• 한국과학교육학회지
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• 제33권1호
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• pp.161-180
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• 2013

이 논문은 2006년 이후 미국을 비롯한 세계 여러나라로 점차 확산되고 있는 학습 발달과정(Learning Progressions) 연구의 현황과 연구 방법을 소개하고, 최근에 국내에서 수행된 연구 사례를 중심으로 학습발달과정 연구의 실제를 제시하여 학습 발달과정을 조사하기 위한 방법론적 기초를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 미국을 중심으로 진행되어 온 학습 발달과정 연구의 현황을 소개하고, 특별히 학습을 위한 평가의 관점에서 학습 발달과정을 조사하는 방법과 절차를 정리하였다. 과학의 학습 발달과정은 과학의 주제를 학습할 때 형성되는 발달의 경로를 기술한 것으로서, 발달의 경로를 따라 학생들은 과학 지식을 활용하여 과학의 탐구실행에 참여하게 된다. 각각의 학습 발달과정은 상위 정착점과 하위 정착점, 그리고 두 정착점을 연결해 주는 중간 단계들로 구성되었다. 과학의 학습 발달과정을 조사할 때, 연구자들은 평가의 삼각형에 기반하여 구성된 Wilson의 4단계의 평가 시스템 구성단위를 주로 사용하였다. 논문에서는 학습 발달과정의 조사 방법과 절차를 물의 순환에 대한 학습 발달과정 조사에 적용한 사례 연구를 소개하고, 한국에서 수행될 학습 발달과정에 대한 후속 연구를 위한 함의점과 고려할 점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권2호
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• pp.295-302
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• 2016

이 연구에서는 구인 모델링 방식을 적용하여 초등학교 5학년~중학교 3학년 학생들의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 조사하였다. 이를 위해 현행 교육과정과 선행연구를 분석하여 용해와 용액 개념 이해의 가설적 발달 경로인 초기 구인 구성도를 설정하였고, 이를 바탕으로 순위정렬 선다형 평가 문항으로 구성된 검사지를 제작하였다. 826명의 학생들을 대상으로 검사를 실시하였으며, 다분 문항반응이론의 모형 중 부분 점수 모형을 활용하여 분석한 결과를 바탕으로 구인 구성도를 수정하였다. 연구 결과, 현행 교육과정에서 학년에 따른 용해와 용액 개념의 제시 순서는 대체로 학생들의 학습발달과정에 부합하는 것으로 나타났다. 그러나 하위 정착점과 용액에서 입자의 균일 분포 개념, 용해도에 영향을 미치는 요인에 대한 이해는 구인 구성도를 통해 이론적으로 예상한 수준과 달랐다. 수정된 구인 구성도에 따라 초 중등학생의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 도출하였다. 하위정착점인 수준 1은 용해와 용액을 입자 관점에서 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 수준 2는 용액에서 입자의 균일 분포 개념을 이해하는 수준으로, 수준 3은 용해도와 입자의 보존 개념을 이해하는 수준으로 설정되었다. 또한, 수준 4는 입자간 인력을 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 상위정착점인 수준 5는 입자간 인력과 용해도에 영향을 미치는 요인을 이해하는 수준으로 설정되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권6호
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• pp.815-833
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• 2016

이 연구에서는 기초공통개념으로서 에너지에 대한 학습발달과정연구의 기초 자료를 제공하기 위하여 3~9학년 학생들의 평가 문항 응답 결과를 분석하였다. 검사 문항은 전기 회로, 낙하 물체의 역학적 에너지, 물질의 상태 변화, 용해 현상, 생물체의 생명 현상, 먹이 사슬, 태양과 지구의 복사평형, 및 물의 순환계에서 에너지에 대한 이해를 조사하는 순위 선다형 문항으로 구성되었다. 학생들의 응답 결과는 학년별, 선택지 수준별 응답 빈도에 따라 교차분석을 실시하였고, Rasch 모델을 적용한 문항반응 분석으로서 Wright map 및 DIF 분석을 수행하였다. 연구 결과, 8가지 주제들에 대하여 에너지 이해의 발달과정은 현상과 에너지의 관련성을 인식하거나 에너지의 종류를 파악, 에너지의 이동과 전달을 인식, 에너지가 다른 형태로 전환 및 변환됨을 인식, 에너지의 보존을 인식하는 순서로 진행된다는 경험적 근거를 확보할 수 있었다. 전체 학년에 걸쳐서 공통적으로 8개 주제에 대하여 에너지 보존에 대한 이해가 부족하였다. 학년이 높아짐에 따라 에너지의 전달과 전환에 대한 이해 수준은 주제들마다 다소 차이가 있었다. Rasch 모델을 적용한 문항 반응을 분석한 결과 학생들은 다른 현상의 에너지에 비해 용해 현상의 에너지를 가장 쉬운 과제로 인식하였고 물의 순환 과정에서 에너지 이해를 가장 어려운 과제로 인식하였다. 이 연구의 결과는 에너지의 관점에서 각 주제들이 초중등 과학 교육과정의 어느 학년에, 몇 번째 단원에 어떤 방식으로 배치되어야 할 것인지는 경험적인 연구 자료로서 활용될 수 있으며, 새 과학 교육과정의 내용 체계를 구성할 때 고려할 수 있는 중요한 시사점이 될 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.177-190
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• 2016

이 연구는 '지구의 운동과 태양계' 학습 발달과정의 타당성을 2가지 측면에서 검증하고자 하였다: 첫 번째는 구인 타당도로서 학생들이 학습하는 동안에 본 연구의 학습 발달과정에서 설정한 가설적인 발달 경로에 따라 실제로 학생들의 발달이 나타나는가를 조사하였다. 두 번째는 결과 타당도로서 학습 발달과정에 기반한 적응적 교수활동이 대부분의 학생들에게 향상된 학습효과를 산출하는가를 조사하였다. 이를 위해 서울, 강원, 광주 지역 소재 6개 초등학교에서 5학년 학생 373명과 교사 17명이 연구에 참여하였다. 초등학교 5학년의 태양계와 별 단원에서 지구의 운동과 태양계 관련 내용을 포함하는 적응적 교수활동을 개발하고, 교수활동 사전과 사후에 순위 선다형 문항(13개)으로 구성된 검사지를 투입하여 그 결과를 비교 분석하였다. 구인 타당도를 알아보기 위해 실험군 학생들을 대상으로 사전과 사후의 수준 변화를 분석한 결과, 약 64%에 해당하는 학생들이 적응적 교수활동에 의해 가설적으로 설정한 경로를 따라 발달하는 것으로 나타났으며, 사전/사후 검사 결과를 Rasch 모델로 적용한 분석 결과도 이를 뒷받침하였다. 결과 타당도를 알아보기 위해 실험군과 대조군의 사전검사를 공변량으로 한 공변량분석(ANCOVA)을 실시한 결과, 실험군 학생들의 수준 향상이 대조군 학생들의 경우에 비해 비해 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났으며(F=30.819, p=0.000), 실험군이 대조군보다 정적(+) 수준 변화 경향이 더 뚜렷하게 나타났다. 또한, Rasch 모델을 적용하여 결과 타당도를 검증한 결과, 실험군이 대조군보다 학생 능력치 상승이 더 높게 나타났으며, 이러한 차이는 통계적으로 유의미한 것으로 분석되었다(F=11.632, p=0.001).