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제7차와 2007 개정 교육과정의 중학교 과학 교과서 '식물의 영양' 관련 단원의 탐구활동 비교 (Comparative Analysis of Inquiry Activities on the Unit related 'Nutrition of Plants' in Middle School Science Textbooks by the 7th and 2007 Revision Curriculum)

오영린;정은영
- 과학교육연구지
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- 제36권1호
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- pp.35-48
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- 2012
이 연구에서는 2007 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 1 교과서 '식물의 영양' 단원의 탐구활동과 이와 관련되는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 2 교과서 '식물의 구조와 기능' 단원의 탐구활동을 탐구 내용 영역, 탐구 과정 영역, 탐구 상황 영역의 3차원 분석틀을 이용하여 분석하였다. '식물의 영양' 단원의 평균 탐구활동의 수는 9.2개로 '식물의 구조와 기능' 단원의 경우보다 3.8개 줄었다. 그리고 두 단원에서 공통적으로 다루는 주제도 있는 반면, 교육과정 개정에 따른 내용의 변화를 반영하여 중점을 두는 탐구활동 주제가 달라진 경우도 있었다. 두 단원 모두 기초 탐구 과정에서는 '관찰', 통합 탐구 과정에서는 '자료해석'의 비율이 높았고, '실험관찰'에 해당되는 비율이 매우 높게 나타났으며, '순수과학적 상황'의 비율이 높게 나타났다. '식물의 영양' 단원에서는 기초 탐구 요소보다 통합 탐구 요소를 더 많이 다루고 있고, '해보기'에 해당하는 탐구활동 수가 증가하고 '모의활동'이 제시된 점이 특징적이며, '개인적 상황'의 비율이 늘었고 '기술적 상황'과 '자연환경적 상황'이 제시된 탐구활동도 나타났다. 중학교 과학 교과서 개발 시 탐구활동이 보다 다양해지도록 탐구활동의 내용, 탐구 과정, 유형, 상황 등의 측면을 고려해야 할 것이다.
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인공지능을 활용한 해안사구 식물 탐구 프로그램이 초등 과학영재의 정의적 영역에 미치는 영향 (The Effects of Field Trip Learning Program on Plant Inquiry in Coastal Dune using Artificial Intelligence on the Affective Domain of Gifted Elementary Science Studentt)

변정호
- 과학교육연구지
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- 제46권1호
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- pp.53-65
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- 2022
야외에서 이루어지는 과학 탐구학습은 이론적으로 학습한 내용의 구조화 및 적용에 긍정적 효과를 나타내며, 개방적인 사고를 유발함으로써 다양한 탐구활동의 경험을 유발한다. 또한 현장의 다양성과 특수성을 통해 제공되는 실제 경험은 학습자의 정의적 영역에도 긍정적으로 작용한다. 특히 경험적 학습의 맥락에서 생물에 대한 야외 학습프로그램은 실물 관찰 및 생태적 학습 경험의 제공 측면에서 필수적인 과정에 해당한다. 반면, 야외 탐구활동을 위해서는 전문적인 기본 소양과 해결되어야 하는 선행과제들이 존재하며, 이로 인해 실제 교육현장에서 잘 이루어지지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 야외 탐구와 관련된 전문소양을 보조할 수 있는 인공지능을 직접 학생들이 생성하고 활용하여 쉽고 빠르게 의사결정할 수 있으며, 다양한 식생 분포로 생태학적 가치를 지니고 있는 해안사구 식물을 탐구 대상으로 하는 야외 학습 프로그램을 개발하고자 하였다. 이를 위해 관련 문헌들을 고찰하여 활동 프로그램을 구성하였으며, 개발한 프로그램의 경험이 초등 과학영재 학생들에게 어떤 영향을 주는지 사례 적용을 통해 확인하였다. 활동 프로그램의 적용 결과 개발한 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 동기수준, 과제집착력, 태도 변화에 긍정적인 영향을 줄 수 있었다. 결론적으로 인공지능을 활용하여 해안사구 식물을 탐구하는 야외 프로그램을 개발할 수 있었으며, 개발된 프로그램은 초등학생의 정의적 영역에 긍정적 효과를 제공할 수 있을 것이다.
https://doi.org/10.21796/jse.2022.46.1.53 인용 PDF KSCI

과학자의 탐구 과정을 재구성한 광합성 실험 모듈의 개발과 적용 (Development and Application of the Photosynthesis Experimental Module Based on Scientist's Inquiry Processes)

김호기;김연주;김성하
- 과학교육연구지
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- 제35권2호
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- pp.204-220
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- 2011
이 연구는 초기 광합성 연구자의 탐구 과정을 재구성하여 중학생들의 과학탐구능력과 광합성 관련 개념의 향상을 위한 실험 모듈을 개발한 후, 이의 적용 효과를 알아보고 광합성과 관련된 학생들의 선행 개념 유형과 개념 변화의 패턴을 분석하고자 하였다. 실험재료로는 Rapid-cycling Brassica rapa 라는 속성식물을 사용하였다. 개발된 모듈을 적용한 실험반의 수업은 교과서에 제시된 실험을 적용한 통제반의 수업에 비해 학생들의 과학탐구능력 향상에 효과적이었으며, 과학탐구능력의 하위 요소 중에서 측정, 예상, 가설 설정 능력의 향상에 효과적이었다. 실험반의 사전-사후 검사 결과를 비교해 본 결과, 관찰, 예상, 일반화 능력의 향상에 더욱 효과가 있는 것으로 나타났다. 개발된 모듈은 광합성 관련 개념 성취 및 생태계내에서의 식물의 역할, 식물의 먹이, 식물체 내에서 물과 양분의 이동과 관련된 개념 발달에 효과가 있었다. 학생들은 선행 개념으로 이산화탄소나 산소와 같이 눈에 보이지 않는 물질의 존재나 역할 또는 에너지의 축적과 같은 추상적 개념에 대한 이해가 부족한 것으로 나타났으나, 이 연구에서 개발된 모듈을 적용한 결과 유기물과 산소 생산자인 식물의 역할에 대한 포괄적인 개념 발달에 효과가 있었으며, 과학탐구능력과 광합성 관련 개념의 향상에 효과가 있었다.
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초등 과학 영재의 과학 탐구 능력 평가 사례 연구 : 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 능력을 중심으로 (A Case Study on the Evaluation of Scientific Inquiry Ability of Elementary Scientifically Gifted Students : Observing and Inferring, Designing an Experiment, and Concluding)

송신철;길지현;심규철
- 과학교육연구지
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- 제39권3호
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- pp.376-388
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- 2015
본 연구에서는 초등 과학 영재들을 위한 과학 탐구 능력 평가 문항을 개발하고 이를 초등 과학 영재들에게 적용하여 그 활용성에 대해 살펴보고자 하였다. 과학 탐구 능력 평가 문항은 실험 기반의 형태로 '식물의 구조와 기능' 단원의 식물 관다발 구조에 대한 것으로 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 영역으로 구성되어 있다. 그리고 평가 문항의 채점 기준은 관찰 및 추리 영역의 경우 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 관다발 배열과 구조, 물관의 위치, 잉크에 식물을 담가 두는 이유 등의 요소를 가지고 상세화하였다. 실험 설계 영역의 경우 식물해부 방법, 실험 과정 구성 등을 요소로, 결론 도출영역의 경우는 실험 결과에 대한 예상, 예상과 결과에 대한 비교와 검증 등으로 상세화하였다. 이렇게 개발된 과학 탐구 능력 평가 문항을 대학부설 과학영재교육원에서 교육받고 있는 22명의 초등 과학영재들에게 적용하였다. 그 결과 과학영재들에게 활용 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.
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