• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.357-370
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• 2022

본 연구에서는 화학 결합 학습에 적합한 모바일 증강현실 학습도구를 개발하고 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습(POGIL-MAR)을 제안하여 이 교수학습 방법이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기 및 학습 몰입감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구 참여자는 경기도 소재의 남녀 공학 고등학교 1학년 학생 139명으로, 이를 통제집단(TL), 실험집단 1(POGIL), 실험집단 2(POGIL-MAR)로 무선 배치하였다. 학생들은 4차시에 걸쳐 화학 결합과 관련된 학습을 하였다. 이원 공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단은 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감 검사에서 사전성취 수준에 관계없이 다른 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, 하위 집단의 경우, POGIL-MAR 집단이 TL과 POGIL 집단보다 통계적으로 유의미한 학업 성취도 향상이 있었다. 과학 학습 동기의 하위요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 학습 동기의 하위 요인인 내재 동기, 직업 동기, 자아 효능, 점수 동기, 자기 의지에서 유의미하게 높았다. 특히, 내재 동기에서 교수학습 방법과 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다. 한편, 학습 몰입감의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 분명한 목표, 분명한 피드백, 행위-인식 일체감, 학습 통제감, 자기만족적 경험에서 유의미하게 높았다. 이러한 결과를 바탕으로 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습의 교육적 시사점을 논의하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.487-495
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• 2021

4차 산업혁명 시대에 필요한 창의적 및 비판적 사고를 함양할 수 있는 자기조절학습 전략을 이용하여, 고등학교 화학I '화학반응에서의 양적관계' 단원의 탐구실험 수업에 응용하였으며, 학업성취도 및 과학적 태도에 대한 효과를 연구하였다. 학업성취도의 경우, 사전검사에서 두 집단 간에 의미 있는 차이가 없었으나, 사후검사에서 실험집단의 평균값이 유의미하게 높았다. 실험집단 학생들은 모둠별 토의, 메타인지 활동 등으로 부피비, 몰비, 입자수 비 및 계수 비, 등의 양적관계를 더 잘 이해하였다. 학업성취도는 메타인지와의 상관성이 가장 높게 나타났다. 과학적 태도의 경우, 준비성, 호기심, 등에서 두 집단 간의 평균점 차이가 크게 나타났으며, 과학적 태도는 행동조절과의 상관성이 가장 높게 나타났다. 따라서 메타인지와 과학적 태도에 대한 효과를 고려할 때, 자기조절학습 전략이 이 시대에 필요한 창의성 및 인성교육에 가장 적합한 교수-학습 형태인 것으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제52권5호
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• pp.536-549
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• 2008

• 대한화학회지
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• 제61권6호
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• pp.378-387
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• 2017

이 연구에서는 대학수학능력시험 화학 I 문항의 적절성과 화학 I 선택에 대한 교사와 학생의 인식을 조사하여 화학 I 응시자 감소 원인을 분석하였다. 2014학년도부터 2016학년도까지의 대학수학능력시험 화학 I 문항 중 일부를 대상으로 교육과정의 내용요소 및 성취기준, 성취수준에 적절한지 분석하고 고등학교 3학년 452명과 과학교사 68명을 대상으로 화학 I 선택에 대한 인식을 조사하였다. 연구 결과, 화학 I 문항은 교육과정에서 요구하는 내용의 깊이와 성취수준에 비해 다소 어렵고 복잡한 수학적 사고력이 요구되는 것으로 나타났다. 학생들은 화학 I의 선택여부에 관계없이 화학 I 문항 풀이에는 수학적 사고력과 복잡한 수리능력이 필요하다고 인식하였다. 또한 교사들은 최저학력기준 충족 면에서 화학 I 선택이 불리하다고 생각하였고 그에 따라 학생들에게 화학 I 응시를 적극적으로 권유하지는 않았다. 그리고 대부분의 교사들은 화학 I 문항 출제 방향의 개선이 필요하다고 인식하였다. 따라서 화학 I 문항을 수학적으로 해결하는 것이 아니라 화학 지식을 활용해서 해결할 수 있는 문항이 출제될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권2호
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• pp.246-257
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• 2006

TIMSS 2003에서는 교육과정과 교수 학습 개선에 도움이 되는 구체적인 정보를 제공하기 위하여 전체 과학 성취점수를 수윌, 우수, 보통, 기초 4개의 수준으로 구분하여 각 성취수준에 해당하는 학생이 무엇을 알고, 무엇을 할 수 있는지를 제시하고 있다. 이 연구에서는 수윌 수준과 우수 수준을 중심으로 우리나라 중학생들의 과학 내용 영역별 성취도 경향 및 문항별 정답률 분포와 특성을 분석하였다. 수월 수준 문항들의 정답률을 내용 영역별로 살펴보면, 우리나라의 평균 정답률은 물리, 지구과학, 생물, 화학, 환경의 순으로 높았다. 반면에 국제 평균 정답률은 지구과학, 화학, 생물, 물리, 환경의 순으로 높았다. 우수 수준에서 우리나라의 경우에는 환경, 물리, 생물, 지구과학, 화학의 순으로 평균 정답률이 높게 나타난 반면에 국제 평균 정답률은 지구과학, 생물, 환경, 물리, 화학의 순으로 높았다. 수윌 수준과 우수 수준에 해당되는 문항들의 정답률을 내용 영역별로 살펴본 결과, 우리나라 학생들은 물리 영역에서 강세를 나타내었고 화학영역은 상대적으로 약세를 나타내었다. 각 수준에 해당하는 문항들 중 정답률이 높거나 낮은 문항들의 특성을 분석한 결과, 수윌 수준에서 우리나라 학생들은 기본적인 과학 탐구에 대한 이해도는 높으나, 과학 지식을 글로 설명하거나 복합적이고 추상적인 과학 개념을 이해하는 것, 그리고 과학 원리를 적용하여 정량적으로 문제를 해결하는 것에서는 취약한 것으로 나타났고, 우수 수준에서는 생태계에 대한 이해 정도가 국제 수준에 비해 상대적으로 취약한 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 우리나라 과학과 교육과정 및 교수 학습에 주는 시사점을 도출하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권3호
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• pp.256-262
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• 2006

연구의 목적은 Small-Scale Chemistry(SSC)를 적용한 수업이 고등학생의 과학성취도 및 과학관련 정의적 특성에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 제 7차 교육과정의 고등학교 과학 교과서 화학영역에 대한 SSC 실험 프로그램을 개발하였다. 실험집단에는 SSC 실험 프로그램을 적용하고 비교 집단에서는 교과서를 중심으로 한 전통적 실험 수업을 실시하여 사전-사후 과학성취도 및 과학관련 정의적 영역의 변화를 조사하였다. 연구결과에 의하면 SSC 실험 프로그램을 적용하여 수업한 실험집단의 성취도가 교과서 내용의 전통적인 실험수업을 실시한 비교집단에 비해 유의미하게 높았다(p<.01). 과학관련 정의적 영역의 경우, 흥미와 과학적 태도 영역에서도 SSC 실험집단이 비교집단에 비해 유의미하게 높은 것으로 나타났다(p<.05). 또한 SSC 적용 수업에 대한 학생들의 인식을 살펴본 결과 학생들은 대부분 과학학습에 있어 효과적이고 흥미 있는 수업이라고 응답하였으며, 과학성취도와 정의적 영역의 변화를 잘 설명해주고 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권4호
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• pp.492-501
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• 2006

이 연구에서는 TIMSS 2003 과학 문항의 GDI(Gender Difference Index) 값을 산출하여 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따른 남학생과 여학생의 성취도 차이를 살펴보았다. TIMSS 2003 의 과학 성취도에서 문항 유형에 상관없이 우리나라와 국제 결과 모두 남학생이 여학생보다 성취도가 높았으며, 우리나라 여학생들은 특히 선다형 문항에서 남학생보다 성취도가 낮았다. 성취수준에 따른 남 여학생의 성취도를 비교한 결과, 우리나라와 국제 평균 모두 기초 수준을 제외하고 다른 3개의 성취수준에서 남학생의 성취도가 여학생의 성취도에 비하여 높게 나타났고, 보통 수준에서 그 차이가 가장 크고 기초 수준에서 가장 작았다. 내용 영역별로 남 여학생의 성취도를 비교한 결과, 우리나라와 국제 평균 모두 지구과학 영역에서 차이가 크게 나타났고 화학 영역에서 그 차이가 가장 작았다. 생물 영역의 경우 국제 평균에서는 여학생의 성취도가 높게 나타난 반면에, 우리나라에서는 남학생의 성취도가 높게 나타났다. 남학생틀의 성취도가 높은 문항들은 지구과학 영역에 속하는 경우가 상대적으로 많았으며, 학교 교육과정에서 다루어지지 않은 문항들의 비율 또한 비교적 높았다. 인지 영역별 분포를 볼 때는 남학생들이 높은 성취도를 보이는 문항은 사실적 지식과 개념 이해를 묻는 문항인 경우가 많았다. 연구 결과에 근거하여 파학 교육에서 성차를 줄이기 위한 방안들을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제57권1호
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• pp.138-146
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• 2013

이 연구에서는 전수평가로 치러진 국가수준 학업성취도평가에서 과학 성취도가 성별에 따라 어떤 차별성을 나타내는지 살펴보고자 하였다. 이를 위해 2010년 중학교 3학년 국가수준 학업성취도평가 결과를 대상으로 과학과 성취도의 성별차이, 성별 성취수준 비율, 내용영역별 및 행동영역별 성별 정답률 차이, 내용영역에 따른 문항별 정답률 중 성별 차이가 큰 문항을 분석하는 것으로 나누어 연구를 진행하였다. 그 결과 첫째, 우리나라 중학교 3학년 학생들의 과학성취도는 여학생이 남학생보다 높게 나타났다. 둘째, 우수학력에는 남학생 비율이, 중위권 집단에서는 여학생 비율이, 기초학력미달에는 남학생 비율이 더 높았다. 셋째, 내용영역 중 물질, 생명 영역에서 여학생이 남학생보다 정답률이 높았으며, 행동영역에서는 지식과 탐구영역에서 모두 여학생이 남학생보다 정답률이 높았다. 넷째, 성별 정답률의 차이가 가장 높게 나타난 문항을 살펴본 결과 남학생은 자료를 해석하는 문항의 경우, 여학생은 규칙을 기억해야 하는 문항, 일상생활과 관련된 친숙한 문항의 경우에서 정답률이 높았다. 이러한 과학에 대한 중학교 남녀의 성별 특성에 대한 정보를 바탕으로 학생들의 약점을 보완하고 지원할 수 있는 교수 학습 방안에 대한 시사점을 얻을 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제44권4호
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• pp.356-362
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• 2000

협동적인 소집단 문제 해결 과정을 녹화/녹음하여 작성한 프로토콜에 대하여 언어적 행동의 빈도를 분석하고, 학생들의 사전 성취 수준에 따라 비교하였다. 각각의 소집단에서 학생들의 사전 성취 수준에 따라 언어적 상호작용에 대한 참여율도 조사하였다. 상위 수준 학생들은 중${\cdot}$하위 수준에 비해 '정보 주기' 범주에 속하는 행동들을 많이 나타내었고, '제공', '제공 반복', '정당화'에서의 차이가 통계적으로 유의미하였다. '정보 받기'나 '질문하기' 범주에서는 통계적으로 유의미한 차이를 나타내는 행동이 없었다. 12개 소집단 가운데 모든 수준의 학생들이 언어적 상호작용에 균형 있게 참여한 경우는 3개조에 불과했고, 중위 수준 학생들의 참여율이저조한 경우가 많았다.

• 대한화학회지
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• 제51권2호
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• pp.186-192
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• 2007

이 연구에서는 일반화학 수업에서의 개념도 작성이 초등 예비교사의 성취도, 개념 이해도, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감에 미치는 영향을 조사했다. 또한, 예비교사들의 학습 접근 방식과 개념도 작성 활동 사이의 적성-처치 상호작용 효과도 조사했다. 1개 교육대학교의 1학년 학생 69명을 처치 집단과 통제 집단으로 배정했다. 사전 검사로 학습 접근 방식, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감 검사를 실시했다. 처치는 9주 동안 진행되었는데, 처치 집단은 강의 후 개념도 작성을 했고, 통제 집단은 강의 후 교과서의 연습 문제를 풀었다. 처치가 끝난 후, 성취도, 개념 이해도, 과학에 대한 불안감, 과학교수효능감 검사를 실시했다. 연구 결과, 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았다. 그러나 개념 이해도와 과학교수효능감에서는 처치 집단과 통제 집단 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 과학에 대한 불안감 검사에서는 처치 집단 학생들의 불안감이 통제 집단에 비해 유의미하게 높았다. 학생들의 학습 접근 방식과 수업 처치 사이의 적성-처치 상호작용 효과는 발견되지 않았다.