• 한국과학교육학회지
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• 제36권4호
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• pp.551-561
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• 2016

본 연구의 목적은 과학 문제 해결을 위한 귀추적 사고 과정에서 모델의 역할을 이론 연구와 경험 연구를 통해 조사하는 것이었다. 이 연구는 지구과학 탐구 학습 프로그램을 개발하기 위한 설계 기반 연구의 맥락에서 이루어졌으며, 본 논문에서는 그 중 지질학 분야의 귀추적 탐구 활동을 재설계하는 과정을 중점적으로 다루었다. 이론 연구에서는 지구과학에 특징적인 연구 방법으로서 귀추와 모델링을 관련지어 연구한 대표적인 연구자들의 저작들을 집중적으로 고찰하였다. 그 결과로, 증거, 자원 모델, 설명 모델의 관계를 나타낸 모델링 중심의 귀추적 추론에 대한 잠정적인 도식을 제안하였다. 이 도식을 지질학 문제를 해결하는 전문가들의 사고 과정을 분석한 경험 연구를 통해 정교화 하였다. 새로운 도식에는 결정적 증거, 결정적 자원 모델, 과학적으로 타당한 설명 모델의 역할이 포함되었다. 이와 더불어 모델링 중심의 귀추적 탐구 수업에서 학생들의 사고 과정을 지원할 수 있는 교수법적인 시사점을 도출하였다.

• 한국보육학회지
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• 제17권4호
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• pp.51-69
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• 2017

본 연구의 목적은 만 5세 유아들의 '흙' 주제 탐구과정에서의 활동과정과 교사의 반성적 평가 내용을 분석하여 교육적 의미를 도출하는 것에 있다. 이를 위해 만 5세반 유아 20명이 탐구한 '흙' 주제에서의 활동과정에 대한 자료를 수집하고 분석하였다. 분석 결과, 첫째, '흙' 주제에 대한 유아들의 사전지식 및 개념 평가를 반영한 활동선정의 중요성을 확인할 수 있었다. 둘째, '흙' 주제가 유아들의 자연에 대한 경이감과 생태학적 조망수용능력에 긍정적으로 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 셋째, '흙' 주제를 탐구하는 과정에서 유아들은 생물학과 생태학, 지구과학과 같은 과학교육의 내용 영역들을 포괄하여 탐구할 수 있었다. 넷째, 미디어를 통해 유아들이 흙과 인간의 관계에 대해 조사하는 과정에서 지속가능발전교육에 대해 관심을 갖게 되었다. 다섯째, '흙'을 탐구하는 과정에서 유아들이 자연스럽게 유추의 방법을 사용하여 과학적 지식을 구성하는 모습을 발견 할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.300-312
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• 2019

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산 개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.700-716
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• 2021

본 연구는 현대 과학 교육의 탐구 활동에서 관찰 또는 탐색의 역할이 강조되고 있는 것과 과학 탐구 소재 확장의 필요성에 의해 진행되었다. 이에 본 연구는 예술 작품을 활용한 탐구 프로그램을 개발, 적용하여 귀추 과정 중 학습자들의 탐색 특징을 자세히 분석했다. 동양화, 서양화, 신화, 관현악, 전통 가옥을 소재로 한 '미술관으로 간 과학자' 프로그램이 개발되었으며, 방과 후 과학 교실에 다니는 중학생 5명이 참여했다. 연구 결과, 작품 속 주목할 만한 현상을 탐색한 학습자들은 탐색 특징에 따라 크게 세 유형으로 나뉘었다. 과학 개념에 쉽게 연결할 수 있는 내용을 관찰, 기술한 학습자가 있는 반면, 과학 개념과 상대적으로 거리가 먼 일상적 요소를 주로 관찰한 학습자도 있었다. 자신들의 주관적 평가와 의견을 바탕으로 작품을 탐색한 학습자도 있었는데 이들은 자신의 감상 의견을 중심으로 작품을 탐색하는 특징을 보였다. 연구의 결론 및 시사점으로 탐구 활동에서 시각적으로 관찰할 수 없는 소재의 비적합성, 학습자들의 선 지식이 탐색 활동에 미치는 영향, 지구과학 탐구 소재의 확장 가능성 등을 제시했다. 본 연구는 천문학을 중심으로 한 귀추 탐구에서 학습자들의 탐색 특징을 살펴봄으로써 다양한 내용과 방법의 지구과학 학습을 제시하고, 특히 귀추가 천문 학습에 적절히 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.68-69
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• 2010

본 연구의 목적은 서울시 소재 과학영재교육원에서 운영하는 프로그램에서 개발된 일부 모듈들에 구현되어있는 과학탐구과정 및 사고과정의 특징이 과학영재프로그램의 목적에 따른 목표를 성취할 수 있는지를 평가하고, 과학탐구과정이나 사고과정의 각 항목을 구현한 탐구의 실제를 알기 위한 것이다. 또, 본 연구의 결과를 토대로 모듈들에 대해 반성하고 개선점을 찾으려는 것이다. 연구 참여자들은 13명이며 연구 목적을 위해 첫째, 영재교육과정 및 평가에 관한 문헌을 근거로 과학영재프로그램의 목적과 목표를 설정, 둘째, 목적과 목표를 근거로 문헌에 제시된 분석틀들을 수정 개발, 셋째, 참여자들이 각자 모듈을 1개 선정하여 분석하고 이를 수정한 후 다시 분석하여 해석, 넷째, 분석결과의 해석을 토대로 반성을 하였다. 각 단계마다 각자 해결한 내용을 공개하고 모든 참여자들이 공개된 내용에 대해 비판하면서 합의하는 과정을 거쳤다. 합의 도출에 의해 첫째, 과학영재프로그램의 목적은 '탐구적 사고과정을 함양하고 지역사회에 유익한 새로운 지식을 창출한다.', 이에 대한 목표는 '자기 주도적인 탐구 계획 능력을 향상한다.'와 '숙달된 탐구 기능을 사용하여 실제문제를 해결할 수 있다.'로 설정하였다. 둘째, 분석틀은 '과학탐구과정' 과 '사고과정'의 두 범주로 구성하였으며, '과학탐구과정'에 해당하는 항목은 '사전탐구, 탐구방법, 해석적 탐구기술, 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성'으로, '사고과정'에 해당하는 항목들은 '논리적 사고, 창의적 사고'로 구성하였다. 셋째, 선정된 모듈들을 분석한 결과 모듈들은 대체로 탐구방법과 해석적 탐구기술을 많이 강조하였는데, 수정된 모듈들에서는 이 두 항목이 더욱 강조되었다. 특히, 해석적 탐구기술에서 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성, 창의적 사고를 강조하는 탐구의 실제가 증가하였다. 수정후 증가된 항목들은 앞에서 설정한 두 가지 목표에 도달하는데 도움이 되는 항목들이라고 합의 선정되었던 것이므로, 이에 따라 수정 전 모듈보다 수정 후 모듈이 보다 더 영재프로그램의 목표에 도달하기에 적합한 것으로 판단하였다. 넷째, 연구결과를 토대로 반성한 점은 '목표' 에 '창의적 사고'와 '과학의 본성'에 대한 강조가 부족하다는 것, '목표'에서 '실제문제를 해결'할 수 있어야 한다는 것에 비해 '모듈'에서 다루는 주제는 '실제문제'가 아니라 학문적인 질문에 치우쳐 있다는 것, '자기 주도적인 탐구 계획 능력'을 향상시키는 탐구의 실제가 대체로 적게 제시되어 있다는 것이다. 이러한 반성을 영재프로그램의 각 모듈에서 모두 구현할 수 있는 것은 아니지만 본 연구에서 설정한 목적과 목표에 따라 프로그램을 개발하는 경우 이러한 반성점을 고려하여 모듈을 개발한다면 영재프로그램 전체적으로 볼 때는 모두 구현되어 있을 것이다. 본 연구는 서울시에 소재하는 과학영재교육원들에서 개발하여 사용하는 많은 모듈 중 극히 일부를 대상으로 하였으므로 연구 결과를 모든 과학영재프로그램에 적용하기에는 한계가 있다. 그러나 본 연구처럼 프로그램이나 모듈을 평가하려는 연구자들에게 일련의 평가단계에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것으로 생각한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제5권2호
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• pp.175-188
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• 2012

이 연구의 목적은 학생들의 과학적 소양 향상을 위한 과학적 논증활동이 수반된 과학 탐구학습 지도방법을 탐색하는데 있다. 연구 목적 해결을 위해, 문헌 연구를 통해 학생들의 논증활동을 평가 틀이 포함된 지도 방법을 개발하였다. 그리고 이 지도방법을 7학년 학생과 9학년 학생들에게 시범적으로 적용하고 사전, 사후 설문지를 통해 학생들의 견해에 변화가 있는지 조사하였다. 교사들에게 참여한 학생들의 과학적 논증활동에서 태도 변화가 관찰되는지와 지도방법의 적용가능성에 대해 물어보았다. 그 결과, 학생들의 태도가 통계적으로 유의미하게 변화되었으며, 교사들로부터도 학생들의 태도 변화가 관찰되었다는 의견을 얻었다. 또한 교사들은 지도방법이 학교현장에서 적용가능하다는 의견을 제시하였다. 따라서 이 방법은 학생들의 과학적 논증활동을 수반한 과학 탐구학습 지도방법으로 적용가능하다는 것이 확인되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권3호
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• pp.273-290
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• 2020

본 연구에서는 서울 지역 일반 공립 고등학교 2019학년도 1학년 재학생 100명의 과학적 탐구의 본성에 대한 이해 양상을 탐구하여, 학생들의 과학적 탐구 역량 배양을 위한 과학교육의 개선과 발달에 함의를 제공하고자 하였다. 이에 과학적 탐구의 본성 8가지 측면을 평가 내용으로 하는 VASI 검사 도구를 사용하여 학생들의 과학적 탐구의 본성 이해 양상을 조사하였다. 학생들의 응답 자료에 대해 반복적 비교법을 적용하여 분석한 결과, 5명의 학생이 과학적 탐구의 본성의 8가지 측면에 대해 일관되게 전문적 관점을 소유한 것으로 나타났으며, 대부분 학생의 이해에서, 3가지 측면, 즉 '모든 과학자가 같은 과정을 수행한다 해도 같은 결론을 얻게 되는 것은 아니다.', '탐구 과정은 탐구 문제에 의해 안내된다.', '연구 결론은 수집된 자료에 모순되지 않아야 한다.'에 대해서는 전문적 관점이, 4가지 측면, 즉 '과학적 탐구는 서로 다른 방법을 취할 수 있다.', '모든 과학적 탐구는 질문을 제기하여 시작하지만, 반드시 가설을 시험하는 것은 아니다.', '탐구 과정은 그 결과에 영향을 미칠 수 있다.', '과학적 자료와 증거는 다르다.'에 대해서는 혼합적 관점이 우세하였다. 하지만 1가지 측면, 즉 '수집된 자료와 이미 알려진 바를 종합하여 설명이 구축된다.'에 대해서는 초보적 관점을 표출한 학생들이 가장 많았다. 이러한 연구 결과에 대한 분석 및 해석과 현시점의 과학 교육과정 사이의 관련성을 논하면서, 장차 학생들의 과학적 탐구의 본성 이해 및 과학 탐구력 신장을 위한 교육적 시사점을 제시하고, 연구 관련 제안을 하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권6호
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• pp.506-519
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• 2008

이 연구에서는 과학탐구공동체 구성을 위한 잠재적인 학습 자료로서 자연사박물관의 전시물의 교육적 잠재성을 탐색해보고자 한다. 과학 탐구공동체는 과학적 지식의 습득과 과학 방법의 학습으로 연결되는 과학실습의 한 형태로 제안하였다. 공동체 학습은 주변에서 접하게 되는 과학-기술-사회적인 이슈들을 통해 이루어질 수 있다. 자연사 박물관 전시가 이러한 사회과학적인 이슈들을 포함하고 있다면 이는 자연사박물관의 과학탐구공동체로의 가능성에 대해 고려해 볼 수 있음을 전제로 하였다. 이런 맥락에서 본 연구는 자연사박물관 전시의 사회과학적 학습 자료 잠재성을 탐색하였다. 구체적으로 사회과학적 소재로서 적용 가능한 지진' 학습의 과학탐구공동체 구현을 위해, 첫째 미국 뉴욕시의 미국 자연사박물관과 워싱턴 D.C.의 스미소니언 미국국립자연사박물관의 지진 관련 전시물과 지구과학 교육과정과의 연관성을 분석하였다. 둘째, 두 박물관의 관계자와 인터뷰하여 이와 관련한 박물관의 교육적 의도와 노력을 알아보았다. 마지막으로 과학탐구공동체 구현을 위한 주제와 관련된 자연사 박물관 전시물의 특징을 탐색적으로 분석하였다. 이 연구에서 조사한 박물관의 전시는 교육과정과 관련하여 사회과학적 소재인 '지진'의 다양하고 실제적인 사례와 사건에 관한 풍부한 자료를 제공하고 있었다. 대상 박물관은 지역적 흥미와 사회과학적 이슈와의 연관성에 초점을 맞추어 박물관의 교육적 목적을 달성하고자 했음을 알았다. 지진이란 주제를 관람객에게 적절하도록 하기 위해 전시특성에 있어 원자료나 상호작용적 매체를 이용하여 살아있는 경험의 전달을 강조되고 있음을 알아내었다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권1호
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• pp.68-85
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• 2019

이 연구는 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행한 초등학교 교사들의 경험을 현상학적 연구 방법을 사용하여 이해하는 것이다. 4명의 초등 교사가 참여했으며, 심층 면담을 실시하였다. 사용한 질문은 Seidman(1998)과 Schuman(1982)이 제시한 면담법을 재구성하였으며, Giorgi(1985)의 현상학적 체험 연구 방법 4단계를 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 교사들은 수업 중에 시스템 사고를 증진시키는 확산적 발문을 많이 하였고, 학생 중심의 물리적, 심리적인 환경을 조성하여 시스템 사고를 향상시켰다. 둘째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 교수학습 예시 자료의 부족과 수업 주제 선정의 어려움을 언급하였다. 또한, 평가 도구와 측정 방법이 부족하여 학생들의 학습 내용과 과정을 올바르게 평가하는 것이 어렵다고 지적하였다. 초등학생들의 탐구 활동 능력 부족으로 시스템 사고를 기반으로 한 과학 탐구 수업의 효과를 극대화 시키는 데 한계가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 초등학교 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 여러 역할을 수행하고, 어려움을 겪으면서도 더 나은 수업의 방향을 찾고 있었다. 이 연구 결과는 앞으로 초등학교 수업 현장에서 시스템 사고를 적용하는 데에 가치 있게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.204-217
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• 2008

본 연구는 초 중 고등학교 과학 교과서의 천문영역에 수록된 탐구활동을 NRC(2000)에서 제시하는 탐구기본요소 5가지와 SAPA에서 제시하는 기초 및 통합적인 탐구과정을 통해 분석하였다. 이를 토대로 과학 교과서의 탐구 활동이 과학교육의 목표인 과학적 소양을 실현하기에 제한점이 있음을 제시하고, 보완적인 방법에 대한 시사점을 제공하고자 하였다. 천문영역을 분석한 결과 초 중 고등학교 대부분의 교과서가 NRC(2000)의 탐구요소 5가지 중 탐구요소 2에 해당하는 증거 수집이 가장 많이 나타난 반면에 탐구요소 1의 문제제기와 탐구요소 5의 발표 및 정당화 부분이 거의 나타나지 않았다. 또한 위의 결과를 바탕으로 구체적인 탐구과정인 SAPA로 분석해 본 결과, 천문영역의 교과서 탐구 활동은 기초탐구과정에는 관찰, 의사사통, 조작, 시공간관계사용 과정 빈도수가 학년에 따라 증가하며, 통합과정에서는 조사, 모델설정, 데이터 해석, 그래프 작성, 실험과정이 늘어나는 경향을 보여주었다. 이에 개정 7차 교육과정에서 제시된 과학적 소양 함양을 위한 교과서에서는 제한적인 탐구활동을 확장하여, 천문영역에서도 전반적이고 다양한 탐구요소 및 탐구과정을 학생들이 경험할 수 있도록 해야 할 것이다. 또한 탐구활동을 가르치는 교사들을 위한 수업모듈뿐만 아니라 이를 사용하는 교사들의 탐구에 대한 이해도 및 교수전략에 있어서도 전문성이 이뤄져야 할 것이다.