• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.93-108
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따라 개발하여 2021학년도까지 사용한 초등 3~4학년 과학 국정교과서와 2022학년도부터 사용하고 있는 7종의 검정교과서의 시각화 자료 유형과 역할이 다양성 측면에서 어떤 차이가 있는지 비교분석하였다. 분석 대상은 초등 3~4학년 과학 교과서의 운동과 에너지, 물질, 생명, 지구와 우주, 통합 영역 모든 단원으로 총 17단원이다. 시각화 자료의 유형과 역할을 분석하기 위하여 분석틀을 개발하여 8종의 교과서를 비교 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 국정교과서와 검정교과서 7종의 시각화 자료 총량과 일반삽화 총량에 차이가 있었다. 그러나 영역별로 일반삽화와 인포그래픽을 사용하는 양에 차이가 없었다. 인포그래픽을 많이 사용하는 영역이 생명, 지구와 우주 순서로 같았다. 둘째, 시각화 자료 유형에 따른 역할 측면에서 일반삽화는 차이가 있었으나 인포그래픽은 차이가 없었다. 세부적으로 살펴보면 모든 검정교과서의 일반삽화에서 동기유발 역할이 증가하였다. 탐구과정 안내의 역할이 줄어든 검정교과서가 3종 있었고, 2종의 검정교과서에서 적용 및 예시의 비율이 증가하였다. 셋째, 인포그래픽 하위유형별 빈도수를 살펴보면 프로세스형, 구조형, 비교분석형, 타임라인형이 전체의 86%를 차지하고 있으나 교과서별로 하위 유형에 다소 차이가 있다. 이 연구로 얻은 시사점은 다음과 같다. 첫째, 교과 내용 선정 시 탐구활동 유형, 탐구과정, 탐구기능, 소재의 변화가 선행되어야 시각화 자료의 유형이나 역할 측면에서 차별화가 이루어질 것이다. 둘째, 교과서 단원이나 차시 내 구성의 틀이 변화되어야 시각화 자료의 양이나 유형에서 다양성과 창의성이 발휘될 것이다. 셋째, 검정교과서 심사 기준 및 방식에 대한 지속적인 연구와 논의가 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.658-672
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• 2022

초등학교 과학에서 속력 관련 단원의 독특한 교수·학습 곤란은 주로 학생의 수학적 사고력 및 속력의 측정과 관련된 절차적 지식의 부족에 기인한 것으로, 교육과정 및 교과서는 이점을 고려하여 구성할 필요가 있다. 속력 단원의 교육과정 및 교과서 내용 구성과 관련된 시사점을 얻기 위하여 2007 개정 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지 3개 교육과정 및 이에 따른 교과서의 속력 관련 단원의 구성 체계와 내용을 살펴보고, 선행 연구에 비추어 적절성을 분석하였다. 분석 결과를 통해 현재의 내용 구성은 이동 거리와 시간 및 속력 사이의 입체적인 관계를 파악하기 보다는 암기에 의한 기계적 알고리즘을 통해 물체의 속력만을 계산할 위험이 있어 이중 수직선과 같은 시각화 모형 및 간단한 수를 활용하여 속력의 의미를 단계적으로 학습할 수 있도록 재구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 또한 조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 물체의 운동을 해석하는 활동보다는 실제 운동하는 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 직접 측정하여 그래프로 나타내고 분석하도록 함으로써 과정 기능 등 탐구 수행 능력을 향상시키는 것의 필요성에 대해 논의하였다. 마지막으로 적용 차시에서 현재의 교육과정과 교과서에서는 일상생활과의 연계를 강조하고 있지만 단원의 주된 학습 내용인 운동학과는 다소 다르게 동역학과 관련된 내용을 다루고 있어 학습한 내용을 익히고 활용할 수 있도록 속력과 관련된 사례를 중심으로 내용을 새롭게 구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 새 교육과정 및 교과서에서는 학습하기 어렵고 지도하기 까다로운 내용을 제외하기 보다는 과학의 가치를 깨닫고 과학 학습을 향유할 수 있도록 핵심 주제를 체계적으로 깊이 학습할 기회를 제공할 것을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.185-187
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• 2022

오늘날 4차 산업혁명 시대에서 교육 패러다임의 급격한 변화로 인공지능(이하 AI) 교육이 점점 더 강조되고 있다. 2022 개정 교육과정은 미래사회에서 필요한 기초소양과 역량을 함양할 수 있는 AI 교육을 제시하고 있다. 본 연구에서는 초·중등학교 AI 교육에서 컴퓨팅 사고력 및 수학적 사고력 향상을 위해 다음과 같이 제언하고자 한다. 첫째, 컴퓨팅 사고력 교육 측면에서 학생들이 AI 개념과 원리를 잘 이해하고 실생활의 문제해결을 위한 능력을 키울 수 있는 교수 원리 연구가 필요하다. 둘째, AI를 이해하기 위한 수학적 사고력 측면의 요소로서 학생들이 수식을 이용한 알고리즘과 컴퓨터가 인간처럼 사고하는 과정에서 이루어지는 학습원리를 습득할 수 있는 교육 프로그램이 요구된다. 향후 연구 과제로 교수자와 학습자의 관계에서 나올 수 있는 역량있는 학습 효과성 분석을 통한 기대치에 관한 연구에 대하여 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권6호
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• pp.597-610
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• 2022

이 연구에서는 과학탐구실험 1단원 '역사 속의 과학 탐구'에서 과학교사들이 실행한 평가 사례와 교육과정에 따라 구성한 전형적인 가상의 상황에서 지향하는 평가 사례를 조사하였다. 서술형 문항으로 구성된 설문지를 개발하여 '역사 속의 과학 탐구'를 가르친 경험이 있는 70명의 과학교사들을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문에 참여한 교사 중 8명과 면담을 실시하였다. 교사들이 응답한 평가 사례를 평가 영역과 평가 방법의 측면에서 분석하였고, 평가 실태와 평가 지향의 결과를 비교하였다. 연구 결과, 평가 실태에서 평가 영역은 탐구 능력이 가장 많았고 교육과정에서 제시한 핵심 개념인 '과학의 본성'과 '과학자의 탐구 방법'을 평가한 사례는 적었다. 평가 방법은 보고서에 크게 치우치고 다양한 평가 방법이 활용되지 못했다. 평가 지향에서는 핵심 개념을 평가한 사례가 다소 증가하였으나 절대적인 빈도는 여전히 적은 수준에 머물렀다. 평가 지향의 평가 방법은 측정 방법의 평가가 줄고 수행 방법의 평가가 증가하였고 실태에서는 나타나지 않았던 비형식 방법의 평가가 나타나기도 하였으나 여전히 다양한 평가 방법이 활용되지 못하였다. 면담에 참여한 교사들의 의견을 바탕으로 설문 결과에 대한 원인을 분석하였다. 연구 결과를 바탕으로 과학탐구실험에서 NOS를 적극적으로 할 수 있는 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권5호
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• pp.525-542
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• 2022

이 연구는 초등과학 교과용도서의 발행체제가 국정제에서 검정제로 변환됨에 따라 최초 출현한 초등과학 검정교과서의 내외적 체제를 비교 분석하는데 그 목적이 있다. 다양하고 창의적인 교과서 개발과 교육과정의 다양성을 지원하기 위한 검정제의 취지를 2015개정 과학과 교육과정의 '자석의 이용' 단원을 바탕으로 개발된 7종의 검정교과서와 이전 국정교과서의 체제를 비교하여 확인하고자 하였다. 이 연구에서는 초등과학 교과서 자석 관련 단원을 대상으로 교과서의 체제를 크게 외적 체제와 내적 체제로 구분하고 세부 분류 항목에 따라 양적 분석과 질적 분석을 병행하여 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 교과서 단원의 외적 체제에서는 모든 교과서가 단원 도입, 과학 탐구, 창의 융합, 단원 정리, 과학 읽기자료로 구분되는 동일한 구조를 가지고 있었다. 7종의 검정교과서의 '자석의 이용' 단원 체제의 경우에는 교과서 개발진의 교육과정에 대한 해석에 따른 일부의 차이점과 국정교과서에서의 체제를 그대로 유지한 다수의 공통점이 발견되었다. 또한 단원 도입 활동과 과학 읽기 자료와 같은 교육과정 문서에 명시되지 않은 영역에서 각 교과서별 특성이 분명하게 드러났으며, 기존의 국정교과서에서의 탐구활동의 획일적 운영에 대응하여 탐구활동의 수준을 구분하여 제시한 의미 있는 변화도 발견되었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권1호
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• pp.79-92
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• 2022

이 연구에서는 2015 개정 과학교육과정의 3학년 1학기와 6학년 2학기 과학 교과서 텍스트에서 명제들 사이의 연결 유형과 명제의 연결에 사용된 표지 유형을 분석하여, 국어 교과서 및 사회 교과서와 비교하였다. 명제의 연결은 강조, 상술, 예시, 나열, 추가, 차례, 대응, 인과, 조건, 목적 유형 등으로 분류하였고, 명제의 연결에 사용된 명제 관계 표지의 유형은 지시어나 접속어를 사용한 경우, 쉼표를 사용한 경우, 특정 언어 요소를 사용한 경우, 표지가 없는 경우 등으로 분류하였다. 6학년 과학 교과서는 텍스트에 사용된 명제의 연결 관계가 국어나 사회 교과서에 비해 적었지만, 3학년 과학 교과서는 텍스트에 사용된 명제의 연결 관계 빈도가 사회 교과서보다는 낮았고 국어 교과서보다는 높았다. 명제의 연결 유형에서는 차례, 나열, 조건, 인과 유형이 대부분을 차지하였고, 이러한 경향은 국어나 사회 교과서에서도 유사하게 나타났다. 3학년과 6학년 교과서 모두 명제를 연결할 때 특별한 표지가 없는 비율이 40% 이상이었고, 특히 차례와 인과 유형에서는 표지가 없는 비율이 상대적으로 높았다.

• 정보교육학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.45-53
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• 2022

인공지능 교육에 대한 필요성이 대두되고 세계 각 나라에서는 인공지능 교육 전략을 발표하고 있다. 우리나라에서도 2021년 11월 발표된 '2022 개정 교육과정 총론 주요사항'에서 인공지능 교육이 반영되고 있다. 이러한 많은 관심과 함께 인공지능 교육과 관련한 프로그램들이 개발되고 있지만, 초등학교 저학년 학생들을 위한 인공지능 프로그램들은 찾아보기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 초등학교 저학년을 위한 데이터 수집 교육 프로그램을 분석-설계-개발-적용-평가의 일련의 과정을 통해 개발하고, 초등학교 1학년 학생들에게 적용하여 그 효과성을 검증하려고 한다. 개발된 프로그램을 통해 학생들이 인공지능에 대해 이해하고 흥미를 느끼며, 생활 속에서 다양한 유형의 데이터를 찾아보는 과정을 통해 일상생활에서 적극적으로 데이터를 수집하는 태도를 기를 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.61-77
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• 2022

본 연구는 고등학교 기하 교과서에 수록된 이차곡선 성질 관련 세부 학습 내용을 중심으로 교과서별 편차에 대하여 살펴보았다. 고등학교 기하 교과서에서 다루어지고 있는 내용 요소의 다양성에 대하여 비판하고 이에 대한 대안을 제시하고자 하는 것보다 내용 요소의 다양성의 실태분석에 초점을 두었다. 교육과정에서는 이차곡선의 실생활 활용적 측면을 강조하여 그 유용성과 가치를 인식하게 하도록 할 것을 명시하고 있다. 그러나 분석 결과 교육과정의 취지와 교과서의 구성이 다소 부합하지 못하고 있었으며, 교과서별 내용 요소의 편차가 상당히 큼을 확인할 수 있었다. 교수·학습의 다양성을 인정하는 측면에서 이차곡선의 도입 방식과 성질의 교과서별 다양성은 충분히 인정될 수 있는 부분이다. 그러나 대학수학능력시험과 같은 전국단위 평가를 통한 대학입시 체제를 지향하고 있는 우리의 교육 현실에서 그 결과는 사회 전반적으로 매우 민감하기 때문에 수학 교과서의 내용적 다양성은 평가적 측면에서 유불리로 해석되기도 한다. 교과서 교수 학습·내용 요소의 다양성을 인정하는 동시에 평가의 평등성 측면을 반영할 수 있는 교과서 구성에 대하여 재고가 필요한 시점이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.713-721
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• 2021

교육부에서 2022 개정 교육과정에 본격적으로 AI교육을 도입하면서 AI교육과 더불어 데이터 관련 교육의 필요성에 대한 공감도가 높아지고 있다. 인공지능을 제대로 이해하고 활용하는 역량을 기르기 위해서는 데이터에 대한 이해와 활용 역량이 기반되어야 한다. 본 연구에서는 요구분석, 선행연구분석 결과를 종합하여 마이크로비트를 활용한 데이터 기반 문제해결 SW교육 프로그램을 개발하였다. 데이터 기반 문제해결 교육 프로그램은 데이터 과학의 내용 중 초등학생을 대상으로 적용할 수 있는 교육 요소들로 구성하여 개발되었다. 본 연구에서 개발한 프로그램을 통해 실생활 데이터를 바탕으로 다양한 주제와 교과를 융합한 교육을 연계할 수 있다. 더 나아가 데이터에 대한 이해를 바탕으로 보다 내실 있는 AI교육 프로그램의 기반을 갖추게 될 것이다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2021년도 학술논문집
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• pp.25-30
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• 2021

2022 개정 교육과정에서 AI교육의 도입에 따라 데이터 관련 교육의 필요성이 대두되고 있는 상황에서 학생들의 데이터 기반 문제해결력을 향상 시키는 것이 필요하다. 본 연구는 이러한 필요성에 따라 학생들의 데이터 기반 문제해결력을 향상하기 위한 SW교육에 대한 방안을 연구하고자 한다. ADDIE 교수설계모형을 바탕으로 프로그램을 설계하였고, 교사를 대상으로 요구분석 설문조사를 실시하여 요구 분석을 실시하였다. 요구분석 결과에 근거하여 마이크로비트를 활용한 데이터 기반 문제해결을 주제로 교육 프로그램을 설계하였다. 본 연구에서는 데이터 기반 문제해결의 중요성과 그 역량의 필요성을 제기하였다. 후속 연구에서는 데이터 기반 문제해결 SW 교육이 문제해결력에 어떤 유의미한 효과성을 나타낼지 밝히는 것이 필요하다.