• 대한화학회지
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• 제50권5호
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• pp.385-393
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• 2006

연구에서는 고등학교 화학 수업에서 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시하고, 학생들의 인지 수준에 따른 과학 탐구능력, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과와 수업에 대한 인식을 알아보았다. 서울에 소재한 남자 고등학교 2학년 4개 학급의 학생들(92명)을 대상으로 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시한 처치집단과 실험과정이 모두 제시된 실험 수업을 실시한 통제집단으로 배치한 후, 화학의 ‘금속과 그 이용' 단원에 대해서 수업을 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습은 과학 탐구능력 향상에 관해서 실험설계, 자료 변환 및 해석, 가설검증의 영역에서 유의미한 효과가 있었으며 문제 파악 및 정의, 가설설정의 영역에서는 효과가 없었다. 한편, 개방적 과학 탐구학습에서 학생들의 역할 및 수행할 과제의 증가로 인해 과학 수업에 대한 태도는 처치집단에 부정적인 효과가 나타났다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.457-464
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• 2008

본 연구는 학생들의 탐구능력 향상 및 고차원적인 사고력 증진에 효과적인 교육방법으로 관심이 확산되고 있는 탐구형 콘텐츠를 초등학교 과학교과에 적용할 수 있는 콘텐츠 설계 전략을 수립한 후, 이를 기반으로 초등 5학년 과학과 수업 [용액과 반응]을 위한 콘텐츠로 개발하였으며, 개발된 콘텐츠를 수업현장에서 파일럿 테스트를 통해 탐구형 콘텐츠의 설계와 개발 및 실제 수업에 적용할 때 시사점 및 고려할 사항들을 분석하였다. 연구 진행은 먼저, 초등학교 과학교과용 탐구형 콘텐츠 개발을 위해 문헌고찰, 기존 사례조사, 분석, 관련 사이트 검색, 전문가 회의 및 학교 현장 전문 교사진 검토 및 적용 테스트 등 다양한 연구 방법을 적용하였으며, 이를 바탕으로 전문가들 논의를 통해 본 연구에서 활용할 탐구형 콘텐츠의 설계 전략을 수립하고 이를 토대로 실제 콘텐츠를 개발하였다. 또한 개발된 콘텐츠를 2개 초등학교의 160명 학생들에게 실제 수업시간에 적용하여 현장적용 시 발생하는 문제점을 추출한 후 수정 및 보완을 하였다. 연구결과, 본 연구에서 개발한 탐구형 콘텐츠는 학습자들의 흥미유발과 학습동기 향상에 긍정적인 영향을 주었으나, 좀 더 구체적이고 분명한 학습안내 및 튜터의 지원이 필요하였다. 본 연구를 통해 온라인 탐구형 학습방법이 향후 다른 교과와 다양한 학습자 그룹으로 확산될 가치가 충분하다고 판단하였으며, 논문의 결과는 향후 초등학교 온라인 탐구형 콘텐츠, 특히 과학교과의 현장 적용 시 중요한 시사점을 제공할 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권3호
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• pp.301-311
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• 1997

The purpose of this study is to construct a structural equation model and to analyze causal relationships among variables related to attitudes to science using structural equation modeling(SEM) with LISREL VII. The sample consisted of 483 10th grade boys from a general high school in Pusan, Korea. The questionnaires (ABC-attitude scale: affection, behavioral intention, cognition scale of attitude towards science) were developed by the researcher through a pilot study. And other instruments have modified previous ones. Five instruments were used in this study: GALT(group assessment of logical thinking), MTSlS(modified test of science inquiry skill), ABC-attitude scale, MSAS(modified scientific attitude scale), CSAT(common science achievement test). Structural equation modeling with LISREL VII($J\ddot{o}reskog$ & $S\ddot{o}rbom,$ 1993) was employed to estimate the causal inferences about hypothesized relationships among observed data sets. Three competing models consisted of five latent variable(scientific thinking ability, science inquiry skill, attitude towards science, scientific attitude, science achievement) - lP(inquiry preceding) model, AP(attitude preceding) model and AM(attitude mediating) model - were developed. Among these competing models, IP model satisfied the observed data sets. The causal relationships among "attitudes to science" and other latent variables were reliably identified. According to the results of the present study, science inquiry skill was the most significant variable that can predict science achievement. But scientific thinking ability has not directly influenced science achievement. This study suggests that inquiry based teaching-learning processes should be offered to students for improvement of science achievement. At the same time, it seems to be important to develop positive attitude towards science. Understanding of relationships among variables related to attitudes to science will be helpful to the development of science curriculum and to the design of science teaching and learning process. LISREL has been recognized as a useful approach in testing a SEM. However, in this study, LISREL approach was estimated as much more useful method for research design.

• 대한화학회지
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• 제49권5호
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• pp.488-496
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• 2005

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.355-366
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• 1999

자료의 해석과 분석 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력 보다 과학 개념을, 탐구의 설계 및 수행 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력과 과학 개념을 강조하는 학습법의 적용이 유효할 것으로 기대된다. 과학 탐구 문제를 해결해 가는 사고 과정을 심층적으로 분석해 보면 현재와 같이 성공자에게는 1점, 실패자에게는 0점을 부여하는 이분법적(dichotomous)인 평가 방법으로는 문제를 해결해 가는 과정이 동일한데도 불구하고 성공자와 실패자를 완전하게 별별하고 있지 못해 과학 교육 활동의 전반적인 정치(replacement) 활동에 문제가 내재할 가능성이 있음을 유추할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 밝혀진 바와 같이 과학 탐구 문제 해결 사고 과정 분석에 의한 제 1유형에는 1점, 제 2유형에는 0.8점, 제 3유형에는 0.6점, 제 4유형에는 0.4점, 제 5유형에는 0.2점, 제 6형에는 0점을 부여하는 대안적 다단계 평가 방법에 대한 이론적 실천적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.78-87
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• 2015

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 중학생들의 논의과정 특징과 논의과정 수준을 알아보고자 하였다. 이를 위해 남녀공학 중학교 2학년 68명을 대상으로 6개의 논의기반 탐구 과학수업 프로그램을 적용하였고, 이 중 마지막 두 프로그램에 대한 학생들의 논의과정을 모둠별로 녹음 및 전사하였다. 연구 결과 첫째, 모든 단계에서 가장 많이 나타나는 논의과정 요소는 주장이고, 요청 및 요청응답, 단순 호응이 다음 순으로 나타났다. 논의기반 탐구 과학수업의 실험 설계 및 수행단계에서 논의가 가장 활발하게 나타났으며, 의문 만들기 단계에서 논의가 가장 적게 나타났다. 둘째, 각 단계별로 논의과정 수준을 분석한 결과, 논의과정 구조에서는 주장과 증거 단계에서 가장 높은 수준의 논의가 이루어지고 의문 만들기 단계에서 가장 낮은 수준의 논의가 이루어졌다. 논의과정 타당성을 분석한 결과, 주장과 증거 단계에서 논의과정 타당성이 가장 높았다.

• 과학교육연구지
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• 제44권2호
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• pp.157-166
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• 2020

이 연구에서는 중학교 2학년 과학 교과서에서 제시하고 있는 과학 교과 역량의 반영 정도와 중학교 2학년 학생들의 과학 교과 역량에 대한 인식을 구체적으로 살펴보았다. 이를 위하여 중학교 2학년 과학 교과서에서 명시적으로 과학 교과 역량을 제시한 빈도를 분석하였으며, 충남 지역의 3개 학교 400명을 대상으로 과학 교과 역량에 대한 인식을 설문 조사를 통해 알아보았다. 설문 조사는 5단계 리커트 척도로 구성된 15개 문항과 5개의 자율 서열형 문항으로 구성되었다. 설문은 성실하게 응답한 327명의 응답을 분석하였으며, 설문 결과의 해석을 위하여 사후 면담을 실시하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 2학년 과학 교과서에서는 과학 교과 역량 중 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 의사소통 능력'의 비중이 크며, 학생들은 교과서에 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 문제 해결력'의 비중이 높은 것으로 인식하고 있었다. 둘째, 학생들은 학교에서 이루어 지는 평가에서 '과학적 탐구 능력'과 '과학적 문제 해결력'의 비중이 높고, '과학적 의사소통 능력'과 '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 비중이 매우 낮다고 인식하고 있었다. 셋째, 학생들이 인식하는 과학에서 가장 중요한 교과 역량은 '과학적 문제 해결력'이고, 과학에서 가장 얻고 싶은 역량은 '과학적 탐구 능력'이었으며, 미래사회를 살아가는 데 가장 필요한 역량은 '과학적 의사소통 능력'으로 나타났다. 넷째, '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 경우 과학 소양의 중요한 요소이나 과학 교과서를 구성하는 비율이 낮고 학생들도 과학에서의 중요성이나 필요성을 인식하지 못하고 있었다.

• 대한화학회지
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• 제64권1호
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• pp.38-48
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• 2020

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업의 학급 논의 활동에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고의 특징을 알아보고자 5개 주제에 대한 논의기반 탐구 과학수업의 수업 동영상 및 활동지를 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 학생들이 학급 논의 과정에서 지식의 원천으로 사용한 증거의 출처로는 실험 자료를 활용한 유형이 가장 많이 나타났으며, 활동 방식에 따라서 개인적인 경험에 기반을 둔 유형과 과학 원리를 증거로 활용하는 유형이 추가로 나타났다. 또한 학급 논의에서 주제에 따른 지식 정당화의 수준 차이는 비슷하게 나타났으나, 주장 정당화의 하위 평가 요소 중 주장 타당성, 증거 타당성 및 논의과정 요소 사용의 수준은 높았지만 반박 타당성의 수준은 낮게 나타났다. 마지막으로 학급 논의 전후의 주장 변화를 분석한 결과, 주장변경 유형은 잘못된 주장의 정정 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형, 개념의 확장 유형으로 분류할 수 있었으며, 이 중 잘못된 주장을 정정하는 유형이 가장 높은 비율로 나타났고, 개념의 확장 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형의 순서가 차례대로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제29권4호
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• pp.441-450
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• 2010

The purpose of this study was to evaluate the level of elementary gifted students' argumentation and examine the special features of argumentation founded in scientific inquiry. 28 students were selected in the special education center for the gifted in K National University. They were organized 8 groups of 3~4 students and engaged in scientific inquiry activity. The researcher wasn't involved in students' inquiry activity and argumentation except for the guiding and introducing their activity. In the first session, each group carried out the experiment 'Putting a heated can in the water' and then, the students discussed to probe their experimental results and build their explanation. In the second session, each group presented their experiment results and evidence from their experiment justifying their claims, and had questions from other groups. The protocol data during 8 groups' argumentations were analyzed using 'Rubric for Scientific Argumentation Assessment' (Yang et al., 2009) in three domains- the form, content and attitude. As a result, in form domain, almost groups were rated 2 points due to their argument without rebuttal on the subcategory of 'composition', but they got a good grade above 3 points in subcategory such as 'claim', 'ground', and 'conclusion'. In content domain, almost groups got points above 3 points. In attitude domain, there were some striking contrast between each groups. Six groups got good score more than 4 points on the subcategory of openness, but two groups, they alleged and got score below 3 point. While the 6 groups of all got 4 points in the aspect of participation, 3 groups got 3 points lower than because they only just asserted and not interact with other groups. Throughout the argumentation, two features were found that; as time goes by, arguments were refined; Students tended to use their prior to knowledge rather than evidence such as experimental data in making claims and conclusions.