• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.17-29
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• 2022

본 연구의 목적은 NOS 관련 주제를 대상으로 컴퓨터가 얼마나 효율적이고 타당하게 학습할 수 있는지에 대하여 정성적으로 탐색하고자 한 연구이다. 이를 위해 NOS와 관련되는 문헌(논문초록 920편)을 중심으로 말뭉치를 구성하였으며, 최적화된 Word2Vec (CBOW, Skip-gram)모델의 인자를 확인하였다. 그리고 NOS의 4가지 영역(Inquiry, Thinking, Knowledge, STS)에 따라 단어수준 워드임베딩 모델 비교평가를 수행하였다. 연구 결과, 선행연구와 사전 성능 평가에 따라 CBOW 모델은 차원 200, 스레드 수 5, 최소빈도수 10, 반복횟수 100, 맥락범위 1로 결정되었으며, Skip-gram 모델은 차원수 200, 스레드 수 5, 최소빈도수 10, 반복횟수 200, 맥락범위 3으로 결정되었다. NOS의 4가지 영역에 적용하여 확인한 모델별 유사도가 높은 단어의 종류는 Skip-gram 모델이 Inquiry 영역에서 성능이 좋았다. Thinking 및 Knowledge 영역에서는 두 모델별 임베딩 성능 차이는 나타나지 않았으나, 각 모델별 유사도가 높은 단어의 경우 상호 영역 명을 공유하고 있어 제대로 된 학습을 하기 위해 다른 모델의 추가 적용이 필요해 보였다. STS 영역에서도 지나치게 문제 해결과 관련된 단어를 나열하면서 포괄적인 STS 요소를 탐색하기에 부족한 임베딩 성능을 지닌 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 NOS 관련 주제를 컴퓨터에게 학습시켜 과학교육에 활용할 수 있는 모델과 인공지능 활용에 대한 전반적인 시사점을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.147-158
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• 2016

본 논문은 예비 생물교사들을 대상으로 약 9개월에 걸친 연구기간 동안 예비 생물교사의 과학의 본성과 과학의 본성 교수에 대한 태도의 변화, 과학의 본성 교수 계획 및 실행 과정, 과학의 본성 교수에 대한 신념 및 과학의 본성 교수 전략 등의 과학의 본성 교수내용학적 지식의 형성에 대해 살펴보았다. 예비 생물교사들은 3학년 1학기 <교과교육론>과목을 통해 과학이란 어떤 학문인지, 과학 지식이 어떻게 형성되는지 과학의 본성에 대해 명시적으로 토론하고 반성하는 기회를 가졌다. 뿐만 아니라 과학사의 에피소드를 통해 과학의 본성 요소를 찾아보는 과정을 거쳤으며, 과학의 본성에 대한 이해를 바탕으로 과학의 본성 학습목표를 도입한 교수학습 과정안을 구성하였다. 예비교사들은 과학 지식의 가변성, 과학 지식의 발달에 있어서 창의적 측면, 사회적 협의의 역할, 과학의 이론의존적 탐구, 과학 지식의 발달에 있어서 사회 문화적 영향 등을 과학의 본성 교수학습 목표로 도입하여 교수학습 과정안을 구성하고 수업에 이를 반영하였다. 또한 3학년 2학기 <교재연구 및 지도법>과목을 통해 과학의 본성 요소를 도입한 모의수업의 경험을 가졌다. 연구결과, <교과교육론> 과목에서 예비교사들은 과학의 본성과 과학의 본성 교수에 대한 관점에 향상을 나타냈으며, <교재연구 및 지도법>과목 후에는 두 요소에 대한 이해도를 지속적으로 유지하고 있음을 나타냈다. 또한 예비교사들은 모의 수업 후 적은 반성적 일지에서 과학의 본성 요소를 중등학교 생물수업에 도입할 때 어려웠던 점, 과학의 본성 교수의 필요성, 그리고 어떤 교수법이 효과적인지 제안하는 모습을 보여 예비교사 스스로 과학의 본성 교수내용학적 지식을 구축해나가고 있음을 보여주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.791-797
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• 2019

이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정에 의한 통합과학과 과학탐구실험이 학생들의 과학에 대한 흥미, 과학적 태도, STS와 NOS에 대한 견해에 미치는 영향을 조사하였다. 수도권 소재의 고등학교에 재학 중인 1학년 학생 223명이 연구에 참여하였으며, 통합과학과 과학탐구실험의 이수 전후에 각각 검사를 실시하고 두 검사의 결과를 비교하였다. 연구 결과, 과학에 대한 흥미 점수와 과학적 태도 점수는 이수 전후에 유의미하게 향상되었다. STS에 대한 견해의 점수를 분석한 결과, 연구 윤리에 관한 항목의 견해는 이수 후에 유의미하게 향상되었으나 나머지 항목에서는 유의미한 차이가 없었다. NOS에 대한 견해의 점수는 모든 영역에서 이수 전후에 유의미한 차이가 없었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였고, 후속 연구를 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제8권2호
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• pp.114-127
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• 2015

The nature of science has been recognized in a great deal in the field of science education. However, Most of the papers were going to study of teachers and students. to improve their recognition of the nature of science. The current study describes and analyzes Weather-Forecaster's understandings of the nature of science (NOS). Data used in this study were collected from 3 Weather-Forecasters using an semi-structured interview. The results of this study were as follows. First, the participants recognized that science has explored the phenomenon of unknown facts or observations and they were careful inductive perspective. Second, participants felt that science and society are associated with each other. Also, all participants were judged science verification process is required. Third, they are showed that science and technology interact closely with social relationships.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권5호
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• pp.895-905
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• 2015

과학적 소양의 함양을 과학 교육의 목표로 둘 때, 과학의 본성에 대한 이해는 학생들이 갖추어야 할 능력으로서 빠뜨릴 수 없는 요소 중 하나이다. 과학의 본성에 대한 이해를 높이기 위한 다양한 학습전략이 논의되는 가운데, 다수의 연구에서 과학의 본성에 대한 명시적-반성적 접근이 가장 효율적인 전략이라는 결과가 제시된다. 과학관련 사회쟁점(SSI)은 다양한 원인이 작용하여 발생하며, 발달하고 있는 현대 과학기술과 관련하여 발생하는 경우가 많아, 단 하나의 확실한 해결책이 존재하지 않는 특성을 가지고 있다. 과학관련 사회쟁점에 대한 논의과정에 참여하는 학생들은 완전하지 않은 과학지식을 바탕으로 추론하여 쟁점에 대한 주장과 근거를 마련해야한다. 따라서 본 연구는 과학관련 사회쟁점을 활용한 수업이 과학의 본성에 대한 반성적 사고를 촉진할 수 있는 훌륭한 학습 전략이라는 것을 전제로 한다. SSI에 대한 논의 과정에서 과학의 본성에 대한 이해가 매우 중요한 역할을 하고 있음에도 불구하고 SSI를 이용한 학습활동과 학생들의 과학의 본성에 대한 이해 사이의 관계에 대해서는 아직도 논란이 존재한다. 이것은 과학의 본성을 일반화된 맥락에서 명시적으로 접근하고 과학관련 사회쟁점과 관련된 맥락에서 반성할 기회를 제공하지 않은 것에 기인한다. SSI를 통한 학습 환경이 과학의 본성을 이해하는 데 어떠한 영향을 주는지 탐색하기 위해서는 맥락화된 상황에서 과학의 본성에 대해 반성할 수 있는 기회를 학생들에게 충분히 제공한 후, 맥락화된 상황에서의 과학의 본성에 대한 이해가 일반화된 상황으로 전이될 수 있는지 탐색해보아야 한다. 따라서 본 연구에서는 SSI 학습 맥락에서 과학의 본성에 대해 충분히 반성할 수 있는 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 그 효과를 탐색하는 것을 목표로 하였다. 경기도 소재 고등학교에 재학 중인 71명의 학생이 연구에 참여하였다. 학생들의 과학의 본성에 대한 인식의 변화를 살펴보기 위하여 SSI 프로그램 적용 전과 후에 VNOS-C 설문을 실시하였으며, 보다 심층적인 분석을 위하여 반구조화된 면접을 실시하였다. 연구 결과, 학생들은 맥락화된 상황에서 과학의 본성을 학습하였음에도 불구하고 일반화된 상황에서도 과학의 본성에 대한 이해의 향상을 나타냈다. SSI 자체가 가지고 있는 속성이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해의 향상에 큰 영향을 미쳤으며, 지속적으로 반성할 수 있는 기회와 학습 자료를 제공한 것이 과학의 본성에 대한 이해를 전이하는 데 도움이 되었다.

• 과학교육연구지
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• 제38권2호
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• pp.454-469
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• 2014

교사 개인의 자연 및 과학에 대한 관점은 학교교육과정에서 교육받기 이전부터 주변 환경과의 상호 작용 및 일상생활 속에서의 경험 등을 통해 형성되어, 과학학습지도에 직접적인 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 과학의 본성, 과학의 인과성, 그리고 자연이 무엇이라고 생각하는지에 대한 교사의 관점을 종합적으로 조사하였다. 본 연구에서는 Q방법론을 이용하였다. 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 81개의 진술문이 사용되었고, 12명의 과학교사가 각 진술문에 대해 동의하는 정도를 응답한 후, 요인분석을 통해 교사의 관점을 유형별로 구분하였다. 분석결과, 과학의 본성, 과학적 인과성, 그리고 자연에 대해서 교사의 관점이 크게 5개 유형으로 분류될 수 있었고, 유형별 특징을 알아볼 수 있었다. 그리고 과학의 본성, 과학적 인과성, 자연에 대한 관점들이 서로 연관되어 있다는 것도 확인할 수 있었다. 이러한 연구방법은 앞으로도 교사의 다양한 관점을 상호 연관지어 종합적으로 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제40권1호
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• pp.1-16
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• 2016

The purpose of this study is to explore the variables of knowledge, acceptance of theory of evolution and epistemology that could be keys for teaching and learning the theory of evolution within school contexts, and to suggest instructional tips for teaching evolution in relation to the grade levels of education. This cross-sectional study examined the grade level differences (8th, 11th, and preservice teachers) of four variables: evolutionary knowledge; acceptance of theory of evolution; and both domain-specific epistemology (nature of science in relation to evolution) and context-specific epistemology (scientific epistemological views) and their relationships. This study, then, built conceptual models of each grade level students' acceptance of theory of evolution among the factors of evolutionary knowledge and epistemology (both domain-specific and context-specific). The results showed that the scores of evolutionary knowledge, evolution in relation to NOS, and scientific epistemology increased as the grade levels of education go up(p<.05) except the scores of acceptance of theory of evolution(p>.05). In addition, the 8th graders' and the 11th graders' acceptance of evolutionary theory was most explained by 'evolution in relation to NOS', while the preservice teachers' acceptance of evolutionary theory was most explained by evolutionary knowledge. Interestingly, 'scientific epistemological views' were only included for the 8th graders, while evolutionary knowledge and 'evolution in relation to NOS' (context-specific epistemology) were included in explaining all the level of students' acceptance of evolutionary theory. This study implicated that when teaching and learning of the theory of evolution in school contexts, knowledge, acceptance of evolutionary theory and epistemology could be considered appropriately for the different grade levels of students.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.539-556
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• 2011

이 연구는 원자모형 사례를 이용한 과학의 본성 검사지를 사용하여 중등예비 과학교사들이 가지고 있는 과학의 본성에 대한 인식이 '원자모형'이라는 과학지식과 관련되어 어떻게 드러나는지를 살펴보고, 기존의 선행연구와 비교해 보았다. '모형에 관한 인식', '과학지식의 잠정성', '과학에서의 주관성', '추론과 상상력의 사용', '보편적인 과학적 방법에 대한 잘못된 신념', '과학과 예술의 비교'라는 6 관점을 조사하였다. 연구결과, 예비과학교사들은 과학지식(구름원자모형)의 잠정성, 과학에서의 주관성(톰슨과 러더퍼드의 알파입자 산란실험에 대한 해석)에 대해 비교적 잘 이해하고 있는 것으로 나타난 반면, 보편적인 과학적 방법과 관련하여 가장 바람직하지 못한 인식을 드러냈다. 모형(원자모형)에 관한 인식과 과학(보어의 원자모형)과 예술(피카소의 작품)을 비교하는 영역에서는 존재론적 관점과 구성주의적 관점이 혼재되어 나타났으며, 과학연구에서 상상력의 사용은 필수적인 동시에 최대한 자제되어야 한다는 다소 모순된 생각을 보여줬다. '모형'이나 '과학이론'과 같은 일반적인 용어를 사용하여 조사된 기존의 선행연구들을 본 연구결과와 비교한 결과, 과학지식의 잠정성에 대해 보다 높은 긍정을 나타내게 했으며, 과학자의 연구방법에 대해 구체적인 과학자를 제시하였을 때, 응답자들은 좀 더 바람직한 인식을 드러내는 경향을 보였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.629-648
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• 2015

본 연구는 연구 기반 '실제적' 과학 교육 프로그램이 맥락적으로 과정으로서 과학의 본성 학습을 촉진함을 밝히고자 한 사례 연구다. 이에 '과학자 되어보기' 멘토-멘티 프로그램을 개발하고 7학년 6명에게 8개월간 적용했다. 이 프로그램에서는 과학 교육 연구자인 멘토가 스캐폴딩과 코칭을 제공하며, 멘티 학생들은 연구 문제 선정, 연구설계, 자료 수집과 분석, 논문 작성 및 학회 발표에 이르기까지 과학연구의 전체 과정을 수행한다. 연구 문제는 1) 암묵적 과학 연구 프로그램의 참여자는 연구 단계별 학습 상황에서 무엇을 경험하는가? 2) 암묵적 과학 연구 프로그램에 참여한 학생은 각 학습 상황에서 '과정으로서 NOS'에 대해 어떤 관점을 구성하는가? 등이다. 수업 관찰, 사후 면담, 멘토의 성찰 보고서, 학생 산출물 등이 수집 및 분석되었다. 연구 결과, 참여 학생들은 1) 연구 문제 망각과 혼란, 2) 자료 오류의 처리와 파기, 3) 연구자 입장에 따른 자료 해석, 4) 전반적 연구 경험과 논문 작성, 5) 학술대회 발표장에서의 경험 등의 다양한 상황에서 연구문제의 역할, 측정값의 유효성, 자료 해석에서의 주관성, 과학 지식의 생성과 동료 심사, 학술 대회의 의의 등 과정으로서의 과학에 대한 각자의 관점을 학습했다. 참여 학생들이 공통적으로 학습한 NOS 관점은 현대적 인식론에 가까웠다. 본 연구는 과학 연구의 구체적 상황과 과정으로서 NOS 학습을 관련지어 보여줌으로써 NOS의 맥락적 학습이 가능함을 보였다. 본 연구에서는 과학자가 하는 일과의 유사성이 아닌 학습자의 주체성 및 의미와 관련지어 '실제성'을 정의했고, 이렇듯 상황학습론적 가정에 입각한 프로그램은 성공적인 NOS 학습을 촉진했다. 본 연구의 가정과 결과는 과학 교육에서 실제성의 의미와 실제적 과학 학습 환경의 구현 방식에 대한 재고의 필요성을 시사한다. 연구 기반 과학 교육 프로그램에서 성공적인 NOS 학습이 가능하도록 하기 위해서는 본 프로그램과 같이 1) 과학자가 하는 일의 주요 요소를 포함함으로써 풍부한 맥락을 제공하고, 2) 반구조화된 수업 설계를 바탕으로 학생이 연구의 주도권을 소유하도록 하며, 3) 과학 연구 내용이 연구자에게 관련되고 의미 있도록 해야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.169-179
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• 2007

이 연구에서는 가설 연역적 탐구 실험이 학생들의 과학의 본성에 대한 관점 변화에 미치는 효과를 조사하였으며, 그 효과는 학습 전략에 따라 분석되었다. 연구 대상은 중학교 2학년 학생 212명이며 학생들은 실험집단과 통제집단으로 무선 배치되었다. 통제집단의 학생들은 안내된 탐구 실힘을 실시하였으며, 실험집단의 학생들은 가설 연역적 탐구 실험을 실시하였다. 연구 결과 사전 검사에서 실험 집단과 통제 집단은 과학의 본성에 대한 관점이 거의 비슷하게 나타났다. 수업을 실시한 후 실험 집단은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론 의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다. 실험집단 중에서 피상적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 가설에 대한 관점만이 유의미하게 변화되었다. 반면, 실험집단 중에서 심층적 전략을 주로 사용하는 학생들은 과학의 본성 중에서 관찰의 이론의존성, 과학적 추론, 가설에 대한 관점이 유의미하게 변화되었다.