOS에 대한 평가에 소홀한 모습을 보였다. 교사들은 평가 결과에 기반하기보다는 자신의 경험에 의존하여 학생들의 상태를 추측하였다. 마지막으로 NOS 교수에 대한 의지는 교사의 수업 전반에서 중요한 역할을 하였으며 교사들은 NOS 학습의 가치 중 특정 측면에 주목하였다. 이상의 결과를 바탕으로 NOS 교수에 대한 과학교사의 전문성을 높이기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.407-417
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• 2018

미래 사회에서 요구되는 핵심역량을 기반으로 한 교육이 국내외에서 강조되면서, 과학 교과에서도 학생들의 '과학적 역량' 신장을 위한 교육과정과 교수학습 활동에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 학생들의 과학적 역량 획득에 있어서 학교 과학수업 활동과 학생의 학습동기가 갖는 역할을 분석하고, 과학적 역량을 기를 수 있는 과학수업을 위한 시사점을 제안하고자 하였다. 이를 위하여, 이 연구에서는 한국 고등학교 학생들의 PISA 2015 결과 자료를 토대로 학교과학수업에서의 교수학습 활동이 학생의 학습동기 변수들을 매개로하여 과학적 역량에 어떤 영향을 주는지 통계적으로 분석하였다. 경로 분석 결과, 과학수업에서 상호작용이 강조된 활동과 실생활연계가 강조된 활동은 내재적 동기와 도구적 동기, 과학효능감을 유의하게 정적으로 예측하고 있었다. 이에 비해 학생의 주도로 이루어지는 탐구활동은 학습동기에 미치는 영향이 나타나지 않았다. 또한 과학에 대한 학습동기가 높을수록 과학적 역량의 세 영역인 '현상에 대해 설명하기', '과학탐구 과정을 평가하고 설계하기', '증거와 자료를 과학적으로 해석하기' 영역들의 점수가 높아졌다. 마지막으로 학교 과학수업의 실행은 학습동기를 통해 과학적 역량 획득에 간접적인 영향을 주고 있었는데, 구체적으로 상호작용이 강조된 활동은 내재적 동기를 통해서, 실생활과 연계된 수업 활동은 모든 학습동기 변수들을 통해서 성취에 긍정적으로 영향을 주고 있음을 알 수 있다. 끝으로 이러한 결과들이 학생의 과학적 역량 신장을 위한 학교 과학수업의 설계와 역할에 주는 시사점을 논의하였다.

• 영재교육연구
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• 제14권1호
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• pp.65-89
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• 2004

과학교육은 학생들의 과학적 태도, 탐구능력, 문제 해결력 등을 함양하여 21세기의 격변하는 사회에 적응할 수 있도록, 과학적 소양을 갖춘 창의적 인적자원의 기반을 마련해야 하는 시점에 도달했다고 볼 수 있다. 이에 본 논문에서는 과학교육 목표에서 제시된 과학적 창의성과 과학적 소양을 논의하고 21세기 현대 과학의 특징을 고찰한 후, 미래 첨단과학기술 사회 발전의 핵심이 되는 과학적 창의성을 신장시키는 과학영재교육의 방향을 제안하고자 했다. 논의한 바와 같이 과학적 소양에 기반을 과학적 창의성을 추구하는 과학교육의 방향은, 첫째, 과학기술의 내용을 도입하며, 둘째, 통합적 과학 개념을 도입하고, 셋째, 개인$.$사회적 관점을 강조하고 넷째, 사회 문제 해결 중심의 탐구과정을 강조한다. 특히 과학영재교육을 통해 강조해야 할 탁월한 과학적 창의성은 첫째, 구체화된 자료를 전체적 관점에서 상상력을 적용하여 해석하고, 둘째, 과학적 과정에 예술적 관점을 적용하며, 셋째, 직관적 관점에서 과학의 현상을 해석하고 넷째, 개인적 만족감을 추구하는 데서 발휘된다. 과학수업에서 학생들이 이상과 같은 요소들을 경험할 수 있을 때 과학적 창의성 신장 과학교육과학영재교육이 실현된다고 볼 수 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.591-604
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• 2023

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.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 산업융합연구
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2024

본 논문은 안전 교육 분야에서 메타버스 기술의 개념과 지속적으로 발전하는 응용에 대해 논의하며, 메타버스 기술을 안전 교육에 활용하기 위한 방법론을 제안한다. 또한, 메타버스를 사용한 교육 사례들을 분석하여 안전 교육의 발전 방향을 탐구한다. 따라서, 이 연구는 메타버스 기술을 활용한 안전 교육 방법론을 제안하는 것을 목표로 한다. 최근 메타버스는 교육을 포함한 다양한 분야에서 새로운 플랫폼으로 부상하고 있다. 특히, 메타버스 기술을 사용한 안전 교육은 상호 작용을 통해 이해와 몰입을 증진시키며, 일방적인 교육 방식에서 벗어나 참여적인 학습 경험을 제공할 수 있다. 이 논문은 메타버스 기술을 사용한 안전 교육을 위한 3단계 교육 과정을 제안하고, 각 단계에 대한 다양한 실행 가능한 프로젝트와 활동 예시를 제시한다. 이러한 접근 방식은 전통적인 안전 교육 방법을 넘어서 다양한 상황에 대한 실질적인 대응 능력을 개발하는 데 기여할 수 있다.향후 연구에서는 이러한 교육 방법론의 장기적인 효과와 교육 현장에서의 실질적 적용 가능성에 대한 심도 깊은 탐구가 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.135-145
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• 2018

이 연구에서는 SSI 토론 수업에서 이루어지는 소집단 토론과 전체학급 토론의 논증활동을 분석하였다. 경기도에 소재한 고등학교에 재학중인 1학년 학생 27명을 대상으로 원자력 발전을 주제로 한 SSI 토론 수업을 진행하였다. 수업을 관찰 및 녹화하였고, 수업을 모두 마친 이후 일부 학생을 대상으로 반구조화된 면담을 실시하였다. SSI 맥락에서 이루어지는 논증활동을 분석하기 위해 개발된 선행 연구의 분석틀을 수정 보완하여 사용하였다. 연구 결과, 다양한 관점의 고려, 증거에 기반한 추론, 지속적인 탐구와 회의적 사고와 관련된 담화요소는 소집단 토론보다 전체 학급 토론에서 더욱 높은 비율로 등장하였고, 도덕 윤리적 민감성을 고려한 담화요소는 토론 전반에서 거의 등장하지 않았다. 전체 학급 토론에서는 새로운 근거와 정보 및 자료가 다양하게 등장하였다. 학생들은 자신의 주장을 관철하는 것에만 집중하여 다른 의견을 공감 및 인정하지 못하였고, 이에 따라 합의를 이루기 위한 담화요소도 거의 나타나지 않았다. 또한 학생들은 전체 학급토론을 경쟁적인 분위기로 인식하여 상대방의 주장 또는 근거에 적극적으로 반박하였고, 논증활동의 수준 또한 전체 학급 토론이 높은 것으로 나타났다. 소집단 토론은 편안한 분위기에서 이루어져 명료화와 추가정보 및 증거 요구가 활발하게 이루어졌으나 전체 학급 토론은 진지하고 엄숙한 분위기에서 주장 또는 근거의 타당성에 대한 의문제기가 활발히 이루어졌다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 SSI 토론 수업을 효과적으로 진행하기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-92
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• 2014

본 연구의 목적은 과학교사의 논변 수업 전문성 증진을 위해 실질적인 논변활동의 경험을 제공할 수 있는 탐구기반 논변과제를 개발하는데 있다. 이를 위해 샤를의 법칙과 관련된 탐구 실험을 활용하여 논변과제를 개발하였고, 3차에 걸쳐 총 8명의 참여자들을 대상으로 논변활동을 적용하였다. 적용과정에서 드러난 쟁점들을 분석하여 논변활동이 촉진될 수 있는 방향으로 문항을 수정하였고, 이러한 수정의 효과는 참여자 논변 양상의 변화를 통해 확인하였다. 본 연구의 교사 전문성 신장을 위한 논변 과제 개발에서 나타난 세 가지 쟁점은 논변 주제의 구조화, 인지 갈등 유발과 의견 수렴의 연계, 다양한 증거의 활용과 활용 방법 결정이다. 논변 주제를 과학적인 접근을 할 수 있는 형태의 문항으로 구성하고, 의견 수렴을 위한 전략을 사용한 결과 논변 구조가 질적, 양적으로 발전했으며, 논변 양상도 복잡하게 나타났다. 실험 활동의 사용 여부는 논변 양상에는 큰 영향이 없었으나, 문항의 특성에 따라 실험 결과의 관찰이 논의의 가장 핵심적 근거로 사용됨을 확인하였다. 앞으로 과학교사에게 논변 활동의 경험을 갖게 하는 보다 다양한 프로그램이 개발될 필요가 있으며, 본 연구의 결과는 이러한 프로그램 개발에 실질적인 시사점을 줄 수 있다.