• 과학교육연구지
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• 제37권2호
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• pp.323-337
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• 2013

이 연구의 목적은 자유탐구 활동에서 나타난 중학교 2학년 과학 영재 학생들의 과학적 추론 능력을 알아보는 것이다. 과학영재들이 과학자가 지식을 얻는 과정과 유사한 자유탐구 활동을 실시할 때 어떠한 과학적 추론과정을 거쳐 탐구하고 있으며 과학적 추론 능력이 어느 정도인지를 확인하고 분석하는 것은, 학생 지도에 있어서 교육적 시사점을 줄 수 있다. 이를 위하여 정선희 등(2011)이 번역한 Dolan과 Grady(2010)의 CSRI Matrix를 이용하여 추론 복잡성을 분석하였으며, 추론 복잡성이 높을수록 과학자가 지식을 얻는 과학적 추론 과정과 비슷하다. 연구 결과, 자유탐구의 과정별로 추론 복잡성 단계는 다양하게 분포하였다. 특히 의문 생성 과정과 연구 의문과 자료 연결 과정은 5개 팀이 모두 비교적 높은 추론 복잡성 단계를 나타낸 반면, 예비가설 생성과정 변인 선택 실험의 한계나 결점 고려 등은 비교적 낮은 단계를 나타내었다. 그리고 의사소통 및 연구 결과 방어는 가장 다양한 추론 복잡성 단계 분포를 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 대학교육
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• 통권120호
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• pp.124-126
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• 2002

• 한국과학교육학회지
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• 제36권5호
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• pp.783-790
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• 2016

이 연구는 2009 개정 교육과정 5~6학년 과학 교과서에 새롭게 제시된 통합탐구 단원에 대한 초등학교 교사들의 인식과 지도 실태를 조사하여 통합탐구 단원 구성과 지도의 개선 방안을 모색하고자 하였다. 이를 위해 탐구지도와 관련된 기존 설문지를 수정, 보완하여 통합탐구 단원을 지도한 경험이 있는 교사들에게 설문을 실시해서 응답 내용을 분석하였다. 그 결과, 교사들은 통합탐구과정 지도의 중요성에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. '통합탐구능력 습득 및 발달, 과학 학습의 전이, 자유탐구 실행' 측면에서 교사들의 통합탐구 단원의 적용 효과에 대한 인식은 긍정적이었으며 그 이유로 '통합탐구과정 학습을 위한 별도의 시간 확보, 후속 학습에서의 활용, 자유탐구 활동에서 통합탐구과정 적용의 용이함'을 들었다. 반면에 교사들은 '통합탐구과정의 분절적 학습, 통합탐구 단원과 다른 단원 간의 연계성 부족, 학생의 호기심 유발이 어려운 교과서 내용 구성'을 이유로 통합탐구 단원의 효과에 대해 부정적인 의견을 제시하기도 했다. 또한 통합탐구 단원의 지도 실태에 대한 조사를 통해 많은 교사들이 통합탐구과정 지도 시 교과서 내용을 그대로 따르는 것을 확인하였다. 교사들이 통합탐구 단원 지도 시 어려움을 가장 크게 겪는 과정은 문제인식이었으며 그 다음으로 가설설정, 변인통제, 자료변환 및 자료해석, 일반화, 결론도출 순이었다. 교사들이 어려움을 겪는 이유는 '학생들의 호기심 경험 이해력 부족, 교사의 전문성 부족, 교과서 구성의 한계 및 학습 시간 부족' 등으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 통합탐구 단원의 개선 및 통합탐구과정 지도 관련 교사 전문성 제고를 위한 노력이 필요함을 시사한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권2호
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• pp.253-266
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• 2021

이 연구에서는 초등 과학영재 학생의 자유탐구 보고서에 포함된 시각화 자료의 활용 실태를 인포그래픽에 초점을 두고 분석하였다. 이를 위해 2017년부터 2019년까지 서울특별시에 소재한 1개 과학영재교육원 소속 4-6학년 학생 78명을 선정하였다. 그리고 이 학생들의 자유탐구 보고서 60개에 포함된 시각화 자료를 인포그래픽 활용 측면에서 분석하였다. 연구 결과, 시각화 자료는 대부분 일반삽화였으며, 인포그래픽은 매우 적게 나타났다. 또한 인포그래픽을 구성하는 것보다 기존 인포그래픽을 그대로 인용하는 경우가 많았다. '탐구단계'별로 살펴보면 일반삽화나 학생이 구성한 인포그래픽은 '탐구 방법'이나 '탐구결과' 부분에서 많이 나타났으나, 기존 인포그래픽을 인용한 경우는 '이론적 배경'에서 많이 나타났다. '시각화 표현 방법'에 따른 인포그래픽 유형 중에서는 '구조형'과 '프로세스형'이 비교적 많이 나타났으며, 이보다는 적지만 '통계형'과 '비교·분석형'도 적지 않게 나타났다. '구성 수준'에 따른 인포그래픽 유형 중에서는 '단순재구성', '단순배치', '재구성'이 비교적 많이 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.297-301
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• 1998

학생들이 무엇을 탐구로 생각하는지 알아보기 위하여 학생들이 여름 방학 과제로 제출한 자유 탐구보고서의 제목을 분석하였고 제목 속에 종속 변인과 독립 변인이 포함되어 있느냐 하는 것과 변인들의 성질(범주형, 연속형)을 준거로 탐구 보고서 제목을 9가지 유형을 나눌 수 있었다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년 4개 학급 141명으로 남녀 혼성이다. 이러한 유형들의 빈도를 조사한 결과 대부분의 학생들이 보고서 제목에 변인을 명확하게 기술하지 않으며, 변인을 기술한 학생들도 주로 범주형의 변인만을 기술함을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.674-683
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• 1999

본 연구의 목적은 문제를 스스로 진술하고 방법 및 해를 스스로 찾는 자유 탐구와 문제와 방법이 모두 주어진 안내된 탐구의 경우, 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 생각을 과학자와 비교하기 위한 것이다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년이다. 자유 탐구의 경우 3개 반에서 과학 성적이 상위 1/3 이내에 드는 학생들을 연구 대상으로, 연구자가 개발한 설문지를 이용하여 변인 판별과 실험 설계를 통한 변인 통제를 조사하였다. 안내된 탐구에서는 반 전체를 그 대상으로 하였다. 안내된 탐구의 경우 3반 모든 학생을 대상으로 하여, 대상 학생들에게 교과서 실험 제목과 과정을 제시하고 변인을 판별하도록 하였다. 안내된 탐구의 경우, 제시된 실험에서 제시된 문제의 변인이 두 개 임에도 불구하고, 문제와 관련된 변인을 하나 이상 판별한 학생들이 매우 적었다. 자유 탐구의 경우, 판별한 변인의 수는 2-3개로 증가하였으나 실험 설계를 통하여 학생들의 변인 통제를 조사한 결과, 독립 변인과 종속변인을 혼동하거나, 오개념으로 적절하게 판별하지 못하며, 공변화시키는 모습을 보였다. 이러한 결과로부터 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 2가지 수준을 판별하고, 이를 과학자들의 생각과 비교하였다.

• 한국비블리아학회지
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• 제27권4호
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• pp.85-104
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• 2016

본 연구의 목적은 자유학기제에 참여하는 중학생의 탐구학습능력을 길러주기 위하여 교과 간 연계성을 갖는 통합 주제 중심의 정보활용교육 프로그램 개발 방안을 제안하는 것이다. 이를 위하여 국가 수준의 2015 개정 교육과정의 내용 요소를 분석하여 중학교 1학년 국어, 사회, 미술, 음악 교과 간 관련성을 갖는 통합 주제 6개를 개발하였다. 통합 주제 지도를 위한 교수 학습지도안은 배경지식 형성하기, 탐구하기, 탐구결과 산출 및 평가하기와 같이 3단계로 구성하였다. 그리고 탐구하기의 세부 활동 과정은 문제인식하기, 정보분석 및 해석하기, 정보종합하기, 활동별 평가하기와 같이 4단계로 설정하였다. 본 연구에서는 <환경>과 <감상>을 공공도서관과 학교도서관에서 시범 적용하였다. 그 결과 프로그램에 참여한 학생들은 다양한 주제를 교과와 연계하여 구성한 프로그램에 흥미를 보였으며, 만족스럽다는 반응을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제62권1호
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• pp.52-63
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• 2018

이 연구에서는 20명의 1학년 예비교사들이 탐구화학실험을 수행하면서 겪는 어려움에 어떻게 대응하는가를 분석하고, 탐구실험의 수행이 예비 교사들의 탐구수행능력 및 인식론적 목표와 고려에 어떤 변화를 주었는지 살펴보았다. '화학 지식을 실험에 적절히 적용하지 못함', '참고자료에 대한 강한 의존성' 및 '결과에서 나타난 현상에만 집중' 과 같은 특성은 탐구수행을 방해하였으나, 일부 조에서의 활발한 토의는 관련 화학 개념 및 실험 설계의 오류를 재고찰 하는 기회로 작용하여 장애를 극복하는데 도움을 주었다. 또한 활발하게 토론에 임한 학생들은 실험안에서 분담한 역할만 수동적으로 수행하는 것에서, 새로운 아이디어를 내고 그 아이디어에 대한 책임감을 갖고 실험 성공을 위해 노력해야 한다는 지식 생성을 위한 능동적인 인식론적 주체로서의 발전을 보였다. 이에 본 연구는 처음부터 완전한 자유탐구로 탐구실험 수업을 진행하는 것보다 예비교사의 수준을 고려하여 서서히 자유도를 높여가는 비계의 적용이 효과적임을 제안한다. 또한 본 연구에서 활발한 논의는 효과적이었지만 일부 조에서만 이루어졌으므로, 실험 수행 시 토론을 활발하게 하고 책임감을 높일 수 있도록 하는 비계의 도입이 탐구실험수업 설계에 고려되어야 할 것으로 보여진다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권3호
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• pp.465-481
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• 2017

본 연구는 최근 20년간 국내외에서 수행된 야외 지질 답사 교육이 지질학 참 탐구의 특성을 어떻게 반영하고 있는지 분석한 문헌 분석 연구다. 이를 위해 먼저 야외 지질학자의 실제 연구 방법 및 과학 교육학적 중요성을 고려하여 야외 지질학 탐구 요소 다섯 가지(관찰, 표상, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고)를 도출하고, 이를 바탕으로 탐구 하위 요소를 추가하여 지질 답사 교육 분석 기준을 개발했다. 분석 대상 사례는 총 53건이었고, 분석은 야외 지질학 탐구 요소별 하위 요소 및 탐구 요소 전반이 나타나는 경향에 대해 수행되었다. 분석 결과, 관찰과 표상은 대부분의 사례에 포함되어 있었으며, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고 순으로 포함된 빈도수가 적었다. 관찰은 목적적 관찰 및 자유 관찰의 비율이 높았고, 표상에서는 시각화 언어화 유형과 자유 양식의 표상이 많이 나타났으며, 귀추적 추론에서는 가설 생성 단계가 포함되는 경우가 많고 가설 내용은 지질형성 과정과 관련된 경우가 많았다. 공간적 사고에서는 자기 위치화 및 공간 배치 형태 인식 유형이 높은 비율로 나타나고, 통시적 사고에서는 층서 유형의 사고가 가장 많이 나타났다. 3가지 이상의 야외 지질학 탐구 요소를 포함하는 경우는 전체 사례의 87%였다. 이 연구의 결과를 바탕으로 향후 참 과학 탐구로서 야외 지질 답사 교육의 활용과 관련한 시사점을 제시했다.