• 한국지구과학회지
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• 제30권7호
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• pp.909-927
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• 2009

탐구는 과학교육의 본질을 설명해주는 결정적인 특징이다. 최근에는 스스로 문제를 제기하여 탐구하고 그것을 의사 소통하는 능력을 포함한 논증이 강조되고 있는데, 학교 탐구학습 맥락에서는 자율적이고 활발한 상호작용의 측면에서 그 한계가 지적되고 있다. 그래서 대안으로 비형식 맥락에서의 탐구학습이 제안되고 있으며, 이에 본 연구는 국립과천과학관 내 자연사관을 자유 관람하는 중학생 소집단의 대화적 탐구에서 나타나는 상호작용 유형을 밝히고자 하였다. 이를 위해 중학생 13그룹의 탐구적 대화 42사례를 대상으로 탐구요소 및 상호작용 유형을 분석하였다. 탐구요소는 문제제기, 자료수집, 설명의 세 가지로 구분하였고, 상호작용은 대화의 흐름을 화살표로 도식화하여 나타내었다. 문제제기로부터 탐구가 시작된다고 보았으며, 문제제기 이후 후속적인 반응에 따라 유형이 구분되었는데, 총 7가지 유형이 발견되었다. 그 유형은 문제제기 공유, 문제제기-단순응답, 문제제기-단순설명, 문제제기-단순설명-(자료수집)-자료기반 설명, 문제제기-자료수집-자료기반 설명의 5가지로 크게 나누어지고, 가장 많은 빈도를 보인 유형 2는 다시 소극 회피적 응답, 부정확한 응답, 패턴의 반복으로 세분화되었다. 본 연구는 비형식 탐구학습에서 학교 탐구학습과 차별화되는 상호작용 패턴을 파악하였다는 점에서 기존 연구들과 차별성을 가지며, 비형식 탐구학습에서 상호작용 유형을 기술하고 있다는 점에서 비형식 탐구학습 연구를 위한 기초를 제공하였다는 의의를 가진다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제19권2호
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• pp.389-407
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• 2005

수학은 위계적이고 구조적인 특성을 가지고 있어서 학생들이 적절하게 학습하면 내적 동기유발이 가능하고 흥미 있게 학습해 나갈 수 있는 반면 단편적인 지식들로 학습하려 한다면 그 양이 방대해지고 제대로 이해하기가 어렵다. 그러므로 교사는 수학적 지식의 구조를 깨달아 지식의 본체가 내적으로 어떻게 조직되고 상호 관련되어 있는지 알아야 하고 학생들이 수학적인 아이디어와 절차를 획득하고 탐구하게 하는 적절한 문제를 제시하여 문제해결을 통해 가르쳐 가는 방법을 생각해야 할 것이다. 이 때에 학생들은 문제해결 과정에서 능동적인 역할을 하면서 자신이 학습하고 있는 것의 핵심을 인식하고 호기심을 갖고 유의미한 기능들을 이끌어내는 학습을 해야 하는데, 이는 오랜 전통의 탐구 학습과 그 맥락을 같이 하는 것이다. 수학교과 고유의 특성을 살려 지식의 구조를 가르침에 있어서 교수 방법으로의 문제해결을 통한 지도와 학습 방법으로의 탐구학습 과정은 잘 조화될 수 있다. 이러한 조화된 모습을 드러나게 하고자 초등학교 5학년 가 단계에서 '평면도형의 넓이와 둘레 사이의 관계'를 탐구하게 하는 문제해결을 통한 탐구학습 과제를 제시해 보았다. 30-40년을 거슬러 올라가는 역사를 갖는 지식의 구조나 탐구학습, 문제해결에 대한 관심은 오늘날에도 여전히 시사하는 바가 크다고 하겠다. 수학교육에 관한 연구들은 완전히 새로운 것이기보다는 이전의 것들이 주는 의미를 되새기고 오늘의 상황에 비추어 해석할 때 수학교육은 한 단계 올라서게 된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권2호
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• pp.273-290
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• 2017

본 연구의 목적은 과학 교실 탐구공동체 관점에서 접근한 학생의 과학 수업에 대한 인식 조사 도구 개발과, 개발된 도구를 사용하여 과학 교실 탐구공동체 관점에서 과학 수업에 대한 학생의 인식을 조사하는 것이다. 본 연구는 총 417명의 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 수행되었다. 연구결과, (a) 6개의 요인('문제인식I: 불일치 인식', '문제인식II: 흥미', '문제원인설명I: 가설설정 및 검증', '문제원인설명II: 협력적 검토', '문제해결I: 대상관계/개념 변화 반추', '문제해결II: 공동체관계/탐구자 변화 반추')으로 구성된 총 42개 문항의 '탐구수행 과정' 관련 조사 도구와, (b) 3개의 요인('탐구실행 의지', '탐구수행 태도', '의사소통 구조')으로 구성된 총 17개 문항의 '탐구수행 토대' 관련 조사 도구를 개발하였다. 또, 개발된 도구를 사용하여 초등학생들의 인식을 조사한 결과, 학생들은 과학 수업에 대해 과학 교실 탐구공동체 관점에서 대체로 보통 이상의 긍정적 인식을 하고 있었지만, 불일치에 기반 한 문제인식, 탐구자의 변화 및 공동체와의 관계 변화 반추를 동반하는 문제해결, 엄격성과 오류가능성 견지에 기반 한 탐구수행 태도 등 일부 요인에 대해서는 상대적으로 덜 긍정적인 인식을 하고 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 탐구 중심의 과학 교육을 위한 몇 가지 시사점에 대해 논의하였다.

• 영재교육연구
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• 제18권1호
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• pp.1-21
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• 2008

이 연구에서는 과학 영재의 과학 창의성을 신장시키기 위하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발 적용하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위해 먼저, 과학 개념, 과학 탐구 기능, 창의적 사고 영역에서 선정된 요소를 융합하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발하였고, 과학 창의성을 측정하기 위해 과학 창의적 문제 해결력 검사(TSCPS)를 개발하였다. 과학 창의성을 신장시키기 위해 개발된 문제 해결형 탐구실험을 대학교 부설 영재 센터에 재학 중인 중학생 과학 영재 21명에게 적용하였다. TSCPS를 사전 사후에 실시하여 결과를 비교하였고, 실험 과정 중에 나타나는 학생 간 대화를 분석하였다. 문제 해결형 탐구 실험의 적용 후 TSCPS 사후 검사결과가 향상되었다. 실험 과정에서 나타난 학생 간 대화를 분석한 결과, 문제 해결을 위해 논리적인 설명과 사고를 많이 요구하는 실험에서는 수렴적 사고에 관한 대화 수가, 문제 해결을 위한 아이디어의 제시가 강조되는 실험에서는 발산적 사고에 관한 대화 수가 많이 나타났다. 이로써 문제 해결형 탐구 실험이 과학 창의성 신장에 긍정적인 영향을 줄 것이라 생각된다. 과학의 영역 특수성을 반영한 창의적 문제 해결형 탐구 실험은 영재 교육을 현장에서 수행하는 데 실질적인 도움이 될 것이라 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.225-238
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• 2011

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

• 영재교육연구
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• 제12권4호
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• pp.108-119
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• 2002

제1회 한국물리탐구토론대회에는 10개의 문제가 출제되었는데 본 연구에서는 이들 10개의 문제 중 ${\ulcorner}$접착 테이프(Adhesive tape)${\lrcorner}$ 문제를 해결한 5개 팀의 보고서를 비교 분석하였다. 그 결과 학생들은 접착 테이프를 갑자기 뗄때 빛이 발생하는 원인을 정전기 발생, 전자의 이동, 에너지의 변환 등으로 해석하였다. 그러나 탐구의 과정에서 확산적 사고를 가지고 창의적 아이디어를 제시한 팀은 소수에 불과하였다. 본 대회는 탐구 토론대회이므로 탐구의 과정별로 새로운 아이디어를 제안하여 결론에 이르는 창의적 탐구의 과정이 제안되어야 한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.19-19
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• 2010

현재 과학교육의 목표는 과학적 소양의 함양이며 이를 구현하기 위해서는 교실에서의 과학탐구의 실현을 필수로 하고 있다. 과학자들이 경험하는 과학탐구는 "실질적 과학탐구(ASI)"라고 하여 필수적인 5가지 탐구요소(문제제기, 자료수집, 설명형성, 설명평가, 발표 및 정당화)를 포함하고 있다. 현재 사용하고 있는 지구과학내용의 교과서를 이 ASI 관점으로 분석하여 5가지 탐구요소의 분포도를 분석하고 이를 이용하여 지구과학탐구를 가르치는 초임교사를 대상으로 탐구에 대한 인식 및 교수실천을 같은 ASI관점으로 분석하였다. 탐구요소 2,3,4 에 해당하는 '증거수집', '설명형성' 그리고 '설명평가'는 빈번하게 나타났으나 탐구요소 1에 해당하는 '문제제기'나 5에 해당하는 '발표 및 정당화'의 기회는 나타나지 않았다. 특히 다른 과학(화학)과목 경우에 '증거수집'이 가장 빈번한 것에 비해 지구과학의 경우에는 '설명형성'이 주를 이루는 것은 지구과학탐구의 특징이라 할 수 있겠다. 또한 교과서 탐구기능은 SAPA로 분석한 결과 일반화, 의사소통, 예상, 그래프작성, 자료해석이 주를 이루었다. 과학적 소양을 함양을 위한 실질적인 과학탐구의 실현하기 위해서는 자유탐구와 같은 부차적인 기회를 통해서 경험하지 못한 ASI의 탐구요소의 기회를 학생들에게 부여해야 할 것이다. 또한 이 연구에 참여한 지구과학 초임교사의 과학탐구 인식 및 교수실천 또한 ASI로 분석한 결과 탐구요소 2번째에 치우친 경향을 보여주고 있었다. 실질적인 과학탐구의 실현을 위해서는 교과서에서 강조되는 탐구요소뿐만 아니라 다른 탐구요소를 경험할 수 있는 자유탐구를 개발하여 실용화해야 할 것이며, 관련 초임교사연수를 통해 초임교사들의 과학탐구에 대한 인식 및 교수실천의 반영 및 이들의 새로운 형성이 추진되어야 할 것이다.

• 영재교육연구
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• 제19권1호
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• pp.1-23
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• 2009

과학 탐방 학습은 학생이 스스로 문제를 해결할 수 있는 종합적 학습 활동으로 영재 학습에서의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 너무 많은 양의 과제를 해결하거나, 정해진 답을 요구하는 수렴적 활동이 주로 이루어져 영재학생의 능력을 개발하는데 부족하다는 비판을 받고 있다. 따라서 이 연구에서는 과학영재의 지적 특성을 반영하기 위하여 개방적 탐구를 토대로 하는 탐방 프로그램을 고안하였다. 이를 초등 과학 영재학생 18명을 대상으로 적용하였고, 탐방 활동지, 상호작용 녹음내용, 발표용 포스터, 설문지 등의 자료를 바탕으로 탐구문제 설정 유형 및 탐구 과정, 탐방 활동 중에 나타나는 과학 영재의 활동 과정을 분석하였다. 연구결과 탐방 전보다 탐방 후에 더 많은 탐구문제를 만들 뿐만 아니라 탐구문제의 수준도 더 높아졌다. 이를 해결하는 탐구과정은 계획하기, 탐구 수행하기, 후속 탐구하기, 정리하기의 순서에 의해 순환적으로 이루어졌으며, 상황에 따라 다음 단계를 결정하는 개방적 탐구 과정으로 진행되었다. 학생들의 문제해결 과정에서 기초 탐구과정 및 통합 탐구과정 요소가 다양하게 나타났으며, 특히 결과를 해석하고 변환하여 분석하는 능력이 뛰어났다. 또한 탐방 활동 중에 나타난 학생들의 상호 작용을 분석한 결과 과학 영재의 행동적 특성이 다양하게 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.93-102
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• 2021

본 연구에서는 '예상하지 못한 현상'을 관찰한 고등학생들이 설정하는 탐구문제 특징을 조사하고, 탐구문제 설정에 있어 과학적 정보 제공이 미치는 영향을 확인하였다. 연구 대상은 서울시 소재 인문계 고등학교 2학년 학생 126명으로, 이들은 A집단 (N=66)과 B집단(N=60)으로 무작위 구분되었다. 연구 과정에서 모든 학생들은 약 45초 분량의 예상하지 못한 현상 영상을 20분간 반복하여 시청하고 영상과 관련하여 자신이 수행하고 싶은 탐구주제를 활동지에 자유롭게 작성하였다. 이때 B집단 학생들에게 제공된 활동지에만 예상하지 못한 현상에 관한 과학적 정보가 추가적으로 포함되어 있던 것이 특징이었다. 연구 결과, 학생들은 집단에 관계 없이 예상하지 못한 현상에 대하여 '원인 지향 탐구문제 (현상의 원인을 밝히고자 함)'보다는 '호기심 지향 탐구문제 (현상의 이유보다는 자신이 하고 싶은 탐구를 함)'를 더 많이 설정하는 경향이 있었다. 호기심 지향 탐구문제 중에서는 '새로운 결과 탐구문제 (실험상황 등을 단순 조작하여 어떤 새로운 결과가 나타나는지를 탐구)'가 대부분을 비중을 차지하였다. 또한, 과학적 정보를 제공받은 학생들은 그렇지 않은 학생들에 비해 제공된 정보를 유의미하게 더 많이 이용하여 탐구문제를 설정하는 경향이 있지만 (χ²(1)=8.996, p<.01), 그렇다고 할지라도 이들이 원인 지향 탐구문제를 유의미하게 더 많이 설정하게 되는 것은 아니라는 사실도 확인되었다 (χ²(1)=1.376, p>.05). 연구 결과는 제공된 정보의 부족, 제공된 정보의 내면화 기회 부족, 개인적 호기심 추구 성향, 직관적 사고 성향 등 네 가지 관점에서 논의되었고, 이를 통해 탐구문제 설정에 대한 시사점이 제안되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.77-87
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• 2020

과학 탐구는 과학에 대한 다양한 학습의 차원에서 그 중요성이 강조되고, 다양한 방법과 목적에 따라 운영되었다. 과학 학습에 대한 다양한 측면 중 과학적 사고력과 같은 과학과의 중요 역량 함양이 강조되고 있다. 따라서 과학적 추론이 적절하게 일어날 수 있도록 안내할 필요가 있다. 이 연구는 학습자들이 과학적 탐구를 진행하는 과정 중, 탐구 문제의 발견과 구성 과정에서 드러내는 과학적 추론을 살펴보고 그 의미를 탐색하고자 하였다. 또한 어떠한 요인이 이 복잡한 과정에 영향을 끼치는지 살펴보고자 하였다. 이러한 목적에 따라 '삼투 현상' 관련 탐구를 수행한 대학생 2개 모둠의 탐구 과정과 결과를 분석하였다. 연구 참여자들의 탐구 계획서 및 발표 자료, 모둠 별 면담을 분석하였다. 그 결과, 이들은 '삼투 현상'에 대한 자신들의 탐구 문제를 구성하고 진행하는 과정에서 연역, 귀납, 귀추의 추론방식을 다양하게 활용하는 것을 확인할 수 있었다. 탐구와 추론이 역동적으로 이루어지는 과정에서 규칙적인 변칙 사례와 실험 도구의 특징이 이들의 추론에 영향을 끼침을 살펴보았다. 다양한 추론들은 참여자들 스스로 관찰한 현상에 대해 최선의 설명을 구성하는 것을 목적으로 탐구를 지속하는 중에 이루어졌다. 끝으로 이 연구의 결과를 바탕으로 과학 탐구를 기반으로 삼는 프로그램들의 개발 맥락에 대해 제공하는 몇 가지 시사점을 논의하였다.