• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.355-366
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• 1999

자료의 해석과 분석 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력 보다 과학 개념을, 탐구의 설계 및 수행 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력과 과학 개념을 강조하는 학습법의 적용이 유효할 것으로 기대된다. 과학 탐구 문제를 해결해 가는 사고 과정을 심층적으로 분석해 보면 현재와 같이 성공자에게는 1점, 실패자에게는 0점을 부여하는 이분법적(dichotomous)인 평가 방법으로는 문제를 해결해 가는 과정이 동일한데도 불구하고 성공자와 실패자를 완전하게 별별하고 있지 못해 과학 교육 활동의 전반적인 정치(replacement) 활동에 문제가 내재할 가능성이 있음을 유추할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 밝혀진 바와 같이 과학 탐구 문제 해결 사고 과정 분석에 의한 제 1유형에는 1점, 제 2유형에는 0.8점, 제 3유형에는 0.6점, 제 4유형에는 0.4점, 제 5유형에는 0.2점, 제 6형에는 0점을 부여하는 대안적 다단계 평가 방법에 대한 이론적 실천적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권4호
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• pp.537-545
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• 2006

이 연구에서는 문제해결형 탐구 실험 모듈을 과학 탐구반 중학생 대상으로 적용하였고 모듈 적용시 SWH(Science Writing Heuristic)를 활용하였다. 충북 청주시 소재 C중학교 과학탐구반 학생 23명 대상으로 전 일제 계발활동 18차시에 걸쳐 완성된 6개 모듈을 적용하였다. 문제해결형 탐구 실험 모듈은 실험 과정 중에 문제 상황이 발생하도록 구성되어 있는데, 이 때 SWH 파란색 카드와 SWH 초록색 카드를 작성함으로써 학생들에게 충분히 사고할 수 있는 기회를 제공하는 전략을 활용하여 적용하였다. 먼저 SWH 파란색 카드의 작성을 통해 미리 개별적으로 문제 해결 방안을 제안하는 기회를 갖고, SWH 초록색 카드를 작성 하면서 모둠 구성원들과의 토의하고 실험을 통해 결정한 문제 해결 방안을 직접 수행하게 된다. 문제 상황에서 SWH의 활용에 따른 적용 효과를 비교하기 위하여 탐구 활동과정을 관찰하면서 수집 한 활동 설문, SWH 사후 설문을 분석하였다. 그 결과, SWH 활용이 실험 과정에서의 학생들의 문제 인식에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났고, 문제 상황에서의 SWH 활용 효과에 대한 학생들의 인식도 긍정적으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.434-444
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• 2015

탐구 중심 실험은 과학 지식에 대해 이해할 수 있는 기회와 과학의 본성에 대한 올바른 인식을 얻을 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구에서는 중등 예비교사들이 탐구 중심 실험 수업에서 경험했던 어려움에 대하여 조사하고 분석하였다. 22명의 예비교사가 낮은 수준으로 문제를 해결하는 문제 해결 기반 탐구로 계획된 강의에 13주 동안 참여하여 탐구를 진행하였고, 이 과정에서 경험한 어려움에 대해 설문과 심층 면담을 통해 조사하였다. 예비교사들은 주로 실험 설계 과정과 자료해석 과정에서 어려움이 큰 것으로 나타났으며, 실험 목표에 대한 이해, 선지식이 부족하다는 인식, 탐구에 대한 자신감, 실험 도구 및 장비에 대한 이해 부족 등에서도 어려움이 나타났다. 연구 결과, 탐구에 대한 적절한 지도를 위하여 예비교사를 양성하는 기관에서는 충분한 탐구를 경험할 수 있는 환경을 조성하고, 체계적인 프로그램으로 지원해야 할 필요가 있음을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-10
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• 2021

본 연구에서는 전라남도 소재의 국립대학교 과학영재교육원 소속 중학생 10명을 대상으로 사회적 상호작용과 도구 개선을 강조한 탐구적 과학 글쓰기 수업을 실시하여 STS 관계와 수업의 효과에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 사회적 상호작용과 도구 개선을 강조한 탐구적 과학 글쓰기 수업 후 학생들은 STS 관계에 대하여 다음과 같은 인식을 가지게 되었다. 과학 영재 학생들은 실험 도구와 기술이 과학이론 발전에 기여하며, 과학 기술만으로 모든 사회 문제를 해결하는 것이 어려우며, 과학이 사회적 상호작용 활동이라는 인식을 갖게 되었다. 또한 과학 영재 학생들은 동일 주제로 여러 시간 진행한 집중 탐구, 동료 평가 등을 이용한 다른 조원과의 의사소통, 같은 조원과 문제를 해결하는 의사소통, 탐구 과정에서 도구를 개선하는 활동, 익숙한 재료와 현상을 이용한 탐구 등을 통해 STS의 관련성을 인식하게 되었다고 응답하였다. 중학생 대상의 과학 영재 수업에서 학생들이 STS의 관계를 효과적으로 인식하도록 하기 위해서는 다양한 실험 도구를 활용한 문제 해결 경험, 동일 주제로 탐구 문제를 해결하는 과정에서 시행착오 경험, 연구 문제를 해결하는 과정에서 도구의 개선 경험, 동일한 주제로 탐구 활동을 진행하는 동료와의 의사소통경험, 다른 조와 탐구 결과를 공유하는 경험, 학생에게 익숙한 소재와 현상을 이용한 탐구 활동 등을 제공할 필요가 있다

• 영재교육연구
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• 제19권3호
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• pp.565-583
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• 2009

본 연구의 목적은 과학 내용을 묻는 문제가 어떤 형태로 제시되면 자학영재 선발을 위해 대상자의 수학능력 외에도 창의성까지 볼 수 있는지를 알아보는 것이다. 연구의 1단계에서는 과학적 재능 검사에 자주 사용되는 토랜스 도형 창의력, 과학적 태도, 과학 탐구력, 논리적 사고력, 과학 창의적 문제해결력 검사 사이의 상관관계를 분석하기 위해 7, 8학년 383명을 대상으로 검사를 실시하였다. 2단계에서는 학력이 상위 5% 안에 드는 6학년 학생 583명을 대상으로, 과학 내용을 소재로 한 5가지 다른 유형의 문제를 풀게 하는 동시에 트랜스 도형 창의력과 과학 탐구력 검사를 실시하여 어떤 형태의 내용 문제가 창의력, 탐구력 검사 점수와 상관관계가 높은지 알아보았다. 과학자 이름 나열하기, 과학자 업적에 대한 글쓰기, 상상력, 이론의 이해와 적용, 법칙의 이해와 응용으로 나눌 수 있는 5가지 유형의 문제는 모두 탐구력 검사와 유의미한 상관관계를 나타내었지만, 트랜스 도형 창의력 검사는 주어진 주제에 대한 자신의 의견이나 문제 해결을 위한 아이디어를 글쓰기로 나타내는 문제와 상관 관계가 높았다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.70-70
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• 2010

이 연구의 목적은 귀추적 탐구 방법과 관련된 전략들을 적용하여 지구온난화에 관련되어 측정된 다양한 유형의 데이터를 관련된 사실, 원리, 법칙, 선행 연구 결과 등을 토대로 지구통합적인 관점과 지구계를 구성하는 요소들 간의 상호작용과 영향을 중심으로 재해석하고 이해하는 것이다. 지구과학(지구시스템과학)의 학문 성격, 최근 동향, 본성 및 탐구 대상의 특성에 대한 내용과 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법에 대해 학습한 후, 학생들은 인천 및 다양한 지역의 기상과 해양 자료 분석을 통하여 관찰되는 현상(결과)의 원인과 영향을 파악하는 연구 활동을 하였다. 이 과정에서 귀추적 탐구를 충분히 이해할 수 있도록, 과학 탐구에서 귀추적 탐구 방법을 사용하는 과학자들의 예시와 모의 활동을 통하여, 귀추적 탐구 방법에 사용되는 다양한 사고 전략(예, 데이터의 재구성 전략, 유추 전략, 개념적 결합 전략 등)에 대한 예시를 경험하였다. 학생들은 지구온난화에 관련되어 나타나는 현상(조사된 사항 포함)과 영향에 대해 지구시스템적으로 이해하고 재해석하기 위해 지구시스템을 구성하는 요소(예, 수권, 대기권)와 관련된 데이터 정보를 검색하고 수집하였다. 1) 지구시스템과 지구온난화에 대한 조사하고, 2) 지구온난화 및 기후변화의 변동성 확인한 후, 3) 지구온난화와 관련된 선행 연구 결과 분석하였다. 또한, 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법의 이해와 적용하는 과정에서 1) 지구 온난화 및 기후 변화의 실태 파악하고, 2) 인천 지역의 월별, 계절별 기온 변화 분석 및 경향 조사(탐색: 연구문제 규명)한 후, 3) 인천과 속초 지역의 기온, 수온의 변화 추이 및 분석 (조사: 원인 조사 과정)하였다. 4) 속초 지역의 평균해면기압변화 추이 및 분석한 후, 그 결과를 토대로 5) 문헌조사 및 선행연구 결과 분석을 통한 지구 온난화의 영향을 미치는 요인 재검토 및 확인(선택 및 설명)하여, 6) 인천지역과 속초지역의 지구온난화 원인 분석 및 문제점 보완(설명)하기 위해 7) 겨울철 지구온난화가 더 심각한지 부산지역과 포항지역의 자료 분석을 통하여 연구 결과 내용의 보완 (추가 조사 및 설명)한 후, 8) 분석 결과 및 해석 내용을 전문가와 상담 실시하였다. 이 연구는 연구를 진행하면서 얻은 결과를 교육적 측면에서 다시 정리해 보면 다음과 같다. 우선, 학생들의 지구환경적 문제 해결 과정에서 귀추적 탐구 방법을 활용한 문제 해결 능력을 향상시켰다. 아울러, 지구과학의 탐구 본성, 최근 동향, 탐구대상의 특성 등의 학습을 통해 지구과학도로서의 기본적인 소양과 자질 향상에 기여하였으며, 사회과학의 연구방법을 순수과학연구에 접목하여 과학자로서의 문제해결 능력과 시스템 사고력을 향상시켰다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.231-244
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• 2005

이 연구는 고등학교 지구과학 탐구활동에서 소그룹활동을 학생들의 대화를 중심으로 분석하고, 반성적 탐구활동이 교육과정별로 어떤 차이를 보이고 소그룹내의 상호작용특성에 따라 반성적 탐구양식의 차이가 어떠한지 알아보는 것이다. 그럼으로써 학생들이 어떤 반성적 탐구양식을 보이며 어떻게 발달시키는지에 관한 이해를 제공하고, 수업속의 맥락은 이러한 반성적 탐구학습을 증진시키고 억압하기위해서 어떻게 상호작용 하는지를 알아보고자 하였다. 이에 대한 연구문제로 소그룹을 이용한 탐구활동 수업과 반성적 탐구활동수업 중 반성적 에피소드의 차이가 있는가, 소그룹내의 그룹상호작용의 특징에 따른 반성적 탐구유형의 차이는 있는가를 설정하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 2개 학급을 선정 기존의 우리나라 교육과정에 의거한 탐구활동수업 4차시, 반성적 탐구교육과정 수업 4차시를 각각 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동 분석틀과 반성적 탐구의 3가지 맥락을 통해 분석하였다. 연구 결과 두 교육과정 모두 도입에서 두 교육과정 모두 A-AD맥락의 반성적 탐구가 전형적으로 자주 나타나며, 반성적 탐구 교육과정수업에서는 AD-SR가 주로 나오는 것으로 보아 과제활동초기에 역할 분담과 과제 활동의 전략을 세우며, 전략을 세울 때 영역개념을 이용하는 것을 안수 있었다. 우리나라 교육과정 수업에서는 반성적 탐구진술이 간단하고 계획과정이 짧으며, 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구를 하는 것으로 나타났다. 전개부분에서는 두 교육과정모두 DI-DP, DI-A맥락의 반성적 탐구가 나타나 자료 항목과 자료 패턴 그리고 인공물과 관련시키는 반성적 탐구가 공통적으로 나타나며 반성적 교육과정수업에서는 대체로 자료 맥락의 영역개념과 과제 맥락을 연결시키는 반성적 탐구가 잘 나타나고 있다. 반면 우리나라 교육과정에서 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구가 나타났다. 정리단계에서는 반성적 교육과정 수업에서는 DC-DP가 주로 나타났으며 우리나라 교육과정수업에서는 DC-DP DP-AD맥락의 반성적 탐구가 나타났다. 정리활동에서 우리나라 교육과정은 반성적 교육과정보다 자료 맥락의 영역개념을 더 자주 이용하고 다양한 맥락의 반성적 탐구가 나오고 있으며, 이는 우리나라 교육과정의 학습지의 활동이나 문제는 학생들에게 익숙하고, 자료 패턴을 가지고 행동결정으로 연결짓는 활동이 명확히 제시되었기 때문이라고 판단된다. 두 그룹의 상호작용 특징에 따른 반성적 탐구의 성향의 차이는 도입단계에서 그룹의 특징과 상관없이 A-AD, AD-SR맥락의 반성적 탐구가 나왔으며 전개와 정리단계에서는 N그룹에서는 DP와 관련된 의미 있는 반성적 탐구가 나오는 반면 M그룹에서는 이러한 맥락의 반성적 탐구는 아주 드물게 나타나며, GN과 관련된 행동결정이 자주 보이고 있었다. 정리활동시 주로 하는 기록 활동에서 N그룹에서는 다양한 맥락에서 반성적 탐구를 하고 있는 것에 비해 비교 그룹에서는 서로 견제하고 확인하는 상호작용의 특징에서 나타나는 AD-SR맥락의 반성적 탐구가 자주 나타났다. 반성적 탐구 척도 두 그룹을 비교 했을 때 CON 상호작용의 특징이 낮게 나타나는 N그룹이 양적으로 그리고 내용적으로 더 의미 있는 반성적 탐구를 했다

• 과학교육연구지
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• 제44권2호
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• pp.205-213
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• 2020

이 연구에서는 디지털 탐구도구로 측정한 데이터를 활용하는 과학 탐구 수업에서 초등학생의 지식정보처리역량과 협력적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 경남 S시의 초등학교 5학년 3개 학급을 실험집단, 3개 학급을 통제 집단으로 선정하였다. 통제집단은 전통적인 강의식 수업을 하였고, 실험집단은 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업을 하였다. 수업 후 검사를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생들의 지식정보처리 역량 향상에 도움을 주었다. 둘째, 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생의 협력적 문제 해결력을 신장시켰다. 이상의 결과로부터 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생의 지식정보처리역량과 협력적 문제해결력 향상을 위해 필요함을 알 수 있었다. 이번 연구를 바탕으로 향후 디지털 탐구도구로 측정한 데이터를 활용하는 과학 탐구를 활성화할 수 있는 구체적인 교수·학습 환경에 관한 연구가 필요하다.

• 과학교육연구지
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• 제45권3호
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• pp.304-316
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• 2021

이 연구의 목적은 소그룹 자유 탐구에서 학습자들끼리 서로의 탐구에 대해 비판적 의견을 제시하는 활동에서 학생들이 제시한 의견을 분석하는 것이다. 41명의 학생들이 한 학기 동안 자유 탐구를 수행하면서 탐구 계획 단계와 종료 직전 단계에서 비판적 의견 제시 활동에 참여하였다. 두 차례의 활동에서 각각 595개, 233개의 피드백이 제시되었으며, 탐구 과정을 토대로 한 범주로 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 탐구 계획에 대한 의견 제시 활동에서 '문제인식 및 가설설정', '탐구 설계' 영역에 많은 피드백이 제시되었는데, 특히 '연구 문제 수정 및 추가', '연구 대상 및 조건', '변인 통제'와 관련된 의견이 많았다. 둘째, 탐구 수행 결과에 대한 의견 제시 활동에서는 '보고서 작성'과 관련된 피드백 의견이 많았으며, '탐구 설계' 영역에 대한 의견도 많이 제시되었다. 연구 결과를 바탕으로 학생의 소그룹 자유탐구에서 비판적 의견제시 활동의 적용과 관련된 시사점을 논의하였다.