• 대한화학회지
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• 제56권3호
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• pp.371-377
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• 2012

이 연구에서는 대구 지역 중학교 2학년 165명이 작성한 자유 탐구 보고서를 주제 영역, 탐구 가설, 그리고 탐구 변인의 측면에서 분석하였다. 여름방학이 시작되기 전 2시간 동안 오리엔테이션을 진행하면서 탐구 과정에 대해 소개하고, 주제를 탐색하도록 하였다. 여름방학 동안 학생들은 주제 선정, 실험설계 및 수행, 자료 수집 및 분석, 결과 보고서 작성 등의 과정을 스스로 진행하였다. 여름방학 후, 결과보고서를 제출받으면서 학생들이 주제 선정에서 활용한 자료의 출처, 가설의 정의, 그리고 탐구 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 인식도 조사하였다. 보고서의 주제 영역은 물리, 화학, 생물, 지구과학, 생활 영역으로, 보고서에 기술된 가설은 예측 가설과 설명 가설로 분류하였고 가설의 정의에 대한 학생들의 인식과 비교하였다. 탐구 주제, 탐구 가설, 실험 설계 부분에 제시된 탐구 변인을 분석하여 범주형, 연속형, 불확실 유형으로 분류하였다. 연구 결과, 주제 영역 중 화학 영역의 보고서가 가장 많았고, 다음으로 생물과 생활 영역이 많았다. 전체 165개 보고서 중 130개에 탐구 가설을 포함하고 있었는데, 이들 중 대부분은 예측 가설에 해당하였다. 보고서에 제시된 탐구 변인을 분석한 결과, 탐구 주제와 탐구 가설에 기술된 독립 변인과 종속 변인은 불확실 유형이 많았다. 그러나 실험 설계 부분에 기술된 변인들은 불확실 유형이 많이 줄어들었고, 범주형 변인이 증가하였다. 탐구 수행 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 질문에 학생들은 주제 선정 단계를 가장 많이 선택하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.57-70
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• 2004

본 연구는 선행 연구에서 도출한 CSILE에서의 협력적 지식구축에 영향을 주는 변인들간의 관련성을 규명하기 위한 후속연구이다. CSILE는 학습자들의 지식구축을 지원하는 환경으로 학습공동체의 탐구과정을 지원하기 위해 활용된다. 본 연구는 CSILE 기반의 초등학교 과학과 탐구학습을 대상으로 선행연구를 통해 밝힌 변인, '지식의 이해', '과학적 소양', '학습 의도'간의 관련성을 살폈고, 각각의 변인이 탐구력을 예측할 수 있는지 분석하였다. 실험 결과, 과학과 탐구에 대한 학술적인 의도가 지식의 이해와 과학적 소양과 관련이 있음을 알 수 있었다. 또한, 탐구력을 예측할 수 있는 변인으로서 과학적 소양의 해석력을 검증하고, CSILE 기반의 탐구학습에서 과학적 소양의 증진을 위해 고려해야 할 사항을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.674-683
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• 1999

본 연구의 목적은 문제를 스스로 진술하고 방법 및 해를 스스로 찾는 자유 탐구와 문제와 방법이 모두 주어진 안내된 탐구의 경우, 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 생각을 과학자와 비교하기 위한 것이다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년이다. 자유 탐구의 경우 3개 반에서 과학 성적이 상위 1/3 이내에 드는 학생들을 연구 대상으로, 연구자가 개발한 설문지를 이용하여 변인 판별과 실험 설계를 통한 변인 통제를 조사하였다. 안내된 탐구에서는 반 전체를 그 대상으로 하였다. 안내된 탐구의 경우 3반 모든 학생을 대상으로 하여, 대상 학생들에게 교과서 실험 제목과 과정을 제시하고 변인을 판별하도록 하였다. 안내된 탐구의 경우, 제시된 실험에서 제시된 문제의 변인이 두 개 임에도 불구하고, 문제와 관련된 변인을 하나 이상 판별한 학생들이 매우 적었다. 자유 탐구의 경우, 판별한 변인의 수는 2-3개로 증가하였으나 실험 설계를 통하여 학생들의 변인 통제를 조사한 결과, 독립 변인과 종속변인을 혼동하거나, 오개념으로 적절하게 판별하지 못하며, 공변화시키는 모습을 보였다. 이러한 결과로부터 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 2가지 수준을 판별하고, 이를 과학자들의 생각과 비교하였다.

• 대한화학회지
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• 제58권5호
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• pp.478-489
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• 2014

이 연구의 목적은 변인 탐색 활동을 강화한 탐구 수업 전략을 개발하고 이 전략이 학생들의 창의적 사고력, 비판적 사고력 신장에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 변인 탐색 활동을 강화한 탐구 수업 DPAS 네 단계 모형인 '변인 찾기, 변인 배제, 변인 통제를 활용한 창의적 문제 해결력 탐구 수업 모형'을 개발하고 이 모형에 따라 구체적인 대학교 화학 실험 수업 전략을 개발하였다. 그리고 예비 과학 교사를 대상으로 개발한 수업 전략을 한 학기 동안 실시하였다. 그 결과, 창의적 사고력이 통계적으로 유의미하게 신장되었다(p<.05). 검사 도구의 하위 항목 중 문제 인식, 가설 설정, 변인 통제, 자료 해석 및 자료 변환에서 창의적 사고력이 유의미하게 신장된 것으로 나타났다. 또한, 비판적 사고력도 통계적으로 유의미하게 신장되었다(p<.05). 검사 도구의 하위 항목 중 가설 설정, 결론 도출 및 일반화에서 비판적 사고력이 유의미하게 신장된 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.297-301
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• 1998

학생들이 무엇을 탐구로 생각하는지 알아보기 위하여 학생들이 여름 방학 과제로 제출한 자유 탐구보고서의 제목을 분석하였고 제목 속에 종속 변인과 독립 변인이 포함되어 있느냐 하는 것과 변인들의 성질(범주형, 연속형)을 준거로 탐구 보고서 제목을 9가지 유형을 나눌 수 있었다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년 4개 학급 141명으로 남녀 혼성이다. 이러한 유형들의 빈도를 조사한 결과 대부분의 학생들이 보고서 제목에 변인을 명확하게 기술하지 않으며, 변인을 기술한 학생들도 주로 범주형의 변인만을 기술함을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.255-263
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• 2001

중학교 '전기와 자기' 에 대한 개방적 탐구 과제는 관찰을 통한 서술적인 결과 처리가 특징인 정성적 과제와, 변인통제를 통한 정량적 결과 처리가 특징인 정량적 과제로 나눌 수 있다. 본 연구의 목적은 두 종류의 과제에 대한 중학교 2학년 학생들의 탐구 수행 특징을 탐구 과정을 중심으로 분석하는 것이다. 학생이 작성한 '탐구 보고서' 및 '탐구 활동 평가서' 그리고 연구자의 관찰 및 면담 자료를 분석하였다. 정성적인 과제에 대한 탐구에서는 자신의 생각과 다른 뜻밖의 관찰을 인지하고 처리하는 것이 어려운 점이었고, 정량적인 과제에 대한 탐구에서는 여러 개의 변인을 다루고, 신뢰롭고 타당한 측정을 하며, 정량적으로 결과를 처리하는 것이 어려운 점이었다. 정성적인 과제에 대한 탐구에서는 자신이 제시한 탐구 방법 및 결과의 부족한 점을 인지하고 있었는데 반해, 정량적인 과제에 대한 탐구에서는 부족한 점을 거의 인지하지 못했다. 이러한 결과는 기존의 실험실습과는 다른 개방적인 탐구를 지도할 때, 정성적인 과제의 경우 뜻밖의 관찰 결과를 신뢰롭고 타당하게 처리하도록 지도하는 것이 중요하며, 정량적인 과제의 경우 여러 개의 변인을 다루는 방법 및 신뢰롭고 타당한 측정 방법을 지도하는 것이 중요하다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-11
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• 2002

이 연구는 초등학교 5학년 학생들의 과학 탐구능력에 영향을 미치는 학습환경 변인을 분석하기 위하여 초등학교 학생 200명을 대상으로 조사, 분석하였다. 이러한 조사 결과 지역에 따라서 학습환경 변인의 획득 점수에 차이가 있었으며, 학교와 관련된 범주의 수준에 따라서 과학 탐구능력에 차이가 존재하였다. 또한, 초등학교 5학년 학생들의 과학 탐구능력과 교사와 학교에 관련된 범주와 유의미한 상관을 보였으며, 전체 학습전략과도 유의미한 상관관계가 있었다. 이러한 연구 결과로 볼 때, 학습환경 변인이 과학 성취도와 과학 태도에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구와 초등학교 5학년에서 나타나는 학습환경 변인의 점수 차이가 중학교와 고등학교에서 어떠한 영향을 줄 것인지에 대한 추가적인 연구가 이루어지길 기대한다.

• 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.

• 대한화학회지
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• 제58권6호
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• pp.667-680
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• 2014

본 연구의 목적은 과학 수업 시간에 비례, 보존, 변인 통제, 확률, 상관, 조합 논리 활동을 강화한 탐구 교수 전략을 개발하고 이를 적용함으로써 그 효과를 검증하는 것이다. 이를 위해서 논리적 사고력 강화 모형인 MCP(M: 동기 유발단계, C: 갈등 유발 단계, P: 문제 해결 단계)모형을 개발하였으며 이를 탐구 과정에 적용하여 논리적 사고력을 강화한 탐구 교수 모형을 개발하였다. 이 후 중학교 1학년 과학 교과서 내용에 있는 논리 사고 요소를 추출한 후에 이 논리 사고 요소들을 MCP 모형으로 변형하여 중학교 1학년용 탐구 과학 교수 전략들을 개발하였다. 대부분 구체적 조작 수준이거나 과도기 수준인 중학교 1학년 학생들을 대상으로 개발한 교수 전략을 2011년 5월부터 12월까지 60차시 동안 실시한 후 이 교수 전략이 논리적 사고력에 미치는 효과를 알아보았다. 그 결과 논리적 사고력은 유의미하게 향상되는 것으로 나타났다(p<.05). 특히 보존 논리, 변인 통제 논리, 조합 논리가 유의미하게 신장된 것으로 나타난 반면 비례 논리, 확률 논리, 상관 논리는 유의미한 향상이 없었다(p<.05). 이러한 교수 전략에 따른 논리적 사고력은 학생들의 인지 수준의 영향을 받고 있지 않은 것으로 나타났다(p<.05).