• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제27권2호
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• pp.158-169
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• 2008

The purpose of this study was to analyze the uses of the external representations in the $3{\sim}6th$ grade science textbooks developed under the 7th National Curriculum on the basis of the theories and the research results on learning with the multiple representations. The results showed that the frequencies of the macroscopic external representations were higher than those of the symbolic external representations. The external representations with drawing and/or writing, especially writing, were used more frequently than those without drawing and/or writing. However, the most of the external representations were rarely used according to the principles and/or the theories (e.g., personalization principle, dual coding theory, cognitive load theory, and social constructivism theory) for effective uses of the multiple external representations in the science textbooks. The present study provides the guideline to establish the effective uses of the external representations in the science textbooks that not only meet learners but also teachers.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.190-200
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• 2007

이 연구에서는 다중 표상 학습과 관련된 이론 및 연구 결과에 기초하여 제7차 중학교 1학년 과학 교과서의 물질 단원에 제시된 외적 표상들의 활용 실태를 분석했다. 분석 결과, 상징적 표상이나 거시적 표상보다 미시적 표상이 많았다. 외적 표상들만 제시된 경우보다 외적 표상들이 그리기 또는 쓰기와 함께 제시된 경우가 많았다. 또한, 다중 표상 학습에서 효과적으로 외적 표상들을 활용하는 방법과 관련된 원리(개인화 원리 등)와 이론(이중 부호화 이론, 인지적 부담 이론, 사회적 구성주의 이론 등)에 적합하게 외적 표상들이 활용되지 않은 것으로 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

• 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.

• 대한화학회지
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• 제52권5호
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• pp.550-560
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• 2008

• 대한화학회지
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• 제50권6호
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• pp.477-485
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• 2006

연구에서는 언어적 정보의 형태가 화학 개념 학습에서 제공되는 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진하는 방안으로 도입된 그리기에 미치는 영향을 학생들의 언어적 학습 양식에 따라 조사하였다. 남녀공학 중학교 1학년 133명을 선정하여 그리기에서 언어적 정보를 형식적인 형태로 제공하는 FD(formal drawing) 집단과 개인화된 형태로 제공하는 PD(personalized drawing) 집단으로 배치한 후, ‘보일의 법칙'과 ‘샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 실시하였다. 연구 결과, 개념 이해도 검사에서 PD 집단의 점수가 FD 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 상황 흥미 검사에서는 두 집단에서 모두 언어적 학습 선호 학생들의 점수가 비선호 학생들의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 많은 학생들이 그리기에서 언어적 정보를 형식적인 형태보다 개인화된 형태로 제공하는 것을 선호하였으며, 이에 대해 인지적, 정의적, 동기적 측면에서 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 특히, 언어적 학습 선호 학생들이 비선호 학생들보다 정의적, 동기적 측면에서 좀 더 긍정적으로 인식하는 경향이 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.418-431
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• 2022

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 디지털교과서의 물질 영역에 제시된 외적 표상의 양식과 제시 방법, 상호작용성을 분석하였다. 선행연구의 분석틀을 본 연구의 맥락에 맞게 수정·보완하여 사용하였으며, 3~6학년 디지털 과학교과서에서 물질 영역을 다루는 단원을 '본문'과 '탐구'로 구분하여 분석하였다. 분석 결과, 외적 표상의 양식은 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 가장 많이 제시되었으며, 청각비언어 표상은 본문에만 높은 빈도로 제시되고 청각언어 표상은 본문과 탐구 전체에서 낮은 빈도로 제시되었다. 제시 방법 측면에서 언어적 표상과 시각비언어 표상이 함께 나타난 경우에는 대부분 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시되었다. 시각언어 표상, 청각언어 표상, 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우 중 일부에서 시각언어 표상과 청각언어 표상의 정보가 중복적으로 제시되었다. 그리고 내용과 관계없는 청각비언어 표상이 다른 외적 표상들과 함께 제시되었으며, 그 빈도는 특히 본문에서 높았다. 근접성 측면에서 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 다른 페이지에 배치되는 경우는 없었고, 청각언어 표상을 시각비언어 표상과 다른 시점에 제시하는 경우도 없었다. 상호작용성 측면에서는 설명적 피드백과 낮은 수준의 조작이 주로 나타났다. 이상의 결과를 바탕으로 다중 표상 학습의 관점에서 디지털교과서를 개선하기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권4호
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• pp.510-517
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• 2006

이 연구에서는 화학 개념 학습에서 학생들에게 제공되는 다양한 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진하는 방안으로서의 그리기에 미치는 상황 흥미, 주의 집중, 인지적 노력의 영향을 조사하였다. 2개 남녀공학 중학교 1학년 178명을 대상으로 '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대해 2차시 동안 그리기를 활용한 수업을 실시하였다. 학생들은 거시적인 현상을 시범 실험을 통해 관찰한 후, 제공된 언어적 정보에 대한 자신의 정신 모형을 그림으로 그리고 이를 시각적 정보와 비교하였다. 사후 검사로 상황 흥미, 주의집중, 인지적 노력, 개념 이해도 검사를 실시하였다. 연구 결과, 상황 흥미는 주의집중에 직접적인 영향을 주고, 주의집중은 직접적으로 또는 인지적 노력을 경유하여 개념 이해도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 이런 결과는 그리기에서 처음으로 유발되는 것은 상황 흥미이며, 주의집중과 인지적 노력이 그리기를 통한 개념 이해에 직접적인 영향을 주는 요인일 수 있음을 시사한다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권4호
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• pp.533-540
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• 2005

이 연구에서는 물질의 입자적 성질이 강조되는 화학 개념 학습에서 학생들에게 제공되는 다양한 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진시키는 방법으로서의 그리기와 쓰기의 효과에 대해 알아보았다. 남녀공학 중학교 1학년 224명을 통제 집단, 그리기 집단, 쓰기 집단으로 배치한 후,'보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 하였다. 세 집단 모두 거시적인 현상을 실험을 통해 관찰하게 한 후, 통제 집단 에서는 시각적 정보와 언어적 정보를 동시에 제공하여 학습하게 하였고, 그리기 집단에서는 제공된 언어적 정보에 대한 정신 모형을 그림으로 그리게 한 후, 이를 시각적 정보와 비교하게 하였으며, 쓰기 집단에서는 시각적 정보에 대한 정신 모형을 글로 쓰게 한 후, 이를 언어적 정보와 비교하게 하였다. 이원 공변량 분석 결과, 쓰기 집단의 개념 이해도 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았으며, 그리기 집단은 통제 집단보다 통계적으로 높은 경향성을 보였다. 개념 이해도 점수에서 수업 처치와 공간 시각화 능력 사이의 상호 작용 효과는 없었다. 학생들의 수업 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 쓰기와 그리기 활동을 통해 개념 이해가 잘 되었다고 응답하였으며, 일부 학생들은 쓰기와 그리기가 재미있었다고 응답하기도 하였다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.675-684
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• 2008

이 연구에서는 다중 표상을 활용한 화학 개념 학습에서 연계 오류 감소를 위한 처방적인 교수 전략의 효과를 학생들의 장독립성-장의존성에 따라 조사했다. 남녀공학 중학교 1학년 126명을 통제 집단과 처치 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대해 2차시 동안 수업을 진행했다. 연구 결과, 개념 이해도 검사에서 처치 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 학습 동기 검사에서는 학습 동기 전체와 하위 영역 중 '주의집중' 영역에서, 처치 집단 학생들의 점수가 통제 집단 학생들의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 그러나 두 검사에서 모두 수업 처치와 장독립성-장의존성 사이의 상호작용 효과는 없었다. 처치 집단 학생들의 대부분이 새로운 교수 전략에 대해 인지적, 동기적 측면에서 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권5호
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• pp.471-481
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• 2008

이 연구에서는 학생들이 현재의 과학 교과서에서 화학 개념 학습을 위해 제시된 외적 표상들을 연계하는 과정에서 범하는 오류 유형을 학생들의 장독립성-장의존성에 따라 조사했다. 1개 중학교 1학년 학생 196명을 '보일의 법칙'을 학습하는 BL 집단과 '샤를의 법칙'을 학습하는 CL 집단으로 배치한 후, 장독립성-장의존성 검사를 실시했다. 각 집단 학생들에게 물질의 입자성이 강조된 글과 그림으로 해당 개념을 학습하게 한 후, 연계 과정 검사를 실시했다. 연구 결과, '불충한 연결', '부적절한 연결', '무분별한 연결', '불가능한 연결', '연결 불이행'의 5가지 연계 오류 유형이 나타났다. 이 중에서도 목표 개념과 관계없이 '연결 불이행', '부적절한 연결', '무분별한 연결'이 많이 나타났다. 장독립적 학생들과 장의존적 학생들이 범한 연계 오류의 빈도 사이에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.