본 연구에서는 과학교육 개혁운동에 관련된 미국과 한국의 연구 보고서를 분석함으로써, 과학교육 개혁운동에서 주장하는 과학 성취의 개념을 살펴보았다. 본 연구에서 선정한 보고서를 분석한 결과, 과학 성취의 개념에 공통점이 있는 것으로 나타났다. 즉, 모든 보고서에서는 과학, 기술, 사회, 환경에 관련된 지식과 능력에 있어서의 높은 성취를 요구하였다. 또한 학습자의 발달 단계에 따라 여러 단계로 성취를 정의하고 있었다. 그러나 차이정도 분석되었다. 연구 보고서에 따라 과학 성취의 내용과 과정 중에서 강조하는 영역이 달랐다. 특히 한국의 연구 보고서에서는 수학의 세계, 과학의 본성, 역사적 시각, 통합 개념, 과학적 의사소통 등의 내용이 전혀 포함되어 있지 않은 것으로 분석되었다. 이러한 분석으로부터 두가지 결론을 이끌어 내었다. 첫째, 교육자와 대중이 공통적으로 받아들일 수 있는 과학 성취의 일반적인 개념이 정의되어야 한다. 둘째, 한국의 경우에는 보다 포괄적인 과학 성취의 개념이 개발될 필요가 있다.
In this study, a conceptual change model for effective laboratories was developed and its instructional effect on students' achievement, the acquisition of scientific conceptions, and the attitudes toward science was investigated. Considering several conceptual change models in literature and Korean educational situations, the conceptual change model was developed. The model consists of 5 stages; preliminary, prediction, exploration, consolidation and reconstruction, and application. The treatment and control groups (2 classes) were selected from a middle school in Seoul, and taught about the changes of states, density, and dissolution for three weeks. Prior to instruction, the Group Assessment of Logical Thinking and the Learning Approach Questionnaire were administered, and their scores were used as covariate and / or blocking variable. To examine students' alternative conceptions before the instructions, a pre-conceptions test was also administered. After the instructions, students' achievement, the acquisition of scientific conceptions, and the attitudes toward science were measured with a researcher-made achievement test, a post-conceptions test, and the subtests of the Test of Science-Related Attitudes, respectively. The results indicated that the score of the treatment group was significantly higher than that of the control group in the post-conceptions test. The students in the treatment group had also less alternative conceptions than those in the control group. However, there were no significant differences for the achievement and the attitudes toward science. Educational implications are discussed.
본 연구에서는 고등학생들의 화학 관련 환경 개념과 환경에 대한 태도를 조사하고, 자아존중감, 과학 수업의 즐거움, 여가 활동에서의 과학 흥미 등의 정의적 변인과의 관계를 조사하였다. 학생들의 환경 개념 이해도가 낮았으며, 남학생의 개념 이해도가 여학생보다 높았다. 그러나 환경에 대한 태도는 여학생이 남학생보다 높았다. 생태중심적 태도에서는 남녀 차이가 없었으나, 남학생이 여학생에 비하여 자기중심적 태도를 더 많이 지니고 있었다. 사전 과학 성취 수준이 높은 학생이 낮은 학생보다 환경 개념 이해도가 높았다. 정의적 변인 중 여가 활동에서의 과학 흥미가 환경에 대한 태도와 유의미한 상관이 있었다.
과학영재 학생의 과학학습에 대한 개념을 알아보기 위해 COLS와 ALS 설문지를 이용하여 비교, 분석하였다. 과학영재 학생은 일반 학생과 과학학습에 대한 개념에 차이를 보이는데, 과학영재 학생은 과학학습을 과학 지식을 얻고, 과학 지식 구조를 확장해 나가고, 세상을 보는 새로운 관점을 얻는 활동이라고 인식한다. 과학영재 학생은 성별과 과목 선호도에 따라 과학학습에 대한 인식 및 접근방법에 의미 있는 차이는 보이지 않았다. 이 연구의 결과는 과학영재 수업을 위한 교재와 교수법에 도움이 될 것으로 예상한다.
본 연구에서는 협동적인 CAI와 개별적인 CAI가 중학생들의 과학 개념, 학업 성취도, 수업 환경에 대한 인식, 그리고 학습동기에 미치는 효과를 조사하였다. 중학교 3개 학급을 대상으로 분자 운동 단원에 대해 5차시 동안 협동적 CAI, 개별적 CAI, 전통적 수업을 실시하였다. 분석 결과 개념, 수업 환경에 대한 인식, 학습동기 검사에서 협동학습 집단의 평균이 전통적 수업 집단에 비해 유의미하게 높았으며, 개념의 파지 검사에서 협동학습 집단의 개념 이해도가 더 높게 나타났다. 또한, 개념의 파지 및 학습동기 검사에서 수업 처치와 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 있었다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.
본 연구에서는 3단계의 체계적인 그림 그리기를 활용한 수업이 학업 성취도, 개념, 학습 동기, 수업 참여도에 대한 인식, 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과를 조사 하였다. 서울시 남녀 공학 중학교 1학년 두 학급을 통제 집단과 처치 집단으로 선정하고, '물질의 세 가지 상태'와 '분자의 운동' 단원에 대하여 총 8차시 동안 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 처치 집단의 학업 성취도, 개념, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움 검사 점수가 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 수업 창여도에 대한 인식에서는 두 집단 간 차이가 없었다.
Based on the analysis of commonalities and differences in the views of science achievement in major reform documents in the United States and Korea, an aggregated view of science achievement is presented in this paper Science achievement is conceived of in terms of science content and science process. The components of science content include: (a) concepts and theories I n physical, life, and earth and space science;(b) science, mathematics, and technology;(c) science in personal and social perspectives;(d)history and nature of science;and (e) unifying themes. The components of science process include: (a) scientific understanding;(b) scientific investigation;(c) scientific communication; and (d) scientific habits of mind. The components of science process.cut across and intersect with the components of science content. The components of science achievement overlap and are related to one another. Despite such an overlap, understanding the rot e that each component plays provides insight into its unique contributions as well as its interactions with other components. A definition of science achievement and identification of its components based on major reform documents provides a guideline for science assessment as well a s science teaching and learning.
본 연구에서는 입자수준의 애니메이션과 활동지를 이용한 CAl를 개발 적용하여 학습자의 학업 성취도, 개념 이해도, 학습동기에 미치는 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 '용해' 단원에 대하여 3차시 동안 실시되었다. 수업 처치 전에 사전 학습동기 검사를 실시하고 중간고사 화학 성적을 조사하였다. 중간고사 화학 성적은 구획 변인으로 사용하였으며, 사전 학습동기 검사 점수는 공변인으로 사용하였다. 수업 처치 후, 학업 성취도 검사, 개념 검사, 사후 학습동기 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, CAl 집단 학생의 학업 성취도 및 개념 이해도 검사 점수가 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 또한, 학습동기에서는 관련성 범주를 제외한 모든 하위 범주에서 CAl 집단 학생들의 점수가 높았다.
화학은 거시적인 현상에 대해 원자, 또는 분자와 같은 입자의 수준에서 설명하는 것을 중점에 둔다. 입자를 기반으로 한 설명은 눈에 보이지 않는 대상을 다룬다는 점에서 학생들에게 추상적으로 여겨질 수밖에 없다. 국가수준 교육과정에서는 이러한 이유로 물질을 구성하는 단위에 대한 설명을 중학생에게 처음 제시하고 있다. 따라서 중학생들이 갖는 물질의 구성에 대한 이해는 향후 화학 학습을 위한 중요한 기초가 되며, 학생들의 이해를 면밀하게 살필 필요가 있다. 본 연구에서는 중학교에서 처음 제시되는 '물질의 구성' 영역에 대한 학생들의 이해를 전반적인 수준에서 확인하였다. 이를 위해 국가수준 학업성취도 평가의 문항 중, 물질의 구성 영역에서 2015년부터 2019년까지 출제된 문항들의 결과를 분석하였다. 국가수준 학업성취도 평가에서 출제된 9개 문항의 답지 반응률과 성취도 점수에 따른 답지 반응률 분포 곡선을 중심으로 분석하고, 성취수준별로 보이는 이해의 특성을 살펴보았다. 원소와 원자 개념, 이온 개념에 대해 구분하여 살펴본 결과에 따르면, 보통수준 이상의 학생들은 전반적으로 과학적인 개념을 가지고 있었으나, 기초수준 이하 학생들은 일관적이지 않거나, 과학적이지 않은 개념을 가지고 있었다. 문항별 분석 결과를 토대로 '물질의 구성' 영역의 교수학습에서 고려해야 하거나 개선이 필요한 사항들에 대해 논의하였다.
이 연구에서는 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습의 효과를 개념 이해도, 개념 파지, 학업 성취도, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움, 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시의 한 남녀 공학 중학교 1학년 4개 학급을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하고, 7차시 동안 '분자의 운동'에 대하여 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 처치 집단의 개념 검사, 개념 파지검사, 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 즐거움 검사의 점수가 통제집단에 비하여 유의미하게 높았다. 학업 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으나, 그 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다. 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 학생들의 인식도 긍정적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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