• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.163-175
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• 2020

이 연구는 2015 개정 교육과정에서 교수·학습 방향의 출발점이 되는 성취기준을 여러 가지로 분석하는 방법과 함께 실사례를 활용해 분석함으로써 과학 교과의 본질에 맞는 성취기준 분석 방법을 제안하고자 하였다. 이에 초등학교 과학과 중 '지구와 우주' 영역의 성취기준을 ① 경기도교육청이 제시한 성취기준 분석 방법, ② 백워드 설계의 이해 관련 수행 동사를 활용한 성취기준 분석, ③ 신교육목표분류 체계를 활용한 성취기준 분석 방법에 맞게 분석해 보고, 과학 교과의 특성을 살린 과학과 교육과정 성취기준 분석 방법을 제안하였다. 이 방법은 3가지 분석 방법의 장점을 살린 것으로, 내용과 수행 동사로 분리한 후, 수행 동사를 이해의 6가지 측면의 수행 동사로 세분화시킨 후, 성취기준을 재 진술하여 신교육목표분류체계의 이차원 틀에 의해 사고 수준을 고려한 과정 중심 평가 계획까지 연계짓는 심층적인 분석 방법이다. 이 연구를 통해 초등학교 교사들이 과학 교과의 성취기준에 대한 깊이 있는 분석을 통해 교과의 본질을 살린 유의미한 교수·학습 방법을 전개해 나가길 기대해 본다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.625-633
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• 2018

본 연구에서는 TIMSS 공개문항들 중 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에 공통으로 사용된 추이문항을 활용하여 우리나라 중학교 2학년 학생들의 화학 영역 성취도 추이를 교육과정 변화에 근거하여 분석하였다. 과학교육을 전공한 연구자 3명과 중학교 현장교사 6명이 참여하여 TIMSS 문항과 교육과정 일치도 분석을 실시하였으며, TIMSS 2015 과학에서 화학 내용영역과 인지영역에 대해 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 공개된 추이문항을 중심으로 화학 영역 평가주제별로 우리나라 학생들의 정답률과 응답경향을 분석한 결과에 따르면, 화학반응에서의 규칙성, 산화와 환원 등과 같은 일부 평가주제를 우리나라 2009개정 교육과정에서 중학교 3학년 이후에 다루는 까닭에 우리나라 중2 학생들의 정답률이 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 우리나라 중2 학생들은 성취도 상위국인 싱가포르나 일본학생들에 비해서 적용하기 영역이 상대적으로 취약한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 주기율표를 포함하여 우리나라 중학교 화학영역 교육과정 및 교수학습 개선 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.61-75
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• 2020

이 연구에서는 2015 개정 교육과정 7학년 과학의 물질 영역인 '기체의 성질'과 '물질의 상태 변화' 단원에 제시된 외적 표상을 분석하여 표상을 활용한 과학교육을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 표상의 유형, 표면적 특성의 해석, 본문과의 관련성, 캡션의 존재와 특성, 복합적 표상에서 표상 간 관련성, 표상의 기능의 여섯 가지 범주로 구성된 분석틀을 이용하여 다섯 종의 교과서에 나타난 표상의 특성을 분석하였다. 또한, '기체의 성질'과 '물질의 상태 변화' 단원의 성취기준을 설명하는 각 교과서에 제시된 대표적인 표상의 특징을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 먼저 표상의 유형에서는 거시적 표상이 가장 높은 빈도로 나타났으며, 표면적 특성의 해석 범주에서는 명시적 특성을 가진 표상의 빈도가 가장 높았다. 본문과의 관련성 범주의 분석 결과, 대부분의 표상이 완전한 연관성과 연결 또는 완전한 연관성과 비연결에 해당하여 표상과 본문 내용은 일관성 있게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 캡션의 존재와 특성 범주에서는 적절한 캡션이 존재하는 표상의 빈도가 가장 높았고, 복합적 표상에서 표상 간의 관련성은 충분히 연결된 표상이 대부분이었다. 표상의 기능 범주에서는 완성형이 가장 높은 빈도를 보였으나 탐구 활동에 제시된 표상에서는 미완성형이 높은 빈도를 나타냈다. 성취기준과 관련된 대표적인 표상을 분석한 결과, 표상의 유형, 표상에 제시된 정보및 기호의 사용 등에서 교과서별로 차이를 나타냈다. 연구의 결과로부터 7학년 물질 영역의 표상 활용과 관련된 교육적 시사점을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.324-347
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• 2022

한반도 지질 정보는 공공적 활용을 위한 기초 지식의 토대를 제공하며 역사 과학으로서 지질학의 본성을 배울 수 있는 계기를 마련하므로 과학교육 측면에서 중요성이 크다. 특히 한반도에서 지구조 활동이 활발했던 중생대는 한반도 지사를 이해하기 위해 매우 중요한 시기이다. 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에 기반한 지구과학II 교과서의 '한반도의 지질' 단원에서 중생대의 지질과 관련된 내용의 신뢰성과 일관성을 분석하는 것이다. 분석 대상은 지구과학II 교과서 4종이고, 분석 범위는 중생대의 퇴적층, 지각 변동 및 화강암류이다. 분석 항목은 분석 범위와 관련된 용어, 시기, 암석 분포 지역이며, 분석 항목별로 교과서 내·교과서 간 일치 여부 및 과학 지식과 교과서 내용의 일치 여부를 분석하였다. 분석 결과, 중생대 지질 관련 용어, 시기, 암석 분포 지역 측면에서 각각 다양한 불일치 사례가 확인되었으며, 불일치 사례를 중심으로 개선 방안을 논하였다. 한반도 지질 교육의 목표를 달성하기 위해 과학계와 교육계의 협업을 통해 최신 과학 지식과 정합한 교육 자료가 개발될 필요성을 강조하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.145-154
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• 2021

본 연구의 목적은 2022 교육과정 개정을 앞두고 고등학교 과학과 선택과목 구성에 관한 교사들의 인식을 조사하고 고교학점제 전면시행에 대비한 2022 개정 과학과 교육과정 선택과목 구성에 관한 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 전국에 분포한 고등학교들이 고르게 포함되도록 지역별로 분배하여 표집대상으로 선정하여 설문조사를 실시하였으며 총 192개 학교의 과학교사가 설문에 응답하였다. 또한 과학과 선택과목 재구조화에 대한 심도있는 의견을 조사하기 위해 12명의 고등학교 과학 교사들을 초점집단으로 선정하여 심층 면담을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 설문조사에서 129명(67.2%)의 과학 교사가 현행 2015 교육과정의 과학과 선택과목 체제를 유지해야 한다고 응답하였다. 한편, 현행 선택과목 체제 유지에 반대하는 이유로는 II과목이 생활과 과학 등의 교양 과목 성격의 교과와 진로선택과목에 함께 묶여 있는 것이 적절하지 않으며, 전체적으로 학생들의 과학과 선택과목 기피가 심화되었고, II과목은 진로선택과목임에도 수능 선택과목으로 포함되어 있어 교육과정과 수능의 연계성이 떨어진다고 교사들은 응답하였다. 2022개정 교육과정에서 선택과목을 구성할 때 고려해야 할 점으로는 기존처럼 과학 I·II의 내용을 모두 포함하도록 일반선택과목을 구성하여 과학영역별 전체 내용을 접할 기회를 제공해야 하고, 학점제에 대비하여 학생 선택권을 보장할 수 있도록 다양한 과학과 선택과목을 편성·운영해야 한다는 의견이 가장 높게 나타났다. 심층면담 결과를 보면, 현재의 과학 I과목 체제는 과목 수가 적은 만큼 과학의 내용영역을 최대한 많이 접하게 할 수 있고, 물리학과 같이 개념의 위계와 체계가 중요한 과목은 쪼개기보다는 한 과목 안에서 중요한 내용을 다뤄야 한다는 의견이 많았다. 한편, 현재의 I과목 체제에서는 문과 진로적성인 학생들이 선택할만한 과목이 없으며, 4개의 과목만으로는 선택권이 충분히 보장되지 않는다는 측면에서 내용영역별로 과목을 세분화하자는 의견도 제시되었다. 연구결과를 토대로 고교학점제 취지를 고려한 고등학교 과학과 선택과목 편성의 필요성, 진로적성을 막론하고 모든 학생들을 위한 과목으로 과학과 융합선택과목을 구성하는 방안, 과학과 진로선택과목 구성 방안, 대입 제도와의 연계성을 고려한 고등학교 과학과 선택과목 편성·운영 방안 등을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.253-269
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• 2020

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 성취기준에 기초하여 현대물리 개념지식에 대한 예비 물리교사의 이해를 진단할 수 있는 개념 진단지를 개발하고 타당도와 신뢰도를 확인하였다. Messick(1995)의 분류에 따른 5가지 타당도 중 검사내용에 기초한 타당도는 일련의 전문가 내용타당도 검사로 진행하여 확인한 후 24문항의 설문용 현대물리 개념 진단지를 구성하였다. 국내 15개 사범대학의 467명의 예비 물리교사에게 개발된 현대물리 개념 진단지를 적용하여 문항의 신뢰도와 Messick(1995)의 나머지 4가지 타당도를 확인하였다. 실제에 기초한 타당도는 Rasch 모형이 적용된 통계분석방법으로 문항적합도(MNSQ)를 확인한 결과, 23문항이 적합한 수준으로 나타났다. 이중 오타가 발생한 문항을 제외한 22문항에 대하여 내적구조에 기초한 타당도 분석을 하여 개발된 현대물리 개념 진단지의 일차원성을 확인하였다. 일반화에 기초한 타당도 확인 결과에 따르면 개발된 개념 진단지가 집단특성에 대해 독립적이라고 판단된다. 양자역학 수강 여부에 따른 검사점수의 t-검증 결과, 유의미한 차이가 나타났으며, 이를 외적준거에 기초한 타당도 확인으로 활용하였다. Cronbach alpha 및 Rasch 모형 분석에서의 피험자 신뢰도와 문항신뢰도 값은 검사자료가 적합한 수준의 신뢰도를 갖는다는 보여주었다. 또한 고전검사이론에 의한 문항분석 결과, 양호한 문항난이도를 보여주었으며 문항변별도는 두 문항이 준거값을 벗어났으나 다른 나머지 문항들은 양호한 값을 보여주었다. 양류상관계수는 한 문항을 제외한 나머지에 대해서 양호한 값을 나타내었다. KR-20과 Ferguson's delta 값 역시 검사지가 양호하다는 것을 보여주었다. 마지막으로 문항반응 이론에 의한 문항난이도(추정치)를 Rasch 모형 분석으로 추정하였으며, 이 값들은 피험자 집단 특성에 영향을 받지 않을 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.197-205
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• 2019

본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정의 신설과목인 통합과학의 현장안착을 지원하기 위해 교육부에서 실시한 통합과학 선도교원 연수에 대한 성과평가를 통해 통합과학 교육과정 지원 방안을 도출하려는 것이다. 2017년도 통합과학 선도교원연수를 중심으로 연수에 참여한 교사들이 개발한 연수 산출물, 연수강사로 참여한 과학교사들과의 심층면담 등을 분석하여 통합과학 선도교원 연수에서 드러난 통합과학 교육과정의 특성과 통합과학 교육과정 현장 안착을 위한 지원 방안을 도출하였다. 2017년도 통합과학 선도교원 연수에 참여한 교사들은 연수를 통해 통합과학 교수 학습 및 평가 계획을 개발하였는데, 교사들이 가장 많이 선택한 성취기준은 [10통과08-03]과 [10통과 09-04]였다. 이들 성취기준에 대해 텍스트마이닝 분석을 통해 성취기준 재해석, 교수학습 방법, 학습소재, 평가방법, 교과역량 등의 구현 실태를 탐색하였다. 또한 2015 통합과학 교육과정의 성취기준 재구성 모델 사례를 통합 우수 사례, 학생 참여형 수업 우수 사례, 교과역량 신장 우수 사례 등으로 구분하여 각각의 특징을 분석하였다. 연구결과를 토대로, 통합과학 교육과정 현장 안착을 위한 연수 지원방안과 후속 연구를 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.64-78
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• 2019

본 연구의 목적은 2015개정 교육과정의 신설과목인 통합과학을 처음 실행한 2018년 한 해 동안 통합과학 과목이 어떻게 운영되었는지 그 실태를 파악하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 총 258명의 고등학교 과학교사들을 대상으로 실제 학교현장에서 통합과학이 어떻게 편성 운영되고 있는지, 통합과학 교수 학습 및 평가 실태는 어떠한지, 교사공동체 운영 현황과 통합과학 교육과정 실행을 위해 필요한 지원은 무엇인지 등에 대해 설문조사를 실시하였다. 연구결과에 따르면, 통합과학을 8단위로 편성하는 학교와 6단위로 편성하는 학교가 비슷한 비율로 나타나며, 한 학급의 통합과학 수업을 복수의 교사가 담당하는 경우가 2/3정도에 이르고 있고, 아직도 강의형 통합과학 수업 방식이 대세를 있으며, 과학교사들은 경력에 따라 비전공영역 이해 부족이나 통합적 수업설계에 대한 부담 등의 어려움을 겪고 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 통합에 대한 인식 제고, 교사 학습공동체 활성화를 위한 지원, 통합과학 현장안착을 위한 지원 방안, 과학교사 자격증 체제에 대한 점검 등을 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.717-728
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• 2019

창의융합 인재 양성의 중요성으로 우리나라 교육과정도 융합과 통합교육을 지향하며 많은 변화가 있었다. 본 연구에서는 이러한 과학과 교육과정의 변화와 더불어 최근 10년간 과학교사들의 통합과학 교육에 대한 인식과 전문성이 어떤 변화가 있는지 알아보았다. 이를 위해 서울과 경기도 소재의 2007 개정 교육과정이 적용되고 있었던 2008년도의 초·중등 과학교사 359명과 2015 개정 교육과정이 적용되고 있었던 2018년도의 초·중등 과학교사 360명을 대상으로 통합과학교육에 대한 인식과 전문성(PCK)에 대하여 10년간의 변화를 살펴보았으며, 분석 결과에 따른 결론은 다음과 같았다. 첫째, 2018년 초·중등 과학교사들은 통합과학교육에 대한 인지가 통계적으로 유의미하게 높아졌음에도 불구하고 '보통' 정도인 것으로 나타났다. 둘째, 통합과학교육의 성공적인 안착을 위해 교사의 전문성 향상, 교수학습 자료의 제공, 학습내용의 축소, 학생 수 감소와 시간표의 융통성 확보, 학생과 학부모의 통합과학교육에 대한 인식 확대의 필요에 대한 인식도 유의미하게 높은 것으로 분석되었다. 셋째, 자기진단에 의한 PCK 조사 결과, 교과 내용 지식 확보 능력, 통합과학교육과 관련된 교육과정의 이해와 수업 구성 능력, 통합적 교수 전략 능력, 통합적 수업을 위한 교수학습 환경 조성 능력, 통합과학교육의 전문성 향상을 위한 노력 등 통합과학교육에 대한 교사들의 PCK는 10년 전에 비해 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 최근 융복합 교육의 강조로 현장에서 융복합 수업의 적용 경험이 많아졌으며, 교육 패러다임의 변화에 부합하고자 하는 과학교사들의 지속적인 노력의 결실로 보여졌다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권5호
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• pp.805-815
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• 2015

우리나라 교육과정은 2007 개정 및 2009 개정 교육과정을 통해 미래사회가 요구하는 인재 양성을 목적으로 개선되고 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 개정 방향은 질 높은 교육과정을 위해 연계성 강화에 초점을 두었다. 교육과정에서 연계성은 미래 사회를 대비하기 위한 교육과정의 설계 기준으로 고려해야 할 요소이다. 연계성에는 계속성 및 계열성을 포함하는 종적 연계성과 통합성에 관한 횡적 연계성이 있다. 계속성과 계열성은 교과 내용이 반복되고 지속되는 위계를 의미하며, 통합성은 교과 간 내용의 수준, 범위, 관련성을 말한다. 이번 연구에서는 연계성을 분석하기 위한 기준을 세워 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 종적 및 횡적으로 분석하였다. 또한 과학교육의 성취 수준이 높고 체계적인 교육과정을 갖춘 국가(영국, 캐나다, 미국, 핀란드, 싱가포르, 대만)들을 대상으로 한 국제 비교를 통해 우리나라 교육과정의 문제점을 발견하고 개선 방안을 모색하였다. 그리고 생명과학 광합성 개념의 연계성을 국제 비교 함으로써 우리나라 과학과 교육과정에서 필요한 연계성 강화 근거를 도출하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 우리나라 과학과 교육과정은 종적 연계성에 초점을 두고 있으며 상대적으로 횡적 연계성에 소홀하다는 문제점이 발견되었다. 이를 보완하기 위해 횡적 연계성이 높은 영국, 미국, 핀란드와 같이 '자연', '환경'과 같은 관점을 도입하고 학생의 흥미와 관심을 고려한다. 둘째, 실제 교육 현장에서 개념의 단순 반복 또는 개념의 특정 학년에 집중으로 계속성과 계열성이 결여되어 있었다. 그 대안으로 Big Idea와 같은 내용 체계나 개념 구성의 기준을 마련하고 캐나다, 미국, 싱가포르의 교육과정에서 자주 등장하는 '시스템'의 관점 도입을 제안한다. 마지막으로 횡적 및 종적 연계성의 공통 기준으로서 교육과정의 교육 내용이 학생들의 발달이나 수준에 적절한지 확인할 수 있는 근거가 부족하였다. 개념 위계와 교육 순서를 제시하는 근거로 최근 해외에서 학생의 학습발달과정 연구가 증가하고 있는 추세이다. 우리나라 교육 현장에 적용이 가능한 학습발달과정에 대한 연구가 필요하며 그에 따라 교육과정을 개발하여야 할 것이다.