• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.78-87
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• 2015

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 중학생들의 논의과정 특징과 논의과정 수준을 알아보고자 하였다. 이를 위해 남녀공학 중학교 2학년 68명을 대상으로 6개의 논의기반 탐구 과학수업 프로그램을 적용하였고, 이 중 마지막 두 프로그램에 대한 학생들의 논의과정을 모둠별로 녹음 및 전사하였다. 연구 결과 첫째, 모든 단계에서 가장 많이 나타나는 논의과정 요소는 주장이고, 요청 및 요청응답, 단순 호응이 다음 순으로 나타났다. 논의기반 탐구 과학수업의 실험 설계 및 수행단계에서 논의가 가장 활발하게 나타났으며, 의문 만들기 단계에서 논의가 가장 적게 나타났다. 둘째, 각 단계별로 논의과정 수준을 분석한 결과, 논의과정 구조에서는 주장과 증거 단계에서 가장 높은 수준의 논의가 이루어지고 의문 만들기 단계에서 가장 낮은 수준의 논의가 이루어졌다. 논의과정 타당성을 분석한 결과, 주장과 증거 단계에서 논의과정 타당성이 가장 높았다.

• 대한화학회지
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• 제52권3호
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• pp.295-302
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• 2008

본 연구에서는 과학 영재성 구성요인과 고전 검사이론을 이용하여 중학교 과학영재센터 화학반 선발에 사용된 선발문항을 분석하였다. 대부분의 문항이 과학영재성의 구성요인 중 두 가지 이상을 복합적으로 측정하는 문항이었으며, 중학교 수준의 과학지식을 적용하여 해결하도록 하였다. 과학 영재성의 구성요소의 하위요소를 분석 한 결과에서 창의성 영역에서는 유창성과 독창성이 과학탐구 능력에서는 문제발견 및 가설설정, 실험설계, 자료해석에 평가항목이 집중되어 있었으며 결론도출 및 일반화에 해당하는 요소는 상대적으로 부족하였다. 각 유형과 총점과의 상관분석에서 과학지식과 결부되어 과학 탐구능력을 측정하는 문항의 유형이 총점을 잘 설명하고 있음을 알 수 있었다. 마지막으로 문항 난이도는 다소 높고, 문항 변별도는 적절하였다. 이로부터 창의성과 과학탐구의 다양한 구성요소를 측정할 수 있는 문항을 균형 있게 안배해야 하며, 난이도의 조절이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.357-370
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• 2022

본 연구에서는 화학 결합 학습에 적합한 모바일 증강현실 학습도구를 개발하고 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습(POGIL-MAR)을 제안하여 이 교수학습 방법이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기 및 학습 몰입감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구 참여자는 경기도 소재의 남녀 공학 고등학교 1학년 학생 139명으로, 이를 통제집단(TL), 실험집단 1(POGIL), 실험집단 2(POGIL-MAR)로 무선 배치하였다. 학생들은 4차시에 걸쳐 화학 결합과 관련된 학습을 하였다. 이원 공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단은 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감 검사에서 사전성취 수준에 관계없이 다른 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, 하위 집단의 경우, POGIL-MAR 집단이 TL과 POGIL 집단보다 통계적으로 유의미한 학업 성취도 향상이 있었다. 과학 학습 동기의 하위요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 학습 동기의 하위 요인인 내재 동기, 직업 동기, 자아 효능, 점수 동기, 자기 의지에서 유의미하게 높았다. 특히, 내재 동기에서 교수학습 방법과 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다. 한편, 학습 몰입감의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 분명한 목표, 분명한 피드백, 행위-인식 일체감, 학습 통제감, 자기만족적 경험에서 유의미하게 높았다. 이러한 결과를 바탕으로 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습의 교육적 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권5호
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• pp.857-874
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• 2011

이 연구의 목적은 학문 통합적 비유를 활용한 창의적 문제해결력 지향 수업 전략을 개발하고 이 전략이 학생들의 창의적 사고력, 비판적 사고력, 창의적 인성, 학업적 자기 조절에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이를 위하여 기존의 창의적 문제 해결력 지향 탐구 수업 모형에 비유 활동의 PDCA 네 단계 모형을 활용한 '학문 통합적 비유를 활용한 창의적 문제 해결력 지향 탐구 수업 모형'을 개발하여 이 모형에 따라 구체적인 대학교 화학 실험 수업 전략을 개발하였다. 그리고 예비 과학 교사를 대상으로 개발한 수업 전략을 한 학기 동안 실시하였다. 그 결과 문제 인식 및 가설 설정, 가설 설정, 변인 통제 영역에서 창의적 사고력 하위 범주 중 독창성이 유의미하게 향상되었다. 또한, 문제 인식 및 가설 설정, 자료 해석 및 자료 변환의 영역에서 비판적 사고력이 향상된 것으로 나타났다. 또한, 학업적 자기 조절에 대해서는 확인된 조절과 통합된 조절에서 유의미한 차이를 나타냈다. 그러나 창의적 인성에 대해서는 모든 하위 영역에 대하여 유의미한 차이가 나타나지 않았다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.163-170
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• 2022

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에서 중등학교의 모든 학생들이 이수해야 하는 공통과목인 중학교 과학, 고등학교 통합과학과 과학탐구실험의 성취기준 139개와 교과서 활동 496개를 대상으로 과학과 사회정서학습 요소를 분석하였다. 교육과정 성취기준의 경우, 7개의 과학과 사회정서학습 요소 중 '문화적 이해'는 거의 포함되지 않았고, '수리', '창의적 사고'는 중학교에서 높은 빈도로 나타났으며, '비판적 사고', '사회적 기술', '윤리적 이해'는 고등학교에 높은 빈도로 포함되어 있었다. 교과서 활동의 경우, 중학교와 고등학교의 사회정서학습 요소의 경향성이 비슷하게 나타났다. '비판적 사고', '창의적 사고', '사회적 기술' 등이 중점적으로 제공되고, '윤리적 이해'와 '문화적 이해'는 제한적으로 반영되어 있었다. 총체적인 사회정서학습 요소 함양을 위해서는 교육과정 성취기준의 구체화 또는 교과서 활동 및 교수-학습 과정에서의 보완 등이 필요하다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.150-162
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• 2022

이 연구에서는 예비과학교사의 NOS 수업 계획 및 시연을 분석하여 이들의 NOS-PCK를 조사하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학에 재학 중인 4명의 예비교사가 연구에 참여하였다. 이들에게 2015 개정 교육과정에 따른 '과학탐구실험' 교과의 맥락에서 NOS 수업을 계획 및 시연하도록 하였다. 이들이 제작한 교수학습 자료를 수집하였고 수업 시연을 관찰하였으며 반구조화된 면담을 실시하였다. 분석 결과, 예비교사들은 수업에서 목표로 하는 NOS를 선정할 때 교육과정과 교과서를 주로 참고하였으나, 교육과정과 교과서가 수업에서 다루어야 할 NOS를 명확하게 제시하고 있지 않아 어려움을 겪었다. 모든 예비교사가 명시적인 접근을 취했으나, 개방적이고 발산적인 반성적 접근은 많지 않았다. 또한 예비교사들은 고등학생들이 과학 지식을 절대적이라고 생각할 것이고 NOS 수업에도 거부감을 가질 것이라고 예상하였다. NOS에 대한 평가는 거의 이루어지지 않았으며, NOS 평가에 대한 인식도 부정적이었다. 마지막으로 일부 학생들에게만 NOS의 학습이 필요하다는 부정적인 인식을 가진 예비교사가 많았다. 이상의 결과를 바탕으로 NOS 수업에 대한 예비과학교사의 전문성을 향상하기 위한 교육적 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제64권1호
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• pp.38-48
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• 2020

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업의 학급 논의 활동에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고의 특징을 알아보고자 5개 주제에 대한 논의기반 탐구 과학수업의 수업 동영상 및 활동지를 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 학생들이 학급 논의 과정에서 지식의 원천으로 사용한 증거의 출처로는 실험 자료를 활용한 유형이 가장 많이 나타났으며, 활동 방식에 따라서 개인적인 경험에 기반을 둔 유형과 과학 원리를 증거로 활용하는 유형이 추가로 나타났다. 또한 학급 논의에서 주제에 따른 지식 정당화의 수준 차이는 비슷하게 나타났으나, 주장 정당화의 하위 평가 요소 중 주장 타당성, 증거 타당성 및 논의과정 요소 사용의 수준은 높았지만 반박 타당성의 수준은 낮게 나타났다. 마지막으로 학급 논의 전후의 주장 변화를 분석한 결과, 주장변경 유형은 잘못된 주장의 정정 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형, 개념의 확장 유형으로 분류할 수 있었으며, 이 중 잘못된 주장을 정정하는 유형이 가장 높은 비율로 나타났고, 개념의 확장 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형의 순서가 차례대로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제40권3호
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• pp.254-266
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• 2016

이 연구에서는 2007 개정 및 2009 개정 중등 과학 교과서 및 화학 교과서를 중심으로 교과서에 수록된 MBL(microcomputer-based laboratory) 실험을 교육과정 시기, 대상 학년, 실험이 제시된 맥락, 내용 영역, 주제, 사용된 센서, 그리고 출판사 등의 측면에서 분류하고 그 특징을 분석하였다. 분석 결과, MBL 실험은 2007 개정 교육과정기의 경우에는 중학교 과학 교과서에서만 25번 제시되었고, 2009 개정 교육과정기의 경우에는 과학 및 화학 I, II 교과서를 통틀어 29회(중학교 19회, 고등학교 10회) 제시되었다. 전체적으로는 교육과정 개정 이후 중학교 과학 교과서에 MBL 실험은 증가하지 않은 반면, 고등학교 교과서에는 처음으로 제시되었다. MBL 실험은 중학교 1학년에 가장 많이 제시되었고, 선택탐구보다는 필수탐구에 주로 포함 되었다. 센서 중에서는 운동 센서와 온도 센서가 가장 많이 사용되었고, 그 다음으로는 산소와 이산화탄소 센서가 많이 사용되었다. 출판사별 분석에서는 전체적으로는 사용 빈도가 감소하였고, 일부 출판사의 교과서에서는 MBL 실험이 단 한번도 사용되지 않았다. 이 결과들을 바탕으로 교육적 함의를 논의하였다.

• 인지과학
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• 제10권1호
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• pp.57-66
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• 1999

과학 분야의 교육에서 실험이 차지하는 비중은 다른 분야에 비하여 매우 크다. 과학실험은 여러 가지 실험구조요소 선택과 배치 및 적절한 실험 행위에 의하여 어떤 실험 상황이 만들어지고 자연법칙에 의해 상태 변화가 발생하여 실험을 진행하게 된다. 과학자 혹은 학생이 실험을 하면서 그 실험에 대한 인지모델을 내부적으로 구축하고 그 모델을 사용하여 시스템행위에 대한 인과추론을 함으로써 실험을 통해 진리 학습과 탐구를 하게 된다. 2차원 모델과 인과추론에 필요한 본체론 적 엔티티의 표현과 더불어 실험에서의 변화를 유도하는 추론방법을 본 연구에서 제시한다. 구현을 위해 화학영역의 실험을 선택하였고, 실험구성요소 (실험 기구와 시약) 및 물리적, 화학적 자연 법칙 뿐만 아니라, 실험 시스템 구조와 각 실험요소의 기능을 고려한 추상지식까지를 지식표현 대상으로 하고 있는 것이 본 연구의 특징이다. 학생이 임의의 실험을 할 수 있고 실세계와 유사한 현상을 보이는 가상 화학실험실을 개발하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권2호
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• pp.290-303
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• 2011

발산적 사고력과 수렴적 사고력 신장 모형을 만들고 난 후에 현행 과학 탐구 교수 전략에 함께 사용한 새로운 수업 전략을 개발하였다. 이 연구에서 창의적 사고력은 협의의 측면으로 발산적 사고력이다. 그리고 과학과에서의 문제 해결력은 탐구 능력이며 수렴적 사고인 비판적 사고력이다. 이러한 창의적 문제해결력 지향 탐구 수업 모형에 의한 수업 전략을 사범 대학 학생들에게 1학기 동안 적용하여 그 적용 효과를 알아보았다. 첫 번째, 이 학생들의 창의적 사고력인 발산적 사고력이 유의미하게 신장되었다. 하위 요소로는 문제를 인식하는 기능, 가설을 설정하는 기능, 자료를 변환하고 해석하는 기능에 있어서 발산적 사고력이 유의미하게 신장되었다. 두 번째, 이 학생들의 문제 해결력인 탐구 능력에서의 비판적 사고력이 유의미하게 신장되었다. 하위 요소로는 가설을 설정하는 기능, 자료를 변환하고 해석하는 기능, 결론을 도출하는 기능에 있어서 유의미하게 비판적 사고력이 신장되고 있음을 알 수 있었다. 세 번째, 이 학생들의 창의적 문제 해결력도 유의미하게 신장되었다. 구체적으로 변인 통제 능력을 제외한 나머지 탐구 능력에서 모두 창의적 문제 해결력이 유의미하게 신장 되었다.