• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.405-425
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• 2017

본 연구는 과학혁명 시기의 창의적 과학자 중 한 명인 Hooke의 생애와 업적을 통해, 오늘날 과학교육에서의 발명교육에 대한 시사점을 제시하고자 하였다. 이에 Hooke에 의해 출간된 저서와 논문을 중심으로 그의 업적과 창의적 문제해결 과정을 통해 나타나는 특징을 범주화하고 영향을 미친 배경이 무엇인지 논의하였다. 연구 결과, Hooke는 일상적 맥락에서 관찰가능하고 통용되는 사실을 기반으로 과학적 추론을 시도하였으며, 실제 관찰과 탐구에 필요한 다양한 도구와 방법들을 직접 제작하고 이를 적극적으로 활용하였다. 다른 과학자들과 구분되는 Hooke의 발명에 관한 천재성은 호기심을 자극할 수 있는 주변 환경과 그의 예술적 재주, 그리고 다양한 분야에 대한 관심을 이끈 스승과 동료들이 있었기에 가능했다. 또한 과학적 이론과 관찰 가능한 실재 사이의 일원론적인 세계관을 지지함으로써 실물 및 도구의 제작을 통한 이론의 창안을 시도하였다. 이에 본 연구에서는 이를 토대로 오늘날 과학교육에서 발명교육을 연계한 실천방안과 시사점을 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.499-518
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• 2017

본 연구는 수학영재프로그램이 창의성 신장에 미치는 효과를 연구한 논문에 대한 메타분석연구이다. 이 연구의 목적은 수학영재교육이 영재아의 창의성 신장에 미치는 효과성을 밝히는데 있다. 연구 결과, 수학영재프로그램이 수학영재아의 창의성 향상에 미치는 전체 효과 크기는 .66으로 나타났으며, 이는 실험집단의 평균점(중간점)이 통제집단 내에서 75% 정도에 위치하는 효과이다. 둘째, 수학영재프로그램이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과크기는 유창성이 .76, 융통성이 .60, 독창성이 .50, 수학적 사고능력이 .50으로 나타났다. 셋째, 수학영재프로그램이 미치는 초등영재의 효과크기는 .685로 중등영재의 효과크기 .457보다 높게 나타났다. 또한 창의적 문제해결력의 관계를 중재하는 수학영재프로그램의 프로그램 모형 변인으로 효과 크기를 계산하면 문제해결학습과 탐구학습모형이 높게 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.447-461
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• 2017

이 연구에서는 중학생을 대상으로 성별, 과학성적, 과학에 대한 인식, 학교 밖 경험이 과학 진로 희망에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 181명의 중학생을 대상으로 설문 조사를 실시하여 과학 진로 희망 여부에 따라 과학에 대한 인식과 학교 밖 경험에 차이가 있는지 조사하고 탐색적 요인 분석을 통해 도출한 8개의 변인과 성별, 과학 성적 등이 과학 관련 진로 희망 여부에 미치는 영향을 알아보기 위해 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, '과학 학습에 대한 흥미와 선호'와 '일상 도구 사용' 변인만이 과학 진로 희망 여부를 유의미하게 설명할 수 있는 설명변인인 것으로 나타났다. 따라서 학생들의 과학 진로를 희망을 증가시키기 위해서는 학생들의 과학 학습에 대한 흥미와 선호를 높이고 일상생활에서 도구를 사용하는 경험을 늘리는 것이 중요한 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.38-49
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• 2020

본 연구의 목적은 고등학교 물리 I '시공간과 우주' 단원의 지필평가 문항과 교과서 목표가 인지영역과 내용영역에서 어느 정도 유사한지를 분석하기 위한 것이었다. 9개의 고등학교에서 출제한 지필고사 문제지와 평가원에서 출제한 문항 중에서 물리 I의 첫번째 단원인 '시공간과 우주'에 해당하는 문항들을 분석하였다. 문항의 분석기준으로 교육과정 성취기준에 제시된 내용영역들과 교과서에 진술된 목표들을 사용하여 살펴보기 위해 성취기준에 따라 내용영역을 11개로 분류하였고, 인지영역 수준은 지식, 이해, 적용의 틀로 각각 분류하였다. 결론적으로 학교에서 출제된 문항에서는 적용능력을 평가하는 문항의 비율이 낮았으며, 내용영역간 분포에도 불균형이 나타났다. 비율차 지수를 통한 비교에서는 교과서에 제시된 학습목표와 학교 출제 문항은 유사성이 매우 높았지만, 교과서 목표와 평가원 출제 문항을 비교하였을 때는 유사성이 낮았다. 이상을 바탕으로 평가문항의 타당성을 높이기 위한 몇 가지 제언을 하였다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.84-91
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• 2020

이 연구에서는 초등학교 3~6학년 과학 교과서 과학 탐구 활동에 나타난 지식정보처리역량 요소를 알아보고자 하였다. 이를 위해 지식정보처리역량의 구성 요소를 추출하였고, 지식정보처리역량 분석틀을 구안하였다. 초등학교 3~6학년 과학 교과서 8권을 분석 틀로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 지식정보처리역량은 '수집', '분석', '조직', '선택', '평가'의 5가지 요소로 정리할 수 있다. 둘째, 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동의 지식정보처리역량의 요소는 고르게 구성되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동은 지식정보처리역량 5가지 요소 중 '수집', '분석'에 치우쳐 있었으며, '조직', '선택', '평가' 순으로 나타났다. 이상의 결과들로부터 초등학교 과학 교과에서 지식정보처리역량을 기르기 위한 과학 탐구 모형이나 과학 수업 모형이 필요함을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.112-121
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• 2020

광전효과는 빛의 입자성을 설명하는 대표적인 현상으로 고전 물리학에서 현대물리학으로의 전환을 이끈 중요한 주제이다. 중등교육 과정에서도 광전 효과를 중요하게 다루고는 있지만, '빛의 세기'에 대한 설명이 전자기파의 세기에 대한 설명과 달라서 교사나 학생들이 종종 혼란을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 현대물리 교재의 광전효과 단원에서 '빛의 세기'를 어떻게 설명하고 있는지 분석하였다. 널리 사용되는 10종의 현대물리 교재를 분석한 결과 '빛의 세기'가 크게 두 가지 유형으로 설명되고 있었으며, 특히 한 교재 내에서 두 가지 다른 유형의 표현이 모두 나타나기도 하였다. 연구자들은 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 광전효과를 기술하는 데 있어서 몇 가지 유의점을 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.15-37
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• 2020

우리나라의 과학과 교육과정이 학생들에게 가해지는 학습 부담을 줄이기 위해 '학습량의 적정화'를 지속적으로 추진하고 있는 것과는 달리, IB DP는 학습량이 많을 뿐 아니라 정량적인 계산을 필요로 하는 내용을 상당 부분 포함하고 있음에도 불구하고 많은 국가에서 선택하고 있으며 IB를 선택하는 학교의 수는 지속적으로 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 2015 개정 교육과정과 IB DP의 물리학 교과서에서 다루는 '상대성 이론' 단원을 중심으로 물리학 교과서의 단원 구성 및 성취기준, 학습 요소, 수식을 비교하고, 우리나라의 수능 문항과 IB DP의 EA 평가 문항을 분석함으로써 우리나라의 과학과 교육과정 및 교과서와 관련한 시사점을 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.1-11
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• 2018

과학, 기술, 공학, 예술, 그리고 수학을 통합한 STEAM 프로그램은 중등 교육에서 필수적인 요소로 자리 잡았고 소프트웨어 교육은 앞으로 중등학교에서 필수 이수과목으로 선정될 예정이다. 본 연구에서는 STEAM 교육과 함께 소프트웨어 교육 자료로 레고 마인드스톰 로봇 활용방안을 제안하고자 한다. 5차시로 개발된 STEAM 교육 프로그램은 차시별로 STEAM 교육에서의 핵심적인 요소를 포함하여 문제해결중심으로 구성되었고, 이를 수업에 적용하여 사례를 분석하였다. 분석 결과 레고 로봇을 활용한 STEAM 프로그램은 학생들에게 창의적인 사고와 문제해결 방법에 대해 구상 할 수 있는 기회를 제공하고 소프트웨어 교육과 과학 수업에의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 보였다. 또한 본 연구에서 개발한 프로그램은 방과 후 수업, 영재수업 등 현장에 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.80-93
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• 2018

이 연구에서는 과학 교수를 기피하고자 하는 초등학교 교사들의 감정 표현과 그와 관련한 예상 관련 요인을 탐색해보는 것을 통해 과학 교수를 기피하는 초등학교 교사들의 감정을 과학 교수 불안으로 규정하는 것이 타당한지 살펴보고자 했다. 이를 위해 과학을 가르치는 것을 꺼리는 10명의 초등학교 교사가 연구에 참여하였고, 참여자들이 반구조화된 인터뷰를 통해 과학 교수와 관련한 그들의 생각과 느낌을 제시하였다. 참가자들이 제시한 감정 표현과 예상 관련 요인을 분석한 결과, 28가지의 감정 표현이 등장하였고 각 감정 표현별로 예상 관련 요인이 모두 수반되거나 그렇지 않은 경우, 그리고 부분적으로 예상 관련 요인이 수반된 경우를 찾아볼 수 있었다. 이러한 결과를 통해 초등학교 교사들의 과학 교수를 기피하는 감정은 과학 불안으로 해석할 수 있는 부분과 그렇지 않은 부분이 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 과학 교수를 기피하는 초등학교 교사들의 감정을 과학 교수 불안으로 한정하기 보다는 다양한 감정의 혼합되어 있는 과학 교수 기피 관련 감정으로서 살펴보기를 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.213-225
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• 2017

대부분의 학생들은 물리 학습에 대한 어려움과 부정적인 인식을 가지고 있다. 특히 내러티브 사고가 배제된 논리-과학적 사고를 기반으로 하는 학습으로 학생들은 전체 맥락을 이해하기 어려워한다. 본 연구에서는 물리 수업에 내러티브 사고를 활용하는 스토리텔링 교수 학습 방법을 개발하여 학생들의 물리 학습에 대한 어려움을 개선하고자 하였다. 이를 위해 과학적 태도 향상, 개념이해가 가능한 스토리텔링 교수 학습 방법을 문헌연구를 통해 개발하였다. 이를 고등학생과 중학생들을 대상으로 하는 수업에 적용하여 그 효과를 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습에 흥미가 낮은 고등학생을 대상으로 하는 스토리텔링 활용 교수 학습 방법은 과학 관련 직업, 과학 및 과학관련 활동에 대한 흥미를 높였고, 비판성, 개방성, 협동성, 자진성 등에서 유의한 효과가 있었다. 둘째, 학습에 적극적인 중학생은 스토리텔링 활용 교수 학습 방법이 물리 개념을 이해하는 데 도움을 준다고 인식하였다. 이번 연구를 통해 개발된 스토리텔링 교수 학습 방법은 학생들의 물리에 대한 흥미와 동기유발을 일으키고, 과학적 사고력을 증진시켜 개념 학습에 도움을 줄 것으로 기대한다.