• 과학교육연구지
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• 제33권1호
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• pp.44-55
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• 2009

본 연구는 고등학교 생물 수업에서 POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램의 개발 및 수업에의 적용으로 학생들의 학업 성취도와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구 대상으로 부산시 소재의 남자 인문계고등학교 2학년 4개 반을 선정하였다. 수업은 생물 I '순환' 단원으로 4주에 걸쳐 6차 시로 이루어졌으며, 실험집단은 POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램에 의거한 수업을 진행 하였으며, 통제집단은 실험집단과 동일한 학습 목표와 주요 학습 내용을 기준으로 생물 I 교과서에 제시되어 있는 학습내용과 탐구활동을 토대로 실시하였다. 현장 적용결과, 첫째, POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램은 이미 알고 있는 지식과 실험을 통해 새롭게 알게 된 지식을 적절하게 연결하는 활동과 학생들의 고차원적인 사고유발을 위한 교사의 다양한 질문을 통해 문제해결력 향상뿐만 아니라 논리적인 사고능력에 도움을 주어 학업 성취도에 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났다. 둘째, POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램은 실험에 대한 사전 예측활동으로 실험에 대한 관심을 유발하게 하고 직접 관찰한 것과 예측한 것 사이의 모순을 해결해 가는 과정을 통해 학습과정에 적극적인 참여의 유도로 과학 관련 태도에 긍정적인 효과가 나타난 것으로 판단된다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제14권1호
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• pp.43-55
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• 2011

수학적 탐구 학습은 학생들로 하여금 흥미로운 문제를 적극적으로 탐구함으로써 수학적 내용을 학습할 수 있고 탐구하는 과정에서 창의성이 계발될 수도 있다. 탐구 활동이 창의성을 개발시킬 수 있다는 점은, 학생들이 어떤 완성된 형태로서 수학을 암기하고 수학문제를 해결하는 것이 아니라, 수학 과제를 탐구하는 과정에서 창의적인 아이디어가 산출될 수 있다는 것이다. 이러한 점에서 수학 학습 활동에 있어서 수학적 탐구의 과정이 반드시 필요하다고 본다. 평행사변형의 넓이 공식을 도입할 때, 탐구의 과정으로 지도한다는 의미는 직사각형의 넓이 공식을 이미 알고 있기 때문에 평행사변형을 직사각형으로 어떻게 만들 것인가 하는 탐구의 과정을 반드시 거쳐야 한다는 것이다. 따라서 본 연구에서는 탐구 학습을 통한 넓이의 지도가 넓이에 관한 수학성취도에 어떤 효과를 미치는지를 알아 보고 넓이 공식의 기억과 유도 과정에 영향을 주는지를 실험연구를 통하여 분석하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권8호
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• pp.795-806
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• 2014

이 연구는 초등과학부진학생들의 기초과학탐구능력을 향상하기 위해 중재프로그램을 개발하고 안구추적기를 활용해 중재프로그램의 효과를 검증하는데 있다. 연구 참여자는 초등과학부진학생 35명이었다. 안구운동추적기는 SMI사의 iView XTM RED로 고정형이고 샘플링 속도는 120 Hz이었다. 실험을 설계하고 분석하기 위해 Experiment 3.4와 BeGaze 3.4 프로그램을 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째 기초탐구 교수전략, 교사 학생 행동, 교수-학습지도안, 학습 활동지를 포함하여 중재프로그램을 개발하였다. 둘째, 중재프로그램 적용결과 기초과학탐구능력이 향상되었고 전체 문제해결시간이 통계적으로 유의미하게 줄어들었다. 셋째, 기초과학탐구 문제영역과 핵심단어에 대한 평균응시시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다. 넷째, 기초과학탐구문제해결과정에서 동공 크기(pupil diameter)가 통계적으로 유의미하게 확장되었다. 다섯째, 기초과학탐구문제해결과정에서 평균도약시간(average saccade time)은 통계적으로 유의미하게 증가하였다. 여섯째, 문제 단서영역에 대한 평균응시도입시간(average fixation entry time)은 통계적으로 유의미하게 빨라졌고, 평균응시시간은 통계적으로 유의미하게 줄어들었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.193-199
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• 2023

본 논문은 수업 시간에 AR 과학 실험을 활용함으로써 실험 교육의 어려움을 해소하고, 안전사고를 방지하며, 다자간 경험을 통해 몰입도를 극대화하여 능동적 참여를 끌어내는이끌어 내는 것에 목적이 있다. 현재 개발된 교육용 실감형 콘텐츠의 문제는 (1) 수업에서 실질적으로 활용할 수 있는 탐구형 콘텐츠가 없는 문제, (2) 대부분의 애플리케이션이 일회성 콘텐츠로 끝나는 문제, (3) 교사와 학생 간의 상호작용이 불가능한 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 교육과정에 따른 AR 실험을 개발한다. 교사가 학생을 관리할 수 있는 기능을 통해 교사와 학생이 함께 사용할 수 있도록 개발한다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.87-103
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• 2013

본 연구는 Polya의 문제해결 4단계에 따른 쓰기 활동이 학생들의 학업성취도와 태도에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 G광역시에 소재한 P초등학교 6학년 2개 학급(실험집단 : 27명, 비교집단 : 27명)을 대상으로 수행되었다. 실험집단은 Polya의 문제해결 단계에 따른 쓰기 활동을 구안하여 문제해결이나 탐구활동 단계를 선별하여 수업에 적용하였고, 통제집단은 같은 활동을 전통적인 방법으로 수업을 진행하였다. 학업성취도 사전검사는 G광역시교육과학연구원에서 개발한 5학년 2학기 서술형 평가에서 영역별로 5문항을 선정하였다. 그리고 사후검사는 6학년 1학기 내용 중에서 서술형 평가를 선정하여 사용하였다. 수학적 태도는 사전 검사와 사후 검사 모두 동일한 문항을 이용하였다. 학기 초에 사전검사를 실시하였고, 동일한 검사지를 한 학기간의 실험 처치 후 사후검사를 실시하였다. 연구결과 첫째, 학업성취도는 t-검정한 결과 유의수준 5%에서 유의미한 차이가 있었다. 둘째, 수학적 태도는 t-검정한 결과가 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 Polya의 문제해결 단계에 따른 쓰기 활동이 학업성취나 수학적 태도의 향상에 도움을 주었다는 것을 나타낸다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권3호
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• pp.193-202
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• 2018

본 연구에서는 창의 산출물 활동이 초등 과학 영재의 과학적 태도, 자기효능감, 창의적 문제해결력에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 K도에 위치한 G초등학교 과학영재반 학생 20명을 연구 대상으로 하였고 본 수업에 앞서 모의 창의 산출물 활동 수업을 진행하였다. 모의 수업 후 창의 산출물 활동 본 수업을 8차시 5주 동안 진행하였으며 사전 사후의 검사지를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 자기효능감 향상에 유의미한 효과가 있었다. 셋째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 유의미한 효과가 있었다. 기존 수업 방법과는 달리 학생 주도적 개방형 탐구를 실시하였기 때문에 학생들은 이 과정에서 잦은 실패와 시행착오를 겪어야 했고 아쉬움을 토로하기도 하였지만 동료와 함께 주제에 대해 직접 실험을 설계하면서 의견을 나누고 탐구 문제를 해결해가는 과정이 즐겁고 만족스러웠다고 진술하였다. 앞으로 과학영재교육 대상자들을 위해 창의 산출물 활동 수업을 더 효과적으로 활용할 수 있는 프로그램이 개발되어서 교육 현장에 널리 보급될 수 있도록 하는 노력이 필요하리라 생각된다.

• 영재교육연구
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• 제20권1호
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• pp.107-130
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• 2010

본 연구에서는 과학영재 학생들을 대상으로 생물 영역의 동물 발생 실험수업을 통해 나타나는 언어적 상호작용을 분석하여 과학영재성을 보여주는 특성들을 알아보고자 하였다. 연구 대상은 서울대학교 과학영재센터의 중학교 1학년 학생 20명이었으며, Creative Problem Solving (CPS) 모형을 기반으로 개발된 동물 발생 실험 프로그램으로 소집단 토의 중심의 실험 수업을 총 4회 진행하면서 학생들의 언어적 상호작용을 녹음 및 녹화, 관찰하였다. 전사된 내용으로부터 질문-응답 유형과 과학영재의 특성을 추출하여 분석하였다. 질문-응답의 유형 분석에서는 보다 높은 사고력을 요하는 사고형 질문이 기본정보형 질문보다 3~6배나 높게 나타났다. 특히, 탐구실험 I은 다른 세 탐구실험보다 기본정보형 및 사고형 질문이 40% 이상 높게 나타났다. 언어적 상호작용의 분석 결과 창의적 지필검사에서 보기 어려웠던 창의성의 세부 요인을 확인할 수 있었으며, 문제발견력 및 문제해결력, 고도의 언어능력 등을 확인하였고, 정의적 특성인 과제 집착력과 리더십도 드러나는 것을 볼 수 있었다. 본 연구 결과는 지필고사를 대신하는 영재의 판별 및 선발에서 활용할 수 있는 프로그램 개발에 실질적인 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.333-342
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• 2015

과학 탐구 활동은 학습자들 간의 협동학습을 통해 문제를 해결하는 학습 방법이다. 학습자 중심의 상호작용을 전제로 한 과학 탐구 활동을 구조적 차원에서 분석하는 것이 필요하다. 사회네트워크 분석법은 구성원들의 상호작용을 분석하는데 주로 사용되는 방법이다. 본 연구는 5인 1조 31개 조로 구성된 과학영재들을 대상으로 소집단 과학 탐구실험 활동에서 나타난 구성원 간의 상호작용의 양상을 수치적 특성을 바탕으로 유형화하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 과학영재들의 상호작용 유형은 모두 여덟 가지로 나타났다. 이 중 가장 많은 상호작용 유형은 전체 31개 조 중 모두 9개 조에서 나타나 29%를 차지한 유형 1로 세 명의 구성원이 상호작용 하는 경우였다. 이들 유형은 다시 한 구성원을 중심으로 나머지 구성원들이 모두 연결 관계를 형성하는 참여형과 중심적 역할을 하는 구성원이 없이 소외된 구성원이 존재하는 소외형으로 구분할 수 있다. 참여형은 유형 4, 유형 6, 유형 7, 유형 8로 모두 9개(29%) 조에서, 소외형은 유형 1, 유형 2, 유형 3, 유형 5로 모두 22개(71%) 조에서 나타났다. 즉, 한 구성원을 중심으로 모든 구성원이 상호작용에 참여하는 형태보다는 중심적 역할을 하는 인물 없이 일부 소외된 구성원이 존재하는 가운데 나머지 구성원들이 상호작용하는 유형이 대부분을 차지하였다. 이 연구를 바탕으로 과학 탐구활동에 적절한 집단의 크기는 무임승차효과나 소외된 학생이 없을 것으로 생각되는 3명이 가장 효과적이라고 할 수 있다. 또한 중심 구성원의 유무에 따라서는 있는 경우가 더 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권2호
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• pp.192-205
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• 2010

본 연구에서는 전라남도 교육청이 설치하여 운영하는 영재교육원 5곳에서 과학 영재 교육을 받고 있는 161명의 중학생을 대상으로 교육 프로그램의 내용, 학습 환경, 참여 태도, 영재교육 프로그램의 영향의 네가지 요소와 개선점에 관하여 학생들이 어떻게 인식하고 있는지를 리커트 척도형 설문과 서술형 설문을 이용하여 조사하였다. 네 가지 요소에 대한 리커트 척도형 설문 응답을 분석 한 결과 전체 평균은 3.70이었다. 이 중 과학 영재 교육 프로그램의 영향을 받은 것에 대하여 가장 만족하였으며, 프로그램의 내용, 참여 태도, 학습 환경 요소의 순으로 나타났다. 서술형 설문을 분석한 결과 학교 학습에 도움이 되는 이유로 학생들은 예습과 복습이 이루어진다는 점, 심화된 지식을 학습하여 학교 학습 이해의 폭을 넓힌다는 점, 문제 해결과정과 원리를 학습하고 이를 학교 학습에 적용한다는 점 등을 언급하였으며 학교 학습과 관련 없는 내용을 한다는 점, 높은 수준의 학습이 오히려 학교 학습을 방해한다는 점, 학교 학습 시간을 방해한다는 점 등을 학교 학습에 도움이 되지 않는 이유로 서술하였다. 대부분의 학생들이 학생의 활동을 실험이나 만들기 등의 직접적인 탐구활동과 같은 학생 주도활동 유형으로 서술 하였으며, 수업 중 교사의 활동을 보충 설명이나 수업 전반에 대한 안내등과 같이 학생의 활동을 돕는 보조 활동 유형으로 서술하여 교육 프로그램이 학생 주도적으로 운영되고 있음을 알 수 있었다. 또한 즐겁게 참여한 이유로 학교에서 해보지 못한 다양한 활동, 협동하여 문제를 해결하는 과정이나 자유로운 수업분위기, 새롭고 흥미로운 주제를 언급하였다. 마지막으로 학생들이 인식하는 과학 영재교육의 개선점은 실험기구나 책상 등의 시설물 교체, 컴퓨터 교체와 같이 환경과 관련된 것이 가장 많은 부분을 차지하였으며, 그 다음으로는 수업시수, 교육 프로그램, 편의 제공과 관련된 내용 순으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권8호
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• pp.988-1001
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• 2010

이 연구는 문제해결형 탐구 실험에서 실험보고서의 동료 검토 활동이 실험보고서의 기술 능력과 질 개선에 미치는 영향을 알아보는 데 그 목적이 있다. 일반화학 실험을 수강하는 학생을 대상으로 실험을 수행하고, 실험보고서 작성하여 같은 수업을 받은 동료로부터 두 번이상의 검토를 받는다. 피드백을 받은 학생은 동료 검토에 대해 답변하고 보고서를 수정하여 최종보고서를 완성한다. 연구 결과, 동료 검토는 실험 보고서의 질적 향상에 영향을 미쳤으며, 특히 '실험고안'과 '결론 및 평가'과정에 큰 영향을 미쳤다. 실험보고서를 작성하면서 자신의 생각을 정리하게 되는데, 이때 동료 검토 활동은 반성의 기회를 제공하고, 객관적인 시각으로 바라볼 수 있는 계기를 마련하였다. 또한 동료 검토 활동은 서로의 의견을 주고받으며 배울 수 있는 의사소통의 장이 될 수 있다.