• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.84-91
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• 2020

이 연구에서는 초등학교 3~6학년 과학 교과서 과학 탐구 활동에 나타난 지식정보처리역량 요소를 알아보고자 하였다. 이를 위해 지식정보처리역량의 구성 요소를 추출하였고, 지식정보처리역량 분석틀을 구안하였다. 초등학교 3~6학년 과학 교과서 8권을 분석 틀로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 지식정보처리역량은 '수집', '분석', '조직', '선택', '평가'의 5가지 요소로 정리할 수 있다. 둘째, 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동의 지식정보처리역량의 요소는 고르게 구성되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동은 지식정보처리역량 5가지 요소 중 '수집', '분석'에 치우쳐 있었으며, '조직', '선택', '평가' 순으로 나타났다. 이상의 결과들로부터 초등학교 과학 교과에서 지식정보처리역량을 기르기 위한 과학 탐구 모형이나 과학 수업 모형이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.441-449
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• 2018

지식정보처리역량은 정보화 사회에서 필수적인 역량 중 하나이며 과학교육과도 매우 연관성이 깊은 역량이다. 본 연구에서는 과학탐구 과정에서 나타나는 지식정보처리역량의 요소를 찾아보고 중학생들이 이와 관련하여 어떠한 어려움을 겪는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 문헌 연구를 바탕으로 다양한 지식정보처리역량의 정의에서 공통된 요소인 정보 수집, 정보 처리, 정보 활용의 세 가지 요소를 추출하였다. 또한 서울시에 위치한 중학교에서 동아리 활동을 하는 학생 8명의 탐구활동을 5개월간 참여관찰 하여 자료(면담 및 관찰 전사본, 탐구 보고서, 탐구일지, 현장 노트 등)를 수집하였고, 지속적 비교분석법을 이용하여 수집된 자료를 범주화하고, 지시정보처리역량 요소와 관련된 어려움을 추출하여 분석하였다. 연구 결과 정보 수집 요소는 탐구를 진행하는 내내 관찰할 수 있었으며 정보 분석 요소는 가설설정 단계와 탐구 결과 분석 단계, 탐구 결과를 공유하는 단계에서 관찰할 수 있었다. 정보 활용 요소는 탐구 보고서 작성 및 공유를 위한 포스터 제작 등에서 확인할 수 있었다. 학생들이 겪은 어려움으로는 정보 수집에서는 정보 수집의 확실성, 체계적인 검색 전략, 정보의 신뢰성 등을 확보하지 못한 점에서 나타났다. 정보 분석에서 겪는 어려움은 분석 프로그램의 사용, 정보 변환, 연계 정보의 해석 등의 미숙함에서 나타났다. 정보 활용에서 겪는 어려움은 정보의 조직화, 효과적 표현 능력의 부족함에서 나타났다. 이 연구는 지식정보처리역량이 과학교육에서 어떠한 방식으로 자리 잡을 수 있는지 그 단초를 제공하였다는 점에 의의가 있다.

• 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.

• 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.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.417-424
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• 2022

본 연구에서는 산림교육전문가들이 자연(숲)과 사람(방문객)을 매개하는 연결자 역할을 충분히 발휘할 수 있게 하기 위한 심리학 기반 자연탐구역량 교육과정을 개발하고자 하였다. 자연에서 자신의 감각과 정서를 자각하고 명명하며 자연 관련 기억과 자연탐구지능을 발굴하여 자연에서 몰입하고 디폴트 모드 네트워크를 활성화하는 내용을 중심으로 즐거운 생활, 슬기로운 생활, 의미있는 생활의 3개로 구성된 교육과정을 고안하였다. 전문가 자문을 통해 보완한 교육과정에 따라 구성한 교육을 산림교육전문가의 직무교육으로 시행하고 참가자를 대상으로 이해도와 활용 가능성 등을 조사하여 수정하였다. 최종적으로 자연탐구역량을 정서, 인지, 실천의 3개 영역의 심리학적 개념으로 구성한 교육과정을 완성하였다. 향후 지속적 평가를 통해 본 교육과정을 발전시켜 산림교육전문가들이 자연탐구역량을 강화하여 향상된 산림교육서비스를 제공할 수 있기를 기대한다.

• 천문학회보
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• 제44권2호
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• pp.67.3-67.3
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• 2019

이 연구는 2015 개정 교육과정 내 천문영역 필수 탐구 실험 성취기준에 대한 천문학자를 대상으로 인식 조사를 수행함으로써 천문학자들의 의견을 모아 차후 교육과정 내 천문분야의 개선 방향을 찾고자 한다. 2015 개정 교육과정에서 강조하는 핵심역량이 성취 기준상에 드러날 수 있도록 천문영역 학년 군별 필수 탐구에 제시된 역량과 보완점에 대한 천문학자들의 의견을 조사한다. 연구 결과를 통해 학년 군에 적절한 핵심 역량에 해당하는 필수 탐구 실험을 재배치해보고 차후 교육과정 내 천문분야의 성취기준 개선 방향에 대해 제안해보고자 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.763-773
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• 2017

이 연구는 현장의 과학 수업의 학생들의 인성 여량에 미치는 영향을 분석하여 교과교육을 통한 인성 교육의 가능성을 제시하기 위해 탐구 전 과정에서 논의와 글쓰기를 강조한 논의-기반 탐구(Argumentbased Inquiry, ABI) 과학수업을 교수학습 전략으로 적용하였다. 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업에서 역할분담을 변인으로 하여 역할분담을 한 집단(ABI-R집단)과 역할분담을 하지 않은 집단(ABI집단)의 두 집단으로 나누어 집단별 인성 역량 변화를 분석하였다. 이를 위해 광역시에 위치한 남녀공학 일반계 고등학교 2학년을 대상으로 하여 2개 학급 51명은 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업에서 역할분담을 하고(ABI-R집단), 2개 학급 46명은 역할분담을 하지 않았다(ABI집단). 4개의 탐구 주제를 총 10시간에 걸쳐 진행하였으며, 처치 전 동일시기에 인성지수 검사를 실시하고 사후 인성지수 검사를 실시하여 변화를 분석하였다. 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업의 마지막 단계의 반성 글쓰기에 나타나는 인성 역량을 알아보았고, 과학 수업을 통한 인성 역량 함양에 대한 설문지를 통해 학생들의 인성 교육에 대한 인식 조사를 실시하였다. 과학교과의 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업에서 역할분담을 적용한 집단(ABI-R집단)이 역할분담을 하지 않은 집단(ABI집단)의 인성지수 검사 결과, ABI-R집단이 ABI집단 보다 인성 역량 변화가 통계적으로 유의미하게 높았다. 특히, 인성 역량의 하위 요소 중 공감, 책임, 존중에서 역할분담을 적용한 그룹이 역할분담을 나누지 않은 통계적으로 유의미하게 높았다. 모둠 활동과 같은 협동학습에서 역할분담을 통해 학생들은 자신의 역할을 명확하게 인지함으로써 수업에 대한 참여도가 높아지게 되고, 학생들 사이의 상호작용이 촉진되며 다른 사람을 배려하고 존중하게 된다. 그러나 협력 항목에서는 이와는 반대로 역할분담을 적용하지 않은 그룹이 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 이는 개인이 하나의 역할을 유지하지 않고, 모둠내에서 자연스럽게 자신의 역할을 형성하고 상황에 따라 역할을 교대하면서 공동의 문제를 해결하기 위해 노력하면서 협동이 높아진 것으로 보인다. 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업에 대한 학생들의 인식 조사를 분석한 결과, 학생들은 자신들의 인성 역량 변화에 도움이 된다는 인식이 많았고, 협력 항목이 가장 크게 증가할 것으로 기대하고 있었다. 이는 학생들이 논의-기반 탐구(ABI) 과학수업이라는 모둠 활동에서 서로의 이해를 공유하고, 지식 및 정보를 의사소통을 통해 공유함으로써 공동의 문제를 해결하는 것을 강조하기 때문에 인성 역량을 키우는데 도움이 될 것이라고 생각하는 것으로 볼 수 있다. 과학교과에서 모둠 활동에서 역할분담을 통해 학생들이 수업에 적극적으로 참여하도록 하되, 주어진 역할 수행에만 고정되지 않고 문제 상황에 따라 능동적으로 임할 수 있도록 수업상황을 제시할 필요가 있음을 제안하고자 한다.

• 대한화학회지
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• 제68권5호
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• pp.274-286
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• 2024

이 연구는 사범대학교 과학계열 신입생이 일반화학 실험 수업을 수행하기 위한 탐구 역량을 갖추고 있는지를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위하여 이들을 대상으로 중등학교 실험 교육 배경 조사, 화학 실험 도구 이해 평가, 탐구 과정 수행 능력 평가, 화학 실험 설계 능력 평가를 실시하였다. 연구 결과, 사범대학교 과학계열 신입생의 화학 실험 도구의 명칭과 사용법에 대한 이해가 떨어졌으며, 실험에 대한 탐구 과정을 적절하게 수행하지 못하였다. 또한, 화학 실험 설계 능력이 떨어지는 등 전반적으로 대학교에서 일반화학 실험을 수행하기에 탐구 역량이 부족한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.657-670
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• 2020

지식정보화 사회가 되면서 기존과는 다른 유형의 사회 문제들이 발생하고, 이를 파악하고 해결하는데 필수적인 역량으로 지식정보처리역량을 꼽을 수 있다. 지식정보처리역량은 정보의 수집과 분석, 활용을 할 수 있는 역량으로 학문 분야에 따라 그 적용이 달라질 수 있으므로 일반 소양적인 측면과 교과 맥락적인 측면으로 나누어 교육할 수 있다. 과학에서의 지식정보처리역량 함양 교육은 이제까지는 일반 소양적인 측면에서 주로 실행됐으므로, 과학 탐구 활동을 통해 교과 맥락적인 측면에서의 교육이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 학교 현장에서 일반적으로 적용 가능한 지식정보처리함양을 위한 데이터 기반 과학탐구 모형과 수업전략을 개발하였다. 모형과 수업전략은 설계·개발 연구방법론에 따라 문헌연구를 바탕으로 모형과 수업전략을 1차 개발하고 전문가의 조언을 듣는 내적 타당화 과정과 실제 현장에 적용하는 외적 타당화 과정을 통해 수정, 개선하여 완성하였다. 자원기반학습 이론을 바탕으로 과학탐구 모형, 데이터 과학의 특징, 통계적 문제 해결력 모형에 대한 문헌 연구를 실시하였고, 전문가 5인의 자문을 받아 CVI, IRA 값을 구하고 면담을 통해 모형과 전략을 개선하였으며 두 번의 외적 타당화 과정을 거치며 현장 적용성 높은 모형과 전략을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 탐색적 과학 데이터 분석 탐구모형(Exploratory Scientific Data Analysis Inquiry Model, 이하 ESDA 탐구모형)으로 학교의 상황에서 실행가능한 도구를 먼저 선택하고 데이터를 수집하며, 그 후 분석 과정에서 질문을 찾고, 이를 새로운 가설로 설정하여 또 다른 탐구를 진행하는 형태를 갖는다. 수업 전략은 최종 7가지 원리로 세분화 되었는데, 도구 탐색의 원리, 실생활 데이터 수집의 원리, 데이터 변형의 원리, 데이터 해석의 원리, 문제 구체화의 원리, 문제 해결의 원리, 표현과 공유의 원리이다. 각 원리는 탐구 모형과 연계되어 있으며, 교수 전략 뿐 아니라 탐구를 수행할 수 있는 환경 구성의 조건을 포함하고 있어 현장 적용성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일반적인 대규모의 학생을 대상으로 양적 연구를 실시하지 못했다는 한계가 있으나 지식정보처리 역량을 과학탐구의 관점에서 접근하여 실제적 모형과 전략을 개발했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.87-98
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• 2023

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정의 8가지 '기능'을 활용한 과학 탐구 수업을 실시했을 때 고등학생들의 과학과 핵심역량에 대한 인식 변화와 변화 이유에 대하여 조사하였다. 본 연구의 과학 탐구 수업에 전라남도 소재 고등학교 1학년 15명이 참여하였으며, 수업은 20시간(하루 5시간 4일) 진행하였다. 수업에서 이용한 탐구 활동은 연구 문제, 연구 방법, 연구 결과, 결론의 4개 활동 단계로 구성되어 있으며 각 활동 단계에 8가지 '기능 (문제 인식, 모형의 개발과 사용, 탐구 설계와 수행, 자료의 수집·분석 및 해석, 수학적 사고와 컴퓨터 활용, 결론 도출 및 평가, 증거에 기초한 토론과 논증, 의사소통)'이 최소 1회 이상 포함되도록 구성하였다. 연구 결과, 탐구 수업을 통해 학생들의 5가지 과학과 핵심역량에 대한 인식이 유의수준 0.01 기준으로 통계적으로 유의미하게 증가하였으며, 93% 이상의 학생들이 수업을 통해 과학과 핵심역량이 향상하였다고 인식했다. 하지만 본 연구의 수업은 소수 학생을 대상으로 실시하였기 때문에 수업의 효과를 일반화하기는 어려우므로, 많은 학생을 대상으로 한 정량적 연구 수행이 필요하다.