• 한국교육논총
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• 제38권3호
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• pp.167-188
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• 2018

본 연구는 과학고등학교 및 중고등학교의 생명과학 탐구활동 중 안전사고를 개선 할 수 있는 방안이 무엇이 있는지 교과목상의 탐구와 자율 탐구 주제를 고려하여 안전교육 강화방안에 대해서 제안하고자 하였다. 2009 개정 교육과정을 검토하여 생명과학 교과목에서 제시하는 탐구활동과 과학고등학교에서 수행되는 자율탐구에 대한 주제를 조사하였다. 무엇보다도 안전사고 예방을 위해 기본 안전수칙 및 일반적인 주의사항에 대한 안전교육을 반복적 실시의 필요성을 제안하고자 하였다. 또한 각 탐구 주제별 유의사항을 명확하게 제시해야 할 것으로 사료된다. 또한 교육과정에서 제시하는 탐구활동과 자율탐구 주제에 따라 고려해야 하는 안전요소를 구체화하여 제공함으로써 학생들의 무지에 의한 안전사고를 겪지 않도록 해야 할 필요가 있다. 나아가 탐구 설계 및 수행 시 사전 유의사항에 발생되는 폐기물 처리에 대한 규칙을 명확히 부여하고 폐기물 처리 체계를 정비해야 할 것이다. 무엇보다도 안전과 관련된 정보를 손쉽게 접근하여 확인하도록 하고 탐구 종료 시 정리 및 사용물품의 인수인계를 확실히 함으로써 생명과학 탐구활동 시 안전사고 발생을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.209-218
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• 2021

이 연구는 탐구보고서에 기반하여 화학교사의 학생 역량 평가 실태를 알아보았다. 이를 위해 2020학년도 1급 화학 정교사 연수를 수행한 2개의 대학에서 연수를 수강한 화학교사를 대상으로 탐구보고서를 수합하였다. 교사들이 탐구보고서를 통해 학생의 어떠한 역량을 평가하고 있는지를 국가수준학업성취도 평가틀에서 제시한 과학과 교과 역량을 이용하여 분석하였다. 총 63명의 화학교사 탐구보고서를 수집하였으며, 이를 역량별, 각 역량의 하위 요소별, 세부 요소별로 분석하여 실태를 분석하였다. 연구결과, 대부분의 화학교사들은 탐구보고서를 통해 '과학적 탐구 및 문제 해결 능력'을 평가에 반영하고 있었다. 지필평가를 통해 주로 평가하는 '과학 원리의 이해 및 적용 능력'은 탐구 시작 시 선수학습의 확인으로 일부 사용되고 있었으며, '과학적 의사소통 능력'을 평가 하는 비중은 크지 않았다. 탐구보고서를 통해 '과학적 탐구 및 문제 해결력' 의 경우 '탐구 설계 및 수행', '자료의 분석과 해석', '결론 도출 및 해결 방안 제시'가 주로 평가되고 있었으며, '문제 발견 및 인식'과 '모형의 개발과 사용'은 거의 평가되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.81-94
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• 2024

이 연구에서는 생활 속 위험 문제 중 하나인 '소음'에 대해 예비교사들이 수행한 과학탐구 사례를 중심으로 서로 다른 유형의 데이터 활용에서 나타나는 인식적 특징을 탐색하고 비교하였다. 이를 위해, 소음에 대한 탐구 보고서를 수집하고, 탐구 보고서에서 1차 데이터와 2차 데이터가 어떻게 과학탐구에 활용되는지, 데이터의 유형에 따라 탐구 설계, 자료 수집 및 분석 과정이 어떻게 달라지는지를 분석하였다. 연구 결과, 센서 기반의 1차 데이터는 핵심 현상을 측정하고 관찰하는 주체가 탐구자 자신이지만, 2차 데이터는 공공 기관에서 이미 측정 대상과 방법을 결정하여 데이터로 제시하였기 때문에 예비교사들은 공공 데이터의 특징을 먼저 조사하고 탐구 목적에 맞게 선별적으로 활용하였다. 이러한 차이로 인해 탐구 과정에서 요구되는 인식적 고려 사항과 방식이 서로 달랐다. 끝으로 이러한 연구 결과가 과학탐구 교수학습 및 탐구 지도를 위한 교사교육, 그리고 변동성과 불확실성이 극대화될 VUCA 시대를 대비한 위험 대응 역량 교육의 측면에서 갖는 교육적 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권5호
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• pp.385-393
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• 2006

연구에서는 고등학교 화학 수업에서 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시하고, 학생들의 인지 수준에 따른 과학 탐구능력, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과와 수업에 대한 인식을 알아보았다. 서울에 소재한 남자 고등학교 2학년 4개 학급의 학생들(92명)을 대상으로 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시한 처치집단과 실험과정이 모두 제시된 실험 수업을 실시한 통제집단으로 배치한 후, 화학의 ‘금속과 그 이용' 단원에 대해서 수업을 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습은 과학 탐구능력 향상에 관해서 실험설계, 자료 변환 및 해석, 가설검증의 영역에서 유의미한 효과가 있었으며 문제 파악 및 정의, 가설설정의 영역에서는 효과가 없었다. 한편, 개방적 과학 탐구학습에서 학생들의 역할 및 수행할 과제의 증가로 인해 과학 수업에 대한 태도는 처치집단에 부정적인 효과가 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-578
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• 2008

이 연구에서는 학생들이 개방적 참탐구 활동에서 참과학의 인지과정을 경험함에 따라 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 과학고등학교 1학년 학생들에게 인식론적으로 참과학의 특성을 반영하는 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고, 이들 학생들 가운데 과학의 본성에 대한 학습이 이루어지거나 실패한 4명의 학생들을 선정하여 사례연구를 실시하였다. 초점 학생들이 탐구를 수행하면서 제기한 질문들과 사전 사후 과학의 본성 검사지(VNOS-C형) 답변을 분석하고 반구조화된 면담을 통해 답변을 정교화할 수 있는 기회를 제공하였다. 그 결과 개방적 참탐구 활동은 학생들에게 과학의 본성에 대한 이해를 돕는 탐구 상황을 제공한다는 것과 학생들의 인지적 특성이 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 학생들에게 실험을 설계하고 수행하도록 함으로써 과학적 방법과 연구의 다양한 형태에 대해 이해하게 되었고, 정해진 답이 없는 실험에서 얻어진 데이터로부터 결론을 도출해내는 과정에서 과학의 추론적 특성을 경험하는 것을 확인하였다. 또한 변칙데이터를 경험하게 됨으로써 과학지식의 형성에서 추론의 역할과 창의성을 이해하는데 도움이 되었다. 이러한 탐구 상황에서는 동료들과 논의를 많이 하게 되는데 이때 반성적 사고 특성을 가진 학생은 실험 설계 및 데이터 해석에서의 타당성에 대해 생각하게 됨으로써 추론의 불확실성, 이론의존성에 대한 이해로 발전하였다. 또한 확산적인 사고 특성을 가진 학생은 유추적인 사고로 연결되어 과학의 창의성을 이해하는 데에 도움이 되는 것을 확인하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.235-253
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• 2017

본 연구의 목적은 최근 20년간 국내외 문헌에 나타난 지질 답사 교육 사례가 야외 지질학 탐구 요소를 어떻게 반영하고 있는지 교육 대상별로 비교 분석하는 것이다. 분석 대상 사례는 총 53건이며, 분석은 야외 지질학 탐구 요소 및 하위 요소에 대해 수행되었다. 분석 결과, 야외 지질학 탐구 요소 반영양상에서 초중고생 대상 지질 답사 교육 사례와 지질학 관련 전공생 대상 사례 간 명확한 차이가 드러났다. 초중고생 대상 답사는 주로 교육 과정에 기반하여 설계되었기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 관찰, 표상, 귀추적 추론 중 2~3가지를 포함하는 경우가 많았다. 반면 지질학 관련 전공생 대상 답사는 지질 전문가 양성을 목적으로 하기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 4~5개를 다양하게 포함하고 있으며 공간적 사고 및 통시적 사고의 비율도 높게 나타났고, 지질도 작성 등 전문 기술을 요구하는 활동이 자주 활용되었다. 과학 교사 대상 답사는 초중고생 및 지질학 관련 전공생 대상 답사의 특징이 혼합된 형태로 나타났다. 포함된 탐구 요소의 다양성, 지질학자가 수행하는 활동과의 유사성, 학습자의 자율성 등을 종합적으로 고려했을 때 지질학 관련 전공생 대상 답사가 다른 교육 대상의 답사보다 야외 지질학 탐구의 실제성이 높은 것으로 평가되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 참 과학 탐구로서 지질 답사교육의 활용을 위한 시사점을 제시했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.545-562
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• 2019

이 연구의 목적은 고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하고, 그 적용 효과를 탐색하는 것이다. 이를 위해 문헌 연구 및 선행 연구 결과를 토대로 통합 탐구 기능 교육을 위한 수업용 자료 1종과 학생들이 자신의 탐구 능력 수준에 맞추어 선택적으로 학습할 수 있는 개별 학습용 자료 2종을 포함한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 수준을 조사하기 위한 도구로 가설-연역적 탐구 형식으로 구성된 사전, 사후 검사용 탐구 과제를 1개씩 개발하였다. 인지적 스캐폴딩 도구의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 추리 통계를 실시하였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구의 적용 여부에 따른 고등학생들의 통합 탐구 능력을 Rasch 모형에 따른 Wrightmap을 산출하여 비교하였고, 통합 탐구 기능의 각 요소에 대한 학생들의 수준 변화 양상을 확인하였다. 연구 결과, 인지적 스캐폴딩 도구를 사용했던 실험군은 대조군에 비해 탐구 설계, 자료 수집 및 변환, 자료 해석, 결론 도출 등 모든 평가 요소에서 유의미하게 높은 점수를 보였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구를 활용했던 학생들은 전반적으로 통합 탐구 능력이 향상되었고, 통합 탐구 기능의 각 요소에서 높은 수준으로 뚜렷하게 변화되는 양상을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 학생들이 과학 탐구를 수행하는 과정에서 직면하는 기능적 장벽을 완화 또는 제거하기 위해 인지적 스캐폴딩 도구를 적극적으로 활용할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.173-186
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• 2019

이 연구는 과학 활동의 인식론적 논제에 초점을 둔 탐구 실험을 설계 및 시범 적용하고, 실험 활동과 반성적 논의를 분석하여 교육적 함의를 도출하고자 하였다. 사범대학 과학교육과에 소속된 대학원생 3명이 자발적으로 연구에 참여하였다. 연구참여자들은 실험 1에서 안정적 탐구의 특징을 보여주었지만, 실험 2의 작지만 지속적인 변화는 실험을 새로운 설명체계를 찾는 유동적 탐구의 국면으로 이끌었다. 연구참여자들은 여러 가지 밑천을 동원해서 새로운 가설과 모형을 제안하고, 이를 검증할 추가 실험을 요청하였다. 반성적 논의과정에서 연구참여자들은 다음과 같은 세 가지 인식론적 논제를 이끌어 냈다. 첫째, 실험 초기에 자신의 관찰이 이론 의존적이었다. 둘째, 관찰사항이 더 이상 이론에 의존할 수 없는 위기 국면에 봉착하면 관찰과 이론의 조정이 진행된다. 셋째로 관찰과 이론의 관계에 따라 안정적 탐구나 유동적 탐구가 수행된다. 이상의 연구 과정과 결과를 토대로 도출된 예비교사 교육의 함의는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서는 안정적 탐구에 뒤이어 유동적 탐구가 자발적으로 진행 될 수 있음을 보였으며 그 활동의 예시를 함께 제시하였다. 둘째, 이 연구에서는 탐구에 뒤따른 반성적 논의를 통해 연구참여자들이 자신의 경험에 기반하여 인식론적 논제를 이끌어 낼 수 있음을 확인하였다.

• 공학교육연구
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• 제11권2호
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• pp.90-101
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• 2008

이 연구는 STEM 통합 접근의 사전 공학 교육 프로그램 모형을 개발하기 위해 수행되었다. 연구의 목적을 달성하기 위해서 관련 문헌 고찰과 전문가를 대상으로 한 타당도 조사를 실시하였다. 이 연구에서는 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 모형 개발과 관련하여 다음과 같은 세 가지 결과를 산출하였다. 첫째, 과학, 기술학, 공학, 수학 각각에 대한 개념, 고유의 탐구 방법과 지식 구조 및 영역을 확인하고, 이에 대한 타당도 조사를 통해 STEM 통합 접근의 개념 모형을 구성하였다. 둘째, STEM 통합 접근의 통합 핵심 요소, 활동유형, 교육 프로그램 수행 학습 인원, 교육 프로그램 수준을 탐색하고 이를 바탕으로 하여 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 개념 모형을 구안하였다. 셋째, 주제 중심 통합 접근에 따른 탐구 프로젝트 활동, 문제 중심 통합 접근에 따른 문제 해결 활동, 설계 중심 통합 접근에 따른 창의 공학 설계 활동 각각의 교육 프로그램 구성 단계를 제시하여 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 구조화를 꾀하였다.

• 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.