• 대한화학회지
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• 제62권2호
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• pp.137-147
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• 2018

본 연구는 과학 관련 사회적 쟁점(Socio-Scientific Issues, SSI)의 국내 프로그램 123개를 SSI 준거틀에 따라 분석하였다. 준거틀은 프로그램의 주제, 학교급, 도입, 과학적 증거, 사회적 내용, 과학적 지식의 사용, 갈등 수준, 평가와 성찰 등으로 구성된다. 분석한 결과에 따른 결론은 다음과 같다. 첫째, 우리나라 SSI 프로그램은 초등학교급 프로그램이 가장 많았고, 중학교급 프로그램이 상대적으로 적게 나타났다. 둘째, SSI 프로그램의 도입은 실제 상황과 픽션과 논픽션 상황이 주된 것으로 나타났고, 논쟁과 갈등이 포함된 상황은 10% 미만으로 나타났다. 셋째, SSI 프로그램은 과학적 증거에 기반하지만 개인의 가치, 인식 등에 따라 영향을 받는 내용이 주로 나타났다. 넷째, SSI 프로그램의 사회적 내용은 윤리/도덕/가치, 정치/사회생활/경제, 환경 내용이 주로 개발되었다. 다섯째, SSI 프로그램에서 과학적 지식의 사용은 과학적 의사결정, 과학적 비판적 사고, 정보 탐색이 주로 나타났다. 그러나 과학 탐구, 위험평가, 비용 효과는 10% 미만으로 나타났다. 과학적 탐구는 과학교육의 핵심이며, 과학과 교육과정의 핵심역량이다. SSI 교육을 통해 학생들의 다양한 이해당사자의 관점을 경험하고, 평가하고, 반성하는 학습 경험을 제공해야 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제8권1호
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• pp.66-75
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• 2015

This study is to investigate an argumentation level for elementary school students after analysing an argumentation structure about a socio scientific issue(SSI), and inquire a change of the decision-making according to the refutation materials and empathic situation. This data was collected from the semi-structured interview with the 14 students, grade 6th. For this, the first stage is to present the reading materials about the SSI to the students, let them decision-making and make them argue pro and con about the SSI during the interview. After that, facing with the refutation materials against the existing contention and the empathic situation, the change of the decision-making of the students was conducted. After the research, the level of the argumentation of the students was low, and the students who didn't have the background knowledge about the theme made the decisions according to the values, emotions or intuitions of their own. And the decision-making of the students changed more when presented with the refutation materials and the empathic situation, they were difficult to make the decision because of new information and various stances. Besides, they lacked in the ability that recognize the situation related with their own life, just used the fragmentary knowledge associated with value of life respect. Through these result, it is necessary to produce the refutation materials and empathic materials about the SSI to the students for improving the level of argumentation.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권6호
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• pp.573-588
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• 2017

The earthquake input is required when the soil-structure interaction (SSI) analysis is performed by the direct finite element method. In this paper, the earthquake is considered as the obliquely incident plane body wave arising from the truncated linearly elastic layered half space. An earthquake input method is developed for the time-domain three-dimensional SSI analysis. It consists of a new site response analysis method for free field and the viscous-spring artificial boundary condition for scattered field. The proposed earthquake input method can be implemented in the process of building finite element model of commercial software. It can result in the highly accurate solution by using a relatively small SSI model. The initial condition is considered for the nonlinear SSI analysis. The Daikai subway station is analyzed as an example. The effectiveness of the proposed earthquake input method is verified. The effect of the obliquely incident earthquake is studied.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.115-131
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• 2021

전 지구적으로 기후변화 위기 상황이 고조되고 있는 오늘날 사회적 행동을 통해 사회를 변화시킬 수 있는 '기후변화를 주제로 한 사회적 실천지향 SSI 교육'의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구는 사회문화적 관점을 바탕으로, 기후변화를 주제로 한 사회적 실천지향 SSI 수업을 실행하는 과정에서 직면하는 교사의 어려움이 무엇인지 탐색하고자 하였다. 이를 위해 46차시 동안 진행된 수업에 대한 질적 단일 사례연구를 진행하였으며, 연구 참여자와의 심층 면담, 교사 성찰일지, 수업 동영상, 학생 면담, 학습 결과물, 참여 관찰일지 등과 같은 질적 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 실천적-평가적 차원의 구조를 micro(교실), meso (학교), macro (한국 사회) 장으로 나누어 분석하였다. 연구 결과 micro 장에서 새로운 시도의 수업으로 인해 기후변화에 대한 학생들의 이해나 인식을 파악하기 힘들었으며 특히 학생들이 기후변화를 나의 문제라고 인식하는 주인의식을 가지는 데 어려움이 있어 교사가 원하는 방향으로 수업이 이루어지지 않았다. 또한, 학생들은 스스로를 어린이로 위치 지으며 계획한 사회적 행동의 실현 가능성에 대해 회의적이거나, 사회적 행동을 이해하지 못하고 그 가치에 대해 공감하는 데 어려움을 겪어 학습 목표를 성취시키는 데 어려움이 있었다. meso 장에서는 동학년 교사와 교육과정을 비슷하게 운영해야 하는 학교 문화 속에서 교사만의 교육과정을 운영하는 데 어려움을 겪었다. 또한, 기후변화 수업이라는 낯선 과학 수업 주제에 대한 부담을 드러내는 동료 교사들과 소통이 단절된 채 교육과정을 홀로 운영하는 과정에서 전문성을 키워나가는 데 어려움을 겪었다. 관리자 역시 사회적 행동에 대한 소극적인 지원을 하여 학교 밖으로 사회적 행동을 실행하는 과정에서 갈등 상황에 직면하였다. 마지막으로 macro 장에서는 본 수업의 교수학습을 지원하는 물적 자원이 미흡하였으며, 학생들의 사회적 행동에 대한 사회구성원들의 제한된 시각이 교수학습상황의 거시적 제약조건으로 작용하고 있었다. 분석을 위해 유목화된 각 장의 제약조건들은 실제로는 독립적이고 분절적인 요소가 아닌 상호 간에 영향을 미치며 복합적인 그물망을 형성하며 구조적 제약조건을 형성하고 있었다. 이에 본 연구 결과를 통해 기후변화를 주제로 한 사회적 실천지향 SSI 수업을 실행하는데 교육 공동체 여러 주체의 다층적인 지원과 노력이 필요함을 시사한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권3호
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• pp.421-433
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• 2023

이 연구는 초등 과학 영재가 보이는 추론 사례를 분석하여 SSI 추론 유형별 근거 활용의 특징과 의사결정의 어려움을 이해하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 코로나19 관련 쓰레기 문제에 대한 SSI 수업에 참여한 초등 과학 영재 학생 17명의 발화 내용과 학습지를 비형식적 추론의 유형 분석틀로 분석하였으며, 추론의 근거에 따라 이성적 유형, 감정적 유형, 직관적 유형의 3가지로 구분하였다. 분석 결과, 학생들은 SSI 추론의 근거 활용별로 다음의 특징을 보였다. 첫째, 이성적 유형에서 학생들은 과학적 지식과 수치·통계를 객관적 근거로 중요하게 여기고 기록하였다. 반면 객관적 근거를 기록하지 않은 학생들은 이후의 의사결정에 소극적이었다. 둘째, 감정적 유형에서 학생들이 어느 관점에 공감하여 추론하느냐에 따라 제시한 해결책도 달랐다. 이는 학생들이 공감한 대상 외의 SSI에 관한 다양한 입장을 고려하지 못하는 어려움으로도 이어졌다. 셋째, 직관적 유형에서 학생들은 다른 모둠원이 제시한 의견에 반대하면서도 그 이유를 정확한 용어로 설명하지 않았다. 이는 학생들이 문제 해결을 하지 않거나 근거를 비판적으로 검토하지 않는 어려움으로도 이어졌다. 넷째, 두 가지 유형이 결합된 사례도 나타났다. 직관적 유형은 이성적, 감정적 유형에 앞서 나타났다. 직관적 유형은 감정적 유형과 결합되었을 때 개인의 경험과 공감을 바탕으로 감정 이입을 심화시켰으며, 이성적 유형과 결합되었을 때에는 즉각적인 반응으로 그쳤다. 본 연구에서는 이러한 논의를 통해 SSI 수업에서의 교수 지식 연구가 나아가야 할 방향을 비형식적 추론 유형별 근거 활용의 특징과 의사결정의 어려움 관점에서 제언하였다.

• 과학교육연구지
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• 제47권1호
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• pp.11-23
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• 2023

이 연구에서는 과학기술 관련 사회쟁점(SSI) 기반 과학 수업이 중학교 3학년 과학 학습부진 학생들에게 미치는 효과를 조사하였다. 연구를 위해 과학 교육과정과 연계된 2개의 SSI를 중심으로 총 7차시의 수업을 개발하여 실시하고, 그 효과를 진단하였다. 연구 자료는 광역시의 한 중학교 3학년 학생 185명을 대상으로 수집하였다. 그중 37명을 과학 학습부진 학생으로 판별하여 연구의 초점으로 하였다. 양적 자료는 과학성취, 태도 및 역량 측정에 대한 사전 및 사후 검사로 수집하였다. 정량적 데이터를 보완하기 위해 교사의 수업 관찰지, 일부 학생과의 면담을 통해 정성적 자료를 수집하였다. 정량적 자료 분석은 윌콕슨 부호순위 검정과 대응 표본 t 검정으로 진행하였다. 분석 결과 SSI 기반 수업이 과학 성취도에서는 학습부진 학생집단에 유의한 효과를 보이는 것으로 드러났지만 태도와 역량의 변화에는 유의한 영향이 없는 것으로 나타났다. 수업 관찰 자료는 학습부진 학생들이 SSI 기반 수업에 더 적극적으로 참여하는 모습을 보여줬으며, 학생의 면담에서 과학 학습부진 학생의 성취에 긍정적 영향을 미치는 수업의 성격을 밝힐 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 추가 연구 주제를 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권1호
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• pp.181-192
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• 2017

본 연구에서는 디지털스토리텔링을 적용한 SSI 교육프로그램(이하 DST-SSI 수업)을 개발하고, 학생들이 수업의 각 단계에서 인식하는 교육적 효과를 탐색해보았다. 디지털 기술을 활용하여 이야기를 제작하고 전달하는 디지털스토리텔링은 자신의 의견을 표현하는 동시에 학습의 결과를 공유하고 실천할 수 있는 기회를 제공하므로, 다양한 입장에 대한 이해와 타인과의 의견 조율이 요구되는 SSI 교육에 접목되었을 때 보다 상승효과를 가져올 수 있을 것으로 예상하였다. DST-SSI 수업은 교육과정과 밀접하게 연계되는 네 가지 주제를 선정한 후 각각의 SSI 주제에 적합한 DST 활동을 삽입하는 방식으로 구성되었으며, 본 연구에는 수업에 참여한 중학교 3학년 학생 중 24명이 참여하였다. 4명씩 그룹을 지어 포커스 그룹 면담을 진행하였으며, 면담내용은 모두 전사하여 분석에 이용하였다. 연구 결과, 학생들은 각각의 SSI 주제와 관련된 내용을 검색하고 자료를 수집하는 탐색 및 토의 과정에서 그동안 미처 인식하지 못했던 사회 윤리적 측면을 인식하게 되었으며, 주제를 둘러싼 입장이 매우 다양할 수 있음을 확인하고 수용하게 되었다. DST를 사전 제작하는 과정에서는 모둠의 의견을 효과적으로 반영하는 이야기를 전개하고자 다양한 관점을 조율했으며, 실생활에서 살펴볼 수 있는 자연스러운 상황을 주제로 하는 등 시청자의 공감을 이끌어낼 수 있는 감성적인 콘텐츠를 활용하는 방법을 고민하기도 하였다. 또한 학생들은 실제 DST를 제작하면서 자신이 전달하고자 하는 메시지를 보다 효과적으로 전달하기 위해 사운드트랙이나 시각효과, 화면 구성 등의 요소를 고려한 다양한 방법을 모색하였다. 마지막으로, 웹을 통한 디지털 스토리의 공유와 피드백 단계에서는 제작과정에서는 미처 깨닫지 못했던 내용을 확인하는 동시에, 해당 문제와 관련하여 실생활에서 실천할 수 있는 것을 찾아 행동으로 옮겨보는 노력을 한 것으로 드러났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권4호
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• pp.472-486
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• 2010

현재 행해지는 과학관련 사회적 이슈(socio-scientific issue: SSI)에 대한 대중의 인식 조사는 대개 현상의 위험성 인식 및 정책 선호도와 같은 일부 영역에 한정되어 있다. 이에 본 연구에서는 특정 SSI에 대한 대중의 과학문화소양을 보다 다각적이고 총체적으로 살펴볼 수 있는 지표체계를 개발하고자 하였다. 이를 위해 연구자들은 최근 세계적으로 관심의 초점이 되고 있는 기후변화를 특정 SSI로 선정하였으며, 이 이슈를 중심으로 새로운 지표체계 및 설문지를 개발하였다. 먼저, 문헌연구를 바탕으로 'SSI에 대한 과학문화소양'을 '다양한 측면에서 SSI를 바라보고, 이를 통해 합리적인 의사결정을 하며, 관련된 문제에 현명하게 대처해나가는 생활양식'이라 정의하였다. 보다 체계적인 접근을 위하여 개인의 과학문화소양을 잠재적 소양과 실행적 소양으로 구분하였으며, 대범주 '잠재'는 중범주 '관심', '의견', '이해'로, 대범주 '실행'은 중범주 '학습', '실천'으로 나누어 지표 및 설문항목을 구성하였다. 개발 과정에서 과학교육, 환경 교육, 대기과학 전문가의 검토를 거쳤으며, 중학생 777명의 응답을 바탕으로 신뢰도분석과 요인분석 및 상관분석을 실시하여 통계적 타당성을 검토하였다. 그 결과, 지표체계와 설문지의 일부가 수정 보완되었으며, 수정된 지표체계는 2개의 대범주, 5개의 중범주, 15개의 소범주, 34개의 지표, 63개의 설문항목으로 구성되었다. 이는 신뢰도와 타당도가 비교적 양호한 것으로 검증되었다. 본 연구에서 개발된 지표체계는 향후 다양한 SSI 주제에 관한 대중의 인식을 조사함에 있어 종합적인 자료를 효율적으로 축적하고 분석할 수 있는 틀로 이용될 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제47권2호
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• pp.180-191
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• 2023

이 연구에서는 초등, 중, 고등학교의 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제를 조사하여 학교급별 학생과 교사가 선호하는 SSI 주제의 유사성을 코사인 유사도 측정을 통해 분석하였다. 연구 대상은 초, 중, 고등학생 566명, 교사의 327명이었다. SSI 관련 선행연구 논문과 프로그램에 포함된 SSI 주제 60개를 환경, 과학기술, 보건·의학, 기타 사회 문제 영역로 구분하고 목록화하여, 연구 대상인 학생 또는 교사가 선호하는 주제 5개를 선택하도록 하였다. 자료수집은 서베이몽키를 이용한 온라인으로 진행하였고, 수집된 자료는 학생 및 교사별로 6개 집단으로 구분하고, 집단별로 주제의 선택 빈도를 조사하였다. 그리고 선택된 주제의 빈도를 기준으로 벡터 값을 계산하고, 학교급별 학생 간, 교사 간, 교사와 학생 간의 코사인 유사도를 측정하여 주제 선호 유사도를 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학생의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 중학생과 고등학생 사이의 코사인 유사도(0.982)가 초등학생과 중학생간(0.651) 또는 초등학생과 고등학생간(0.662)의 코사인유사도보다 높았다. 둘째, 교사의 학교급별 집단간 SSI 선호 주제 유사도는 초등, 중, 고등학교간의 모든 비교 집단에서 비교적 비슷한 코사인 유사도의 양상을 보였다. 셋째, 학생과 교사간 학교급별 SSI 선호 주제 유사도는 초등학교 학생과 교사 집단간 코사인 유사도(0.974)가 다른 학교급의 비교 집단, 중학교급(0.621) 또는 고등학교급(0.645)보다 높았다. 즉 초등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 SSI 주제가 73.33%의 수준에서 유사하고, 반면, 중학교 또는 고등학교의 학생과 교사는 서로 선호하는 주제가 33% 수준으로 유사한 경향을 보였다. SSI 교육에서 학생에게 관심 있는 주제로 접근하는 것은 학습 동기 유발과 지속, 그리고 즐거운 학습 경험과 학습에 대한 긍정적인 태도 형성과 긴밀하게 연관된다. 따라서, SSI 수업을 설계할 때, 학생 관심의 관점에서 주제를 검토해야 할 것이다. 특히 교사가 학생의 선호도와 다소 차이가 있는 SSI 주제를 선별한 경우, 그 차이를 극복할 수 있는 치밀한 교수 설계가 필요할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권4호
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• pp.405-414
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• 2020

In this study, we analyzed the development of high school students' argumentation through their writings on socio-scientific Issues (SSI) related to the Climate Change Unit in the Earth Science I curriculum. Pre- and post-writing assignments on the two main causes of global warming were analyzed and compared. In addition, an in-depth interview of the focus group was conducted with 7 students who showed a distinct change in the level of argumentation. According to the results, 16 of 52 students remained at the same argumentation level in pre- and post-writing assignments, and students remaining at Level 2 among five levels had difficulty in understanding the Toulmin's argument pattern (TAP) structure. Using the TAP structure, 29 of 52 students demonstrated increased argumentation levels in the post-writing assignments. The conclusions include that writing lessons on SSI using the TAP in Earth science classes can improve the level of high school students' argumentative writing, and that the level of students' argumentation can develop with the elaboration of their level of falsification. Also, it is suggested that the science curriculum should increase students' science writing competencies by specifying science writing as one of the goals.