• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1235-1244
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• 2004

학업성취도 국제 비교 연구 결과에서 우리나라 남 여학생의 과학 성취도 차이가 큰 것으로 보고되고 있다. 이 연구에서는 TIMSS-R 과학 성취도에서의 성 차이를 문항 수준에서 살펴보기 위하여 각 문항의 GDI(Gender Difference Index) 값을 산출하였다. 그리고 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따른 GDI 값을 비교하였다. 문항 유형에 상관없이 우리나라와 국제 결과 모두 남학생이 여학생보다 성취도가 높은 것으로 나타났으며, 우리나라의 성차가 국제 펑균보다 크게 나타났다. 특히 우리 나라 여학생들은 선다형 문항에서 상대적으로 낮은 성취도를 나타내었다. 성취수준에 따른 우리나라와 국제의 GDI 값을 비교해 보면, 상위 10%에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 국제의 경우보다 낮게 나타났으나 그 이외의 성취수준에 해당되는 문항들에 대해서는 우리나라의 GDI 값이 더 높게 나타났고 특히 상위 50%에 해당되는 문항들의 경우 우리나라와 국제의 차이가 크게 나타났다. 내용 영역별로 남 여학생의 성취도를 비교했을 때는 과학 탐구와 과학의 본성 영역을 제외하고는 모든 내용 영역에서 우리나라 남학생들의 성취도가 여학생들보다 높았다. GDI가 10 이상인 문항 중 남학생들의 성취도가 높은 문항들은 생물과 지구과학 영역에 속하는 경우가 상대적으로 많았으며, 학교 교육과정에서 전혀 배우지 않은 문항들의 비율 또한 비교적 높았다. 그리고 남학생들이 높은 성취도를 보이는 문항은 전 수행 영역에 걸쳐서 비교적 골고루 분포되어 있었다. 이상에서와 같이 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따라 과학에서의 남 여학생의 성취도 차이가 다르게 나타났다. 이러한 결과는 여학생들의 과학 성취도를 향상시키기 위한 방안을 모색하는 과정에서 보다 구체적인 방향을 제시할 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권3호
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• pp.257-266
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• 2021

본 연구에서는 2009 개정 및 2015 개정 초등 과학교과서에 제시된 5학년 '날씨와 우리생활' 단원의 탐구 중 '안개 실험'과 관련하여 예비교사들의 이해를 알아보았다. 연구 대상은 교육대학교 학생 100명으로 초등과학교재연구 강의에 참여한 학생들이다. 예비교사들은 두 교육과정에 대해 사전학습 후, 실험을 비교수행하고 논의하는 자율적인 교재연구를 하였다. 그 후 예비교사들이 개별적으로 답한 결과와 과제를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 2009 개정과 2015 개정 교육과정에서의 안개 발생 차이를 응결, 수증기 등의 관련 과학적 개념으로 설명한 예비교사는 24명(24%)이었고 그중 1명(1%)만이 포화개념을 이용하여 설명하고 있었다. 둘째, 교육과정 변화에 따른 안개실험 방법의 변화에 대해 그 이유를 알아낸 예비교사들은 48명(48%)이었다. 셋째, 예비교사들은 과학적 지식의 중요성보다는 실험의 재현과 성공을 중요시하였으며, 그런 예비교사들은 대체실험이나 동영상 자료 활용을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.59-72
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• 2023

이 연구에서는 중학교 과학 교사 6명과 중학생 8명을 대상으로 집단 면담을 하여 중학교 과학 디지털 교과서의 실감형 콘텐츠에 대한 교사와 학생의 평가 기준 및 내용을 분석하였다. 평가 대상은 중학교 2학년 '지구와 우주' 영역에 수록된 2개의 증강현실 콘텐츠와 2개의 가상현실 콘텐츠였다. 연구 결과 교사와 학생들은 'VR/AR 매체 특성', '기술적 구동', '사용자 인터페이스', '교수-학습 설계 측면' 네 개의 평가 기준으로 실감형 콘텐츠를 평가하였다. 각 측면에서의 평가 내용은 다음과 같았다. 첫째, VR/AR 매체 특성 측면에서 실감형 콘텐츠의 신기함과 흥미로움 그리고 동영상과 같은 매체와 달리 직접 조작이 가능하다는 점은 긍정적으로 인식되었으나 시각적 실재감이 부족하고 마커 활용 부분이 부정적으로 평가되었다. 둘째, 기술적 구동 측면에서 특정 OS에서 제대로 작동되지 않는 점, 실감형 콘텐츠 앱 내 개별 콘텐츠의 용량이 크다는 점, 빈번한 앱 프리징 현상이 빈번하게 발생한다는 점이 부정적으로 평가되었다. 셋째, 낮은 직관성과 낮은 유연성으로 사용자 인터페이스 측면에서 부정적인 평가를 받았다. 넷째, 교수-학습 설계 측면에서 교사들은 콘텐츠에 과학적으로 정확한 정보가 포함되어 있는지, 학생들이 콘텐츠의 내용을 쉽게 이해할 수 있는지, 교사가 계획하는 수업 목표나 내용을 담고 있는지, 학생들의 탐구 활동에 도움이 되는지를 기준으로 실감형 콘텐츠를 평가하였으며 대체로 부정적인 평가가 많았다. 학생들은 주로 자신들의 과학 학습에 도움 여부를 기준으로 학교 과학 학습에서의 실감형 콘텐츠가 크게 필요하지 않다고 하였다. 이러한 연구 결과에 기초하여 과학 교수·학습을 위한 실감형 콘텐츠 개발 방향을 논의하고 후속 연구에 대해 제언하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.311-324
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• 2021

최근 화성시의 국가지질공원 인증 추진을 위해 10개의 지질명소가 개발되었으며, 이 중에서 제부도 지질명소는 다양한 지질·지형(경관)·생태유산이 분포하여 고정리, 우음도 지질명소와 함께 수도권 남부의 새로운 지구과학 교육 장소로 개발 잠재성이 크다. 이번 연구에서는 화성지질공원 제부도 지질명소의 야외조사를 통해 지질유산의 특징을 기재하고, 화성지질공원 내 다른 지질명소와의 비교·분석을 통해 지질교육 명소로서 개발 가능성을 평가하였다. 또한, 지질공원 및 지질명소에서의 현장교육이 현행 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조하는 핵심개념과 교과역량 중심 교육에 실질적으로 미칠 수 있는 효과를 제부도 지질명소에 적용해 제시하였다. 제부도 지질명소에는 규암, 편암, 천매암 등 다양한 변성암류가 분포하며, 쇄설성암맥, 석영맥, 단층, 절리, 엽리, 편리 등의 지질구조들도 함께 관찰되어 지질다양성이 풍부하다. 또한, 해안가를 따라서는 역빈과 사빈, 해안사구, 갯벌 등 해안 퇴적지형과 연흔 등의 퇴적구조가 발달하고 있으며, 해식절벽, 해식동굴, 시스택 등의 해안침식지형과 함께 바다갈라짐 등 다양한 해안지형을 관찰할 수 있다. 제부도 지질명소는 기존에 현장교육에 활용되고 있는 화성지질공원의 고정리 공룡알화석산지 및 우음도 지질명소와 지질 및 지형학적으로 차별점을 가지므로 새로운 지질교육 현장으로서 충분한 가치를 지닌 것으로 판단된다. 아울러 제부도 지질명소에는 갯벌체험장과 같은 지질교육 및 지질관광 연계 콘텐츠가 풍부하고, 해안산책로, 전망대와 같은 탐방인프라 또한 잘 조성되어 있어 다채로운 교육프로그램 개발이 기대된다. 더 나아가 각 지질명소별 특성을 중심으로 최적화된 지질공원 교육을 수행함으로써 1) 학교에서 지질공원으로 학습 공간의 확장, 2) 구체적인 내용 요소의 이해도 향상과 핵심개념 사이의 연계, 3) 지구시스템 전반으로 교육 영역의 확대가 이루어질 수 있어 과학과 교육과정의 핵심역량인 사고력, 탐구력, 문제해결력을 향상시킬 수 있고, 지질공원 교육의 주체로 참여하는 경험을 통해 의사소통 능력 및 참여와 평생학습능력 강화에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.50-61
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• 2017

본 연구의 목적은 고등학생의 학습유형이 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 행동영역에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고, 문제해결과정에서 나타나는 학습유형에 따른 학습자의 문제해결 방식을 시선추적 기법을 통해 살펴보고자 하였다. 충청북도 소재 E 고등학교 2학년 4개 학급 중 2개 학급, 총 50명의 학생들에게 학습유형검사를 실시하였으며, 이 중에서 최근 2년간 시행된 대학수학능력시험 지구과학I 기출문제를 접하지 않은 학생을 중심으로 학습유형 별 2명씩 무선 표집하여 최종 8명을 연구 대상으로 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 확산적 동화적 수렴적 조절적 학습자의 문항 정답률이 각각 지식영역, 적용영역, 지식-이해영역, 이해영역에서 높게 나타남으로써 네 가지 학습유형이 평가문항의 행동영역에 따라 성취 수준에 차이가 있음을 확인하였다. 둘째, 학습유형별 학습자가 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 문제를 해결하는 과정에서 보인 관심영역(AOI) 별 시선점유율은 AOI 2 영역이 AOI 1, 3, 4 영역보다 높은 시선점유율을 나타내었다. 즉 네 가지 학습유형의 학습자들이 문제 해결의 단서 혹은 정보가 되는 AOI 2 영역, 즉 표 그림 그래프 영역에 더 주의 깊게 응시한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 질적인 면에서 높은 수준의 문항개발을 위해서는 AOI 2 영역을 중점적으로 고려해야할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 선발의 공정성과 객관성을 확보하기 위해서는 대학수학능력시험 지구과학I 행동영역에서 전체적으로 고른 문항 수가 출제되어야 할 것이며, 문항개발 시 과학개념에 대한 지식, 이해, 적용, 탐구의 행동영역 별 문항이 표 그림 그래프와 높은 상관관계를 갖도록 문항을 제작해야 할 것으로 사료된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.290-307
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• 2017

본 연구는 과학교육 질적 연구와 관련된 연구 동향을 분석하고, 과학교육 질적 연구의 기초 자료를 제공하고, 후속 연구 방향을 선정하는 데 목적이 있다. 연구대상은 한국연구재단의 KCI등재에 등록된 학술지에서 과학교육, 질적 연구를 키워드로 한 학술지 발표 논문을 대상으로 키워드를 중심으로 언어 네트워크 분석 방법을 활용하여 연구 동향을 살펴보았다. 본 연구에서는 기술 통계 분석 방법과 논문 주요 키워드 대한 빈도 분석, 네트워크 분석, 연결중심성 분석을 krkwic과 ucinet6.0을 활용하여 자료처리를 하였다. 연구 결과 첫째, 과학교육 관련 학술지에 발표된 질적 연구 방법을 적용한 논문은 14종 학술지에서 총 138편의 논문이 발표되었다. 둘째, 논문 키워드의 출현 빈도를 분석한 결과 '분석'이 가장 높은 빈도를 나타내었고, '초등교사', '초등학교', '영재학생', '과학교사', '수업' 순으로 나타났다. 셋째, 네트워크 분석 결과 '분석', '초등학교', '수업'이 네트워크 중심에 위치하였으며, 비교, 탐구, 인식, 영재학생 등이 근접하였다. 넷째, 전체 구간에서 공통적으로 출현하는 키워드는 '분석', '영재학생', '초등학생' 등으로 초등학생과 영재학생을 대상으로 한 연구나 수업이나 인식, 특성 등을 분석한 연구는 지속적으로 이루어지고 있음을 알 수 있다. 본 연구의 결과를 기초로 과학교육 질적 연구와 관련된 연구주제의 과거와 현재를 탐색하고 앞으로의 연구 방향에 관한 논의를 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.854-869
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• 2007

본 연구에서는 대학의 연구진들이 구성주의적 원리에 따라 설계한 교사-연구자간 협력적 연수 프로그램에 참여한 중등 과학 교사들이 구성주의적 수업을 내면화하는 과정을 탐색하였다. 연수 프로그램은 강의와 워크숍 및 소집단 활동 과정으로 구성되었다. 강의에서는 과학교육계의 동향 및 과학수업 프레임웍을 소개하고,워크숍에서 녹화된 실제 과학 수업 분석을 통하여 프레임웍에 대한 이해를 심화하였다. 소그룹 활동에서는 연구자와 참여 교사가 협력하여 프레임웍을 적용한 수업 모듈을 설계하였다. 지구과학을 전공한 4명의 중등 과학 교사가 자발적으로 워크숍에 참여하였다. 협력적 연수 프로그램은 전 과정을 녹화하였으며,반구조화된 면담을 연수 전과 후에 실시하였다. 녹음 및 녹화된 자료는 모두 전사하여 분석하였다. 참여 교사들은 프레임웍을 내면화하는 과정에서 주목하는 대상이 서로 달랐으며,다양하고 구별되는 교사의 경험과 교육 신념,교육 현실인식 등과 같은 다양한 요소들이 내면화 과정에서 갈등을 일으키거나 또는 그 과정을 촉진하였다. 수업 설계시 고려 요소를 결정하는 데에는 교사의 수업 경험과 학습자에 대한 인식이 중요한 영향을 미쳤다. 한편 참여 교사들은 주로 논의되었던 '탐구','적용', '모델' 등의 개념에 대해서 일상적인 의미로 받아들이거나,자신이 기존에 가지고 있던 개념으로 해석하는 경향을 보였다. 참여 교사들은 수업 시간에 비해서 기르칠 내용이 과다하다고 인식하고 있어서 수업 모듈을 설계하는 과정에서 내용은 강의식으로 전달하고,실험은 구성주의적 방식으로 설계하는 등 수업 구조를 이분화하려는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 구성주의적 교사 연수와 교사 전문성 발달 과정에 의미있는 시사점을 제공할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권6호
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• pp.489-500
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• 2005

본 연구의 목적은 중학생에게 과학사 자료를 활용한 인지 갈등 수업을 하였을 때 나타나는 ‘우주관’에 대한 개념 변화의 인지적 과정을 살펴보는 것이다. 연구 대상은 인지수준이 각각 상, 중, 하인 중학교 2학년 학생 남녀 4명을 표집 하였다. 매 차시별 수업 후 형성된 학생의 ‘우주관’ 개념에 대해 면담과 탐구 활동지 분석을 실시하였으며, 사전$\cdot$사후 개념 검사로 개념 변화 정도를 알아보았다. 연구결과 4명의 학생들이 가지고 있는 천문학적 선개념은 차이가 있었고 천체의 운동과 관련된 오개념도 다양하였다. 형식적 조작기와 전이단계 있는 학생은 과학사를 이용한 수업을 통하여 천동설에서 지동설로 개념 변화가 이루어졌다. 그에 비하여 구체적 조작기에 해당하는 학생의 선개념은 전반적으로 비과학적이거나 무개념 상태였으며, 인지 갈등을 일으킬 만한 현상을 제시하여도 개념 변화를 일으키지 못하는 등 과정에 어려움을 보였다. 이 단계의 학생에게는 새로운 자료를 제시하고 이를 설명하게 하는 인지 갈등 과정을 통하여 천동설에서 지동설로의 개념 변화를 일으켰다. 수업 처치 후 학생들의 개념 검사지의 성취도가 $10\%$ 이상 높아졌다. 이는 과학사 자료를 이용한 학습 지도가 과학적 개념 변화에 있어 효과적이라고 할 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.119-130
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• 2019

TIMSS 평가는 4년 간격으로 실시되는데, 우리나라의 경우에는 TIMSS 2011에서 4학년으로 평가에 참여하였던 학생 모집단이 4년 뒤인 TIMSS 2015에서 8학년으로 다시 평가에 참여함으로써, 우리나라가 TIMSS 평가에 참여한 이래 처음으로 코호트 집단의 초등학교와 중학교 성취도 자료를 얻었다. 이에 본 연구에서는 초4에서 중2로 학년 및 학교급이 바뀌면서 나타나는 우리나라 학생들의 성취도 급락의 원인을 탐색하기 위해, TIMSS 2011의 초4와 TIMSS 2015의 중2에 공통으로 사용된 설문 문항들을 분석함으로써, 성취도 상위 5개국을 중심으로 학생 특성, 교사 특성 그리고 교실수업 특성과 관련된 교육맥락변인들의 변화를 분석하였다. 연구결과에 따르면 학생들의 학교 소속감은 초4에서 중2로 가면서 증가한 반면에, 과학 수업에 대한 학생들의 인식은 대부분의 항목들에서 긍정적 인식의 비율이 낮아지는 것으로 나타났다. 교사 특성과 관련하여, 교사의 전문성 개발 활동은 초4에서 중2로 가면서 더 증가하였고, 과학교사의 수업에 대한 자신감은 국제평균과 유사한 경향을 나타내었다. 교실수업 특성과 관련하여, 과학수업에서 탐구 관련 활동 유형별 빈도는 초4에서 최상위 수준이다가 중2에서 국제평균보다 더 낮아지는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 과학과 교수학습에 주는 시사점을 학교급별로 성취도 향상을 위한 차별화된 전략 마련의 필요성, 학생 참여형 수업으로 전환할 필요성, 과학 흥미에 영향을 주는 교육맥락변인에 대한 지속적인 연구의 필요성, 학생 성취도에 미치는 교사 수준의 교육맥락변인에 대한 심층연구의 필요성 등의 측면에서 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.103-116
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• 2022

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 비대면 수업 자료 만들기 활동을 실시한 후 영상 자료 제작에 대한 인식과 과학 교수 능력에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이 활동은 초등 예비교사들이 탐구를 수행하고 관련 과학 개념을 이해하고, 교과서를 분석한 후 영상 자료를 제작하는 과정과 동료들이 제작한 영상을 시청하는 과정으로 구성되었고, 8주 동안 89명의 예비교사들에게 실시되었다. 이 활동이 종료된 후 초등 예비교사들에게 영상 자료 제작에 대한 인식과 과학 교수 능력에 미치는 효과를 알아본 후 그 결과를 분석하였다. 비대면 수업 자료 제작과 시청 과정에서 초등 예비교사들은 영상 자료 제작에 대해 교수-학습, 영상 제작, 정서 및 태도 측면에서 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 그리고 초등 예비교사들은 이 활동을 통해 과학 교수 역량이 향상되었고, 이 활동에 대해 매우 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 학습자의 자기 결정권 배제, 다양한 의사소통 통로 부족, 자료내용의 오류 등 아쉬운 점도 언급하였다. 이러한 문제점을 해결한다면 비대면 수업도 하나의 좋은 수업 형태가 될 수 있음을 시사한다.