• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.604-621
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• 1999

본 연구는 경북대학교 과학영재교육센터에서 1998학년도 신입생 선발에 사용한 과학적 사고기능 검사 및 학력검사 문항을 분석한 것이다. 과학적 사고기능 검사지는 탐구기능 검사지와 논리적 사고력 검사지의 두 소검사지로 나누어져 있으며, 이들은 원래 한국교육개발원에서 초등학교 4, 5, 6학년 학생들의 영재성을 판별하기 위하여 제작된 것이나, 초등학교 4학년부터 중학교 3학년까지의 일반 학생을 대상으로 과학 문제 해결 능력을 판별하는데 사용할 수 있도록 표준화 검사를 거쳐서 판매하는 것이며, 학력검사 문항은 수학 및 과학 전 분야의 탐구력과 사고력을 요구하는 문항으로서 본 센터에서 자체 제작한 것이다. 이러한 검사지를 사용하여 대구광역시와 경상북도 교육청 산하의 중학교로부터 추천받은 학생 323명을 대상으로 과학영재 선발 시험을 실시한 결과로부터 문항의 곤란도 지수와 변별도 지수 및 오답의 능률도를 평가한 결과, 과학적 사고기능 검사지는 두 종류 모두 대부분의 문항들이 문항의 곤란도 지수와 변별도 지수가 적정 값에서 크게 벗어났으며, 적정 값을 갖는 문항들도 오답의 능률도가 대단히 낮았다. 따라서 한국교육개발원에서 개발한 과학적 사고기능 검사지는 과학 영재교육센터의 선발시험에 응시한 준영재 집단에 적용하여 일정 수의 영재성을 지닌 학생을 선발하는데는 적합하지 않은 것으로 나타났다. 또, 본 센터에서 개발한 학력검사 문항은 중학교 1학년 학생들에게는 지나치게 어려운 문항들이 많아서, 일부 문항들은 성적 분포가 양극화 양상을 보였다. 그러나 전체적인 성적은 정규분포를 나타내는 고른 분포를 보였으며, 따라서 학력검사 성적이 선발에 결정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 마지막으로 이러한 문항 분석 결과를 토대로 과학영재 선발에 대한 몇 가지의 제언을 하였다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제25권4호
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• pp.717-754
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• 2015

본 연구는 개별화된 경쟁에 치우쳐 있는 우리나라 수학교육 환경에서 고등학교 영재학생들에게 수학 발전의 사회적 과정을 경험할 수 있는 기회를 제공하기 위하여 온라인 탐구 커뮤니티의 건설을 시도하였다. 2012년 B과학고등학교에서 개설된 두 개의 미적분학 II 강좌를 수강하였던 14명의 학생들이 지정된 위키 사이트에 접속하여 약 70일간 10개의 문제를 풀었다. 협력 문제해결 과정에서 위키는 학생들의 흩어져 있는 사고과정을 공유되는 세계 내에 효과적으로 매개함으로써 상호학습이 이루어지는 것을 가능하게 하였다. 또한 학생들의 협력 문제해결의 패턴은 Lakatos(1976)의 '증명과 반박'과 비슷하게 '풀이와 반박'으로 특징지어졌으며 학생들은 이 과정을 통해 학교수학적 지식의 성장을 경험할 수 있었다. 실험 종료 후 실시된 인터뷰와 설문조사에서 담당교사와 학생들은 협력 문제해결 도구로서의 위키에 대해 매우 긍정적인 반응을 보였다. 따라서 본 연구에서 고등학교 영재학생들에게 위키는 수학적 지식의 사회적 측면에 대한 학습기회를 제공할 수 있는 가치 있는 수학교육 도구라고 평가된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.693-703
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• 2018

지식 정보화 사회에서 가장 중요한 역량 중의 하나는 지식정보처리 역량일 것이다. 지식정보처리역량은 2015 개정 교육과정의 핵심역량이기도 하면서 과학 교과와 매우 관련이 깊다. 역량교육의 필요성에 대해서는 많은 사람들이 공감하지만 수업 내에서의 실천은 교사의 의지에 달려있다. 따라서 지식정보처리역량에 대한 과학교사들의 인식과 수업실태를 조사하였다. 조사 방법은 서울의 중학교 교사 32명과 고등학교 교사 32명의 객관식 및 주관식 설문과 지식정보처리역량과 관련된 수업을 진행하는 교사 3인의 면담 결과를 분석하였다. 연구 결과 지식정보처리역량에 대해서 모든 교사가 그 중요성을 공감하였으며 정보화 사회라는 시대적 흐름과 과학적 역량 함양이라는 교과 목표와 연관지어 인식하고 있었다. 그러나 수업에서 실천하는 경우는 많지 않았는데, 이는 설문 결과는 수업 시간의 부족으로, 면담 결과에서는 교사의 PCK 부족을 꼽았다. 지식정보처리역량 관련 연수 경험은 절반 정도였으나 대부분 정보활용 교육에 관련된 것으로 수집과 분석 부분에 대한 연수가 필요함을 의미한다. 지식정보처리역량의 요소별 중요도는 정보수집, 분석, 활용 모두 매우 높았으며 그 중 정보분석이 가장 높았다. 대부분은 중학교 교사의 중요도 인식이 더 컸으나 그 차이가 유의하지 않았다. 정보수집 요소에서 정보원의 중요성에 대해서는 고등학교 교사의 인식이 유의 수준에서 더 높았다. 지식정보처리역량의 함양을 위해서는 과학 교과 수업시간에 정보처리역량을 강조할 수 있도록 과학 탐구의 의미를 확대하고 타교과와의 연계 방안도 고려할 수 있다. 또한 지식정보처리역량 함양이 교과 교육내에서 자연스럽게 이루어지기 위해서 제도적 뒷받침과 역량의 특성을 고려한 교수학습방법 개발이 필요할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-29
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• 2012

과학영재의 진로 선택 과정에 영향을 미치는 교육적 요인들을 고찰하고 정확하게 이해하는 것은 성공적인 과학영재교육을 실행함에 있어 중요한 지표라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 과학영재의 이공계 대학 진로선택에 영향을 미치는 교육적 요인과 이들 요인에 대한 집단별 인식 차이를 밝히고, 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건을 조사하는데 있다. 이를 위하여 이공계 특성화 대학인 울산과학기술대학교(UNIST) 1학년생 중 영재교육 경험이 있는 104명을 연구대상으로 하여 진로 선택에 영향을 미친 교육적 요인을 조사하였다. 진로선택 관련 교육적 요인의 추출 및 집단 간 비교를 위해 설문도구를 개발하였으며, 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인의 3가지 차원과 그에 따른 하위 요인으로 분류하였다. 본 연구의 결과 첫째, 추출된 교육적 요인들은 서로 밀접한 상관관계를 나타내었고 교수 학습 요인 중 '토론 프로젝트 중심수업'의 경우 '교수(교사)의 영향', '탐구학습 중심 수업' 요인과 높은 상관관계를 보였다. 둘째, 3가지 차원의 교육적 요인에 대하여 성별, 출신 고등학교별 집단 간 차이를 조사한 결과, 여학생이 남학생보다 과학고등학교 출신이 일반계 고등학교 출신 학생보다 교수 학습 요인 및 인적 요인에 의해 더 긍정적인 영향을 받은 것으로 나타났다. 셋째, 과학영재들의 진로 선택에 있어서 과학자의 사회적 역할, 특히 사회 경제적으로 과학 분야의 직업과 그에 따른 사회적 인식과 관련한 요인의 영향을 다소 낮게 평가하는 경향을 보였다. 마지막으로, 영재학생들이 기술한 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건이나 기억에 남는 일을 범주화한 결과 가장 많은 학생들이 현장학습이나 체험연수, 캠프, 특별 활동, 탐방 등의 학교 밖 과학 관련 활동을 언급하였다. 그 외에도 다수의 학생들이 사사교육 및 R&E 프로그램을 결정적 사건으로 진술하였다. 본 연구의 결과는 과학영재 교육에 있어서 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인들과 관련하여 차별화 되고 전문화된 교수 학습방법과 전문적인 진로상담시스템에 대한 시사점을 제공해준다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제31권4호
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• pp.541-557
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• 2012

Interest is acknowledged to be a critical motivational variable that influences learning and achievement. The purpose of this study was to investigate the interest of the elementary students when free inquiry activities were performed through a brain-based evolutionary scientific teaching and learning model. For this study, 106 fifth grade students were chosen and performed individually free inquiry activities. The results of this study were as follows: First, after free inquiry activities, as to free inquiry science related attitude, a statistically significant difference was not observed. But they came to have positive feelings about the free inquiry. Especially students marked higher mean score in openness showed consistency in sub-areas of free inquiry science related attitude. Second, students had interests in various fields, especially they had many interests in area of biology. They chose inquiry subjects that seems to be easily accessible from surrounding and as an important criterion of free inquiry they thought the possibility that they could successfully perform it. And students who belong to the high level in the science related attitudes and academic achievement diversified more topics. Third, most of students failed to further their topics. However, the students who specifically and clearly extended their topics suggested appropriate variables in their topics. On the other hand, students who couldn't elaborate their topics were also failed to suggest further topics and their performance of inquiry was more incomplete. In conclusion, the experiences of success in free inquiry make the science attitude of students more positive and help them extend their inquiry. These results have fundamental implications for the authentic science inquiry in the elementary schools and for the further research.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권2호
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• pp.181-193
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• 2016

We examined the inquiry activities in the material domain of the elementary science textbooks and experimental workbooks based on 2009 revised curriculum. The analysis framework was SEP (Science and Engineering Practices) - 'Asking questions and defining problems', 'developing and using models', 'planning and carrying out investigations', 'analyzing and interpreting data', 'using mathematics and computational thinking', 'constructing explanations and designing solutions', 'engaging in argument from evidence', and 'obtaining, evaluating, and communicating information'. Sub-SEP of each grade band were also used. The results showed that the $3^{rd}{\sim}5^{th}$ grade science textbooks and workbooks mainly emphasized 'make observations and/or measurements', 'represent data in tables and/or various graphical displays', or 'use evidence to construct or support an explanation or design a solution to a problem' among around 40 sub-SEP. In the case of the inquiry activities for $6^{th}$ grade, majority of sub-SEP included were also only 'collect data to produce data to serve as the basis for evidence to answer scientific questions or test design solutions', 'analyze and interpret data to provide evidence for phenomena' or 'construct a scientific explanation based on valid and reliable evidence obtained from sources'. The type of 'asking questions and defining problems', 'using mathematics and computational thinking' or 'obtaining, evaluating, and communicating information' were little found out of 8 SEP. Educational implications were discussed.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권5호
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• pp.509-524
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• 2007

The purpose of the study is to compare elementary school science textbooks ($3^{rd}$ grade) in Korea and the U.S., centering on the ways to present scientific concepts and inquiry process in the units of 'matter.' The analysis is focused on: a) general structure of the units; b) how to present scientific concepts in terms of its connections and complexity; c) how to present inquiry process in terms of its types and skills. The findings of the study are as follows. First, the contents of 'matter' units are scientific discipline-based in both countries. The general structure of the units in Korean textbooks is unrestricted compared to those in the U.S. Second, the connections among the concepts are poor and the level of complexity is low in Korean textbooks, which are contrary to those in the U.S. textbooks. Third, it is a common feature that the inquiry process is based on learners' everyday experiences with simple experiments in two countries' textbooks. However, the inquiry process in the U.S. textbooks is provided with detailed instructions while the process in Korea is presented with diverse activities without formal guidelines. Based on the results, the study suggests three recommendations to improve Korean textbooks: a) science contents should be linked to other disciplines in order to promote practical applications; b) scientific concepts are required to be tightly connected and provided with in-depth explanations; c) inquiry process is needed to be presented with specific guidance to facilitate scientific thinking.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제39권3호
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• pp.449-463
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• 2020

This study was to analysis teaching strategies, types of inquiry activities and the relationship between science concepts and inquiry activities presented in science textbooks. As a result of the study, first, the inquiry-based teaching strategies presented in science textbooks were experiment, simulation, demonstration, and field study. Second, there were 53 inquiry activities presented in 8 units related to the earth science area of science textbooks, and the types of inquiry activities were experimental observation (EO) 18, mock activity (SA) 20, investigation discussion and presentation (IP). It was analyzed as 12, data interpretation (ID) 2, and express (EX) 1 piece. Third, the relationship between inquiry activities and science concepts presented in science textbooks was analyzed. As a result of the analysis, out of a total of 42 inquiry activities, 21 inquiry activities corresponded to EA (explicit activities), in which the result of inquiry activities was directly and explicitly linked to science concepts. And IA (implicit activities), which is an implicit inquiry activity in which science concepts must be inferred using the results of inquiry activities, were analyzed as 21. In particular, IA (implicit activities), which is an implicit inquiry activity, can be said to be the result of reflecting the characteristics of earth science areas where many simulated activities (SA) are used. This is considered to be a matter to be considered in the process of developing various elementary science textbooks in the future.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제28권2호
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• pp.161-177
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• 2009

This study aims to explore how teachers construct scientific explanation during instructional practices to help students' scientific inquiry. Before investigating teachers' classroom practices, elementary school science curriculum was examined to identify scientific concepts, particularly in earth science. Then, a total of six teachers' scientific explanation in actual teaching practices was analysed focusing on a) explanation of scientific concepts; b) rationale for scientific explanation; c) connection between scientific explanation and everyday explanation. The findings are as follows. First, the science curriculum provides $1{\sim}2$ main scientific concepts per unit, which are mostly appeared in the unit title. Those concepts and sub-concepts are not explicitly described but embedded in students' inquiry activities. Second, the teachers explain scientific concepts and discuss the rationale behind the scientific explanation, but rarely connect scientific explanation to everyday explanation. Also, the level of scientific explanations is low remaining level 1 or 2, not reaching 3, the highest level. Based on the results, the study suggests a) teachers need to provide explicit and clear explanations about scientific concepts; b) teachers are required to connect scientific explanation and everyday explanation; c) the level of teachers scientific explanation should be elevated by using an evidence, reasoning and claim, the components of scientific explanation as well as introducing new scientific concepts and inquiry activities.

• 과학교육연구지
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• 제33권1호
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• pp.1-11
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• 2009

이 연구의 목적은 학생특성에 따른 소집단 구성이 집단 내 논증과정의 수준에 주는 영향이 어떠한지를 알아보는 것이다. 이를 위해 대전시 소재 고등학교 11학년을 대상으로 자아개념과 과학적 태도 검사를 실시하였으며, 검사 결과를 바탕으로 연구에 참여할 12명을 선정한 후, 이들을 이질집단과 동질집단으로 구성하였다. 집단에 주어진 과제를 수행하면서 실험결과에 대한 해석 과정에서 나타나는 학생들의 논증과정을 VCR 자료로 촬영한 후 전사하였다. 전사된 자료는 Mitchell(2001)의 분류틀에 의해 분석되었으며, 그 결과는 다음과 같다. 소그룹 중 자아개념과 과학적 태도 특성이 모두 높은 집단이 나머지 집단보다 논증의 수준이 높았다. 따라서 수업 중 학생들의 논증활동을 증진시키기 위해 자아개념과 과학적 태도가 낮은 학생들이 논증활동에 적극적으로 참여할 수 있도록 적절한 발문 유도와 활동이 제시될 필요가 있다.