• 한국과학교육학회지
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• 제34권6호
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• pp.535-547
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• 2014

이 연구의 목적은 영국, 호주, 뉴질랜드, 캐나다 온타리오주, 싱가포르 및 우리나라의 과학교과 핵심역량에 대한 동향을 조사하여 과학교육을 통해 기를 수 있는 핵심역량이 무엇인가을 알아보는 것이었다. 또한, 현장 과학교사들이 핵심역량 기반의 과학수업에 대해 어떻게 인식하고 있는지를 탐색하고, 특히 최근 핵심역량 기반의 과학교육과정을 접한 경기도 지역 교사들이 어떻게 인식하고 있는지를 알아보는것이었다. 외국의 역량 기반 과학과 교육과정을 탐색하기 위해 각종 문헌연구를 실시하였으며, 현장 과학교사들의 인식 조사를 위해, 135명의 초 중 고등학교 교사들에게 설문을 실시하였다. 외국의 역량기반 과학과 교육과정 탐색 결과, 각 국가들의 공통적인 특징으로 '범교과 역량과의 연계', '과학 내용과 과학 활동의 결합', '의사소통 능력중시', '역량별 성취 수준 제시' 등이 나타났다. 또한, 각국에서 강조하는 과학과 핵심역량으로는, '비판적 사고력', '창의적 사고력', '문제해결력', '탐구능력', '의사소통능력', '문화적 이해력', '학문간 통합능력', '적용능력', '개인적 역량과 사회적 역량'이 있었다. 현장 과학교사들은 현재 핵심역량에 대한 인지정도 및 과학수업에서의 실행 정도는 보통으로 생각하고 있었으나, 가르쳐야 한다는 움직임과 가르칠 의사에는 긍정적인 인식을 보임으로써, 필요성에 대해서는 공감하고 있었다. 중요한 핵심역량으로는, 초 중 고 세 학교급 모두에서 '창의적 사고력', '문제 해결력', '탐구 능력'을 꼽았으며, 교육 요구도가 가장 높은 역량은 '창의적 사고력'이었다. 경기도 지역의 교사들이 다른 일반지역의 교사들보다 핵심역량에 대한 인지정도가 높은 것으로 나타났으며, 핵심역량 기반의 과학 수업이 과학적 태도와 의사소통능력 형성에 큰 도움이 된다고 보았다. 그러나 수업 운영 방법에 익숙하지 않은 점, 많은 수업 준비시간 등을 어려운 점으로 꼽았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.855-865
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• 2012

본 연구의 목적은 학습자의 핵심역량 개발을 위한 과학과 수업방법을 탐구하는 것이다. OECD의 DeSeCo 프로젝트를 계기로 핵심역량은 '학생들이 향후 사회적 삶을 성공적으로 살아가기 위해 필요로 하는 능력'으로 재정립됨으로써 여러 나라에서 '역량기반 교육과정'이 강조되기에 이르렀다. 본 연구에서는 국외의 역량기반 교육과정 선도국과 국내의 외국인학교 및 국제중학교를 방문하여 관계 전문가들을 대상으로 교과교육 혁신 사례를 수집하고 분석하였다. 역량기반 교육과정을 구현하는 국외 사례수집과 더불어, 각 사례별로 교사 및 학교장을 대상으로 심층면담을 통해 학습자의 핵심역량 제고를 위해 요청되는 과학과 수업 개선 방안을 탐색하였다. 외국 사례에서는 학습자의 핵심역량 개발을 위해 과학 수업에서 핵심역량 측면에서 학생들에게 무엇이 기대되는지를 알게 하는 것이 중요하며, 활동과 학생중심 학습을 강조하고, 교과내용 중심의 기존 교육과정에 비해 수업에서 학생들 간의 집단 활동이나 협력을 중시하며, 교과 간 또는 과학영역 간 통합수업이 강조됨을 알 수 있었다. 한국의 과학교사들은 핵심역량은 결국 수업방법을 통해 구현되어야 하며, 과학적 사고력을 길러줄 수 있는 탐구경험을 제공하고, 실제 세계와의 연계를 강조하며, 핵심역량을 체험할 수 있도록 다양한 경험을 제공하고, 교과 간 통합수업을 활용해야 한다고 주장하였다. 결론 부분에서는 과학과 교육과정이나 수업에 핵심역량을 통합할 경우 예상되는 어려움이나 문제점을 살펴보고, 그 해결방안을 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.227-236
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• 2020

이 연구는 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 통해 학생의 과학에 대한 태도 변화와 핵심역량의 성장을 알아보았다. 이를 위해 C 지역의 C 중학교 1학년 116명을 대상으로 연구를 진행하였으며, 총 35차시의 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업을 투입하였다. 첫째로, 과학 태도에 미치는 영향을 알아본 결과 통계적으로 유의미한 변화가 있었다(p<.05). 하위영역별 효과 크기는 0.67~1.52로 중간이상의 효과 크기를 보였다. 둘째로, 디지털 리터러시를 강조한 수업의 유형에 따라서 성장 인식의 전체 빈도 차이는 크게 없었다. 하지만 핵심역량에 따른 분석에서는 Web 기반 수업은 핵심역량별로 빈도의 차이가 크지 않는 반면, 첨단기술 수업은 핵심역량별로 다소 차이가 큼을 확인할 수 있었다. 이는 과학교육에 주는 시사점으로 디지털 리터러시를 강조한 과학 수업의 활용을 높일 필요가 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.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.107-123
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• 2022

이 연구는 컴퓨터 기반 과학 탐구 프로그램을 활용한 화학 수업의 효과를 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 물질의 특성 영역에서 3차시의 컴퓨터 기반 과학 탐구를 중심으로 하는 교수학습 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 서울에 위치한 K 중학교에 투입하여 효과를 검증하였다. 실험집단은 혼합물의 분리와 관련된 3차시의 컴퓨터 기반 과학 탐구 수업이 도입되었으며, 비교집단은 교과서에서 제시한 내용을 교사 중심의 강의법으로 도입하였다. 프로그램의 효과를 검증하기 위하여, 과학 긍정경험과 과학과 핵심역량은 이원공분산분석(2-way ANCOVA)을, 학업성취도는 이원분산분석(2-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과, 과학 긍정경험, 과학과 핵심역량, 학업성취도에서 모두 두 집단 간 차이가 유의미하였으며(p<.05), 학업성취도에서만 집단^*성별 상호작용 효과가 유의미하였다(p<.05). 이 연구 결과로부터 지속적인 과학 탐구가 가능한 화학 수업 방법으로 컴퓨터 기반 과학 탐구 프로그램의 활용 가능성을 엿볼 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권2호
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• pp.265-275
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• 2022

본 연구에서는 미래사회의 과학교육에 초점을 맞추어 미래사회를 살아갈 학생들에게 길러주어야 할 핵심역량, 그리고 이러한 핵심역량을 길러주기 위한 역량기반 교육을 실현하는 주체인 미래학교 과학 교사에게 필요한 역할과 전문역량 내용교수지식(PCK) 측면에서 탐색하였다. 이를 위해 전국의 지구과학 전공 과학 교사를 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 105건의 유효한 응답을 확보하였다. 연구결과를 미래사회를 살아갈 학생들에게 길러주어야 할 핵심역량, 역량기반 교육을 위한 과학 교사의 역할, 역량기반 교육을 위해 필요한 과학 교사의 역할과 교사 전문역량의 구조적 관계 등의 측면에서 논의하였다. 학생역량과 교사 전문역랑의 관계, 그리고 교사의 역할과 전문역량 간의 구조를 살펴보기 위해 네트워크 분석을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면 미래사회 학생의 핵심역량으로는 의사소통과 협업 능력이, 과학 교사의 역할로는 협업 중심 활동 기회 제공이 가장 중요한 것으로 나타났다. 교사 역할과 교사 전문역량의 구조적 관계를 살펴보면 과학수업실천과 관련된 전문역량과 관련하여 협업 중심 활동 기회 제공, 다양한 소재와 콘텐츠 활용 등과 같은 역할과 뚜렷한 관계가 나타났다. 연구결과를 토대로 학생이 필요로 하는 핵심역량에 대한 교사의 인식 제고에 근거한 학생의 행위 주체성 촉진 방안, 교사 역할과 전문역량 구성요소의 관련성, 교사 전문역량의 총체성 등을 제안하였다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.431-442
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• 2015

본 연구에서는 '집단지성 촉진 전략을 활용한 SSI 수업모형(CI기반 SSI 수업모형)'을 중학교 영재학급 학생들을 대상으로 적용하여 그 효과를 탐색해 보았다. 특히, 집단지성의 원리를 적용했을 때 더욱 향상될 것으로 기대되는 역량 즉, 협업능력, 정보 기술 및 미디어 활용능력, 비판적 사고력과 문제 해결력, 의사소통 능력에 초점을 맞추어 살펴보았다. 또한 학생들이 CI기반 SSI 수업모형에 적용된 집단지성의 원리의 효과를 어떻게 인식하는지도 함께 살펴보았다. 본 연구는 서울에 위치한 중학교 영재학급 학생 20명을 대상으로 하였으며, 이 학생들은 약 1년에 걸쳐 토요일마다 격주로 수업에 참여하였다. 학생들은 과학기술 사회에서 요구되는 시민역량 검사지에 수업 전, 중간, 후에 응답하였으며, 수업이 진행되는 동안 수업관찰 및 학생들과의 그룹면담을 실시하였다. 연구결과, CI기반 SSI 수업은 학생들의 과학기술 사회 시민으로서 갖추어야 할 핵심 역량의 여러 요소들이 향상될 수 있는 가능성을 보여주었다. 비록 통계적으로 유의미한 차이는 아니었으나, 수업 및 면담자료에 대한 추가 분석은 이 가능성에 대해 어느 정도 뒷받침해주었다. 첫째, 학생들은 웹 플랫폼을 활용하여 조원들과 활발하게 정보공유를 함으로써 생각의 확장을 경험하였다. 둘째, 학생들은 수업에 참여하면서 다양한 관점에 대한 포용력이 다소 향상되었다. 셋째, 학생들은 토의주제에 대해 미리 자료를 수집하고 스스로 독립적인 시간을 가짐으로써 조별 토의에 보다 적극적으로 참여하게 되었으며, 조원간의 소통도 더 원활해졌다고 응답하였다. 마지막으로, 학생들은 협업의 가치에 대해 인지하게 되고, 협업을 통해 더 나은 산출물을 낼 수 있다는 경험을 하게 되었다.

• 대한화학회지
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• 제67권4호
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• pp.271-280
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• 2023

본 연구에서는 실감형 콘텐츠를 활용한 메타인지 학습전략 기반 화학 프로그램이 예비 교사의 창의적 사고역량 및 과학과 핵심 역량에 미치는 효과와 이에 대한 인식을 조사하는데 목적이 있다. 특히, 메타인지를 강화시키는 전략을 도입하여 프로그램의 효과를 더욱 향상시키고자 하였다. 참가자는 새로 개발한 화학 프로그램을 적용 받는 실험반과 실감형 콘텐츠와 메타인지 전략을 포함하지 않은 일반적인 수업을 적용 받는 전통반으로 분류하였다. 두 집단 모두에게 프로그램 적용 전과 적용 후 설문을 실시하여 메타인지 역량과 창의적 사고역량 및 과학과 핵심역량의 변화 정도를 측정하였다. 또한 메타인지 역량과 과학과 핵심역량이 창의력 사고역량에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 연구 결과, 실험반의 메타인지 역량, 창의적 사고역량 하위요소 중 적절성과 합리성, 과학과 핵심 역량 중 과학적 참여 및 평생 학습 능력을 제외한 모든 하위요소가 유의하게 향상되었다. 또한 메타인지 역량 중 메타인지적 지식, 과학과 핵심역량 중 과학적 탐구능력과 과학적 사고력이 창의적 사고역량에 영향을 미친다는 결과가 도출되었다. 결과를 통해 창의력 사고역량의 향상을 위해 메타인지 학습전략을 접목시킨 실감형 콘텐츠 개발이 필요하며 이를 활용할 수 있는 학습모형 및 프로그램 개발이 필요하다는 시사점을 얻었다.

• 과학교육연구지
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• 제42권2호
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• pp.132-147
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• 2018

본 연구에서는 과정중심 평가에 대한 이론적 모델을 STEAM 교육 맥락에서 핵심역량의 학습발달과정에 근거하여 개발, 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 '과정-결과를 결합한 모듈 타입(Process-Products Combined Module-type)의 STEAM 평가모델(P2CM STEAM 평가모델)'은 문헌분석을 통해 도출된 것으로, STEAM 수업 맥락에서 핵심역량 학습발달과정에 초점을 둔 모델이다. 의 특징은 STEAM 수업과 평가를 연계하고, 과정평가와 결과평가가 동시에 가능하며, 다양한 STEAM 주제와 수업유형에 실제로 적용 가능한 점이다. 은 3개의 축으로 구성되는데, 첫 번째 축(X축)은 STEAM에서 중점을 두어야 할 4C 역량을, 두 번째 축(Y축)은 STEAM 수업유형의 종류와 위계를 나타내며, 세 번째 축은 학습발달 수준인 평가기준을 나타낸다. 에 기반으로 하여 창조기반의 창의역량에 초점을 둔 평가모듈(창의역량${\times}$창조기반)에서, 학생들의 학습발달과정을 평가할 수 있는 평가기준을 예시하였다. 연구결과를 토대로 한국형 LP에 대한 연구성과를 토대로 평가모델 개발하기, 현장밀착형 심층연구를 통한 증거기반 평가모델 개발 제공, 교사공동체 및 현장교사들의 참여를 통한 형성 평가 모델 수정보완, 학습발달수준 추적을 위한 평가모델에 대한 지속적인 연구의 필요성 등을 제안하였다.