• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제25권2호
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• pp.135-158
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• 2022

This study aimed to building models to understand the relationships between reasoning resources and content knowledge. We applied Support Vector Machine and linear models to the data including fifth graders' scores in the Cornel Critical Thinking Test and the Iowa Assessments, demographic information, and learning science approach (a student-centered approach to learning called the Science Writing Heuristic [SWH] or traditional). The SWH model showing the relationships between critical thinking domains and academic achievement at grade 5 was developed, and its validity was tested across different learning environments. We also evaluated the stability of the model by applying the SWH models to the data of the grade levels. The findings can help mathematics educators understand how critical thinking and achievement relate to each other. Furthermore, the findings suggested that reasoning in mathematics classrooms can promote performance on standardized tests.

• 한국지구과학회지
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• 제33권5호
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• pp.459-466
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• 2012

This study aimed to investigate the characteristics of pre-service elementary teachers' understanding about scientific inquiry in terms of designing exploration and reasoning that is used to formulate explanations based on evidence. The research context was an open inquiry with using the Science Writing Heuristic (SWH) template in which participant students were not provided with inquiry questions. As data, lab. 39 pre-service elementary teachers participated in this study while taking their science methods course. Analyses of the reports were framed by the cognitive processes of inquiry (Chinn and Malhotra, 2002) and each report was coded and analyzed by the framework of inquiry (Tytler and Peterson, 2004). Results showed that groups' works that utilized the SWH template encouraged the participants to interact each other about scientific inquiry. They came up with more relevant and testable questions for their scientific inquiry. It implicates that children will be able to have chances of testing their own questions more properly by using the SWH template in science classes just as the participants did in this study. The use of the SWH template would help pre-service teachers to teach appropriately how to test inquiry questions to their students in the future. Discussion was made to figure out the characteristics or Korean pre-service elementary teachers' understanding about scientific inquiry.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권3호
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• pp.323-336
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• 2010

The purpose of this study was to evaluate students' written arguments embedded in scientific inquiry investigations using the Science Writing Heuristic (SWH) approach. Argument components defined in this study are questions, claims, questions-claims relationship, evidence, claims-evidence relationship, multiple modal representations, and reflection. A set of criteria for evaluating each argument component was developed to evaluate writing samples of students from college freshman general chemistry laboratory classes. Results indicate that students produced, on average, moderate to powerful questions, claims, and evidence. They also constructed reasonable questions-claims relationship and claims-evidence relationship. Compared to other component scores, the average score for reflection was relatively low. Overall, the average Total Argument score was 21.4 out of a possible 36, that is, the quality of the written arguments using the SWH approach during a series of inquiry-based chemistry laboratory investigations was moderate to powerful. The findings of this study suggest that students, on average, developed reasonable scientific arguments generated as part of scientific inquiry. In other words, students are capable of putting together reasonable arguments as they participate in inquiry-based laboratory classrooms.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1077-1091
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• 2011

이 연구의 목적은 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램이 대학생들의 화학개념 이해와 글쓰기 능력에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이다. 5개의 주제를 선정하여'탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic, SWH)'전략을 바탕으로 일반화학실험에 적합하도록 논의가 강조된 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 효과를 검증하기 위한 검사 도구로 Summary Writing 검사 도구와 이를 분석하기 위한 평가틀, 그리고 학생들의 화학개념이해 검사지를 개발하였다. 일반화학실험 강좌는 15주 과정으로 구성되어 있는데, 23명의 실험집단은 5개의 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램과 전통적 방식의 일반화학 실험을 병행하여 수행하였고, 16명의 비교집단은 전통적 방식의 일반화학실험을 수행하였다. 연구결과 두 집단 간에는 유의미한 차이가 나타났다. Summary Writing에서 실험집단은 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 세부영역인'Big Idea'에서는 실험집단과 비교집단 사이에 유의미한 차이가 나타나지 않았지만, '논의', '과학개념 이해', '수사적 구조'에서는 실험집단이 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 또한 화학개념 이해 검사에서도 실험집단이 비교집단보다 유의미하게 높은 결과를 보였다. 따라서 논의가 강조된 일반화학실험 프로그램이 일반화학실험에서의 학생들의 화학개념 이해와 글쓰기에 효과적이라고 볼 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제56권6호
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• pp.759-767
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• 2012

이 연구의 목적은 탐구적 과학 글쓰기(SWH) 프로그램이 학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상에 미치는 영향 및 다중 표상에 대한 학생들의 인식을 알아보기 위한 것이다. 이 연구는 광역시에 위치한 남녀공학 중학교 1학년 학생들을 대상으로 3개 학급 94명의 학생을 실험집단으로, 2개 학급 64명의 학생을 비교집단으로 선정하여 수행하였다. 실험집단은 총 8개 주제의 탐구적 과학 글쓰기 프로그램을 수행하였고, 비교집단은 같은 기간 동안 전통적인 실험수업을 수행하였다. 학생들이 작성한 요약 글쓰기에서 나타난 다중 표상을 분석한 결과, 실험집단의 평균이 비교집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 프로그램에 참여한 학생들의 다중 표상에 대한 인식 조사에서 모든 학생들이 개념에 대한 자신의 생각을 표현 하는데 있어서 다중 표상의 필요성과 효과를 인지하고 있었다. 그러나 실제 다중 표상을 사용하는 수준에는 차이가 있으며 이는 다중 표상 사용에 대한 이해와 연관이 있는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권2호
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• pp.130-138
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• 2008

이 연구에서는 학생-학생 언어적 상호작용 분석을 통해 문제 해결형 탐구 실험 모듈에서의 SWH 전략의 활용 효과를 알아보았다. 중학교 과학탐구반 학생 23명을 대상으로 SWH 실험군 3조와 SWH 통제군 3조로 구성하여 문제 해결형 탐구 실험 모듈을 전일제 계발활동에 적용하였다. SWH는 개별 카드와 모둠별 카드 작성을 통하여 학생들에게 충분히 사고할 수 있는 기회를 제공하는 전략이다. 먼저 문제 발생 시점에서 파란색의 SWH 개별 카드를 각자 작성하여 개별적으로 문제 해결 방안에 대해 생각하는 기회를 갖고, 그 후에 초록색의 SWH 모둠별 카드를 작성하면서 모둠구성원들과 문제 해결 방안을 토의하고 실험 과정을 수행하게 된다. 실험을 수행하면서 소집단에서 이루어진 언어적 상호작용을 수집하여 SWH 전략의 활용 효과를 비교하였다. 연구 결과에 의하면, 문제 발생 상황에서 SWH 실험군은 문제 해결에 관한 질문이나 의견제시가 주로 이루어지나, SWH 통제군은 문제 발생 상황에서 질문이나 의견제시가 실제 수행과 동시에 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 또한, SWH 실험군에서는 문제 상황에서 문제 해결에 대한 심층적 수준의 논의적 상호작용이 두드러지게 증가하였다. 특히, 문제해결을 위한 유의미한 논의가 활발하게 이루어졌다는 것을 의미하는 문제 해결에 대한 의견 제시(SS3, SD1)영역의 상호작용이 통제군에 비해 훨씬 많이 나타났다. 따라서 문제 해결형 탐구 실험에서의 SWH 전략이 학생들의 문제 해결을 위한 활동에 긍정적임을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권3호
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• pp.569-580
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• 2013

This study examined how a Structured Reading Framework (SRF) is related to improving students' critical thinking ability in an argument-based inquiry approach, called the Science Writing Heuristic (SWH) approach. A total of 75 $8^{th}$ graders participated in the study, with 34 in the control group and 41 in the treatment group. The gains in critical thinking skills were compared between two groups, and relationships among the components of the reading framework and the critical thinking skills were explored at the group level. Result indicates that the treatment group who used the SRF had larger gains in critical thinking scores than control group who used the Original Reading Framework (ORF). In addition, results show that the correlations between Reading Framework (RF) components and critical thinking scores are statistically significant in the treatment group, while no correlations exist in the control group. It appears that using the SRF have an impact on developing students' critical thinking ability by providing a scaffold to assist argumentation practice.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권4호
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• pp.537-545
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• 2006

이 연구에서는 문제해결형 탐구 실험 모듈을 과학 탐구반 중학생 대상으로 적용하였고 모듈 적용시 SWH(Science Writing Heuristic)를 활용하였다. 충북 청주시 소재 C중학교 과학탐구반 학생 23명 대상으로 전 일제 계발활동 18차시에 걸쳐 완성된 6개 모듈을 적용하였다. 문제해결형 탐구 실험 모듈은 실험 과정 중에 문제 상황이 발생하도록 구성되어 있는데, 이 때 SWH 파란색 카드와 SWH 초록색 카드를 작성함으로써 학생들에게 충분히 사고할 수 있는 기회를 제공하는 전략을 활용하여 적용하였다. 먼저 SWH 파란색 카드의 작성을 통해 미리 개별적으로 문제 해결 방안을 제안하는 기회를 갖고, SWH 초록색 카드를 작성 하면서 모둠 구성원들과의 토의하고 실험을 통해 결정한 문제 해결 방안을 직접 수행하게 된다. 문제 상황에서 SWH의 활용에 따른 적용 효과를 비교하기 위하여 탐구 활동과정을 관찰하면서 수집 한 활동 설문, SWH 사후 설문을 분석하였다. 그 결과, SWH 활용이 실험 과정에서의 학생들의 문제 인식에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났고, 문제 상황에서의 SWH 활용 효과에 대한 학생들의 인식도 긍정적으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제62권5호
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• pp.398-411
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• 2018

본 연구의 목적은 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic)를 적용한 과제연구의 활동이 고등학생의 과학 탐구 능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 전남 소재의 고등학교 과학중점과정 2학년 학생 73명을 대상으로 의문 만들기, 실험 설계, 관찰, 주장과 증거, 읽기, 반성의 단계로 구성된 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 과제연구 프로그램을 실시하였다. 프로그램의 효과 분석을 위해 과학 탐구 능력과 과학에 대한 태도를 검사하였고, 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 과제 연구 수업에 대한 인식을 조사하였으며, 결과 해석의 어려움이 있을 경우 면담을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 탐구 능력 중 추리, 가설 설정, 변인 찾기, 조작적 정의, 실험설계, 그래프화 및 데이터 해석, 일반화 능력은 통계적으로 유의미하게 향상되었으나(p<.05), 예상 능력은 향상되었으나 통계적으로 유의미하지 않았다(p>.05). 둘째, 과학에 대한 태도 중 과학에 대한 취미로서의 관심, 과학 수업의 즐거움, 과학 직업에 대한 관심은 통계적으로 유의미하게 향상되었으나(p<.05), 과학 탐구에 대한 태도는 통계적 유의하지 않았지만 점수가 감소했다. 탐구적 과학 글쓰기를 적용한 고등학교 과제 연구 수업은 과학 탐구 능력 및 과학 태도에 긍정적인 효과가 있었지만 오랜 기간 동안 일반 과학 수업과는 다른 형태로 학생이 주도하며 진행되기 때문에 학생들에게 부담이 된다. 그래서 이러한 단점을 최소화하고 장점을 최대화한 과제 연구 수업 전략에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권6호
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• pp.931-941
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• 2011

이 연구의 목적은 논의가 강조된 일반화학실험이 학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상 및 다중 표상의 내재성에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 탐구적 과학 글쓰기 전략을 바탕으로 일반화학실험 프로그램을 개발하였고, 이 프로그램을 적용한 후, 학생들의 글쓰기에서 나타나는 다중 표상의 양식과 내재성을 비교하였다. 이 연구는 일반화학실험을 수강하는 학생들을 대상으로 화학교육과 1학년 23명을 실험집단으로, 물리교육과 1학년 16명을 비교집단으로 선정하여 총 5개의 주제를 적용하였다. 학생들이 작성한 Summary Writing에서 나타난 다중 표상의 양식과 내재성을 공변량 분석으로 비교한 결과, 양식과 내재성 모두에서 실험집단의 평균이 비교집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 논의가 강조된 일반화학실험은 다중 표상 및 다중 표상의 내재성의 발달에 있어서 전통적인 실험방식에 비해 더 효과적임을 알 수 있었다. 또한 논의와 글쓰기를 지속적으로 수행하는 과정이 학생들의 과학적 개념에 대한 이해에 도움이 될 것이라 보이며, 연구 결과가 대학생을 대상으로도 효과가 있다는 것에서 프로그램의 적용 범위의 확대 측면에서 의미가 있다고 본다.