• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제20권4호
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• pp.445-458
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• 2010

이 연구는 양 개념의 발달 과정을 알아보고 초등학교에서 양의 계산을 어떤 방식으로 다루는지를 분석함으로써 교육과정이나 교과서의 구성에 대한 시사점을 찾아보려는 것이다. 이산량과 연속량의 이원론에 근거한 유클리드의 수와 양의 구분은 이후 수학자에게 큰 영향을 미치다가 스테빈에 의해 극복되었다. 양의 덧셈과 뺄셈은 오래전부터 시행되어 왔지만, 양의 곱셈과 나눗셈은 수학계에서 될 수 있는 대로 피하려고 하였다. 그러나 자연과학계에서는 전부터 물리량의 계산을 허용하여왔고, 물리량 체계를 모델화한 대수 구조를 만들어 양의 곱셈이나 나눗셈을 이론적으로 정당화하였다. 교육과정과 교과서를 조사해 본 결과 우리나라 초등학교 수학과에서는 다른 나라와 비교하여 양의 계산 지도를 등한시하고 있음이 드러났다. 앞으로 이에 대해 충분한 논의를 하여 우리나라의 교육과정에서도 양에 대해 좀 더 적극적으로 지도할 수 있도록 명시하고, 현재 삭제된 내포량도 수학과에서 다룰 수 있도록 해야 할 것이다. 문장제도 실생활 관련 문제를 많이 제시하여 자연스럽게 양의 계산을 할 수 있도록 해야 하며, 문장제를 해결하는 과정에서 수로 된 식만 쓸 것이 아니라 단위를 붙인 식을 써서 양적인 추론에 도움을 줄 수 있도록 하는 문제에 대해서도 논의할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.547-558
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• 2007

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교 분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 '예상한 것 검증하기' 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의 탐구 활동에서 참 과학 탐구를 반영하고 있는 정도에도 차이가 발견되었다. 한국에는 학생들이 스스로 연구 문제를 착안하는 활동이 전혀 없었으나 싱가포르에는 이러한 활동이 있었으며, 연구 설계 항목에서 한국의 탐구 활동에는 없는 변인 설정, 변인 통제 활동이 싱가포르에는 발견되었다. 연구 결과는 교과서 탐구 활동을 구성할 때 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도 등의 요소가 고르게 포함되도록 할 필요가 있으며, 참 과학 탐구 요소를 적절히 반영할 필요가 았다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권3호
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• pp.411-420
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• 2000

본 연구의 목적은 중학교 과학 교과서에서 물리 개념 설명을 위해 사용된 비유에 대해 학생들의 평균적인 이해도는 어떠한지, 또 어떤 유형의 비유를 더 잘 이해하는지를 조사하는 것이었다. 비유의 유형은 표현 방식에 따라서는 언어적 비유와 그림 비유로 분류 될 수 있고, 비유물에 대한 설명 정도에 따라서 단순 비유와 부연 비유로 분류될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 비유를 언어적이면서 단순한 비유, 언어적 이면서 부연된 비유, 그림을 이용하면서 단순한 비유, 그림을 이용하면서 부연적 비유 등 4 종류로 분류하였다. 본 연구를 위해 울산시의 한 중학교에서 평균수준의 한 학급 학생 46명이 표집되었으며 이들에게 본 연구에서 개발된 4가지 유형의 비유 이해도 조사 도구가 투입되었다. 이 도구는 비유의 각 유형당 2문항씩 8개의 문항으로 구성되어 있으며, 5명의 과학교육 전문가에 의해 문항의 수준과 내용 타당성에 대해 타당도를 검증받았다. 본 연구에 의해 평균적으로 50% 정도의 학생만이 중학교 과학 교과서에 제시된 비유에 대해 이해하고 있으며, 그림에 의한 단순한 유형의 비유를 다른 유형의 비유들보다 더 잘 이해하고 있는 것으로 밝혀졌다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1175-1185
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• 2011

본 연구는 과학 교육용 과학 전문 용어 목록을 만들기 위한 기초 연구로써 중학교 과학 교과서 물리 단원에 수록된 과학 전문 용어를 조사하였다. 그 결과 7학년 249개, 8학년 170개, 9학년 137개, 총 556개의 과학 전문 용어를 얻을 수 있었다. 그리고, 초등학교와 중학교에서 다루는 어휘수의 차이가 매우 심함을 알 수 있었고, 교육인적자원부의 편수자료와 물리학용어집, 표준국어대사전 간에 불일치가 상당히 많았다. 본 연구의 결과에 수정, 보완 작업을 거쳐서 수준별로 평정된 과학 전문 용어 목록이 완성되면 도서 및 사전 편찬, 각종 검사 제작, 교사 교육, 학습능력 향상 등에 다양하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권2호
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• pp.165-175
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• 2003

이 연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 사용된 비유를 분석하고 유형별로 분류하는데 있다. 이를 위해 제 7차 교육과정에 따라 집필된 고등학교 과학교과서 7권을 대상으로 비유를 추출하고, 이를 비유물과 목표물의 공유속성, 비유물의 제시형태, 비유물과 목표물의 추상도, 목표물에 대응하는 비유물의 수, 비유 언급 여부, 인과관계 포함 여부의 6개 기준에 따라 분류하였다. 전체 비유사용 빈도는 189개로 교과서 한 권당 평균 16.9개 사용되었다. 교과서에 사용된 비유를 유형별로 분류한 결과 실제 수업에서 학생들의 과학 개념 이해에 도움이 될 비유도 많았지만, 비유물과 목표물간의 일대일 대응이 명확하지 않거나 과학 개념 설명에 적절하지 않는 비유도 제시되었다. 또한 비유사용 빈도는 출판사와 영역에 따라 큰 차이를 보였으며, 특히 물리 영역에서 비유물의 수가 매우 적게 나타났다. 앞으로 효과적인 과학개념의 이해를 위해 좀 더 많은 비유의 개발과 비유 활용에 대한 체계적인 연구가 필요하다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.49-60
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• 2013

이 연구는 질적 접근에 기반하여 디지털교과서 활용수업에서 나타나는 핵심성공요인들을 귀납적으로 분석하고자 하였다. 연구대상은 디지털교과서 연구학교로 지정된 인천의 D초등학교 5학년 1개 학급으로 6차시 분의 수업을 촬영하였으며, 교사 1명과 학생 3명을 대상으로 심층 인터뷰를 실시하였다. 관찰한 수업내용과 인터뷰 자료를 통해 도출된 자료들의 내용분석 방법으로는 근거이론에 기반한 코딩 방법을 사용하였으며, 자료분석 도구로는 질적자료 분석도구인 Nvivo 8.0을 활용하였다. 연구결과, 디지털교과서 활용 수업의 핵심성공요인은 '멀티미디어 기능을 활용한 체계적이고 다양한 교수학습활동', '구체적 안내 및 도움', '정보 리터러시 관련 질의응답', '물리적인 시스템과 장비의 안정성', '활발한 협력학습과 상호작용', '개별적 자기주도학습', '정서적/신체적 변화의 고려', '가용자원을 고려한 선택과 집중 전략' 등으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권3호
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• pp.432-442
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• 2000

초등학교 자연 교과서와 중학교 8종 과학 교과서에서 다루어지는 '전류'와 '전지'에 관련된 내용을 분석한 결과, 교과서 진술이나 교육과정 구성에서 현재까지 이루어진 학습자의 오개념 연구 결과와 관련지을 수 있는 문제점이 많이 발견되었다. 이 단원의 내용은 물리학과 화학 분야에서 모두 다루고 있는데, 특히 물리학 분야에서는 입자 관점의 부족으로 인해, 그리고 화학 영역에서는 에너지 관점의 부족으로 인해 전체적인 개념 획득이 어렵도록 내용이 구성되어 있었다. 물리와 화학에서 제시하는 개념의 시각 차이뿐 아니라, 같은 학문 안에서도 단원에 따라 다른 시각을 제시하는 경우가 많았다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 현대적 입자와 에너지 관점으로 통합하여 전류와 전지 단원의 교육과정과 교과서의 진술 방식을 재구성할 필요가 있다. 이를 통해 학문간의 괴리를 줄이고 조화를 이루기 위한 노력이 매우 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권5호
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• pp.456-464
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• 2007

본 연구에서는 한국의 중등학교 과학 교육과정과 교과서를 분석하여 시각 개념 표현 방식과 연계성은 어떠한지를 분석하고, 개념의 수준을 고려하여 시각 개념을 이해시키기 위한, 연계성 있는 시각 개념 구성을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 연구의 방법은 문헌 분석 방법을 사용하였으며, 문헌 분석은 제7차 한국의 과학 교육과정과 제7차 과학 교육과정에 따라 개발된 과학 및 물리I 교과서를 분석하였다. 한국의 현행 교육과정과 현행 과학 교과서의 분석을 통한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 과학 교육과정상으로 보면 시각 개념의 연계성에 문제가 없어 보이지만 교육과정에 따라 실제로 집필된 교과서 내용상으로는 시각 개념의 연계성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 눈에서 수정체의 기능은 8학년에서 학습하도록 되어 있는데도 7학년에서 안경에 의한 시력 보정의 원리가 제시되고 있는 것은 개념 이해에 어려움이 있을 것으로 보인다. 둘째, Kepler는 Alhazen의 시각 개념에서 물체의 한 점에서 반사된 한 광선이 수정체의 한 점에 도달하여 그 점의 상을 맺을 수 있다는 설명에서 문제점을 발견하고 현대적인 시각 이론을 세웠지만 한국의 일부 과학 교과서는 여전히 Alhazen 방식의 망막 상 형성을 설명하고 있다. 셋째, 근시와 원시의 원인에 대한 설명의 일관성이 없는 경우가 있고, 대부분 두 가지 이유 중의 한 가지로만 설명하고 있다. 마지막으로, 개념 위계를 고려한 시각 개념의 연계적 구성에 있어서는 볼록렌즈에 의한 상에 대해 학습한 후에 우리 눈의 구조와 기능이 제시되어야 하며, 우리 눈의 구조와 기능을 학습한 후에 안경의 기능과 시력 보정이 제시될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.478-489
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• 2002

이 연구에서는 과학사적 관점을 토대로 온도와 열의 개념 유형을 구분하고, 초등 중등학교 과학 교과서에서 열과 온도에 대해 진술하는 개념을 분석하여 학생들이 가질 수 있는 오개념의 원인을 파악하고자 하였다. 분석 결과, 초등학교부터 고등학교까지 과학 및 화학, 물리 교과서에서 제시하는 열과 온도의 개념이 현대적인 관점을 제시하지 못하고, 과학사적으로 변천해온 개념들이 뒤섞여서 제시되고 있다. 이러한 문제점은 학생들이 열과 온도에 대한 정확한 개념을 호기득하는데 방해가 될 수 있을 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.108-112
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• 2016

화학, 물리. 재료, 공학 등 여러 분야에서 계산의 중요성이 증가함에 따라 대학 학부수업에서 계산을 가르치는 학교들이 늘어나고 있다. 수업에서 진행되는 tutorial 의 경우, Gaussian, Spartan, Hyperchem 과 같은 상업용 프로그램을 이용하여 간단한 이론들을 시뮬레이션 하는 방식으로 진행된다. 이번 연구에서는 EDISON 프로그램을 활용하여 계산화학을 처음 접하는 학생들을 위한 tutorial 을 개발하였다. EDISON S/W 를 기반으로한 이 tutorial 이 교과서에서 배우던 개념들을 이해하는데 도움이 되며, 실제 수업시간에 사용될 수 있음을 보여주고자 한다.