• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.235-247
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• 2018

학생의 사전질문은 교사에게 학생의 관심사와 수준을 제공해줄 뿐만 아니라, 교육의 수요자인 학생의 관점을 반영하여 교수-학습을 진행할 수 있는 단서를 제공해주는 유용한 수단이다. 이 연구의 목적은 학생의 사전질문을 효과적으로 분석하기 위한 분석틀을 개발하고, 이 분석틀을 적용하여 2009 개정 교육과정의 초등과학 학습 단원과 관련된 학생의 사전질문을 분석하는 것이다. 개발된 분석틀은 지식형, 확장형, 호기심형 질문의 3개의 대범주로 구성되며, 각각의 범주에서 다시 몇 개의 하부 영역으로 세분된다. 개발된 분석틀을 이용하여 2009 개정 교육과정 초등과학 5, 6학년 학습 단원에서 제시한 학생사전질문 914개를 분석한 결과, 학년 및 학습 단원, 차시별로 분포하는 질문 유형이 다른 것으로 나타났으며, 유형별 질문의 비율에도 차이가 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 사전질문 분석틀을 통해 학습에 대한 학생의 요구를 파악하고 이를 반영한 학생 중심의 교수-학습의 방향을 제시하였으며, 추후 연구에서도 분석틀이 유의미한 기여를 할 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권3호
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• pp.231-248
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• 2024

본 연구에서는 오픈소스 소프트웨어와 인공지능 문서 분류 모델인 한국어 Sentence-BERT로 고등학교 1학년 통합과학 질문-답변 챗봇을 제작하고 2023학년도 1년 동안 독립형 서버에서 운영했다. 챗봇은 Sentence-BERT 모델로 학생의 질문과 가장 유사한 질문-답변 쌍 6개를 찾아 캐러셀 형태로 출력한다. 질문-답변 데이터셋은 인터넷에 공개된 자료를 수집하여 초기 버전을 구축하였고, 챗봇을 1년 동안 운영하면서 학생의 의견과 사용성을 고려하여 자료를 정제하고 새로운 질문-답변 쌍을 추가했다. 2023학년도 말에는 총 30,819개의 데이터셋을 챗봇에 통합하였다. 학생은 챗봇을 1년 동안 총 3,457건 이용했다. 챗봇 사용 기록을 빈도분석 및 시계열 분석한 결과 학생은 수업 중 교사가 챗봇 사용을 유도할 때 챗봇을 이용했고 평소에는 방과 후에 자습하면서 챗봇을 활용했다. 학생은 챗봇에 한 번 접속하여 평균적으로 2.1~2.2회 정도 질문했고, 주로 사용한 기기는 휴대폰이었다. 학생이 챗봇에 입력한 용어를 추출하고자 한국어 형태소 분석기로 명사와 용언을 추출하여 텍스트 마이닝을 진행한 결과 학생은 과학 질문 외에도 시험 범위 등의 학교생활과 관련된 용어를 자주 입력했다. 학생이 챗봇에 자주 물어본 주제를 추출하고자 Sentence-BERT 기반의 BERTopic으로 학생의 질문을 두 차례 범주화하여 토픽 모델링을 진행했다. 전체 질문 중 88%가 35가지 주제로 수렴되었고, 학생이 챗봇에 주로 물어보는 주제를 추출할 수 있었다. 학년말에 학생을 대상으로 한 설문에서 챗봇이 캐러셀 형태로 결과를 출력하는 형태가 학습에 효과적이었고, 통합과학 학습과 학습 목적 이외의 궁금증이나 학교생활과 관련된 물음에 답해주는 역할을 수행했음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 공교육 현장에서 학생이 실제로 활용하기에 적합한 챗봇을 개발하여 학생이 장기간에 걸쳐 챗봇을 사용하는 과정에서 얻은 데이터를 분석함으로써 학생의 요구를 충족할 수 있는 챗봇의 교육적 활용 가능성을 확인했다는 점에 의의가 있다.

• 대한화학회지
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• 제56권1호
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• pp.137-143
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• 2012

화학을 배우고 가르칠 때의 어려움을 파악하기 위하여, 화학교육 홈페이지 인터넷 화학 Q&A 게시판에 학생과 교사가 올린 질문을 분석하였다. 학생과 교사의 질문은 내용과 동기 측면에서 서로 다른 경향을 보였다. 화학I에서 학생들은 '물' 영역에 가장 많은 질문을 하였고 교사는 '생활 속의 화합물' 영역에 가장 많은 질문을 하였다. 화학II에서 학생들은 '기체, 액체, 고체'에, 교사는 '화학 반응과 에너지'가 가장 많은 질문을 하였다. 화학 관련 질문을 하는 동기로 학생들은 불분명한 화학 개념과 문제 해결에 도움을 받기를 원하였고, 교사는 정보 탐색이나 실험에 관련된 질문을 많이 하였다. 화학 Q&A 게시판은 화학을 배우고 가르칠 때 필요한 정보를 주고받는 장이 되고 있었다. 화학 교육에 Q&A 게시판을 활용하는 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.872-881
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• 2002

질문은 학생들에게 문제의 탐색과 의사소통, 지식의 구조화를 통해서 문제해결이 가능하도록 하므로, 과학 교육에서 큰 의미를 가진다. 또한 학생 질문은 사고와 학습 사이를 연결해 준다는 점에서도 중요한 의미를 가진다. 그러나 학생의 질문에 대해서 분석하고 연구한 연구는 그렇게 많지 않았다. 따라서 본 연구에서는 질문 수준 강화 수업이 전통적인 수업에 비해 학생들의 질문 수준과 학업 성취도에 어떤 효과가 있는지 알아보았다. 또한 논리적 사고력, 과학 성적, 흥미, 성별과 같은 여러 변인들이 학생의 질문 수준에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구 대상은 중학교 2학년 학생 182명으로, 통제집단은 전통적인 수업을 하였고, 실헙집단은 질문 수준 강화 수업을 하였다. 연구단원은 중학교 과학 2 "식물의 구조와 기능"으로 약 7주 동안 15차시에 걸쳐 수업 처치를 하였다. 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 사용하였고 학업 성취도 검사는 17문항의 오지선다형문항을 개발하여 사용하였다. 질문 수준에 대한 여러 변인(수업방법, 과학 성적, 논리적 사고력, 흥미, 성별)의 효과를 분석하기 위해 오원 분산분석(ANOVA), 공변량 분석(ANCOVA), 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 하였다. 학생들의 질문 수준을 분석해 본 결과, 질문 강화 수업이 전통적인 수업에 비해 학생들의 질문 수준을 향상시키는데 효과적이었다(p< .01). 학생의 질문 수준과 상관 관계가 가장 높은 것은 수업 방법(r= .640)이었으며, 질문 수준은 과학 성적(r= .311)과 논리적 사고력(r= .212)에도 상관이 있었다. 그러나 질문 수준은 흥미와 성별에는 상관이 거의 없었다. 질문 강화 수업은 학생들의 학업 성취도를 향상시키는데 전통적인 학습보다 효과적이었다(p< .01). 따라서 질문 강화 수업은 학생들의 질문 수준뿐만 아니라 학업 성취도에도 높은 효과를 나타내었으므로 바람직한 수업방법이라고 생각된다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제31권1호
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• pp.39-58
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• 2019

본 연구는 교육실습 동안 가정과 예비교사의 수업 상황에서 언어 상호작용을 분석하는 데 목적을 두었다. 4명의 가정과 예비교사를 대상으로 수업참여 관찰을 한 이후 녹화된 자료를 AF 분석을 활용하여 분석하였으며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 가정과 예비교사의 언어 상호작용을 항목별로 살펴보면 교사의 '강의', '비언어적 상황', 교사의 '질문' 순으로 높게 나타났다. 학습자의 '긍정적인 학습 분위기 조성', '칭찬이나 격려' 항목에서는 빈도가 낮게 나타났으며 학습자에게 '지시' 혹은 '학생 비판이나 교사의 권위를 정당화'는 거의 이루어지지 않았다. 둘째, 수업 상호작용의 형태는 '교사의 질문-학생의 반응적인 발언' 혹은 '강의-질문'의 형태로 나타났으며 마지막 수업에서는 '교사의 질문-학생의 주도적인 발언', '강의-교사의 질문-칭찬이나 격려, 학생의 아이디어 수용 및 활용' 순으로 나타났다. 셋째, 수업에서 지수 경향은 전체적으로 비지시적인 경향을 띠며, 학습자의 발언에 허용적으로 나타났다. 교사의 질문비가 높고 첫 수업에서 학생의 발언비와 넓은 답변비는 낮게 나타났으나 마지막 수업에서는 높게 나타났다. 넷째, 전문가 분석에서 수업 운영에 대한 질문과 확산형 질문이 증가하였으며 교사는 학생들의 학습활동을 안내하고 학생들은 교사의 질문에 대하여 확산적인 사고를 하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 예비교사들이 교과 지식의 전달을 촉진하고 학생과 적극적인 언어 상호작용이 이루어지도록 자기수업 분석과 함께 현장에서의 적극적인 지원이 요구된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.560-569
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• 1999

본 연구는 서울 시내 여자 중학교 2학년 2개 반 75명의 학생을 대상으로 '화학 변화와 원소' 단원에 대하여 4주간 12차시 동안 실시되었다. 학생들은 12차시의 수업 처치 중 총 1,108개의 질문을 서면으로 적어 내었으며, 모든 질문은 6개의 범주로 분류되었다. 분석 결과, 학습 내용과 직접 관련이 없는 '무관련' 수준의 질문은 7%, 질문 자체의 명제가 성립되지 않는 '모순' 수준의 질문은 3%였다. 교수 내용에 대한 반복 설명을 요구하는 '회상' 수준의 질문은 전체의 23%를 차지하였으며, 사례 제시를 요구하거나, 학습내용의 단순 적용, 용어 등에 대한 추가 설명을 요구하는 '재구성' 수준의 질문이 전체의 40% 를 차지해 가장 높은 비율을 나타냈다. 또한 학습 내용에 대한 응용 및 적용, 자신의 생각과의 이견 등을 나타낸 '적용' 수준의 질문은 18%, 상위 개념이나 타 개념등의 확장된 개념적 질문을 포함하는 '확장' 수준의 질문은 전체의 9%를 차지하였다. 본 연구에서는 학생 질문의 유형별 특성에 대한 교육적 함의에 대해 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권1호
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• pp.58-79
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• 2015

이 연구는 다양한 과학 수업 상황에서 학생의 질문 빈도와 유형에 대한 학생들의 인식이 학년별로 어떻게 변화하는가 분석하기 위하여 3~9학년까지 총 2,289명의 학생을 대상으로 설문을 분석한 것이다. 설문에 제시된 수업 상황은 수업 내용, 수업 형태, 수업 자료, 수업 진행 방식의 네 가지 영역에 대하여 19가지 하위 항목으로 세분화한 후 각 항목별로 과학 수업 1차시 동안 학생이 제시한 질문의 유형과 빈도를 조사하였다. 연구 결과 학생 질문의 유형은 이해 질문이 가장 많았고, 다음이 기억 질문으로 두 유형이 50%로 대부분을 차지하였다. 학년별 질문 유형의 변화도 뚜렷한 경향성을 보이지 않았다. 다만 특히 잘 아는 내용의 수업, 강의 수업, 교과서를 이용한 수업, 교사가 교과서를 읽으면서 설명하는 수업에서 높은 비율로 나타났다. 또한 학생의 질문 빈도는 4학년에서 가장 크게 나타났고 학년이 올라감에 따라 감소하는 경향을 보였으며 학년별 질문 빈도의 변화는 3~4학년 사이에서 가장 크게 나타났다. 수업 상황별, 학년별로 다양한 질문이 오갈 수 있도록 학생들의 사고를 자극시키고 활발한 수업 분위기를 조성하여 수업의 효과를 높일 수 있는 수업 전략이 요구된다고 하겠다.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.363-370
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• 1995

학생의 물리 개념 변화가 어려운 이유들 중의 하나는 학습자가 자신의 상태를 명확히 인식하지 못함으로써 자신이나 타인으로부터 되먹임을 받을 수 없다는 것이다. 본 논문은 학생이 자신의 학습 내용 이해 상태 또는 개념적 상태를 명확히 파악하여 드러내도록 하는 인지 방략적 질문 모형을 구안하고 이것이 고등 학생의 열과 온도의 개념 변화에 있어서 어떠한 역할을 할 수 있는가를 분석한 것이다. 이를 위하여 일반계 고등 학교 2학년 152명을 하나의 통제집단과 두 개의 실험집단으로 구성하였다.학생의 개념 변화를 ANOVA 분석한 결과 세 집단은 모두 수업 처치 전과 후에 유의 수준 0.05 이내에서 의미 있는 차이가 있는 것으로 나타났으나 세 집단들 사이에도 유의한 차이가 있었다. 그러므로 학생이 지필로써 인지 방략적 질문 활동을 한 처치 수업은 전통적인 수업보다 열과 온도에 관한 학생의 개념 변화에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권6호
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• pp.759-772
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• 2009

본 연구의 목적은 8학년 학생들의 자기주도적인 과학탐구 보고서에 제시되어 있는 결론의 특징을 이해하려는 것이다. 이를 위해 '자기주도적인 과학탐구의 결론 분석'이라는 틀을 개발하였으며, 이 분석틀을 사용하여 학생들의 결론을 분석하였다. 다음으로는 학생들의 결론을 그들이 탐구하기 위해 생성한 질문과 비교하여 질문이 결론에 영향을 주는지에 대해 조사하였다. 더불어 학생들이 탐구 활동을 하면서 결론을 도출할 때 겪는 어려움을 이해하기 위해 실시한 설문지의 응답을 분석하였다. 연구 결과에 의하면 결론은 대체로 과학의 기초적 가정과 과학적 설명으로 범주화되는데, 학생들 결론의 약 절반 정도는 과학의 기초적 가정에 해당하였다. 그리고 과학적 설명으로 제시된 결론은 대부분 연역추론에 의한 설명과 귀납추론에 의한 설명이었다. 그리고 질문이 탐구질문일 때 과학적 설명이 과학의 기초적 가정보다 많이 나타나는 것으로 보아 결론의 형태는 학생들이 생성한 질문의 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 일부 학생들은 결론과 실험 결과가 차이가 있음을 인식하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.930-943
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• 2007

이 연구에서는 과학자들의 연구 수행에서 나타나는 인식론적 특성을 반영한 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고,이 과정에서 학생들이 실제로 과학의 인지과정을 경험하면서 참탐구 인식론을 반영한 추론 특성을 보이는지를 알아보고자 하였다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생 86명을 연구 대상으로 하였으며,4주 동안 비교집단 2개 학급의 학생들은 전통적인 학교 탐구 활동을 수행하게 하고 실험집단 2개 학급의 학생들은 개방적 참탐구 활동을 수행하게 한 후 학생들이 제기한 질문을 비교하였다. 그 결과 두 집단의 학생들이 제기한 질문의 빈도는 크게 차이가 없었으나,질문의 유형에는 차이가 있었다. 실험집단에서 사고 질문의 빈도가 높게 나타났고,질문의 세부 유형에서도 비교집단 학생들의 질문과 유의미한 차이를 보였다(p <.01) 특히 사고를 확장시키는 질문과 변칙 데이터에 대한 질문의 빈도에서 큰 차이가 있었다. 또한 실험 집단에서 제기된 질문 가운데에는 과학적 방법,변칙 데이터,추론의 불확실성과 같은 참과학의 인식론을 반영하는 질문들이 발견되어 개방적 참탐구 수행에서 학생들이 과학적 인식론을 이해하게 될 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 탐구주제에 따른 질문 비교에서 개방도가 높아질수록 변칙탐지 질문과 전략질문의 빈도가 높아지는 경향이 있었고,귀납적 질문과 유추적 질문의 경우에는 개방도보다는 탐구 주제와 관련이 있는 것으로 나타났다.