• 한국과학교육학회지
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• 제36권2호
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• pp.269-277
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• 2016

최근 들어 범교과 수업컨설팅을 중심으로 단위학교 차원의 교사 학습공동체를 구축하여 운영하는 사례들이 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 단위학교 차원의 교사 학습공동체 활동의 하나인 범교과 수업컨설팅의 특징을 살펴보고, 중학교 과학수업에 대한 범교과 수업컨설팅의 효과를 탐구하려는 것이다. 이를 위해 3개 사례연구 중학교에서 관찰한 공개수업과 수업컨설팅 협의회 등에서 드러난 범교과 수업컨설팅의 특징을 분석하고, 참관한 과학수업에 대해 외부 전문가로 구성된 과학과 컨설턴트들이 사후에 수업동영상을 시청하고 별도의 수업컨설팅 협의회를 진행하였다. 연구결과에 따르면, 범교과 수업컨설팅을 받은 과학수업은 과학과 탐구실험을 텍스트를 읽어내는 형태로 진행하기도 하고, 학생들의 오개념이나 과학과의 정확한 용어 표현이 간과되는 수업이 진행되며, 수업목표 설정과 수업 진행, 수업 분량 등에서도 문제점이 발견되는 등의 특징을 보여준다. 결론 부분에서는 본 연구에서 논의한 범교과 수업컨설팅의 특징과 한계점에도 불구하고 여전히 범교과 수업컨설팅이 필요한 까닭을 살펴보았다. 또한, 범교과 수업컨설팅 진행 방식에서 발견되는 한계점을 보완할 수 있는 방안을 칭찬 위주 사후컨설팅에 대한 대안, 교과의 본질에서 벗어나지 않도록 범교과 수업컨설팅을 활용하는 방법, 컨설턴트의 권위에 대한 개선 방안 등의 측면에서 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권8호
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• pp.955-963
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• 2008

본 연구는 과학의 본성에 대한 관점을 개선하기 위해 개발된 활동들인 암상자 활동과 정육면체 활동을 가지고 수업을 한 후, 학생들의 관점의 변화를 알아본 것이다. 이 활동들이 과학 이론의 정의, 과학 지식의 변화가능성, 과학 가설, 이론, 법칙의 차이, 모델 형성, 그리고 실험 및 조사에서 상상력과 창의성의 필요에 대한 이해를 향상하는지를 조사하였다. 이 내용들은 10학년 과학 탐구 단원에서 강조하는 요소들이다. 4명의 학생들을 대상으로 변화를 살펴 본 결과, 2명은 수업 후 전문가적인 관점을 가진 반면, 다른 두 명은 여전히 초보적인 관점에 머물렀다. 이 연구는 암상자 활동과 정육면체 활동이 학생들의 과학의 본성을 이해하는데 도움을 줄 수 있는 잠재성을 갖고 있음을 보여주었다. 학생에 따른 차이는 수업 방법, 학생들의 기존 지식 및 동기 부여와 관련하여 설명할 수 있다. 이 활동을 통한 과학의 본성에 대한 인식의 개선은 이 활동들이 직접 과학 지식의 본성을 가르치는 데 초점을 맞추고 있기 때문이라고 보여진다. 과학 지식의 변화가능성과 실험 및 조사에서 창의력과 상상력의 필요는 거의 모든 학생들에 의해 전문가적 관점을 보이지 않은 것으로서 그 요소를 포함한 수업 자료의 개발이 필요할 것으로 보인다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권6호
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• pp.997-1006
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• 2015

실험에 대한 메타적 인식은 학생들의 과학적 탐구와 과학의 본성에 대한 이해의 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구에서는 중학생과 고등학생의 과학과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 인식을 알아보았다. 특히 이 연구에서는 언어 네트워크 분석방법을 사용하여 학생들의 인식을 구조적으로 확인하였다. 이 연구를 위해 190명의 중학생과 200명의 고등학생 이 연구에 참여하였다. 학생들은 과학에서의 '실험'과 생물에서의 '실험'의 의미에 대한 두 문항에 서술형으로 응답하였다. 수집된 응답을 바탕으로 총 4개의 언어 네트워크가 구성되었다. 연구 결과, 과학에서의 '실험'에 대하여 중학생들은 '우리', '직접', '원리' 등의 단어를 중심으로 활동적 측면에서의 실험을 인식하였다. 반면 고등학생은 '이론', '사실', '내용' 등의 단어를 중심으로 지식을 생성하는 탐구과정으로서의 실험으로 인식하였다. 또한 생물에서의 '실험'에 대하여 중학생은 '해부', '몸'을 중심으로, 고등학생은 '생명', '관찰'이 중심으로 인식하여 생명체를 다루는 관찰활동으로 인식하였다. 이러한 연구결과는 앞으로 과학 교과 및 생물 교과에서 실험을 지도하는데 있어서 중요한 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.47-63
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 검정 교사용 지도서의 3~4학년 물질 영역에 나타난 PCK 요소를 분석하였다. 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 교사용 지도서와 달리 상대적으로 PCK 요소의 편차가 작았다. 평균적으로 과학 내용에 관한 지식이 가장 높은 비율을 차지하였고, 과학 교수 전략에 관한 지식이 과학 교육과정에 관한 지식보다 비율이 높게 다뤄졌다. 과학 평가에 관한 지식은 출판사 간 편차가 가장 컸으며, 학생에 관한 지식은 대부분의 출판사에서 비율이 낮게 나타났다. 하위요소로는 개념 및 이론보다 실험 및 탐구의 비율이 높았다. 수직 연계와 수업 목표에 비해 수평연계의 비율이 낮았고, 수업 목표는 교과 역량, 성취기준 등으로 다양하게 제시되었다. 발문이 강조됨에 따라 지도 전략과 발문이 비슷한 비율로 나타났다. 동기 및 흥미, 오개념은 지도 전략, 발문과의 연계가 나타났다. 평가 문항과 평가 준거는 수준별로 제시된 경우가 있었으며, 이 두 요소를 중심으로 다양한 PCK 요소의 연계가 있었다. 출판사별 편차가 상대적으로 큰 요소는 보충·심화 개념, 교과서 탐구, 활동 순서 및 방식, 교과 특이적 전략, 평가 문항이었다. 이상의 연구 결과를 중심으로 추후 교사용 지도서 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.325-340
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• 2022

본 연구에서는 우리나라 초·중·고등학생들이 과학의 정의적 영역에서 성취가 낮은 원인을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 4학년부터 고등학교 1학년까지 학년별 3~4명, 총 27명의 학생을 대상으로 학년별로 면담을 하였고, 초등학교 교사 3명, 중학교 교사 3명, 고등학교 교사 3명, 총 9명의 교사를 대상으로 학교급별로 면담을 하였다. 면담에서는 과학긍정경험 지표의 5가지 하위 영역인 '과학학습정서', '과학관련 자아개념', '과학학습동기', '과학관련 진로포부', '과학관련 태도'로 나눠 관련된 질문을 하였다. 면담 내용을 녹음하고 전사하여 범주화하였다. 과학 정의적 성취가 낮은 원인을 살펴 본 결과, 학생들은 실험·실습이 제대로 이루어지지 못할 때, 과학이론과 용어가 어려워서, 탐구 결과에 대한 기록 부담 등으로 부정적인 정서를 경험하는 것으로 나타났다. 그리고 학생들은 과학 성적이 좋지 않아서, 과학 용어가 어려워서, 학습량이 많아서 등의 이유로 과학관련 자아개념이 부정적으로 변한다고 응답하였다. 또 과학학습 동기가 낮아지는 원인으로 과학 수업 내용과 일상생활이나 자신과의 관련성에 대한 인식 부족, 과학 수업내용의 어려움, 좋지 않은 과학 성적, 자신의 흥미나 진로와의 관련성 부족 등으로 나타났고, 과학 관련 진로포부가 낮아지는 주요한 원인으로 자신의 진로가 과학과 관계없는 분야이기 때문에, 과학 성적이 좋지 않아서 등으로 나타났다. 과학 수업이 어려워지거나 과학 수업에 대한 부정적인 느낌으로 인해 과학관련 태도가 부정적으로 변화하였고, 고등학생들은 과학이 사회에 끼치는 양면성을 인식하였다. 면담 결과에 근거하여 과학 수업개선을 위해 실험 및 실습을 위한 지원, 과학 기초학력 지원, 초등학교 '실험관찰'의 개선, 교수학습 자료의 개발, 과학 관련 진로 관련 정보의 제공 방안 등을 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.525-537
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• 2013

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.50-61
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• 2017

본 연구의 목적은 고등학생의 학습유형이 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 행동영역에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고, 문제해결과정에서 나타나는 학습유형에 따른 학습자의 문제해결 방식을 시선추적 기법을 통해 살펴보고자 하였다. 충청북도 소재 E 고등학교 2학년 4개 학급 중 2개 학급, 총 50명의 학생들에게 학습유형검사를 실시하였으며, 이 중에서 최근 2년간 시행된 대학수학능력시험 지구과학I 기출문제를 접하지 않은 학생을 중심으로 학습유형 별 2명씩 무선 표집하여 최종 8명을 연구 대상으로 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 확산적 동화적 수렴적 조절적 학습자의 문항 정답률이 각각 지식영역, 적용영역, 지식-이해영역, 이해영역에서 높게 나타남으로써 네 가지 학습유형이 평가문항의 행동영역에 따라 성취 수준에 차이가 있음을 확인하였다. 둘째, 학습유형별 학습자가 대학수학능력시험 지구과학I 과목의 문제를 해결하는 과정에서 보인 관심영역(AOI) 별 시선점유율은 AOI 2 영역이 AOI 1, 3, 4 영역보다 높은 시선점유율을 나타내었다. 즉 네 가지 학습유형의 학습자들이 문제 해결의 단서 혹은 정보가 되는 AOI 2 영역, 즉 표 그림 그래프 영역에 더 주의 깊게 응시한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 질적인 면에서 높은 수준의 문항개발을 위해서는 AOI 2 영역을 중점적으로 고려해야할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 선발의 공정성과 객관성을 확보하기 위해서는 대학수학능력시험 지구과학I 행동영역에서 전체적으로 고른 문항 수가 출제되어야 할 것이며, 문항개발 시 과학개념에 대한 지식, 이해, 적용, 탐구의 행동영역 별 문항이 표 그림 그래프와 높은 상관관계를 갖도록 문항을 제작해야 할 것으로 사료된다.

• 과학교육연구지
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• 제47권3호
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• pp.238-250
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• 2023

본 연구는 물의 취득과 정수와 관련된 적정기술 프로그램이 초등학생의 과학적 태도와 창의적 문제 해결력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 8차시의 적정기술과 관련된 학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 물의 취득과 관련된 과학적 원리 및 와카타워 적정기술에 대한 탐구를 수행하는 차시와 물의 정수와 관련된 라이프 스트로우 및 드링커블북 탐구 실험이 포함된 차시, 창의적인 아이디어와 설계를 통한 실천적 과제를 제시한 차시, 캠페인 활동을 수행하는 차시로 구성하였다. 연구 대상은 초등학교 6학년 2개 학급 학생 51명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞도록 수정한 과학적 태도 검사지와 창의적 문제 해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하여 대응표본 t-검정을 수행하였다. 또한 사후 검사지를 대상으로 과학적 태도와 창의적 문제 해결력 사이의 상관관계를 알아보면서 프로그램 적용 후 학생들이 견지하게 된 하위영역 간의 관계를 알아보았다. 연구결과 과학적 태도 중 호기심, 개방성, 협동성, 창의성은 사전 검사 전체 평균과 사후 검사 전체 평균을 비교하여 보았을 때, 평균값의 상승과 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 경우에는 특정영역 숙달 여부 영역 및 확산적 사고의 영역은 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 아울러 상관관계 분석 결과, 과학적 태도의 협동성은 창의적 문제 해결력 모든 영역과 유의미한 상관관계를 가지고 있었으며 비판적 논리적 사고 하위영역과 가장 높은 상관계수를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 4개 영역은 과학적 태도의 하위영역과 다수의 유의미한 상관관계를 가지고 있었다. 본 연구를 통해 앞으로 적정기술과 관련된 주제의 적용과 방향 그리고 학생들의 다양한 반응에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.