• 영재교육연구
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• 제19권3호
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• pp.647-667
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• 2009

이 연구에서는 초등과학 영재학생의 개방적 탐구 활동에서 나타난 참과학탐구의 특징을 분석하여 효과적인 영재교육 프로그램이 되기 위한 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 청주교대부설 과학영재교육원의 여름집중교육에서 실시하는 탐구토론대회에 참가한 초등과학 영재학생 5명으로 이루어진 한 소집단을 선정하였고, 계획단계에서부터 탐구결과 정리 단계까지 학생들의 상호작용과 수행 과정을 녹음 녹화하였다. 수집된 자료는 참과학탐구의 인식론적 측면과 인지과정 측면의 특징을 토대로 분석하였다. 분석 결과 영재학생들의 개방적 탐구 활동에서는 참과학탐구의 인식론적 특징인 이론 의존성과 지식의 사회적 구성이 나타났다. 학생들은 탐구 과제의 이해 및 실험 설계에 대해서 이야기를 할 때 사고 실험이나 과학적 개념에 대해서 자주 언급했다. 또한 인지과정 측면에서는 연구 설계 부분의 특징이 두드러지게 나타났는데, 주로 변수선택, 과정 계획, 변수 통제, 측정 계획 등에서 참과학탐구와 유사한 특징을 보였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.930-943
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• 2007

이 연구에서는 과학자들의 연구 수행에서 나타나는 인식론적 특성을 반영한 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고,이 과정에서 학생들이 실제로 과학의 인지과정을 경험하면서 참탐구 인식론을 반영한 추론 특성을 보이는지를 알아보고자 하였다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생 86명을 연구 대상으로 하였으며,4주 동안 비교집단 2개 학급의 학생들은 전통적인 학교 탐구 활동을 수행하게 하고 실험집단 2개 학급의 학생들은 개방적 참탐구 활동을 수행하게 한 후 학생들이 제기한 질문을 비교하였다. 그 결과 두 집단의 학생들이 제기한 질문의 빈도는 크게 차이가 없었으나,질문의 유형에는 차이가 있었다. 실험집단에서 사고 질문의 빈도가 높게 나타났고,질문의 세부 유형에서도 비교집단 학생들의 질문과 유의미한 차이를 보였다(p <.01) 특히 사고를 확장시키는 질문과 변칙 데이터에 대한 질문의 빈도에서 큰 차이가 있었다. 또한 실험 집단에서 제기된 질문 가운데에는 과학적 방법,변칙 데이터,추론의 불확실성과 같은 참과학의 인식론을 반영하는 질문들이 발견되어 개방적 참탐구 수행에서 학생들이 과학적 인식론을 이해하게 될 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 탐구주제에 따른 질문 비교에서 개방도가 높아질수록 변칙탐지 질문과 전략질문의 빈도가 높아지는 경향이 있었고,귀납적 질문과 유추적 질문의 경우에는 개방도보다는 탐구 주제와 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제37권3호
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• pp.233-253
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• 2018

Since open inquiry of science was formally introduced at the 2007 Revised Science Curriculum Course, the purpose and effect of it has been positively evaluated, and it is underlined continuously until the revised science education course in 2015. However, through many previous studies, there is still a lack of awareness of open inquiry of both students and teachers in the field, and it was revealed they are continually appealing confusion and difficulties. Therefore, in this research, we analyzed the causes that make it difficult to execute open inquiry, and developed differentiated open inquiry guide materials that can contribute to the realization of teachers and students. They were developed by the brain-based evolutionary approach to provide students with authentic science. The brain-based evolutionary approach is reflecting the evolutionary attributes and the brain functions associated activities of scientists. It was revealed that, in the same way as the pilot test results, the usefulness of the differentiated guide materials were very high, and there was a statistically significant difference in the science attitude. It was found that the application of the brain-based evolutionary approach had positively influenced the stage of determining the inquiry themes, and self-confidence that could be able to do as a scientist. Analysis of top and sub group types on the basis of inquiry ability showed that both groups are improved at science attitude by the differentiated guide materials. There was a positive effect on change in the self-perception of scientific creativity. We were able to see a positive change in the post survey for open inquiry-efficacy. The developed differentiated open inquiry guide materials contributed to the improvement of open inquiry-efficacy for both the teacher and student.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-578
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• 2008

이 연구에서는 학생들이 개방적 참탐구 활동에서 참과학의 인지과정을 경험함에 따라 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 과학고등학교 1학년 학생들에게 인식론적으로 참과학의 특성을 반영하는 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고, 이들 학생들 가운데 과학의 본성에 대한 학습이 이루어지거나 실패한 4명의 학생들을 선정하여 사례연구를 실시하였다. 초점 학생들이 탐구를 수행하면서 제기한 질문들과 사전 사후 과학의 본성 검사지(VNOS-C형) 답변을 분석하고 반구조화된 면담을 통해 답변을 정교화할 수 있는 기회를 제공하였다. 그 결과 개방적 참탐구 활동은 학생들에게 과학의 본성에 대한 이해를 돕는 탐구 상황을 제공한다는 것과 학생들의 인지적 특성이 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 학생들에게 실험을 설계하고 수행하도록 함으로써 과학적 방법과 연구의 다양한 형태에 대해 이해하게 되었고, 정해진 답이 없는 실험에서 얻어진 데이터로부터 결론을 도출해내는 과정에서 과학의 추론적 특성을 경험하는 것을 확인하였다. 또한 변칙데이터를 경험하게 됨으로써 과학지식의 형성에서 추론의 역할과 창의성을 이해하는데 도움이 되었다. 이러한 탐구 상황에서는 동료들과 논의를 많이 하게 되는데 이때 반성적 사고 특성을 가진 학생은 실험 설계 및 데이터 해석에서의 타당성에 대해 생각하게 됨으로써 추론의 불확실성, 이론의존성에 대한 이해로 발전하였다. 또한 확산적인 사고 특성을 가진 학생은 유추적인 사고로 연결되어 과학의 창의성을 이해하는 데에 도움이 되는 것을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.848-860
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• 2009

이 연구에서는 개방적 참탐구 활동을 수행한 학생들의 탐구보고서에서 과학자들의 보고서 쓰기에서와 같은 특징이 나타나는지 살펴보고, 개방적 참탐구 활동 수행 후 실시한 학급 토론활동이 탐구보고서 쓰기에 미치는 효과에 대해서 알아보았다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생들을 대상으로 비교집단(전통적 학교탐구 수행, n=45), 실험집단 1(개방적 참탐구 활동 수행, n=43), 실험집단 2(개방적 참탐구 활동 수행 후 학급토론 실시, n=43)로 구분하여, 탐구를 수행하게 한 후 작성한 보고서를 분석하였다. 보고서 분석은 실험 결과에 대한 예상하기(근거제시 및 기술의 타당성), 데이터 해석하기(데이터전환 및 비판적 해석), 결론쓰기(실험결과에 기초한 객관적 진술)를 중심으로 이루어졌다. 그 결과 실험집단에서 과학자들의 보고서쓰기 특징이 나타나는 빈도가 비교집단보다 높게 나타났다. 특히 '근거를 제시하여 예상하기(p<.01)'와 '데이터에 대한 비판적인 평가(p<.05)'에서 유의미한 차이를 나타내었다. 그러나 결론쓰기에서는 세 집단 모두 실험결과에 기초하여 객관적으로 기술하는 빈도가 아주 낮게 나타났다. 보고서의 기술 내용면에서는, 실험집단에서 실험결과에 대한 예상이 훨씬 더 정교하게 기술되어 있었고, 데이터 전환의 정확성과 데이터에 대한 비판적 해석을 볼 수 있었다. 그리고 실험집단 2의 학생들의 보고서에서는 데이터에 대한 비판적 해석, 실험의 오차에 대한 기술을 볼 수 있었고, 이는 학급 토론활동이 학생들에게 과학적 사고를 하게 하는데 효과적임을 의미한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1216-1234
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• 2004

전통적인 학교 과학 실험은 실제 과학 활동, 즉 참과학 탐구의 특징을 적절히 반영하고 있지 못하며, 특히 토론이나 논변적 실제가 부족하다는 비판이 제기되고 있다. 이에, 본 논문의 목적은 학생들의 동료간 논변활동을 강조한 개방적 탐구 활동을 제안하기 위해, 그 조건 및 특징을 알아보고 적절한 모형을 제안하는 것이다. 문헌 분석 및 이론적 논의를 바탕으로, 학생들의 논변활동을 촉진시키기 위해서 논변적 과학탐구 활동이 가져야 할 조건에 대하여 살펴 본 결과, 인지적 측면에서는 '다양한 견해가 가능한 문제 상황', '학생 자신의 주장 펼치기', '효과적으로 조직된 논변 구성의 기회'가 필요하며, 사회적 측면에서는 '수펑적 관계', '경쟁과 협력의 공동체 활동'이 필요한 것으로 분석되었다. 이러한 조건을 만족시키기 위해 논변적 과학 탐구 활동은 실험활동과 논변활동으로 구성되며 논변활동은 동료 검토용 보고서 쓰기와 비판적 토론으로 조직되었다. 논변활동은 조 내부와 조 별간에, 그리고 쓰기와 토론을 통해서 반복적으로 이루어지며 되먹임을 통해 실험활동과 연계되어 있으며 전체 탐구 과정은 순환적인 특징을 갖는다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제31권1호
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• pp.40-56
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• 2012

The purpose of this study was to understand the teaching effects after conducting ASI module in the open inquiry activities of the elementary science class. in order to understand the effects of ASI(Authentic Scientific Inquiry) module application using science research notes in open inquiry activities to students' science research ability. The results of this study were as follow. First, the after test results were covariance-analyzed to be the effects to science process skills were statistically significant in 0.5 significance level. Second, in the covariance analysis of the after test of the study group and the comparative group, the effects to scientific creative problem solving skills were statistically significant in 0.5 significance level. Third, the covariance analysis of the after test in the effects of ASI module application using science notebooks to students' scientific attitude revealed that the two groups' average difference was statistically significant in 0.5 significance level. In conclusion, application of the ASI module using science notebooks had a positive effect on improvements of students' science process skills, science creative problem solving ability and scientific attitude. Therefore, the ASI module using science notebooks is hopefully to be provided as an effective instructive strategy in the open inquiry activities courses in school in the future.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.573-584
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• 2015

오랜 기간 동안 과학교육 분야에서 탐구는 과학 학습의 핵심적인 목표이자 수단으로 자리매김해왔다. 그러나 교육 실천의 맥락에서 탐구 활동을 온전히 수행하기란 결코 녹록하지 않으며, 탐구의 역할과 기능에 대한 논의는 여전히 분분하다. 따라서 과학교사들이 실제로 탐구를 지도하면서 겪는 어려움을 비판적으로 검토하는 일은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 탐구를 지도하는 교사에 초점을 두고, 예비교사의 탐구에 대한 인식과 실천 사이에서 나타나는 갈등의 양상을 질적 사례연구를 통해 살펴보고자 했다. 연구 참여자는 과학교육을 전공하는 8명의 대학생들이다. 이들은 약 1년 동안 주말 과학 프로그램에서 저소득층 중학생들의 보조교사와 멘토로 활동하면서, 방학 기간에는 자유로운 방식으로 담당 학생들의 탐구 활동을 지도하였다. 연구의 사례는 '자유탐구에서 수행하는 예비 과학교사의 탐구지도 활동'으로, 참여자의 개인면담과 집단면담과 참여관찰 기록, 자기보고서 등을 연구 자료의 분석에 사용하였다. 그 결과, 예비교사들은 학습자의 능동성뿐만 아니라 교과 지식과 연역적 절차 역시 탐구 활동을 가능하게 하는 중요한 요인으로 인식하고 있었다. 그러나 예비교사들이 실제로 탐구를 계획하거나 수행할 때, 인식과 실천 사이의 간극으로 인해 딜레마와 마주했다. 딜레마의 양상은 '발산하는 탐구와 수렴하는 과학', '흥미 중심의 탐구와 학습 중심의 탐구', '학습 주체로서의 학생과 부족한 지식인으로서의 학생'의 세 가지로 정리하였다. 끝으로 예비교사들의 딜레마 해소 과정을 논의하면서, 탐구와 과학교사에 대한 대안적인 관점을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권2호
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• pp.221-232
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• 2019

과학 교육에서는 탐구 중심 과학 수업의 중요성이 지속적으로 강조되어 왔다. 그럼에도 불구하고 교사들의 과학 탐구에 대한 이해가 부족하여 교육 현장에서 과학 탐구 수업이 그 의미대로 실행되지 못하고 있다고 여러 선행 연구에서 언급되어 왔다. 이에 본 연구에서는 교사학습공동체에서 과학 탐구 수업이라는 공동의 목표를 자발적으로 설정하고 1년 이상 과학 탐구 수업 계획, 실행 경험 공유, 반성을 함께 한 5명의 교사들을 대상으로 과학 탐구에 대해 어떠한 이해를 갖고 있는지, 과학 탐구에 대한 이해가 어떻게 변화되었다고 인식하는 지를 개방형 설문과 개별 면담 자료를 통해 알아보는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 모든 교사들은 과학 탐구를 '과학자가 하는 일'로 설명하였으며 구체적으로는 '자연 현상에 대한 궁금증을 과학적 탐구 기능을 수행하여 해결하는 과정', '과학 실천을 하여 과학지식을 구성하는 과정'으로 이해하고 있었다. 또한, 학생들이 과학자의 탐구 과정을 수행하는 것이 과학 탐구라고 이해하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에 참여한 두 명의 교사는 과학 탐구가 과학자 또는 학생이 과학을 하는 과정이라는 이해를 기반으로 과학 탐구를 교수-학습 방법으로 이해하고 있었다. 본 연구의 교사들은 교사학습공동체 활동 전에는 과학 탐구가 실험과 동일하거나 손으로 조작하는 활동이 필수라는 탐구에 대한 제한적인 이해를 가지고 있었으나 교사학습공동체 활동을 통해 다양한 방법의 과학 탐구가 있으며, 실험을 수행하는 것뿐만 아니라 모형을 개발하거나 사용하여 현상을 설명하고, 학생들 간 증거 기반의 논의에 참여하는 것도 중요한 과학 탐구 과정이라는 발전된 이해를 가지게 된 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.541-553
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• 2018

본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.