• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.558-564
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• 2004

한국과 북한의 초등학교와 중등학교 과학 교과서의 학습내용을 TIMSS의 분석틀에 따라 비교하고 그 연계성을 조사하였다. 분석 결과 한국과 북한의 과학 교과서 내용은 TIMSS 지구과학 영영 내용 분석틀의 학습요소들을 상당히 많이 공통적으로 다루고 있으나 그 내용의 수준과 범위는 한국의 교과서가 북한의 교과서보다 탐구적이고 정량적으로 기술되어 있는 것으로 나타났다. 그리고 TIMSS의 지구과학 영역 내용 분석틀의 내용요소 총 70개 중에서 한국은 74.4%에 해당하는 52개의 내용요소가, 북한은 67.1%에 해당하는 47개의 내용요소가 초 ${\cdot}$ 중등학교에 각각 반영되어 있고, 학교급간 관련 정도는 한국의 경우 초등학교와 중등학교 간의 관련성이 높은 반면에 북한은 고등학교 내에서의 관련성이 더 높게 나타났다. 한국과 북한의 과학 교과서 내용요소의 연계성 유형은 한국의 경우 13.4%가 중복, 77.0%가 연계, 9.6 %가 격차를 보였다. 그리고 북한은 14.9%가 중복, 63.8%가 연계, 21.3%가 격차를 보였다. 이로써 한국의 과학 교과서의 내용이 북한에 비해 보다 탐구적이고 정량적으로 기술되어 있으며, TIMSS의 지구과학 내용요소가 보다 많이 반영되어 있고, 내용(개념)의 연계가 보다 잘 이루어져 있음이 밝혀졌다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.81-95
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• 2009

본 연구의 목적은 야외지질학습 환경에서 과학 영재학생들이 학습의 성취를 가능하게 하는 요인들을 분석하는 데 있으며, 이를 위해 2007년도 한국지구과학올림피아드 겨울학교에 참가한 19명의 참가 학생들을 대상으로 야외지질학습에 관한 인식과 태도의 유형을 분석하였다. 야외지질학습에 관한 인식과 태도의 유형을 분석한 결과 인식의 유형은 탐구적 관점에서 경험적 탐구로 이해하고 있으며, 과학철학의 관점에서 인간 중심적 견해와 실증주의적 관점, 그리고 도구주의적 관점으로 이해하고 있었다. 태도의 유형으로 학생들의 겨울학교 참여 목적은 주로 지구과학에 관한 지식 습득에 있었으며, 과학자를 희망 진로로 선택하는 경향은 부모들 보다 학생들에게서 더 높은 경향이 나타났다. 야외지질학습에 관한 학업적 자아개념은 대체로 긍정적으로 나타나며, 긍정적 정서와 부정적 정서를 모두 경험하는 것으로 나타났다.

• 천문학회보
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• 제40권1호
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• pp.87.4-88
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• 2015

고등학교 1학년 공통과학(융합과학) 중 천문 분야의 교수 학습 지원을 위한 스마트교육 콘텐츠 자료실을 개발하였다. 공통과학과 관련한 현장 연구의 결과들은 개념 전달의 어려움과 함께 과학적 사고를 위한 탐구활동이 절대적으로 부족함을 제시하고 있다. 이에 교사들이 현장에서 활용할 수 있는 스마트교육 콘텐츠를 정리하고 이를 소개하여 학생들이 과학적인 탐구 활동을 통해 천문학 개념 이해에 도달 할 수 있도록 돕고자 하였다. 자료실 개발을 위해 공통과학 각 단원별 내용요소를 정리하고, 내용요소별로 관련된 스마트교육 콘텐츠를 수집한 후, 가장 적합하고 유용하다고 여겨지는 자료들만을 골라 이미지, 동영상, 시뮬레이터, 활동으로 분류하였다. 수집 및 분류한 스마트교육 콘텐츠들을 효율적이며 지속적으로 제공하기 위해서 온라인 자료실 형태의 사이트(astroedu.knue.ac.kr)로 개발하였다. 의견을 수렴하기 위해 현직 및 예비 교사들로부터 두 번의 공개 시연을 거쳐 수요자 중심으로 보완 작업을 실시하였다. 개발된 사이트는 교사와 학생들에게 필요한 스마트교육 콘텐츠를 찾아 제공하는 중간 공급자가 되어 교수 학습 지원의 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.93-102
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• 2021

본 연구에서는 '예상하지 못한 현상'을 관찰한 고등학생들이 설정하는 탐구문제 특징을 조사하고, 탐구문제 설정에 있어 과학적 정보 제공이 미치는 영향을 확인하였다. 연구 대상은 서울시 소재 인문계 고등학교 2학년 학생 126명으로, 이들은 A집단 (N=66)과 B집단(N=60)으로 무작위 구분되었다. 연구 과정에서 모든 학생들은 약 45초 분량의 예상하지 못한 현상 영상을 20분간 반복하여 시청하고 영상과 관련하여 자신이 수행하고 싶은 탐구주제를 활동지에 자유롭게 작성하였다. 이때 B집단 학생들에게 제공된 활동지에만 예상하지 못한 현상에 관한 과학적 정보가 추가적으로 포함되어 있던 것이 특징이었다. 연구 결과, 학생들은 집단에 관계 없이 예상하지 못한 현상에 대하여 '원인 지향 탐구문제 (현상의 원인을 밝히고자 함)'보다는 '호기심 지향 탐구문제 (현상의 이유보다는 자신이 하고 싶은 탐구를 함)'를 더 많이 설정하는 경향이 있었다. 호기심 지향 탐구문제 중에서는 '새로운 결과 탐구문제 (실험상황 등을 단순 조작하여 어떤 새로운 결과가 나타나는지를 탐구)'가 대부분을 비중을 차지하였다. 또한, 과학적 정보를 제공받은 학생들은 그렇지 않은 학생들에 비해 제공된 정보를 유의미하게 더 많이 이용하여 탐구문제를 설정하는 경향이 있지만 (χ²(1)=8.996, p<.01), 그렇다고 할지라도 이들이 원인 지향 탐구문제를 유의미하게 더 많이 설정하게 되는 것은 아니라는 사실도 확인되었다 (χ²(1)=1.376, p>.05). 연구 결과는 제공된 정보의 부족, 제공된 정보의 내면화 기회 부족, 개인적 호기심 추구 성향, 직관적 사고 성향 등 네 가지 관점에서 논의되었고, 이를 통해 탐구문제 설정에 대한 시사점이 제안되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권2호
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• pp.147-158
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• 2014

본 연구의 목적은 탐구를 도모하는 과학글쓰기를 이용한 학생주도적 모둠 탐구활동을 실시한 과학수업에서 나타난 변화를 탐색하는 것이다. 본 연구에서는 학생의 활동 보고서, 학습 환경에 대한 인식, 담화유형을 변화의 핵심으로 보았다. 학생들의 탐구활동에서 비계의 역할을 할 수 있도록 과학 글쓰기 활동지를 개발하여 초등학교 4학년 1학급 29명의 학생을 대상으로 학생주도적 모둠 탐구활동에 적용하였다. 이를 위해 모둠 탐구활동은 2007 개정교육과정 4학년 1학기 4개 단원에서 총 16차시 수업을 실시하였고, 이를 모두 녹화하였다. 우선 학생 보고서를 분석하기 위해 Millar (2010)가 제시한 분석틀을 이용하여 과학탐구 정합성 평가의 틀로 활용하였다. 두 번째로 학생의 과학 수업 및 과학에 대한 인식의 변화를 알아보기 위하여 비교반 1개 반을 선정하여 과학수업 및 과학에 대한 인식을 사전 사후 비교하였다. 마지막으로 16차시 수업 중, 초기 수업과 말기 수업에서의 교사와 학생 간의 담화 형태가 어떻게 나타나는지 알아보았다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 결과 통해 학생의 질문과 주장 사이의 정합성은 초기보다 말기에 증가했고, 학생의 자신의 학습 환경에 대한 인식이 좀 더 학생 중심 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다. 또한 담화의 유형이 더욱 교사중심보다는 학생중심에 가까워졌음을 발견하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제24권1호
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• pp.77-85
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• 2005

이 연구는 초등학교 과학 성적 우수아를 대상으로 과학계발활동 프로그램의 구성 및 적용이 과학탐구능력에 미치는 효과를 분석하였다. 분석결과, 과학계발활동 프로그램을 적용한 학생들은 적용하지 않은 학생들에 비하여 관찰, 측정, 자료해석, 가설 설정, 변인통제의 과학탐구요소가 더 신장된 것으로 나타났다. 따라서 과학계발활동의 운영은 과학탐구능력의 신장에 효과를 기대할 수 있으므로 교육현장에서 과학교육을 보다 다양하고 수준별로 운영할 수 있는 프로그램의 개발 및 적용 방안을 모색할 필요가 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권3호
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• pp.366-389
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• 2021

이 연구에서는 과학 탐구 수업에서 초등학생들이 바라는 과학 교사의 모습을 구성하는 요인들을 추출한 후, 이들 요인 사이의 구조적 연관성을 분석하였다. 과학 탐구 수업에서 초등학생들이 바라는 과학교사의 모습을 구성하는 요인들을 확인하기 위하여 탐색적 요인 분석(EFA)을 실시하였고, 그 결과를 바탕으로 확인적 요인 분석(CFA)을 실시하였다. 또한, 확인적 요인 분석을 통해 산출된 요인 구조를 토대로 과학 탐구 수업에서 초등학생들이 바라는 과학 교사의 모습을 종합적으로 살펴보았다. EFA 결과, 과학 탐구 수업에서 초등학생들이 바라는 과학 교사의 모습을 이루는 요인으로 5개 요인(교수 전략, 평가 전략, 사전 지도, 학생 이해, 학습 발달)을 추출하였다. CFA 결과, 교수 전략과 학습 발달, 교수 전략과 학생 이해 사이에 상관관계가 비교적 높게 나타났다. 추출된 요인 구조를 바탕으로 과학 탐구 수업에서 과학 교사의 모습에 대한 학생들의 인식을 종합적으로 살펴본 결과, 초등학생들은 과학 교사가 학생들에 대한 이해를 반영하여 학습 발달을 지원하고, 효과적인 수업 전략과 적절한 평가 방법을 활용하는 것을 중요하게 인식하고 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권2호
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• pp.201-214
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• 2022

본 연구에서는 학생들의 자유 탐구 활동에서 나타나는 실험 모델링의 특징을 탐색하였다. 연구는 '학교과학탐구'라는 주제로 이루어진 3년의 연구 과제 수행에서 기수집한 자료를 '실험 모델' 관점에서 재해석한 것이다. 4명의 학생들로 구성된 1개 소집단이 7회에 걸쳐 수행한 탐구 활동을 녹화하고 녹음한 파일을 주된 자료원으로 하였으며, 녹화 및 전사본을 해석적인 방법에 따라 분석하였다. 문제 상황으로부터 출발하여 이를 해결하고 마무리되는 과정을 포괄하는 것을 모델링 단위로 볼 때, 학생들의 활동은 3개 실험 모델링 단위로 구분되었다. 연구의 결과는 각 모델링 단위에서 분산인지체계로서 실험 모델링의 역동적 과정과 특징을 조명하고 교육적 의미를 논하는 것을 포괄한다. 구체적으로는 첫째, 학생과 실험도구 그리고 그들 사이의 상호작용으로 나타나는 원시적 형태의 계산은 실험 모델링을 구성하는 분산인지체계의 중요한 요소로 드러났다. 둘째, 초기에 학생이 도구에 익숙해지는 비언어적인 활동이 이루어졌으며, 그 활동이 충분히 이루어졌을 때 언어적인 양적 기호가 창출되었다. 창출된 양적 기호는 이후 활동에서 참고할 수 있는 데이터와 자신감의 원천이 되었다. 셋째, 도구의 전용화가 발생하였으며, 변인통제와 같이 기존의 과학 탐구에서 중요하게 다룬 요소들이 나타났다. 연구의 결과는 기존의 과학교육에서 주목받지 못했던 실험 모델링의 특징을 학생 활동을 통해 펼쳐 보임으로써, 설명 모델 중심으로 이루어져왔던 과학교육 연구와 교육에 새로운 시사점을 제공한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제38권2호
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• pp.163-172
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• 2019

This study explored elementary teachers' perceptions on the essential features of science inquiry, the appropriateness of inquiry activities to science inquiry, and the essential features of inquiry by inquiry activities. 85 elementary teachers' perceptions were investigated using Likert scale survey, and 7 teachers were interviewed. The results are as follows. First, the features that elementary teachers perceived the most essential were 'Engaging students in evaluating their explanations in light of alternative explanations' and 'Engaging students in communicating and justifying their explanations'. Second, The inquiry activities that teachers thought the most appropriate to science inquiry were 'experiment' and 'project'. On the other hand, the perceptions on 'discussion' and 'field trip' were relatively low. Third, the inquiry activity that showed the highest mean score of five essential features of inquiry was 'experiment' while the mean score of 'field trip' was the lowest. Educational implications about the science inquiry were discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.407-417
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• 2018

미래 사회에서 요구되는 핵심역량을 기반으로 한 교육이 국내외에서 강조되면서, 과학 교과에서도 학생들의 '과학적 역량' 신장을 위한 교육과정과 교수학습 활동에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 학생들의 과학적 역량 획득에 있어서 학교 과학수업 활동과 학생의 학습동기가 갖는 역할을 분석하고, 과학적 역량을 기를 수 있는 과학수업을 위한 시사점을 제안하고자 하였다. 이를 위하여, 이 연구에서는 한국 고등학교 학생들의 PISA 2015 결과 자료를 토대로 학교과학수업에서의 교수학습 활동이 학생의 학습동기 변수들을 매개로하여 과학적 역량에 어떤 영향을 주는지 통계적으로 분석하였다. 경로 분석 결과, 과학수업에서 상호작용이 강조된 활동과 실생활연계가 강조된 활동은 내재적 동기와 도구적 동기, 과학효능감을 유의하게 정적으로 예측하고 있었다. 이에 비해 학생의 주도로 이루어지는 탐구활동은 학습동기에 미치는 영향이 나타나지 않았다. 또한 과학에 대한 학습동기가 높을수록 과학적 역량의 세 영역인 '현상에 대해 설명하기', '과학탐구 과정을 평가하고 설계하기', '증거와 자료를 과학적으로 해석하기' 영역들의 점수가 높아졌다. 마지막으로 학교 과학수업의 실행은 학습동기를 통해 과학적 역량 획득에 간접적인 영향을 주고 있었는데, 구체적으로 상호작용이 강조된 활동은 내재적 동기를 통해서, 실생활과 연계된 수업 활동은 모든 학습동기 변수들을 통해서 성취에 긍정적으로 영향을 주고 있음을 알 수 있다. 끝으로 이러한 결과들이 학생의 과학적 역량 신장을 위한 학교 과학수업의 설계와 역할에 주는 시사점을 논의하였다.