• 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.

• 영재교육연구
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• 제21권4호
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• pp.1033-1053
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• 2011

본 연구는 역사적 발견을 이루어낸 과학자 가운데 멘델(Mendel, Gregor Johann, 1822-1884)의 과학적 사고과정을 활용하여 과학영재교육프로그램을 개발하고, 이 프로그램을 학습한 학생들의 문제발견 및 가설설정 능력의 변화를 측정하여, 프로그램의 효과성을 검증하는데 목적을 두었다. 이를 위해 먼저, 멘델이 유전법칙을 확립하는 과정에서 나타낸 과학적 사고과정을 분석하여 특징적 탐구요소를 추출하였다. 추출된 탐구요소 가운데 문제발견과 가설설정을 적용한 프로그램으로서 완두를 활용한 모의실험탐구중심의 과학영재교육프로그램을 개발하였다. 개발한 과학영재교육프로그램은 대학교 부설 과학영재교육원 소속 중학교 1, 2학년 학생 19명(남학생 11명, 여학생 8명)을 대상으로 적용되었다. 적용한 결과, 학생들은 문제발견 능력의 하위요소 융통성, 정교성, 독창성이 신장되었고, 가설설정 능력의 논리성도 신장되었다. 이에 개발된 과학영재교육프로그램은 중학교 과학영재로 선발된 학생들의 문제발견 및 가설 설정 능력을 향상시키는데 효과가 있는 것으로 고찰되었다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.547-558
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• 2007

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교 분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 '예상한 것 검증하기' 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의 탐구 활동에서 참 과학 탐구를 반영하고 있는 정도에도 차이가 발견되었다. 한국에는 학생들이 스스로 연구 문제를 착안하는 활동이 전혀 없었으나 싱가포르에는 이러한 활동이 있었으며, 연구 설계 항목에서 한국의 탐구 활동에는 없는 변인 설정, 변인 통제 활동이 싱가포르에는 발견되었다. 연구 결과는 교과서 탐구 활동을 구성할 때 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도 등의 요소가 고르게 포함되도록 할 필요가 있으며, 참 과학 탐구 요소를 적절히 반영할 필요가 았다는 것을 시사한다.

• 한국도서관정보학회지
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• 제40권1호
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• pp.471-492
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• 2009

탐구수업은 학생들이 자신의 학습활동에 적극적으로 참여하여 스스로 문제를 제기하고, 해결하는 역동적인 과정이다. 탐구수업은 교사가 지식을 전달하는데 그치지 않고, 학생스스로가 지식을 발견할 수 있도록 도와주는 촉진자로서의 역할을 수행한다. 그러나 현행 탐구수업은 학교도서관과의 연계성 부족, 사서교사와 교과교사간의 협력 부족, 실무적으로 적용할 수 있는 탐구수업 모형이 미흡하다는 문제가 있다. 반면에 정보의 접근, 평가, 이용능력 신장을 목표로 하는 정보활용능력은 탐구과정과 밀접하게 관련되어 있다. 이에 본 연구에서는 리피트(Lippitt)의 탐구과정과 정보활용과정모형(Big6 Skills, Pathways to Knowledge, I-Search, 8Ws, IP, IRP)을 비교 분석하여 탐구수업에 적합한 기능, 전략, 활동을 추출하였으며, 이를 바탕으로 정보활용과정에 의한 탐구수업의 정교화 모형을 설계하였다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제7권4호
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• pp.319-336
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• 2005

이 연구는 디피가 가지는 여러 가지 성질을 확인하고 디피 활동에서 제기될 수 있는 문제와 추측을 탐구하려는 것이다. 디피는 간단한 삘셈 활동이지만 여러 가지 수학적 사고가 일어날 수 있는 장이 된다고 생각한다. 연구자는 디피 활동에서 제기될 수 있는 여러 가지 문제와 추측을 제시하고, 엑셀과 연구자가 직접 개발한 디피 프로그램을 활용하여 관련 문제를 해결하고 추측을 검사하였으며 관련 자료를 제시하였다. 이 연구에서 제시된 탐구 문제와 자료 및 결과는 초등학교의 일반 학생은 물론 영재 학생에게 수학적 사고 활동을 위한 좋은 자료로 역할을 하리라 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제39권2호
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• pp.267-277
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• 2015

본 연구에서는 초등학교 교사들의 과학 탐구 지도에 대한 인식을 조사하였다. 먼저 교사들의 탐구 지도 경험에 대해 자유롭게 서술하도록 하여, 교사들이 인식하고 있는 탐구 지도 유형을 세 가지로 분류할 수 있었다. 관찰, 분류, 측정, 예상, 공정한 비교 등을 강조하는 '과학 과정기능 중심' 범주, 학생들이 스스로 문제를 생성하도록 하는 '과학 문제 발견' 범주, 그리고 제시된 절차에 따라 실험을 수행하며 과학적 개념이나 내용을 증명하는 '개념이나 내용 예증' 범주이다. 다음으로 18개의 활동이 각각 적힌 카드를 '탐구를 통한 과학 수업' 카드를 중심으로 한 이차원적 평면에 자유롭게 배치하도록 한 후, 중심 카드와 각 카드 사이의 상대적인 거리를 측정하였다. '학생들이 적절한 절차를 설계하고 수행'하는 것이 탐구와 가장 밀접하게 관련 있는 활동으로 인식되고 있었다. 이러한 결과는 (예비)교사의 탐구 이해도를 증진시키기 위해 적극 활용되어야 하고, 나아가 초등학교 현장에서 탐구를 통한 과학교육이 보다 활성화되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권1호
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• pp.16-24
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• 2006

본 연구에서는 실생활 소재를 사용한 문제해결형과 과제해결형 탐구 활동을 적용했을 때, 학생 간 상호작용의 양상을 조사하였다. 연구를 위해, 충북 청원군 소재 중학교 3학년 학생 5명의 실험 수업을 관찰하고, 녹음 및 녹화 후 기록 원고를 작성 분석하였다. 학생들의 대화를 질문, 설명, 사고, 메타인지의 4가지 상호작용 유형으로 분류하고, 각 유형별 학습 접근 수준은 심층적-피상적 접근으로 분류하였다. 실험 형태별 언어적 상호작용의 수와 학습 접근 수준 비교 결과, 문제해결형 탐구실험은 문제점 발견에서 해결까지 상호작용의 수가 문제 발생 이전에 비해 2배 가량 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 심층적 접근 수준의 상호작용의 수도 4배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 과제해결형 탐구실험에서는 실험과정 중 상호작용의 수가 고루 분포하였다. 또한 학생들은 문제해결형 탐구실험에서 보다 많은 심층적 접근의 상호작용을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권6호
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• pp.765-774
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• 2006

이 연구의 목적은 과학적 문제발견 능력을 신장시키기 위한 수업 방향을 제시하는 것이다. 이를 위해서 연구 대상자들은 협동 활동과 개별 활동을 통해 낮게 구조화된 과학적 문제 상황에서의 문제발견 과제를 수행하였으며, 문제발견 활동에 대한 심층적인 분석을 하였다. 분석 결과, 협동 문제발견 활동은 '문제 상황 탐색', '기존 지식 및 경험 표출', '잠정적 문제의 적절성 논의', '다양한 문제 생성', '최선의 문제 선택'의 다섯 단계를 거치는 것으로 나타났다. 또한 협동 문제발견 활동은 기존 지식이나 직간접 경험에 크게 의존하며, 문제 상황과 관련된 다양한 과학적 개념이 자연스럽게 표출되는 것으로 나타났다. 협동 활동을 통해 발견된 문제에 대한 창의성 요소 점수와 독창적 문제선택에 대한 일치 정도는 대체로 높은 편으로 나타났다. 또한 열린 문제 상황에서 발견된 문제의 유형이 닫힌 상황보다 더 다양한 것으로 나타났다. 또한 학생들은 문제발견 활동이 과학적 개념이나 사고력 및 탐구 능력을 신장시키는데 긍정적인 영향을 준 것으로 인식하고 있었다. 따라서 교사는 첫째, 문제발견에 필요한 지식이나 정보를 탐색할 수 있는 교육적 환경을 조성해야 한다. 둘째, 과학 지식과 경험의 폭을 넓힐 수 있는 다양한 기회를 제공해야 한다. 셋째, 학생들의 지식과 경험을 자유롭게 표출할 수 있는 수업 분위기를 조성해야 한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.253-264
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• 2011

정보교과는 2007년 개정 교육과정을 통해 '정보'로 과목의 명칭을 통일하고, 교과의 특성을 반영한 문제해결 능력을 중시하는 교육으로 변화를 거듭하였다. 이에 본 연구는 '정보' 교과의 '문제 해결 방법과 절차' 영역이 학생들의 능력을 높이는 데 기여할 수 있을 정도의 탐구적 경향을 보이는 지 알아보았다. 검정 교과서 중 채택율이 높은 4종의 교과서를 Romey 분석법으로 분석한 결과, 본문 분석에서는 1개 교과서만이 탐구적 경향을 보인 반면, 교과서 활동 지수는 각 교과서마다 충분한 정도의 탐구적 경향을 나타내었다. 그러나 내용의 구성에 있어서 사용된 소프트웨어들이 상용이거나 특정 프로그래밍 언어에 귀속되는 문제가 발견되었다. 본 연구는 학교 교육에서 교과서의 선택만으로도 내재적 불평등의 가능성이 제기될 수 있으므로 교과서는 최대한 객관적으로 기술되어야 하고 특정 학습 환경에 종속되지 않도록 구성되어야 함을 시사점으로 발견할 수 있었다.