• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.381-393
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• 2012

이번 연구를 통해 고등학교 1,2학년 학생들이 학습하는 2009 개정 교육과정 화학 I 검정 교과서 4종을 선정하여 과학적 지식 외에 어떠한 STEAM 요소를 포함하고 있는지 분석하였다. 각 단원별, 출판사 별, 교과서의 영역별로 포함된 STEAM 요소의 종류와 수는 어떻게 다르게 나타나는가에 관한 연구 문제를 선정하고 결과를 분석해 보았다. 현 교과서의 내용과 잘 맞지 않는 STEAM 요소의 새로운 하위요소들을 정하고, 새로운 분류 틀을 만들어 그 분류틀을 기준으로 분류 하였다. 먼저 예술 분야의 경우 방법적인 면에서의 예술 분야를 '표현예술'로 만화, 토의, 역할놀이의 하위요소를 가지며 내용적인 면에서의 예술 분야를 '문화예술'로 사회문화, 과학자 이야기, 인류의 역사, 직업탐구, 미술의 하위 요소를 갖는다. 기술과 공학요소는 서로 분류하기 어려우므로 '기술공학' 이라는 하나의 분야로 통일하고, '과학적 내용을 활용한 기술'과 '과학적 발전에 활용된 기술'의 두 가지 하위 요소를 포함한다. 마지막으로 수학요소는 수, 연산, 단위변환, 구조모형의 하위 요소를 갖는다. 또한 교과서에 포함된 STEAM요소의 교과서 안의 위치영역을 도입부, 본문, 보충자료의 세 영역으로 분류하고, 본문의 경우 내용과 탐구영역으로 세분화 하여 분석하였다. 분석 결과 대부분의 교과서가 개정 교육과정의 의도를 파악하여 다른 분야를 통해 학습이 일어나게 하기위해 STEAM 요소를 포함 하고 있었다. 그러나 교과서 별로 활용하는 학습 방법이 제한되어 있으며, 교과서의 종류에 따라 조금 다르게 나타났다. 또한 포함하고 있는 세부요소의 종류는 전체 14종류 밖에 되지 않으며, 그것도 교과서 별로 몇 가지 요소에 집중돼는 경향을 나타내는 것으로 보아 현재 화학교육에서 활용되는 STEAM 교육에는 한계가 있는 것으로 보인다. 단원별로는 수업내용에 따라 포함된 STEAM 요소가 다르게 나타났는데, 많은 수의 STEAM 요소가 I단원에 포함되어 있는 것으로 보아 수업 내용에 수학, 역사 들이 포함되어 있지 않는 경우 STEAM 요소가 포함되기 어려움을 알 수 있었다. 마지막으로 영역별로 포함된 STEAM 요소의 경우 요소들이 대부분이 보충자료 영역에 포함되어 있고, 그 요소가 문화 예술이 가장 많은 것으로 보아 실제적으로 화학 지식에 대한 활용적인 면에만 STEAM이 활용되며 화학지식에 대한 접근 방법적 융합교육이 매우 부족함을 알 수 있었다. 현재, 국내 교육계에서 STEAM 교육에 관해 주시하고 있는 만큼, 새로운 교육적 경향인 STEAM 교육이란 무엇인지에 관해 면밀히 탐구하고, STEAM 교육의 효과와 프로그램 및 교재 개발에 대한 엄밀한 연구가 필요하다. 이러한 연구들을 통해서 저학년들에게 집중되어 있는 융합교육을 전 학생들에게 확대하고, 궁극적으로 평생에 걸친 학습 시대에 스스로 활용 할 수 있게 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.383-393
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• 2015

이 연구는 안구운동 추적기법을 활용하여 6학년 초등 과학 교과서 '과학 이야기'를 읽을 때 학생들의 읽기 과정을 분석하였다. 이 연구에 사용된 과제는 2009 개정교육과정 6학년 1학기 과학 실험본 교과서에 수록된 3개의 '과학 이야기' 글이고, 연구 대상은 서울 G 초등학교 6학년 학생 22명이었다. 참가자들은 중간 글 - 긴 글 - 짧은 글 순서로 3개의 글을 읽고, 각 글에 대한 이해도를 평가하는 9개의 문제를 풀었다. 이해도 결과 및 성취도 결과를 바탕으로 참가자들을 상위 집단, 중위 집단, 하위 집단의 3개의 그룹으로 나누었다. 연구결과, 상위 집단과 하위 집단의 안구운동 특성은 다음과 같은 차이를 보였다. 고정 수는 상위 집단이 하위집단보다 높았으며, 고정시간은 상위 집단이 하위집단보다 낮았다. 회귀 수는 상위집단이 하위집단보다 높았으며, 회귀시간은 상위집단이 하위집단보다 낮았다. 문장별 고정 수 및 평균 고정 시간 분석 결과, 상위집단이 전체 글의 주제나 주요 원리를 담고 있는 핵심 문장(key sentence)을 더 오래 살펴보았음을 알 수 있었다. 시선 흐름 및 사후 면담 분석 결과, 상위 집단은 문장 간 회귀가 많았으며 글의 핵심이 되는 부분이 어디인지 알고 그 곳에 특히 주의를 기울였다. 반면 하위 집단은 대부분 회귀 없이 순차적으로만 글을 읽었고, 일부 학생은 정상적인 범위를 벗어난 도약을 보이기도 하였다. 또한 학생들의 문제 풀이 방식에서도 집단 간 차이를 찾을 수 있었다. 이상을 종합하면 고정과 회귀가 많고 평균 고정 시간이 짧은 읽기방식이 과학 이야기 이해도와 관련이 있으며, 문장 간의 빈번한 회귀, 충분한 핵심 탐색 과정, 효율적인 주의 배분, 글에 대한 높은 이해력, 집중력을 보이는 학생이 과학이야기 이해도가 높았다. 교과서에 사용된 단어나 문장 또한 과학이야기 이해도에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 이 연구는 기존의 과학 읽기 연구들과 비교하여 초등학생의 과학 읽기에서 어떠한 경향이 나타나는지 탐구하였고, 이 연구의 결과를 활용하여 과학 읽기에 어려움이 있는 학생을 위한 프로그램이 필요함을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권1호
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• pp.90-105
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• 2009

이 연구는 서울시교육청부설 과학영재교육원 6곳에서 과학영재교육을 담당하고 있는 교사 18명을 대상으로 그들의 과학영재교육원 경험과 관련된 고려사항에 대하여 조사하고 분석한 것이다. 연구 자료는 면담자료에 기초를 두고 과학영재교육원의 관련 문서 자료, 설문조사 등의 자료 등을 통하여 이루어졌다. 그 결과, 과학영재교사들은 과학영재교육원의 운영 및 교육을 위하여 영재의 판별과 학생 선발, 교육일정, 교육과정, 학습평가의 영역에서 고려사항을 제시하였다. 영재의 판별과 학생선발에 있어서, 1차 선발의 중요성, 선발 인원의 합리성이 중요한 고려사항으로 제시되었다. 그리고 과학영재를 판별하고 선발함에 있어서, '배제'보다는 '포함'의 원칙을 적용하며, 가능한 모든 잠재적 과학영재에게 교육의 기회를 제공해야하겠다. 교육일정은 합리적이고 교육적으로 접근하여 결정되어야한다. 과학영재교 육과정은 교육청별로 교육프로그램에 대한 협의를 하고 서로 연계함으로써 과학영재교육 효과의 극대화를 도모해야 한다. 학습평가는 모든 영역에 대한 다양한 평가방법을 통하여 총체적으로 평가해야 하며, 합리적 평가로 과학영재들을 안내함으로써, 과학영재들이 스스로 탐구하고 반성적 사고에 기초한 자기주도적인 학습을 이끌어갈 수 있도록 해야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.13-33
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• 2019

이 연구는 과학 교육 분야에서 인성 교육의 가능성과 구체적 실행과정을 밝히고자 하는 목적을 바탕으로 다양한 과학 학습 상황에서 드러난 구체적 인성 요소를 살펴보고, 과학 교과 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 요소와 관련 학습 상황에서의 발현 양상을 이해하고자 했다. 본 연구에서는 인성의 의미를 확대하여 도덕성, 사회성, 감성을 포함하는 다차원적 관점에서 접근했다. 연구 참여자는 서울시 소재 중학교 1~2학년 11명의 학생들로 선정했으며 2014년과 2015년에 걸쳐 '과학 선생님 되어보기' 멘토멘티 프로그램의 개발 적용했다. 자료 수집은 수업 관찰, 학생 산출물, 교사 및 학생 일지, 면담 등을 통해 이루어졌으며 반복적 비교분석법을 통해 수집한 질적 자료를 분석했다. 분석 결과 11개의 인성 요소를 추출했으며, 각 인성 요소 간의 관계를 바탕으로 다양한 학습 상황에서 드러난 16개의 구체적 인성 요소로 재조직했다. 16개의 구체적 인성 요소 중 과학 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 8개의 구체적 인성 요소인 '과학 지식 구조의 위계성으로 인한 가르침 행위에의 책임, 과학적 개념 형성을 위한 소통, 과학 학습 경험 기반의 공감적 배려, 탐구 방법의 합리성 증진을 위한 협력, 인간의 과학적 노력에 대한 긍정적 인식, 연구에 대한 과학자의 태도 존중, 앞으로의 과학 탐구 참여에 대한 자신감, 시행착오 과정에서의 끈기'와 관련 학습 상황을 주요 연구 결과로 제시했다. 구체적 인성 요소의 발현 과정의 특성은 다음과 같다. 일부 구체적 인성 요소는 동일한 인성 요소임에도 발현 과정은 기존의 과학 교육에서의 인성 관련 연구 결과와 다르게 나타났으며 발현 과정에서 각 요소 간 상호 관련을 가지고 있음이 드러났다. 복합적 관계를 맺고 있는 과학 학습 맥락 속에서 다양한 대상과의 상호 작용을 통해 구체적 인성 요소가 발현되었다. 학생들은 단계적 성찰을 통해 상호 긍정적 자극을 주었고, 성취를 경험할 수 있는 과학 활동을 통해 정서적 측면에서의 변화와 성장이 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 추후 과학 교육 분야에서의 혁신적인 교육적 시도를 통한 새로운 인성 요소 발견, 인성 요소 간 상호 관계의 특유성에 기반하여 발현될 수 있는 구체적 인성 요소에 대한 심층적 탐색, 공동체 기반 활동을 통해 참여 주체 간의 긴밀한 상호작용 촉진에 기여할 수 있는 과학 학습 환경 구축의 필요성을 제안했다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.881-901
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• 2011

과거 과학관은 단순히 수집품 전시와 관람객들이 직접 조작할 수 있는 체험에 그쳤지만 근래 과학관은 과학관에 대한 일반인 및 학생들의 높아지고 있는 교육적 기대를 충족시키기 위한 교육을 시도하고 있다. 즉, 도슨트를 양성하고 이를 활용함으로서 관람객들의 교육적 만족도를 높이는데 노력하고 있다. 도슨트는 다양한 관람객들에게 전시품 등을 설명하고 안내하는 사람으로 관람객들의 과학에 대한 이해도를 높이는데 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 국내외 과학관을 대상으로 도슨트 양성프로그램의 장단점을 파악하여 도슨트의 전문성을 위한 국내 도슨트 양성 방향을 모색하였다. 이 연구 목적을 위해 연구 대상으로 도슨트 활동과 도슨트 양성 프로그램이 진행되고 있는 국내 4곳과 국외 4곳을 선정하고, 이 연구대상으로부터 수집한 자료(도슨트 양성프로그램, 도슨트 양성 및 관리 책임자와 활동 중인 도슨트의 현장 인터뷰, 전자메일, 그 외 문서자료)를 분석하여 비형식교육기관인 과학관의 교육적 역할에 있어서 도슨트 양성과 운영이 국내 과학교육에서 얼마나 결정적인 의미를 갖는지 알아보았다. 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학의 대중화 목적을 위한 과학관교육의 활성화를 위해서는 관람객과 직접적으로 상호작용하는 도슨트를 일반적 자원봉사자와 차별화하여 모집 양성해야 한다. 둘째, 도슨트 전문성을 위해서 이론적인 전시내용을 벗어난 현장에서의 실질적인 전시해설 전략을 습득할 수 있는 경력 도슨트와의 멘토링을 통해 양성 및 전문 프로그램을 개발 및 운영해야 한다. 셋째, 도슨트 교육을 위한 교재가 개발되어 학교교육에서 실행하지 못하는 과학적 소양의 요소-전시물을 이용한 과학탐구 경험을 통한 과학윤리의 습득-을 과학관에서 경험할 수 있도록 도슨트의 전문화를 실천해야 한다는 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권1호
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• pp.9-16
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• 2017

4년 주기로 반복되는 TIMSS 연구는 2016년 말에 TIMSS 2015 결과를 발표하였다. TIMSS 2015에서 우리나라 중학교 2학년의 과학 성취도는 이전 주기인 TIMSS 2011의 평균점수와 유사하며, 참여국 중 4위로 TIMSS 2011에 비해 1단계가 낮아졌다. 본 연구에서는 우리나라 중학교 2학년 지구과학 영역을 중심으로 TIMSS 2015 문항과 우리나라 교육과정의 일치도를 분석하고, TIMSS 2015 지구과학 평가틀의 평가주제별로 우리나라 학생들의 정답률과 응답경향을 분석하였다. 교육과정 일치도를 분석함에 있어서 제7차 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지를 분석대상으로 삼았다. 연구결과에 따르면, 교육과정에서 다룬 문항일수록 우리나라 학생들의 정답률이 높게 나타나며, 우리나라 학생들의 경우 선택형 문항에 비해 자유롭게 답을 적도록 한 구성형 문항의 정답률이 절반가량으로 떨어지는 것으로 나타났다. 지구과학 평가주제별로는, 지구의 구조와 물리적 특징, 지구의 변화와 역사 등을 포괄하는 '고체 지구' 영역의 경우 교육과정에서 다루어진 선택형 문항의 정답률은 높은 반면에, 실생활과 연계된 문항이나 생물 등 다른 과학영역과 연계된 문항의 경우 정답률이 낮게 나타났다. 지구의 순환을 포괄하는 '대기와 해양' 영역의 경우, 지역별 기후 비교나 지구온난화의 특징 등에 대한 우리나라 학생들의 정답률이 낮게 나타났는데 일부 내용은 중학교 사회과 지리 영역에서 다루는 것으로 나타났다. 태양계와 우주에서의 지구를 포괄하는 '우주' 영역의 경우, 지구의 자전과 공전, 달의 중력 등은 초등학교에서부터 학습한 내용이어서 높은 정답률을 나타내었다. 연구결과를 토대로 우리나라 중학교 지구과학 교육과정 개선 및 교수학습 개선 방안을 초등학교와 중학교교육과정에서 지구과학 내용의 연계성 확보, 학교 평가에서 서술형 문항의 출제 경향 변화의 필요성, 과학탐구 관련 역량 신장의 필요성 등의 측면에서 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.259-265
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• 2015

본 연구는 종교에 따른 인식론적 신념, 진화지식 및 진화수용의 차이를 살펴보았다. 특히 기독교와 비기독교 학생들의 진화지식과 인식론적 신념과의 관계, 그리고 진화수용과 인식론적 신념과의 관계를 조사하였다. 본 연구에서의 인식론적 신념(episgemological belief)은 영역-특수적(domain-specific)인 '과학에 관한 인식론적 신념(scientific epistemological views)'과 상황-특수적(context-specific)인 '진화와 관련한 과학의 본성(evolution in relation to nature of science)'을 포함한다. 연구결과에 따르면, 기독교 학생들의 진화지식은 과학에 관한 인식론적 관점의 하위 영역 중 '과학의 이론 의존적 탐구(TL)'에 의한 설명력이 가장 큰 것으로 나타났으며, 진화와 관련한 상황-특수적(context-specific) 인식론적 관점인 '진화와 관련한 과학의 본성'이 추가되어 그 설명력이 증가하였다. 반면 비기독교 학생들의 진화지식은 일반적인 과학의 본성에 대한 이해로도 진화지식을 어느 정도 향상시킬 수 있었다. 또한 '진화와 관련한 과학의 본성'은 기독교 학생들과 비기독교 학생들 모두의 진화수용을 예측할 수 있는 변인으로 나타났으며, 기독교 학생들은 과학에 관한 인식론적 신념과 진화와 관련한 과학의 본성을 서로 다르게 인식하고 있어(p<.05) 일반적인 과학의 본성 교수로는 기독교 학생들의 진화지식이나 진화수용을 향상시키기 어려움을 나타냈다. 진화론이 가지는 상황-특수적(context-specific)인 과학의 본성에 대한 이해는 중등학교 학생들이 진화론을 이해하고 수용하는데 중요한 요인으로 작용한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권1호
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• pp.59-68
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• 2021

이 연구는 과학교육 전문가 델파이 조사를 통하여 미래 초등 과학 교과용 도서의 방향성을 도출하는 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 18명의 전문가 명의 패널을 구성해 2차에 걸친 델파이 조사를 실시하였다. 델파이 조사의 각 문항에 대한 평균, 중앙값, CVR 값을 분석하여 미래 사회를 위한 과학교육의 변화의 우선순위와 각 항목별 구현방법의 타당도를 검증하였다. 또한 이를 종합하여 미래 초등 과학 교과용 도서의 방향을 도출하였다. 델파이 연구를 통해 도출된 미래 초등 과학 교과용 도서의 방향을 종합하면, 미래 초등 과학 교과용도서는 '즐겁고 재미있는 과학 공부'를 할 수 있고 '탐구 수행 중심 학습'이 가능하며 '어른이 되어서도 즐기고 참여하는 과학 문화'를 준비할 수 있도록 개발되어야 한다. 이를 위해서는 실생활 속 소재를 활용하여야 하며 접근성이 높은 소재와 준비물을 활용한 쉽고 호기심을 자극하는 실험을 제시할 필요가 있다. 또한 과학이 실생활과 연계성이 높은 학문이며 이는 앞으로의 진로와도 연관성이 있음을 학습할 수 있는 교과용도서를 개발하여야 할 것이다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.109-135
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• 2012

2009 개정에 따른 수학과 교육과정은 수학적 창의성과 더불어 인성을 갖춘 미래 사회의 인재 양성을 목표로 하며, 이러한 목표를 위하여 실생활과 연계된 수학 교육 내용을 구성하고, 학생 활동을 유도하여 수학을 체험할 수 있도록 권장하고 있다. 본 연구에서는 학교 수학에서 실생활과 연계성이 강한 확률과 통계 영역 내용에 해당하는 국제성취도 평가인 PISA 2003, TIMSS 2007의 일부 문항 분석을 통해 우리나라 학교수학에서의 효율적인 교수 학습 활동의 방향을 제안해 보고자 한다. 본 연구에서 두 국제성취도 평가를 분석 대상으로 삼은 이유는 PISA는 단순히 학생의 학업성취도만을 비교하는 것이 아니라 교육 환경이나 학습자와 관련된 여러 배경 변인들이 학업성취도에 어떤 영향을 미치는지에 대한 정보를 제공하고, TIMSS 또한 수학 과학 성취도를 국제적인 수준에서 파악하고 그 변화를 살펴 연구 참여국들의 교수 학습의 실제와 교육정책을 상호 비교할 수 있는 정보를 제공하는 연구이기 때문이다.

• 영재교육연구
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• 제23권2호
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• pp.237-256
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• 2013

이 연구의 목적은 과학 영역에 발을 들여놓은 초등과학영재에게 과학이라는 영역에 대해 진정한 재미와 흥미를 느끼고 계속 탐구해보고 싶도록 돕는 교육 프로그램을 개발 적용하는 것이다. 동료교수법은 개념이해에 중점을 두고 있기 때문에 앎의 즐거움을 통해 과학영역의 평생 학습을 이끌어갈 동기를 주기에 적합하다. 이 연구에서는 '뜨고 가라앉음'이라는 소재를 적용한 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 개발, 적용하고 초등과학영재의 개념변화 정도를 분석하였다. 프로그램 개발을 위해 학생들이 가지고 있는 선개념을 선행연구에서 분석하였고, 이러한 선개념을 바탕으로 다루고자 하는 밀도와 부력 개념의 세부적인 단계를 결정하였다. 이 단계에 따라 개념검사문항을 개발하여 배치하였고 이렇게 개발된 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 초등학교 6학년 과학영재 26명에게 적용하였다. 개념변화 정도를 분석하기 위해 사전, 사후 검사의 정답률을 비교하고 Hake gain을 구하였다. 분석 결과, 초등과학영재는 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 통해서 올바른 과학개념으로의 변화를 보였으며 높은 성취수준에 도달하였음을 확인하였다. 또한 학생들은 이 프로그램에 대해 새롭고 유익하다고 평가했으며, 프로그램을 통해 후속학습에 대한 동기가 유발되었음을 알 수 있었다.