• 한국지구과학회지
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• 제31권2호
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• pp.164-171
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• 2010

본 연구의 목적은 중학교 2학년 과학 '지구와 별' 단원의 학습에 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 과학 학업성취도, 과학 관련 태도, 자기 주도적 학습능력에 미치는 영향을 분석하여 학습효과와 학생의 인식을 알아보는데 있다. 연구대상은 중학교 2학년 198명의 학생이며 6차시에 걸쳐 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 적용하기 전과 후의 조사를 통하여 그 학습효과를 분석하였다. 검사결과는 독립표본 t-검정과 대응표본 t-검정을 이용하여 분석하였다. 첫째, 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 전통적 수업 보다 학업성취도에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다(p<.05). 그러나 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 과학 관련태도에 미치는 효과의 분석에서는 유의미한 효과가 없는 것으로 나타났으며(p>.05), 자기주도적 학습능력의 향상에는 효과적이라는 결과를 얻을 수 있었다(p<.05). 본 연구의 결과는 '3D planetarium software를 활용한 수업은 8학년 과학수업에서 효과적이었다는 것을 보여준다.'라고 끝마치고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권8호
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• pp.666-675
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• 2002

본 연구에서는 자기 주도적 학습을 위한 웹기반 수준별 학습 자료를 설계 ${\cdot}$ 개발하고 이를 현장에 적용하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위하여 제7차 교육과정 고등학교 과학10의 ‘일기와 기후’ 단원을 기본 학습자료와 심화 ${\cdot}$ 보충형 학습자료로 설계 ${\cdot}$ 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 전통적 수업과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 웹 기반수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 자기 주도적 학습특성 중 자아개념, 학습열성, 미래지향성, 창의성, 자기 평가력에 긍정적인 효과를 나타내었으며 이는 학습자가 주어진 학습체제와의 다양한 교류를 통하여 필요한 정보와 지식을 획득하는 웹 학습의 특성 때문인 것으로 보인다. 웹 기반 수준별 학습이 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 학습능력별로 살펴본 결과, 학습자의 학습능력 수준에는 무관한 것으로 나타났다. 둘째, 웹 기반 수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 나타내었으며 학습능력 수준이 중위이상인 학습자들에게 더 효과적이었다. 이러한 연구의 결과를 고려할 때, 하위수준 학습자들의 학업성취도를 높이기 위해서는 보충학습의 내용을 더 구체적으로 구성하고 경로 면에서 학습자 편의성을 높이는 웹 설계가 필요하다. 셋째, 웹 기반 수준별 학습에 대한 학습자들의 인식 결과를 보면 시각적 효과와 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 학습 경험을 계획하고 필요한 자원을 자신만의 경로로 찾아서 학습하는 자기 주도적 학습이 수준별 학습에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 응답하였다.

• 영재교육연구
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• 제16권1호
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• pp.43-60
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• 2006

과학영재교육의 사례를 살펴보는 것은 영재교육의 형성적 평가라는 차원에서 의미가 있다. 이에 본 연구에서는 학생들의 선발과정에서 얻어진 성취도검사자료, 구술시험, 창의력 검사, 문제해결능력검사 결과와 학생들이 입학후의 과학수행이 어떤 관계가 있는지를 알아보고자 했다. 과학영재 특히 지구과학반 7학년과 8학년을 대상으로 한 본 연구는 과학탐구의 기본적인 요소인 실험설계능력에 초점을 맞추었다. 실험설계능력으로 나타난 실제적인 과학 활동 수행의 결과가 선발과 어떤 관계를 갖는가를 알아봄으로써 과학영재프로그램의 재조명을 꾀하고자 하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권6호
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• pp.461-473
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• 2002

본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 ${\cdot}$ 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. II-1 ${\beta}$의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리 시에는 낮게 나타났다 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 의한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1 ${\beta}$의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다.지 않고 다양한 분야 즉 디자인, 생활 속에서의 벽지문양과 포장지, 예술작품 등에 활용되고 있음을 체험함으로써 수학이 실생활에 광범위하게 활용되고 있음을 알게 하였다. 역으로 생활 속에서의 테셀레이션을 통해 수학적 개념을 찾는 과정을 통해 수학이 아름다우면서도 실용적이라는 생각을 심어줄 수 있었다. 셋째, 테셀매니아, GSP, 캐브리, 거북기하 등 평소 수업에서는 활용도가 적은 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 컴퓨터 소프트웨어 자체에서 오는 호기심뿐만이 아니라 직접 조작하여 테셀레이션 작품과 개념을 익히고 새로운 작품과 학습을 해 내는 과정을 통해 자신감과 성취감 등에 있어 큰 변화가 있음을 발견할 수 있었다. 컴퓨터 기능이 미숙한 학생의 경우 처음에는 당황해 하고 어려워하는 부분도 있었으나 조작할 시간적 여유를 주고 교사와 우수한 학생들이 도우미로서 역할을 잘해내어 나중에는 큰 어려움 없이 마칠 수 있었다. 테셀레이션이라는 용어가 아직은 생소한 현장에서 교수 학습 자료가 부족하고 그에 따른 이해도 부족한

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.119-130
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• 2019

TIMSS 평가는 4년 간격으로 실시되는데, 우리나라의 경우에는 TIMSS 2011에서 4학년으로 평가에 참여하였던 학생 모집단이 4년 뒤인 TIMSS 2015에서 8학년으로 다시 평가에 참여함으로써, 우리나라가 TIMSS 평가에 참여한 이래 처음으로 코호트 집단의 초등학교와 중학교 성취도 자료를 얻었다. 이에 본 연구에서는 초4에서 중2로 학년 및 학교급이 바뀌면서 나타나는 우리나라 학생들의 성취도 급락의 원인을 탐색하기 위해, TIMSS 2011의 초4와 TIMSS 2015의 중2에 공통으로 사용된 설문 문항들을 분석함으로써, 성취도 상위 5개국을 중심으로 학생 특성, 교사 특성 그리고 교실수업 특성과 관련된 교육맥락변인들의 변화를 분석하였다. 연구결과에 따르면 학생들의 학교 소속감은 초4에서 중2로 가면서 증가한 반면에, 과학 수업에 대한 학생들의 인식은 대부분의 항목들에서 긍정적 인식의 비율이 낮아지는 것으로 나타났다. 교사 특성과 관련하여, 교사의 전문성 개발 활동은 초4에서 중2로 가면서 더 증가하였고, 과학교사의 수업에 대한 자신감은 국제평균과 유사한 경향을 나타내었다. 교실수업 특성과 관련하여, 과학수업에서 탐구 관련 활동 유형별 빈도는 초4에서 최상위 수준이다가 중2에서 국제평균보다 더 낮아지는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 과학과 교수학습에 주는 시사점을 학교급별로 성취도 향상을 위한 차별화된 전략 마련의 필요성, 학생 참여형 수업으로 전환할 필요성, 과학 흥미에 영향을 주는 교육맥락변인에 대한 지속적인 연구의 필요성, 학생 성취도에 미치는 교사 수준의 교육맥락변인에 대한 심층연구의 필요성 등의 측면에서 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.599-609
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• 2017

본 연구의 목적은 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 성취 특성 추이변화를 분석하고 우리나라 초등과학과 교육과정 및 교수학습 개선에 주는 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 초등학교 현장교사 네 명과 과학교육을 전공한 연구자 세 명이 참여하여 TIMSS 2015의 초등학교 과학과 내용영역별 평가주제와 문항에 대해 교육과정 일치도를 분석하고, 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 연구결과에 따르면, 생명과학, 물상과학 그리고 지구과학의 영역을 막론하고 초등학교 3-4학년군 교육과정에서 다룬 내용일수록 정답률이 높게 나타났다. 또한 2009개정 교육과정에서 초등학교 5-6학년군에서 다루는 열전달, 전기의 작용, 지구와 달의 운동 등과 관련된 문항에서는 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 TIMSS 2015에서 우리나라 초4 학생들은 TIMSS 2011에 비해 추론하기 영역의 점수가 많이 하락한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 초등 과학과 교육과정 구성을 위한 시사점과 교수학습 방법 개선 방안을 제안하였다.

• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.394-407
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• 2012

국가수준 학업성취도 평가에 나타난 중학교 3학년 학생들의 과학과 학업성취도를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 기초학력 미달에 속하는 학생의 비율이 8.1%로 그 비율이 높았다. 이것은 많은 수의 중학교 학생들이 국민공통기본교육과정이 규정한 국민으로서 갖추어야할 최소한의 과학적 소양에 도달하지 못하고 있음을 의미한다. 둘째, 기초학력 미달에 속하는 학생의 비율에서 남학생이 여학생보다 두 배 정도 많았다. 즉, 기초학력 미달 학생 중 남학생이 10.4%로 여학생의 5.5%보다 2배정도 높았다. 셋째, 성별에 따른 성취도 분석 결과여학생이 197.55점으로 남학생의 195.09점보다 높았다. 또한 여학생들의 표준편차가 남학생들보다 작아 여학생들의 점수가 남학생들에 비해 평균 가까이에 분포하였다. 내용 영역별로 분석한 결과도 여학생의 정답률이 남학생의 정답률보다 운동과 에너지, 물질, 생명, 지구와 우주 영역에서 모두 높았다. 뿐만 아니라 행동 영역별 분석 결과도 지식 영역의 하위 영역인 이해 이외의 모든 지식 영역과 탐구 영역의 하위 영역에서 여학생의 정답률이 남학생의 정답률보다 높았다. 끝으로, 지역별 성취도를 보면 중 소도시가 196.81점으로 가장 높았고, 대도시가 196.15점, 읍 면지역이 194.86점이었다. 한편 표준편차는 대도시가 33.73점으로 가장 컸으며, 중 소도시 33.70점, 읍 면지역 32.92점이었다. 대도시와 중 소도시의 학생들이 읍 면지역 학생들에 비해 과학과 성취도가 높긴 하지만 학생들 간의 학력 격차 또한 크게 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.40-53
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• 2002

이 연구의 목적은 만 15세 학생들의 과학적 소양을 평가하는 학생 성취도 국제 비교 연구인 PISA 2000의 지구 환경 과학 영역에 해당하는 13개 문항에 대한 우리 나라 여학생과 남학생의 성취도 차이, 여학생과 남학생에게 유리한 문항의 특징, 우리 나라 학생들이 가지는 지구 과학 관련 오개념 등을 파악하는 것이다. 이를 위해 13개 지구 환경 과학 문항의 정답율 및 문항 반응 이론에 의한 정답 반응율을 분석하였다. 분석 결과, 남학생의 평균 정답율이 여학생의 평균 정답율보다 통계적으로 의미 있는 차이를 보이며 높게 나타났으나, 성취 능력이 높은 집단에서는 여학생이 남학생보다 전반적으로 높은 성취 수준의 경향을 보였다. 특히, 문항의 유형에 따라 여학생과 남학생의 정답 반응 경향이 뚜렷하게 차이가 났는데, 성취 능력이 높은 여학생의 경우 서술형 문항에서 가장 높은 성취도 결과를 나타냈다. 여학생에게 유리하게 작용한 문항은 긴 문장의 서술이 필요하거나 과학의 과정과 관련되는 경향을 보였고, 남학생에게 유리하게 작용한 문항은 과학적 지식을 묻거나 자료 해석과 관련되는 경향을 보였다. 한편, 우리 나라 학생들 중에는 지구의 자전축, 적도의 방향, 온실 효과의 원인 등 지구 환경 과학 관련 오개념을 지니고 있는 학생들이 매우 많다는 것도 밝혀졌다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권3호
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• pp.234-241
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• 2002

이 연구의 목적은 포트폴리오 평가를 일선 초등학교에 적용할 수 있는지를 알아보고, 지역과 성별에 따라 포트폴리오 평가가 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 우리나라 중부 지방의대도시와 중소도시 지역에서 각각 2개 초등학교를, 농촌 지역에서 3개 초등학교를 표집하였다. 표집한 각 학교에서 다시 5학년 2개 학급씩을 표집하였으며, 한 학급은 포트폴리오 평가를 적용한 실험집단으로, 다른 학급은 기존의 수업 방식을 그대로 적용한 비교 집단으로 선정하였다. 한 학년에 한 학급 밖에 없는 농촌 학교는 비슷한 두 학교를 선정하여 한 학교는 실험집단, 다른 학교는 비교집단으로 삼았다. 이 연구에 참여한 총 학생수는 475명이다. 사전 검사와 사후 검사로 과학 성취도 검사, 과학 탐구 능력 검사, 과학 태도 검사를 실시하였다. 일반 학교의 과학 수업에 대한 포트폴리오 평가의 적용 가능성은 비교적 높은 것으로 나타났다. 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에서는 두 집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이가 발견되지 않았다. 다만 탐구 능력과 태도에서 지역에 따라 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었으며, 과학 탐구 능력에서는 지역과 성별, 과학 태도에서는 집단과 지역 사이에 상호작용 효과가 발견되었다. 또한 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학교육에 대한 인식, 과학 직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등에서 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었다. 결론적으로 포트폴리오 평가는 일반 초등학교 과학 수업에서 적용이 가능하며, 기존 교수 학습 방법과 비교하여 과학 성취도 및 과학 탐구 능력에서 비슷한 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학 학습과 관련된 부분에서 의미있는 진전을 보이는 점으로 미루어 포트폴리오 평가를 장기적으로 실시하면 과학 성취도나 과학 탐구 능력에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 생각된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권2호
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• pp.107-115
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• 2018

지구의 모양을 아는 것은 지구과학 교육에서 중요한 성취기준이다. 이 연구의 목적은 학교 급별로 효과적인 지구의 모양 실험을 조사하여 학교 탐구실험에 도움을 주고자하는데 있다. 이를 위해 연구자는 지구의 모양을 학습하기 위한 다양한 실험 방법을 제시하고, 예비교사 26명에게 초등학교, 중 고등학교, 대학교 학생들에게 적절한 실험이 무엇인지 조사하였다. 그 결과 효과적인 지구의 모양 실험에 있어서 학교 급별로 차이가 있었다. 예비교사는 초등학생들에게는 '항구로 돌아오는 배의 돛 관찰하기 실험이 효과적일 것으로 생각하고 있었다. 그리고 중 고등학교 학생들에게는 지구의 위도에 따른 북극성 고도 비교하기 실험, 대학교 학생들에게는 지면의 높이에 따른 시야의 차이 비교하기 실험이 효과적일 것이라고 응답하였다. 예비교사는 학교 급별 효과적인 지구의 모양 실험을 선택할 때에는 실험 방법의 난이도, 추상적인 사고와 배경지식의 깊이 등이 고려되어야 한다고 생각하였다.