• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.137-153
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• 2000

본 연구에서는 과학 탐구 요소 위주의 단편적인 활동이나 지시적인 확인 실험과 대비되는 종합적이고 포괄적인 문제 해결 활동으로서 '확장적 과학 탐구'를 개념화하고 이러한 탐구 활동을 통한 교육적 성취의 한 가지 중요한 정의적 구인을 '탐구 동기'로 개념화하였다. 탐구 동기는 과학 탐구 활동을 지향하고 출발시키는 개인의 심리적 태세로, 동기의 방향에 따라 정적(正的) 탐구 동기, 부적(負的) 탐구 동기로 구분하고 각각을 그 원인에 따라 외적 탐구 동기와 내적 탐구 동기로 구분하였다. 연구의 목적은 확장적 과학 탐구 활동에서 중학생들의 탐구 동기가 어떻게 변화하는지 종단적으로 조사하여 기술하는 것이다. 중학교 1학년 4개 학급의 남, 여 학생 128명을 연구대상으로 하였다. 과학 교과서의 '힘과 운동' 단원에 제시되어 있는 2가지 탐구 과제와 본 연구에서 개발한 4가지의 확장적 과학 탐구 과제를 학생들이 수행하는 동안 탐구 동기가 어떠한지 설문을 통하여 반복적으로 정량적 자료를 조사하였다. 또한 학생들이 제출하는 탐구 보고서를 통하여 탐구 동기 변화 과정에 대한 정성적 자료를 수집하였다. 이러한 정량적 및 정성적 자료를 분석하고 종합하여 탐구 동기의 변화 과정을 기술하였다. 각 과제에 대한 탐구 동기를 분석해 보면 확장적 과학 탐구에서 교과서에 제시된 협의의 탐구에 비해 정적 탐구 동기를 나타내는 학생 수가 유의하게 증가하지는 않았다. 그러나 탐구 보고서를 통하여 탐구 동기의 원인을 분석하여 보면 교과서에 제시된 협의의 탐구에서는 정적 탐구 동기의 원인으로 과제 외재적 요인이 과제 내재적 요인에 비해 높게 인식된 반면 확장적 과학 탐구에서는 정적 탐구 동기의 원인으로 과제 내재적 요인이 과제 외재적 요인에 비해 높게 인식되었다. 부적 탐구 동기의 경우는 교과서에 제시된 협의의 탐구나 확장적 과학 탐구 모두에서 과제 내재적 요인이 과제 외재적 요인보다 높게 인식되었다. 이것은 부적 탐구 동기를 변화시키기 위해서는 학습 환경의 개선보다는 과제 자체의 내용이나 구조를 개선하기 위한 노력이 필요함을 뜻한다. 확장적 과학 탐구의 전반부와 후반부에서 탐구 동기의 개인별 변화 양상을 살펴보면 정적 탐구 동기가 유지된 학생(39%)이 부적 탐구 동기가 유지된 학생(28%)에 비해 많았고 전반부에서 부적 탐구 동기를 보이다가 후반부에서 정적 탐구 동기로 변화된 학생(21%)이 반대의 경우(12%)보다 많았다. 또한 확장적 과학 탐구의 후반부에서 전반부에 비해 정적 탐구 동기 중 내적 탐구 동기로 구분되는 학생 수가 다소 증가하여 탐구 동기의 바람직한 변화는 확장적 과학 탐구의 전반부보다 후반부에서 나타났다. 결론적으로 확장적 과학 탐구는 과학 교과서에 제시된 협의의 탐구에 비해 정적 탐구 동기를 나타내는 학생 수가 유의하게 증가하도록 하지는 않았지만, 학생들이 정적 탐구 동기의 원인을 보다 더 과제 내재적 요인으로 인식하도록 하는데 기여하였으며 확장적 과학 탐구의 전반부에 비해 후반부에서 탐구 동기의 바람직한 변화를 나타내었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.684-695
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• 1999

본 연구에서는 탐구 요소 중심의 단편적 활동 혹은 지시적인 확인 실험과 대비되는 종합적이고 포괄적인 탐구 활동으로서 실제성, 개방성, 연속성을 특징으로하는 '확장적 과학 탐구'를 개념화하고 경기도 수원에 있는 '화성'을 소재로 하여 중학교 1학년 학생들에게 적합한 확장적 과학 탐구 과제를 개발하였다. 확장적 과학 탐구의 수행 과정에서 학생들의 인지적 참여도는 어떻게 변화하는지, 확장적 과학 탐구 과제의 특징은 인지적 참여도에 어떠한 영향을 미치는지 조사하는 것이 이 연구의 목적이다. 연구 대상은 서울에 소재한 중학교의 1학년 4개 학급 학생 128명이었다. 교과서의 '힘과 운동' 단원에 제시되어 있는 2가지의 탐구 과제와 4가지의 확장적 탐구 과제를 수행하는 과정에서 각 탐구 활동이 끝난 직후 인지적 참여도에 대한 설문을 반복 시행하였고 확장적 탐구 활동이 모두 끝난 다음에는 6개의 과제에 대한 인지적 참여도를 비교해서 응답하도록 하였다. 이러한 정량적 자료와 함께 10명을 대상으로 면담을 실시하여 확장적 탐구 과제의 특정이 학생들의 인지적 참여도에 미치는 영향을 탐색하였다. 각 탐구 과제별 인지적 참여도를 분석한 결과 확장적 과학 탐구에서 교과서에 준한 탐구에 비해 탐구의 목적, 방법, 결과 등 탐구 내용과 과정 전반에 대해 이해한 정도는 증가하지 않았으나 더 능동적으로 열심히 참여했으며( p<0.01) 확장적 탐구의 후반부에서는 전반부에 비해 '이해'와 '몰두'가 모두 유의하게 증가하였다( p<0.05). 확장적 과학 탐구에서 교과서 탐구에 비해 '몰두'가 증가된 이유를 면담 결과에서 분석해 보면 확장적 과학 탐구 과제의 개방성이 주요 원인이었음을 알 수 있다. 또한 전반부에 비해 후반부에서 '이해'의 정도가 높아진 이유는 유기적으로 구성된 선행 탐구의 경험이 영향을 미친 것으로, '몰두'의 정도가 증가된 것은 탐구 과제 자체의 개방성이 증가했기 때문으로 해석할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-12
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• 2001

확장적 과학 탐구는 실제의 과학 활동에 보다 가까운 포괄적인 과학 탐구의 기회를 제공한다는 점에서 학교 과학교육에서 추구되어야 하며 이러한 탐구 활동을 통한 교육적 성취 중 중요한 하나가 탐구 동기라고 할 수 있다. 본 연구에서는 확장적 과학 탐구 과제의 특징인 실제성, 개방성, 연속성이 중학생의 탐구 동기에 어떠한 영향을 미치는지 구체적인 사례 분석을 통하여 탐색하였다. 탐구 동기를 조사하기 위한 설문 결과와 학생들의 과학 학습 성취 수준을 고려하여 면담 대상 학생 10명을 추출하였으며 개별 면담 결과를 기록하여 탐구 동기의 변화 사례 및 원인을 분석하였다. 확장적 탐구에 대해 정적 탐구 동기를 나타낸 학생들은 교과서 탐구가 이론의 확인에 그친다는 점에서 비판적이었으며 확장적 탐구 과제의 실제성과 개방성을 정적 탐구 동기의 주요 원인으로 인식하였다. 또 확장적 탐구에 대해 부적 탐구 동기를 보인 학생들은 교과서 중심의 학습을 강하게 선호하였으며 확장적 탐구 과제의 개방성을 부적 탐구 동기의 주요 원인으로 인식하였다. 연속성에 대해서는 대체적으로 긍정적인 반응보다는 부정적인 반응이 다소 많았으나 탐구 동기의 주요 원인으로 인식되지는 않았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.319-329
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• 2018

'과제 연구'는 토론과 조사를 거쳐 특정 과학 과제를 선정하여 실험실습을 수행하고 결론을 도출하여 보고서를 작성하는 일련의 연구 과정을 체험하기 위한 과목이다. 이때 가치 있는 과학적 탐구 문제를 발견하는 것은 연구의 시작이라고도 할 수 있으며 그 중요성이 지속적으로 강조되어 왔다. 본 연구에서는 고등학교 과제연구 수업에서 학생들의 탐구 문제 도출을 돕기 위한 다양한 전략을 마련하여 단계별로 적용하였다. 각 과정을 거치며 학생들의 탐구 문제가 어떻게 발전해 가는지 구체적으로 살펴보았다. 수업은 (1)개방적 문제 탐색, (2)문헌 연구 및 자료 검색, (3)탐구 문제의 변형 및 확장, (4)탐구문제의 공유 및 평가, (5)최종 선정 및 연구 계획서 작성 단계로 이루어져 있다. 이를 경기도에 위치한 일반고등학교 과제 연구 수업에 12차시 동안 적용하였다. 총 13명의 학생들은 3-4명씩 4개의 조를 이루어 연구를 수행하였다. 학생들의 연구 과정이 담긴 포트폴리오 및 연구 계획서를 수집하여 탐구 문제의 도출 과정을 조사하였다. 그 결과 학생들이 제시한 탐구 문제는 수업의 각 과정을 거치며 점차 구체화되었다. 또한 각 조가 도출한 탐구 문제는 수업의 각 단계에 따라 유사한 특징을 나타내었다. 개방적 문제 탐색 단계에서 관심주제를 확인하고 문헌 연구 및 자료 검색을 통해 실현 가능한 과학적 탐구 문제를 제시하기 시작했다. 탐구 문제의 변형 및 확장을 통해 탐구 문제와 관련된 다양한 변인을 찾을 수 있었으며 이를 동료들에게 공유하고 연구 계획서를 작성하면서 탐구 문제를 정확하고 구체적으로 서술할 수 있었다. 탐구 문제 도출을 돕기 위한 전략을 다양하게 투입함으로써 탐구 문제의 여러 가지 측면을 발전시키고 학생이 주도적으로 탐구 문제를 도출하도록 도울 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.204-217
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• 2008

본 연구는 초 중 고등학교 과학 교과서의 천문영역에 수록된 탐구활동을 NRC(2000)에서 제시하는 탐구기본요소 5가지와 SAPA에서 제시하는 기초 및 통합적인 탐구과정을 통해 분석하였다. 이를 토대로 과학 교과서의 탐구 활동이 과학교육의 목표인 과학적 소양을 실현하기에 제한점이 있음을 제시하고, 보완적인 방법에 대한 시사점을 제공하고자 하였다. 천문영역을 분석한 결과 초 중 고등학교 대부분의 교과서가 NRC(2000)의 탐구요소 5가지 중 탐구요소 2에 해당하는 증거 수집이 가장 많이 나타난 반면에 탐구요소 1의 문제제기와 탐구요소 5의 발표 및 정당화 부분이 거의 나타나지 않았다. 또한 위의 결과를 바탕으로 구체적인 탐구과정인 SAPA로 분석해 본 결과, 천문영역의 교과서 탐구 활동은 기초탐구과정에는 관찰, 의사사통, 조작, 시공간관계사용 과정 빈도수가 학년에 따라 증가하며, 통합과정에서는 조사, 모델설정, 데이터 해석, 그래프 작성, 실험과정이 늘어나는 경향을 보여주었다. 이에 개정 7차 교육과정에서 제시된 과학적 소양 함양을 위한 교과서에서는 제한적인 탐구활동을 확장하여, 천문영역에서도 전반적이고 다양한 탐구요소 및 탐구과정을 학생들이 경험할 수 있도록 해야 할 것이다. 또한 탐구활동을 가르치는 교사들을 위한 수업모듈뿐만 아니라 이를 사용하는 교사들의 탐구에 대한 이해도 및 교수전략에 있어서도 전문성이 이뤄져야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.757-767
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• 2002

사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험이 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에 미치는 효과에 대해 연구하였으며, 탐구실험 수업이 소집단의 구성방식에 따라 어떠한 차이를 나타내는지 알아보기 위해 인지수준이 동질인 집단과 이질인 집단의 효과를 비교하였다. 이를 위해 중학교 2학년 255명을 통제집단과 실험집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험 수업을, 통제집단에는 전통적인 실험 수업을 1년간 적용한 후 과학 학업성취도, 과학탐구능력, 학습동기 검사를 실시하였다. 사회적 상호작용을 강조한 탐구실험은 이끌어내기, 친숙해지기, 구성하기, 확장하기의 4단계로 구성되어 있으며, 관찰 현상을 학습과 연관시키고 실험을 설계하며 결론을 이끌어내는 과정을 통해 동료 및 교사와 상호작용을 할 수 있도록 구성되어 있다. 연구 결과 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험은 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에서 유의미한 효과가 있었다. 모든 인지수준의 학생들에게 효과가 나타난 것은 아니었으나 대부분의 인지 수준에서 학업성취의 효과가 크게 나타났으며, 학업성취에 비해 과학탐구능력의 향상정도가 낮았다. 소집단 구성에 따른 효과에서는 동질집단이 이질집단에 비해 성취도와 학습동기에서 유의미한 향상이 있었다. 이러한 결과는 과학탐구실험에서 상호작용이 중요하며, 상호작용이 학생들의 성취도와 탐구능력 향상에 긍정적 영향이 있음을 시사한다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제1권1호
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• pp.3-22
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• 1997

본 연구는 첫째로는 수학교육에서 패턴이 강조되는 이론적 근거를 찾고자 역사적 맥락에서 수학의 성격변화를 탐색하였다. 수학의 성격 변화를 통하여 수학은 수의 탐구, 기하의 탐구, 운동ㆍ변화ㆍ공간의 탐구, 수학 연구의 도구에 대한 탐구로 그 영역을 점차 확대하여 왔으며, '수학은 패턴의 과학이다'라는 정의는 수학이 폭넓어짐에 따라 수학이 무엇인가에 대한 수학의 본성에 접근하는 논의라고 할 수 있다. 이러한 수학에 대한 새로운 관점은 수학교육의 새로운 방향 모색에 시사하는 바를 살펴보고, 특히 수학교실의 변화에 따른 패턴의 강조를 살펴보았다. 둘째로는 수학적 패턴을 밝힘과 동시에 수학 교육에서 수학적 패턴 분석의 틀을 마련하고자 수학적 패턴의 유형화를 시도하였다. 패턴의 속성에 따른 유형화와 패턴의 생성 방식에 따른 유형화를 통하여 수학적 패턴의 유형을 마련하였다. 초등학교 수학에서 다루어지는 패턴은 어떠한 것인가를 현행 4학년 수학교과서 및 익힘책에 제한하여 유형화한 틀로서 조사 분석하였다. 셋째로는 수학적 패턴에 관한 지도 방안의 모색으로서, 지도의 기본 방향을 설정하고 수학적 패턴에 관한 교수 전략을 마련하였다. 교수전략은 크게 패턴에서의 규칙 찾기, 패턴을 변형ㆍ확장하기, 자신의 새로운 패턴 만들기, 패턴을 수학적으로 설명하기로 나누고, 각각에 3-4개의 세부 전략과 세부 전략에 따른 예를 제시하였다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.192-197
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• 2005

인간이 생각하고 지식이 습득되어지는 방법에 대한 이해는 인지과학자들에게 항상 중요 관심사이다. 학교교육이 전개된 후의 학생들을 대상으로 한 인지과정을 탐구하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에 유아기 유아들을 대상으로 과학적인 표상능력을 이용하여 유아의 인지구조를 고찰하였다. 5세 유아 120명을 대상으로 2년간 주변에서 흔히 볼 수 있는 곤충류를 관찰할 수 있도록 한 후, 그림 그리기와 언어 표현 방법을 이용하여 유아들의 인지과정이 탐구되었다. 유아들은 1차, 2차 표상과정을 통해 기존에 갖고있던 사물에 대한 개념에 분명한 변화를 보였다. 본 연구결과는 유아들의 과학지식 형성에 대한 인지과정을 기술하며, 과학적 지식으로 확장될 수 있는 효율적인 지도 방법을 제공한다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.700-716
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• 2021

본 연구는 현대 과학 교육의 탐구 활동에서 관찰 또는 탐색의 역할이 강조되고 있는 것과 과학 탐구 소재 확장의 필요성에 의해 진행되었다. 이에 본 연구는 예술 작품을 활용한 탐구 프로그램을 개발, 적용하여 귀추 과정 중 학습자들의 탐색 특징을 자세히 분석했다. 동양화, 서양화, 신화, 관현악, 전통 가옥을 소재로 한 '미술관으로 간 과학자' 프로그램이 개발되었으며, 방과 후 과학 교실에 다니는 중학생 5명이 참여했다. 연구 결과, 작품 속 주목할 만한 현상을 탐색한 학습자들은 탐색 특징에 따라 크게 세 유형으로 나뉘었다. 과학 개념에 쉽게 연결할 수 있는 내용을 관찰, 기술한 학습자가 있는 반면, 과학 개념과 상대적으로 거리가 먼 일상적 요소를 주로 관찰한 학습자도 있었다. 자신들의 주관적 평가와 의견을 바탕으로 작품을 탐색한 학습자도 있었는데 이들은 자신의 감상 의견을 중심으로 작품을 탐색하는 특징을 보였다. 연구의 결론 및 시사점으로 탐구 활동에서 시각적으로 관찰할 수 없는 소재의 비적합성, 학습자들의 선 지식이 탐색 활동에 미치는 영향, 지구과학 탐구 소재의 확장 가능성 등을 제시했다. 본 연구는 천문학을 중심으로 한 귀추 탐구에서 학습자들의 탐색 특징을 살펴봄으로써 다양한 내용과 방법의 지구과학 학습을 제시하고, 특히 귀추가 천문 학습에 적절히 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.239-240
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• 2018

로봇 키트 등의 도구와 제어하기 쉬운 코딩 기법 등은 학생들에게 창의적인 융합 프로젝트를 할 수 있는 환경을 제공하는데 기여하고 있다. 이 논문은 진자의 왕복 운동을 물리적으로 다루면서 수학 도형을 생성하는 하모노그래프 장치를 만들고 아두이노 키트를 사용하여 향상시키는 중학생들의 사사과정 프로젝트를 소개한다. 그리고 과학(S), 테크놀로지(T), 공학(E), 수학적 접근(M)과의 관련성을 다루고 키네틱 예술 작품으로 발전할 수 있는 가능성을 탐구한다.