• 한국과학교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.50-58
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• 2007

이 연구에서는 중학교 9학년 과학 교과서의 실험 중에서 일정성분비의 법칙을 확인하는 실험을 중심으로 다양한 교과서의 실험 종류에 따라 학생들의 이해수준에 어떠한 차이가 발생하는지 알아보았다. 이 연구를 위해 많은 교과서에서 제시된 4종류의 실험을 선정하고 분석하였다. 연구 결과, 실험의 결과를 해석하기 위해서는 다양한 사전 개념들과 복잡한 추론 과정을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또한 대부분의 학생들은 실험을 통해 획득하기를 바라는 개념의 이해를 제대로 하지 못하고 단순히 감각을 통한 관찰 수준의 이해에 머물러 있는 것으로 나타났다. 이러한 문제는 실험 종류에 상관없이 공통적이었다. 이는 실험결과를 해석하기 위해 필요한 사전 개념이나 추론 능력의 수준이 학생들의 수준과 맞지 않았기 때문으로 볼 수 있다. 교과서에 제시된 실험들의 궁극적인 목적은, 학습자의 탐구 능력을 신장시키고 실험 결과를 통해 획득하고자 하는 주요한 과학 개념을 스스로 도출해 보도록 하는데 있다고 할 수 있다. 그러나 이 연구에서 분석한 실험들의 경우와 같이, 내용이 학습자의 이해 수준에 적합하지 않을 경우에는 이러한 실험의 도입은 오히려 교육적 측면에서 볼 때 긍정적인 면보다는 부정적인 면이 더 클 것이다. 따라서 일정성분비의 법칙을 학생들이 실험을 통해 스스로 획득하기 위해서는 실험 내용의 재구성이 필요하다고 본다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권2호
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• pp.253-264
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• 2022

본 연구에서는 이언 해킹(Ian Hacking)의 '현상의 창조'의 관점으로 과학자의 실행을 살펴보았다. 해킹의 관점에 따르면 과학적 현상은 규칙적인 것으로 과학자의 개입이나 실험 도구 없이는 자연 상태에 존재할 수 없다. 본 연구는 네 명의 생명과학자가 직접 경험한 '손탄다' 현상에 대한 생각과 에피소드를 분석함으로써 과학 교육적 의미를 도출하였다. 손탄다 현상은 과학자들 사이에서 통용되는 은어로써 동일한 실험 방법과 재료를 가지고 실험을 수행함에도 결과가 일정하게 나타나지 않는 현상을 일컫는다. 연구 결과 다음과 같은 네 가지 교육적 시사점을 도출하였다. 첫째, 실험에서 단순히 실험과정에 익숙해지는 것을 넘어 매순간 적절한 판단과 반응을 통해 당면한 문제를 해결하는 체화된 지식, 즉 비언어적인 지식의 중요성을 확인하였다. 이는 학생들에게 실제적인 탐구 경험을 제공하기 위해서 명제적 지식과 더불어 비언어적인 지식을 균형 있게 다루어야함을 시사한다. 둘째, 실험의 이미지를 재고하고자 하였다. 과학자의 인터뷰에 의하면 현상은 드물게 나타나며 현상을 안정화하기까지는 오랜시간이 소요된다. 반면 학교 실험의 이미지는 늘 성공적이고 안정적이므로 이에 대한 관점의 변화가 요구된다. 셋째, 과학적 실천의 구체적인 의미를 확인할 수 있었다. 본 연구는 과학자가 상황적 맥락에 맞게 지식을 적절하게 활용하는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 과학적 실천을 학교 교육에 적용시킬 방안에 대해 논의하였다. 마지막으로 손탄다 현상은 불확실성을 촉발함으로써 학생들을 과학적 참여로 이끄는 기회를 제공할 것으로 예상한다. 본 연구를 통해 학교실험 교육이 요리책식 실험을 탈피하여 학생들에게 과학적 실천을 경험시키려는 노력에 기여할 것으로 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제34권2호
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• pp.260-267
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• 2010

이 연구의 목적은 과일 관찰 탐구 활동 과제에서 나타나는 고등학교 학생들의 관찰능력과 코르티솔 호르몬 변화량과의 상관관계를 알아보는 것이다. 연구는 광역시 소재 고등학교 여학생 1학년 29명을 대상으로 실시되었다. 연구대상들의 관찰 탐구 활동 과제 수행전과 후의 타액을 채취하여 코르티솔 호르몬 분비량 변화를 측정하였다. 또한 관찰 능력 지수 산출식을 이용하여 연구대상들의 관찰 능력을 측정하였다. 이 후 연구대상들의 관찰 능력 지수와 코르티솔 호르몬 변화량과의 상관관계 분석을 통해 둘 간의 관계를 확인하였다. 연구결과, 학생 주도의 활동적인 탐구 활동은 전반적으로 학습자의 코르티솔 호르몬 분비를 경감시키는 것으로 나타났으며, 학습자들의 관찰능력 지수와 코르티솔 호르몬 변화량 간에는 유의미한 정적인 상과관계가 나타남을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.337-346
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• 2020

본 연구에서는 과학중점고 학생들이 말하는 과학중점고의 학생 참여형 수업의 특성과 과학긍정경험의 관련성 및 과학긍정경험 유발요인과 개선 방안을 탐색하였다. 전국 4개 권역에서 총 20명의 학생들과 5명의 담당 교사들이 심층면담에 참여하였으며, 먼저 학생 초점집단을 대상으로 심층면담을 진행하고 그 이후 교사와 심층면담을 진행하였다. 면담결과를 토대로 과학긍정경험에 도움이 되는 교수학습 경험, 과학긍정경험에 도움이 되는 평가 경험, 과학긍정경험 제고를 위한 과학중점고 개선과 지원 방안을 탐색하였다. 심층면담에서 과학중점고 학생들과 교사들은 학생들이 이해할 수 있는 범위 안에서 관심을 끌면서 수업을 진행해야 학생 참여도가 높아지고, 학생들이 주제를 정하거나 직접 탐구과정을 설계하는 실험을 통해 과학 흥미와 같은 긍정경험을 높일 수 있으며, 과학의 본질에 맞는 탐구실험 활동을 통해 과학 문제 해결력과 과학적 사고력 등의 역량을 길러줄 필요가 있다고 주장하였다. 또한, 과학긍정경험 제고를 위한 과학중점고 개선과 지원 방안으로는 과학 시수 확보, 과학과 선택과목의 내용을 선택과 집중 형태로 재구조화, 과학고가 아니더라도 과학을 좋아하는 학생들이 과학을 많이 배울 수 있도록 과학중점고 유지의 필요성 등이 제안되었다. 과학중점고 학생들의 과학긍정경험에 대한 연구결과를 토대로, 일반고 학생들의 과학긍정경험 제고에 주는 시사점과 일반고 학생들의 과학긍정경험을 높일 수 있는 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권6호
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• pp.785-798
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• 2010

본 연구는 과학 교사들을 대상으로 과학 교사 양성을 위해 필요한 교과목과 내용에 대한 인식 및 요구를 파악하고 학교 현장의 경험을 바탕으로 현재 사범대학에서 운영하고 있는 과학 교사 양성 교육과정에 대한 의견을 조사하고 분석하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 연구자들은 설문지를 개발하였으며, 설문지는 크게 4개의 영역, 즉, 기초적인 응답자의 배경에 관한 것, 대학에서 배우는 과학교육 관련 교과목에 대한 과학교사들의 의견을 묻는 것, 교과교육학 필수교과목(교육론과 교재연구 및 지도법)이 현장에 실질적인 도움을 주기 위한 개선점에 대해 질문, 교과교육학 필수교과목 이외에 현장에서 필요한 교과목에 대한 의견을 묻는 것 등으로 구분되어 있다. 본 설문에 참여한 교사는 중등과학교사로 총 215명이다. 학교급 별로는 중학교 교사가 100명이고 고등학교 과학교사가 115명, 그리고 성별로는 남자가 92명이고 여자가 118명이었다. 본 연구의 결과는 첫째, 과학 교사들은 현재 과학교사 양성을 위해 필수 과목으로 되어있는 '과학교육론'과 '과학교재연구 및 지도법' 과목만으로 과학교사로서의 전문성을 확보하는 데 충분하다고 응답한 교사는 1/3에 불과하였고, 1/5은 부족하다고 응답하였다. 특히, 과학교사들은 창의성과 영재교육, STS와 일상생활속 과학 학습지도, 과학탐구지도, 그리고 과학실험/시범장치 개발에 대한 내용이 가장 부족하다고 응답하였다. 그리고 과학교사의 6/7의 응답자가 이론중심보다는 실제를 강화해야 한다는 하였고, 응답자의 1/2과 1/3은 각각 교과교육과목수를 확대하거나 이수학점을 확대해야 한다고 응답하였다. 마지막으로 연구를 통해 추가로 개설될 과목으로 추천할 과목은 과학실험 및 시범장치의 개발 실습, 과학적 창의성 지도법과 과학영재교육, 과학학습자료 개발 실습, 과학탐구학습과 지도이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.651-658
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• 2017

본 연구의 목적은 국외 과학 교육과정에 제시된 발명관련 내용을 분석하고, 2015 개정 과학과 교육과정과 발명의 관련성 정도에 대한 과학교육자들의 인식을 탐색하는 것이다. 외국 교육과정 분석은 미국, 캐나다, 영국, 일본, 호주, 싱가포르, 뉴질랜드, 프랑스, 핀란드, 중국 등 여러 나라의 과학과 교육과정에서 제시된 발명 관련 내용을 분석하였다. 또한 2015 개정 과학과 교육과정과 발명과의 관련성 분석을 위해서 과학, 통합과학, 과학탐구실험 등 공통이수 과목들에 대한 교육과정 분석을 통해 각 성취기준, 교수-학습 및 평가 방법 등에 발명관련 요소가 포함되어 있는 지 확인하였다. 그리고 과학 교사를 포함한 과학교육자들에게 교육과정과 발명의 관련성 정도를 평가하도록 하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째, 대부분의 나라에서 과학교육과정의 '성격(목표)', '내용' 등에서 과학에서 발명의 중요성을 포함하고 있었다. 둘째, 과학교육자들은 발명이 과학과 교육과정에 관련된 점은 확인되었으나, 체계적인 연계성은 부족하다고 인식하였다. 셋째, 발명교육은 주로 설계 및 장치 고안 등의 결과에 국한되었기 때문에 문제점 착안, 발명기법, 지식재산권 등 다양한 과정 중심의 발명 관련성은 크게 드러나지 않았다고 인식하였으며, 과학교육에서 발명 교수-학습법이나 관련 자료를 개발하고자 할 때는 과정 중심에 초점을 둘 필요가 있다고 인식하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권10호
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• pp.1580-1598
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• 2012

본 연구에서는 중학교 과학 영재들을 대상으로 하여 어린 시절 가정에서의 과학 경험, 학교에서의 과학 경험, 학교 밖 교육 기관의 과학 경험 등이 중학교 영재들의 과학 분야로의 성장에 있어서 어떠한 의미를 주는가를 심층적으로 탐색하였다. 연구 참여자는 교육청 영재 교육원 경험을 2년 이상 하였거나, 영재교육원을 거쳐 과학고를 진학한 학생 총 12명을 대상으로 진행하였고, 회고적인 심층 면담을 통해서 자료를 수집하였다. 연구 결과, 어린 시절 가정에서의 과학경험으로는 비형식 교육의 장인 과학관, 식물원, 동물원 등의 경험과 DVD와 다큐멘터리, 도서 활동의 경험을 주로 하였다. 이러한 경험은 자연 현상에 대한 호기심을 통한 과학에 대한 흥미, 과학을 깊게 알고자하는 탐구심의 증가, 과학 분야로의 진로를 결정하는데 영향을 주었다. 교육 기관의 경험으로는 학교 과학 수업이나 실험 수업이 주를 이루었으며, 이를 통해서 영재 스스로 자신의 과학적 재능을 인식하게 되었을 뿐만 아니라 과학 교사로부터 과학에 대한 다양한 정보를 제공받고 탐구하는 방법 등을 배움으로써 과학에 대한 태도를 긍정적인 방향으로 변화시킬 수 있었다. 학교 밖 교육 기관의 경험으로는 영재 교육원, 캠프, 동아리 활동, 과학 전문 사교육 기관 등이 대부분을 이루었다. 이러한 경험을 통해서 단순한 호기심에 의한 과학에 대한 흥미가 아닌 기존의 알고 있는 개념이나 원리를 구체적으로 확인하고 스스로 탐구하는 활동을 통해 새로운 결과를 얻게 되는 활동을 통해서 과학에 대한 흥미를 느끼고 있었다. 뿐만 아니라, 리더의 역할을 주도하는 것에만 그치는 것이 아니라 그동안 영재들에게 부족하다고 언급되었던 자신감, 성취감, 도전의식, 협동심 등의 리더쉽 부분에서 긍정적인 변화가 일어났음을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.799-807
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• 2019

이 연구는 과학중점학교의 1학년 프로그램이 학생들의 과학과 핵심역량과 과학학습동기를 향상시키는지 확인하기 위하여 진행되었다. 과학중점학교 1학년 프로그램은 과학탐구 기초교육, 조사 발표, 심화실험, 소논문 기초교육 등으로 구성된다. 프로그램 참여자는 총 262명이며, 설문 검사를 모두 수행한 학생은 169명이다. 집단중심 추세모형 분석을 통해 유사한 점수 변화 보이는 집단으로 구분하였다. 연구 결과 과학중점학교의 1학년 프로그램은 학생들의 과학과 핵심역량과 과학학습동기를 유의미하게 향상시켰다. 집단중심 추세모형분석 결과 약 40~60%의 학생들이 프로그램의 효과를 보았다. 인문계열을 선택한 학생들 중에서도 효과가 나타나는 학생들이 있었으며, 과학중점 계열을 선택한 학생 중에서도 교육적 효과가 나타나지 않는 학생들도 일부 있었다. 집단중심 추세모형 분석을 통해 개별 학생들의 변화 과정을 확인할 수 있는 방법론적 효과를 확인하였다. 이 연구는 과학중점학교 정책의 긍정적 효과를 통계적으로 확인하였으며, 과학중점학교 프로그램의 효과 분석을 위한 사례로서 의미가 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제3권2호
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• pp.99-108
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• 2010

이 연구의 목적은 드로잉 과제를 활용한 수업이 과학 영재들의 개념 변화와 과학에 대한 태도 변화에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 드로잉 과제를 활용한 수업이란 학생들이 수업의 주제와 관련된 핵심 개념을 그림으로 표현한 후 이를 수업에 활용하여 학습자의 개념을 발전시켜 나가는 형태의 수업이다. 본 연구는 2008년 3월부터 10월까지 8개월에 걸쳐서 드로잉 과제를 활용한 수업을 받은 실험 집단과 일반 영재 수업을 받은 비교 집단 간의 사전 및 사후 개념 점수를 비교하여 수업의 효과를 분석하였다. 또한 개발된 수업의 효과가 영재학생들의 메타인지 수준, 과학 창의적 문제 해결력 수준, 과학탐구능력 수준에 따라서 어떻게 다르게 나타나는지도 알아보았다. 드로잉 과제를 활용한 10차시 분량의 수업 절차는 Osborne과 Freyberg(1985)의 발생학습 모형을 기초로 하여 개발하였으며, 이 수업의 효과를 검증하기 위하여 울산광역시 U영재교육원 중3과학반 60명의 학생들을 실험집단 30명과 비교집단 30명으로 나누어 실험집단은 드로잉 과제를 활용한 수업을 실시하였고, 비교 집단은 일반 영재수업을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 드로잉 과제를 활용한 수업은 과학 영재의 개념을 변화시키는데 효과적이었다. 이것은 동료 학생들의 드로잉과 자신의 드로잉을 서로 비교하고, 토론하는 과정에서 학습자의 개념 변화가 효과적으로 일어났기 때문이라고 생각된다. 둘째, 드로잉 과제를 활용한 지각변동 수업의 효과는 과학 영재의 메타인지 수준에 관계없이 모든 과학 영재들의 개념 변화에 골고루 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발한 드로잉 과제를 활용한 지각변동 수업은 메타인지 수준에 관계없이 모든 과학 영재들의 개념 변화를 위해 적용될 수 있는 프로그램이다. 셋째, 드로잉 과제를 활용한 지각변동 수업의 효과는 과학 창의적 문제 해결력 '중' 수준의 과학 영재에게 수업의 효과가 가장 크게 나타났다. 넷째, 드로잉 과제를 활용한 지각변동 수업의 효과는 과학 탐구능력 '중' 수준의 과학 영재에게 수업의 효과가 가장 크게 나타났다. 본 연구를 통하여 드로잉 과제를 활용한 수업은 과학 영재들의 개념 변화와 과학에 대한 태도 변화에 매우 효과적이라는 사실을 밝혔다. 많은 과학영재들이 수업 전에 자신이 가지고 있던 사전 개념을 드로잉으로 표현하는 학습활동에 높은 흥미와 관심을 보였으며, 다른 동료 학생들과 드로잉을 서로 비교하고 분석하는 학습활동에 적극적으로 참여하였다. 이러한 사실을 종합해 볼 때, 드로잉 과제를 활용한 수업을 적용하면 과학 영재들의 개념을 효과적으로 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 과학에 대한 태도 역시 긍정적으로 변화시킬 수 있다고 생각된다.

• 과학교육연구지
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• 제45권1호
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• pp.55-68
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• 2021

현대 사회는 빠르게 변화되고 있으며, 이에 따라 요구되는 교사상도 변하고 있다. 중학생은 신체적, 정신적으로 큰 변화를 겪는 미성숙한 시기로 교사의 영향력이 매우 크다. 학생들이 교사를 어떻게 인지하는가는 교사와 학생 간의 관계를 좌우한다. 이에 학생이 교사에게 바라는 것이 무엇인지를 파악할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 중학생이 인지하는 수업 상황별 선호, 기피하는 과학 교사 이미지에 대해 분석하고자 하는 것이다. 이를 위하여 중학생 502명을 대상으로 수업 상황을 수업 형태, 수업 자료 제시 방법, 교과 지도 방법, 교과 내용 설명 방식, 수업 분위기 조성의 5가지로 나누어 선호, 기피하는 과학 교사의 이미지를 개방형으로 기술하도록 하였다. 중학생들에 의해 제시된 개념들은 언어 네트워크 분석법을 통해 분석하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 중학생들이 과학에 흥미를 느끼게 하기 위해서는 탐구 중심의 실험 수업이 이루어져야 한다. 둘째, 과학 교사에 의한 수업의 변화가 선호하는 과학 수업으로 변화시킬 수 있다. 셋째, 학생이 이해할 수 있도록 수준에 맞는 학생 중심의 수업이 이루어져야 한다. 마지막으로 과학 교사와 학생, 학생과 학생 사이의 소통을 통해 과학 교사는 지속적으로 노력하며, 이를 통한 과학 수업의 변화가 있길 기대한다.