• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.499-518
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• 2004

본 연구에서는 학술자들이 역학적 에너지에 대하여 배우는 동안 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계를 새롭게 규명하고 역학적 에너지와 위치에너지의 기초개념에 대한 변화과정을 정성적인 방법으로 살펴보았다. 연구를 진행하면서 6명의 대학생을 참여자로 선정하였으며, 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계는 다음과 같이 세 개의 범주로 분류하였다: 권위에 의해 물리지식을 받아들이기, 교사에 대한 인식에 의해 물리지식을 받아들이기, 과학지식은 인간의 다양한 사고의 산물이라는 인식에 의한 이해. 과학지식이 다양한 인간사고의 산물임을 인식하는 참여자가 초인지활동을 활발하게 하였으며 역학적 에너지의 값에 대하여 과학적 개념을 갖고 있었다. 그러나 그 외 범주에 속하는 참여자들은 수업시간에 초인지 활동을 활발하게 하지 않아 수동적이었으며 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 갖고 있었다. 위치에너지를 포함하여 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 가진 참여자들의 개념변화과정을 살펴보면, 과학 지식에 대한 인식론적 신념과 에너지의 정의가 대안적 개념을 유지하게함을 볼 수 있었다. 참여자가 위치 에너지의 옴의 값에 대한 대안적 개념을 극복하는데 과학 지식의 도구적 성질을 이해하고 공식을 물리적 현상과 연결 지어 생각하는 것이 중요한 역할을 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1328-1333
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• 2008

개항 이후 이과 및 박물과목에서 교수된 생리 및 위생분야에 사용된 교과용도서 안에 포함된 주거에 관한 새로운 지식은 모두 위생문제에 초점이 맞추어져 있다. 채광, 환기, 건조 등의 조건이 중요한 조건으로 제시되고 이런 조건을 만족시키기 위한 주거의 위생적 관리 및 계획에 관한 간단한 내용이 등장한다. 이들 내용을 생리 및 위생분야 안에서도 장기설, 인체생리학, 공기의 성질에 관한 물리 화학적 지식 등을 근거로 삼아 전개되었기에, '과학적'이고 '근대적'인 지식으로서 보급되었다. 또한 이후 일제강점기 근대적 주거에 대한 논의가 진행되는 과정에서도 생리 및 위생분야 교과용도서에서 다루어진 채광, 환기, 건조 등의 항목은 중요한 주거계획 요건으로 취급되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권6호
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• pp.455-460
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• 2002

이 연구는 6차 고등학교 공통과학 교과서의 내용 중 온실효과 개념에 대한 본문진술과 제시된 그림 및 도표들을 분석하고 오개념 유발과 관련하여 문제점을 지적하고 그 개선방안을 모색하였다. 과학교과서의 개념진술이 정확하지 않아 학습자들에게 오개념을 유발하거나 재강화 할 가능성이 있는 여러 진술문을 발견하였고 학생의 과학적 개념형성에 부족한 그림이나 도표들도 발견되었다. 이들은 온실효과의 주 역할 기체와 변화, 지구온난화, 에너지원, 실험, 물리적 과정, 온실기체와 관련된 것들이다. 이들 개념진술이나 그림, 도표를 대체할 개선방안들을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.592-598
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• 2003

이 연구는 제 7차 교육과정의 10학년 과학 교과서의 내용 중 온실효과 개념에 대한 본문진술과 제시된 그림, 도표 및 실험들을 오개념과 관련하여 분석하고 문제점을 지적하여 그 개선방안을 모색하였다. 그 결과 학습자에게 온실효과에 대한 오개념을 유발하거나 재 강화 할 가능성이 있는 개념설명, 그림, 도표 및 실험들이 발견되었다. 이들은 온실효과의 주 역할 기체, 온실효과의 변화에서 이산화탄소의 역할, 지구온난화, 그리고 온실효과의 에너지원, 실험, 물리적 과정과 관련된 것들이다. 이들 개념성명이나 그림, 도표 그리고 실험을 대체할 개선방안들을 제사하였다.

• 대한화학회지
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• 제53권4호
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• pp.453-465
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• 2009

본 연구에서는 한 가지 염으로 포화된 수용액에 다른 염을 녹이면 얼마나 녹을 것인가에 대한 초-중등 학생들과 교사들의 이해 정도가 낮은 이유를 알아보기 위하여 중등학교 교과서와 대학교 교재의 서술 내용을 조사하였다. 그 결과 중등학교 교과서와 대학교 일반화학 교재에서는 다른 염의 존재 여부와 상관없이 용해도는 일정함을 전제로 서술하고 있었으며, 대학교 물리화학 교재에서는 다른 염의 존재에 의해 용해도가 달라짐을 직접 언급하거나 이를 알 수 있는 내용이 서술되어 있었다. 그러나 물리화학을 이수한 사범대학 4학년 학생들을 대상으로 조사해본 결과 학생들의 대부분이 이러한 용해도 변화에 대한 설명을 하지 못하였다. 따라서 교사나 예비 교사들의 의문을 해소하기 위해 이온쌍 형성과 이온 세기 변화에 따른 용해도의 변화를 설명하고, 실제 실험 결과도 하나 제시하였다. 하지만 중등학교에서는 활동도 개념의 도입이 어려우므로 두 가지 염이 동시에 용해될 때의 용해도를 어떻게 가르칠지에 대한 논의가 필요한 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권2호
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• pp.176-188
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• 2003

자체 유도 현상은 고등학교의 모든 물리II 교과서에서 다뤄지고 있는 중요한 개념이다. 자체 유도 현상에 대한 설문 조사 결과, 코일로 구성된 회로에서 스위치를 열기만 하면 고압의 유도기전력이 발생한다는 과 일반화된 사고는 일반고등학교 학생뿐만 아니라 과학고등학교 학생들에서도 심각할 정도로 많이 나타난다. 자체 유도 현상에 대한 학생들의 일반화된 사고의 원인을 현행 물리II 교과서 분석을 통해 찾아볼 수 있었다. 그 결과, 특정 회로에서의 네온 전구의 점등 현상을 바탕으로 학생들의 직관적 사고에 의존한 막연한 설명이 주된 원인으로 나타났다. 자체 유도 현상에 대한 과학자적 이해를 돕기 위하여 정량적 해석을 시도 하였으며, 이를 바탕으로 학생들에게 자체 유도 현상을 효과적으로 이해시킬 수 있는 정상적인 접근 방법을 찾아보았다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권4호
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• pp.383-395
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• 2006

흔히 학교 교육은 학습자의 관심과 필요와 지나치게 동떨어져 있으며 인간 중심적 접근보다는 과학자 중심의 접근법을 유지하고 있다는 비판을 받고 있다. 실제로 과학이 주로 교실 안에서 교과서에 기초하여 가르쳐지지만, 과학의 학습이 교육과정과 학교의 울타리에 국한될 수는 없다. 먼저, 이 논문은 일련의 비유를 통해 과학 교육의 역사적 발전 과정을 간략히 요약 특징화하고, 이어서 과학 교육의 인간주의적 측면과 상황의 차원을 강조하는 소위 'Hearts-On' 과학교육의 새로운 비유를 제안한다. 둘째로, 본 논문은 내용의 상황(즉, 물리적, 개인적, 사회적, 전 지구적)과 학습의 상황(즉, 교과서적, 실험실적, 교실적, 지역사회적, 전 지구적)의 측면에서 전통적인 학교 과학(특히, 물리)교육이 얼마나 제한되어 있는가를 비판적으로 점검한다. 셋째로, 저자 및 동료들이 최근 수행하고 있는 시도들을 Hearts-On 과학교육의 예로 소개한다. 특히, 일련의 지역 사회-기반 과학 프로그램과 상황 물리 책자(즉, 몸물리, 걸치는 물리, 식탁 물리, 스포츠 물리)의 개발 과정들을 요약한다. 마지막으로, 과학적 인간주의라는 아이디어 가 과학 교육의 상황중심적 접근법과 관련하여 논의된다. 이 논문이 과학 교육을 어떻게 교육과정과 학교라는 울타리를 넘는 보다 인간주의적인 것으로 확장할 수 있는가의 문제를 고민하는 데 도움이 되었으면 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권6호
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• pp.848-863
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• 2011

본 연구는 기본물리상수의 교육적 활용 실태를 탐색하기 위하여 문헌연구를 통해 기본물리상수를 구성하는 구성요소로 수치, 크기, 단위, 차원, 탄생배경 및 측정실험, 물리적 의미를 제안하고, 각각의 측면에서 고등학교 물리 교과서의 내용을 분석하였다. 나아가 계층적 분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)을 통해 각각의 기본물리상수 별로 강조되는 구성요소의 상대적 중요도를 결정하였다. 이를 바탕으로 기본물리상수에 대한 고등학교 물리교사들의 인식수준을 알아보기 위해 검사도구를 개발하여 서울, 경기, 인천 소재 고등학교 물리교사 124명을 대상으로 기본물리상수에 대한 인식 수준과 교수-학습에의 적용에 대한 인식을 설문조사하였다. 또한, 설문 내용에 대한 심층적인 이해와 구체적인 교수 전략을 알아보기 위하여 교사 6명과의 면담을 시행하였다. 면담 결과 교사들의 기본물리상수에 대한 인식과 구체적인 교육적 활용 실태를 알 수 있었다.

• 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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• 제33권4호
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• pp.735-750
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• 2013

본 연구는 학생들이 과학을 학습함에 있어 용어로 인해 겪는 어려움을 해소하고 과학 교육의 효율을 높이기 위한 목적으로 실시되었다. 학생들이 과학 용어에 대해 어려움을 겪고 있는 것에 대한 원인이 과학 교육에서 제공하는 용어들이 특정한 기준에 의한 걸러짐 없이 사용되고 있는 것과 학생들이 과학 용어에 대해서 제대로 교육받을 기회가 없다는 데 있다고 보았다. 이를 해결하기 위한 방안으로 과학 교육에서 사용하는 용어들에 대한 기준을 마련하고, 그 기준에 의해 학생들에게 체계적으로 용어를 교육할 것을 제시하였다. 본 연구에서는 과학 교육에서 용어 사용에 대한 기준을 마련하기 위하여 실제 과학 교육에서 사용되고 있는 용어를 조사하는 경험적 언어학의 연구 방법을 사용하였다. 이에 따라 과학 교육에서 사용할 교육용 과학 용어를 선정하고 각 용어들을 대상으로 교육하기에 적절한 학년으로 배치하고자 하였다. 이를 위한 기초 연구로 7차 교육과정에 따른 과학 교과서 전체의 물리 단원에 수록된 어휘를 조사하고 이 가운데 교육용 과학 용어를 선정하여 학년별로 배치하는 작업을 통해 학년별 교육용 과학 용어 예비 목록을 작성하였다. 그 결과 물리 영역의 교육용 과학 용어 930개를 선정하였으며, 학년별로 3학년 66개, 4학년 38개, 5학년 35개, 6학년 28개, 7학년 203개, 8학년 135개, 9학년 123개, 10학년 302개의 용어를 평정하였다.