• 대한지구과학교육학회지
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• 제6권2호
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• pp.136-144
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• 2013

The purpose of this study is to examine the effects of creative thinking activities and scientific attitude through the use of storytelling in the STEAM program for elementary students. For the purpose of this study, a teaching plan and worksheet for students using storytelling in STEAM was developed and applied. The results of this study are as follows: First, the change in students' creative thinking activities by applying the STEAM program using storytelling has statistically meaningful difference (p<.05). Second, the improvement in the scientific attitude score has statistically meaningful difference(p<.05). Third, according to the analysis of a questionnaire used to evaluate the program, students had a positive perception of the STEAM program and gained higher level of satisfaction about the lesson. Therefore, using storytelling STEAM program applied in this study might be useful to improve creative thinking activities, and can be expected to improve scientific attitude and should be widely applied to gifted education.

• 과학교육연구지
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• 제33권1호
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• pp.12-30
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• 2009

이 연구의 목적은 과학 영재 학생들의 사고 양식에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성을 분석하는 것이다. 연구 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원에 재학 중인 24명이다. 연구 방법은 먼저 과학 영재 학생들을 대상으로 Sternberg의 정신자치제 이론에 근거로 사고양식 측정 검사를 실시한 후, 그 유형에 따라 Type I(입법적, 사법적, 전체적, 진보적)과 Type II(행정적, 지엽적, 보수적)집단으로 구분하였다. 그 후 각 집단에 대해 설문지 3종(A, B, C형), 단어 연상, 그림 분석, 개념 지도, 숨겨진 차원파악하기 (hidden dimension inventory), 자료해석 및 그 결과에 대한 심층 면담을 실시하였다. 과학 영재 학생들의 사고양식 유형은 입법적, 사법적, 무정부적, 전체적, 외부적, 그리고 진보적 사고 양식의 특성을 나타내어 새로운 과제를 선호하며, 창의적인 방식으로 문제를 해결하려는 경향을 보여주었다. 사고 유형에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '시스템 이해'에서 Type I, II 집단의 양적 측정치는 비슷하였으나, 세부적으로 살펴보면 상당한 차이가 존재한다. 둘째, '시스템 내 관계 파악'은 사고양식 유형과 상당히 밀접한 관계를 가지고 있으며, Type I집단이 보다 다각적, 역동적, 순환적으로 접근하여 보다 유리하다. 셋째, '시스템 일반화'에서 시스템에 대한 단순 해석 능력은 두 집단 모두 비슷하나, 숨겨진 차원 요소를 가미하여 추정할 경우 일반화 경향이 Type I집단이 우수하다. 하지만 시스템 예측 측면에서는 집단에 관계없이 미약하다. 이러한 결과를 볼 때 시스템 학습 프로그램 개발과 적용에 있어 다양한 대상에 대한 구체적인 개발 전략이 요구되며, 이를 통한 시스템 인지와 관련된 여러 분야에서의 활용성과 기대 효과가 클 것이라 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.193-200
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• 2018

대학교부설 과학영재교육원은 전국에 27개가 과학기술정보통신부의 지원으로 운영되고 있으며 각 과학영재교육원에는 수학, 물리, 화학, 생물, 지구과학, 정보반이 개설되고 있다. 과학영재의 특징으로는 지적요인뿐만 아니라 정의 및 동기요인이 영재성을 규명하는데 중요한 준거가 된다. 정보영재 학생들을 위한 컴퓨팅 사고력의 구성요소를 가지는 교육과정을 개발하였다. 그 교육과정이 정보영재의 정의적 영역인 컴퓨터 과학적 태도에 효과가 있는지를 분석하기 위하여 TOSRA를 수정하여 검사지를 개발하였다. 개발된 교육과정을 K 대학교부설 과학영재교육원의 중학교 1-2 학년생으로 구성된 정보반 학생들을 대상으로 1년간 수업을 진행하면서 정보영재 학생들의 컴퓨터 과학적 태도검사를 실시하여 t-검정으로 비교 분석하였다. 검사결과에 의하면 과학영재교육원에서 진행한 교육과정의 컴퓨터 과학적 태도는 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었다. 컴퓨터과학의 사회적 시사영역, 컴퓨터과학 탐구에 대한 태도영역, 컴퓨터 기술자의 평범함영역은 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었으나 컴퓨터 과학적 태도의 수용영역, 컴퓨터과학 수업의 즐거움영역, 컴퓨터과학 관련 취미에 대한 관심영역, 컴퓨터과학 관련 직업에 대한 관심영역은 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 없었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제8권2호
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• pp.193-205
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• 2015

In this study, a Virtual geological Field Trip(VFT) learning program using 3D panorama virtual reality techniques was developed to learn about the Gongju city 7 area located in Chungcheongnam-do, Korea. The developed $360^{\circ}$ 3D VFT program can show every face of observational points and interact as zoom-in, zoom-out and image rotation. For the educational effects of the materials, it is provided with a compass, a protractor, enlarged images, pop-up windows, etc.. The program was applied to the class of 35 gifted students in middle school to investigate the effectiveness of the program. The results showed that positive responses of the students were 90% or more. When geological field trip problems like cost, safety, distance occur in geological learning procedure of middle school science, this VFT program can become as a supplementary learning material and a solution.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권4호
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• pp.514-525
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• 2005

일반교육에서와 마찬가지로 영재교육이 성공적으로 이루어지기 위하여서는 영재학생들을 담당하고 있는 교사의 역할이 무엇보다도 중요하다. 현재 각급 학교에서 영재교육을 담당하고 있는 대부분의 교사들은 단 기간의 영재교육연수를 받은 후 영재학생들을 가르치고 있다. 이런 단기간의 영재교육연수만으로도 그동안 일반 학생들을 담당하고 있던 교사가 영재교육에 대한 나름대로의 철학을 정립하고 영재학생들을 효과적으로 가르칠 수 있을지는 의문이다. 최근 교사의 신념이 교수활동에 중요한 역할을 한다는 것을 시사하는 연구 결과가 많이 발표되고 있다. 이 논문은 현재 과학영재학교에서 과학과목을 가르치고 있는 교사들을 대상으로 사례연구를 수행하여, 영재교육에 대한 교사의 개인적 신념과 교수활동과의 관계를 파악하는데 그 목적이 있다. 이 연구에서 구체적 으로 다루고자 하는 문제는 다음과 같아. 첫째, 연구에 참여한 교사들의 영재교육에 대한 신념은 무엇인가? 둘째, 이들의 신념은 교수활동에 어떤 방식으로 반영 되고 있는가? 본 연구에 참여한 교사들은 과학영재학교 물리교사 2명, 생물교사2명, 기구과학교사1명으로 총 5명이다. 자료는 참여교사 당 4차시의 수업 관찰 및 녹화, 심층면담을 통해서 수집하였고, 모든수업과 면담자료를 전사 후에 분석하였다. 이외에 추가적인 자료는 이메일을 통해서 수집하였다. 참여교사들의 사례 분석 결과는 다음과 같다. 참여 교사들의 영재교육에 대한 신념은 독립적으로 존재하는 것이 아니라 교수학습관과 교과목에 대한 신념이 서로 맞물려 하나의 신념체계를 형성하고 있는 것으로 나타났다. 또한 참여교사들의 신념체계는 '학생 중심', '교사 중심', '갈등 혼돈', 이 세 가지 형태로 나눌 수 있었다. '학생 중심' 신념체계를 가진 교사들은 수업진행 시 학생들의 질문이나 의견이 중요한 역할을 하게 하며, 학생들이 교사의 지적권위에 의지하지 않고 학생들 스스로 문제를 해결하도록 함으로써, 학생들이 수업에 주체가 되어 적극적으로 수업에 동참하게 하는 교실 참여구조를 보이고 있었다. '교사 중심' 신념체계를 가진 교사들은 주어진 시간 내에 많은 지식을 가르치는데 치중하고, 수업진행에서 학생보다 교사가 절대적인 역할을 수항하여 학생들이 주체적으로 수업을 이끌어나가기 보다는 교사의 지적권위에 학생들이 의존하는 수동적인 교실 참여구조를 보이고 있었다. '갈등 혼돈' 신념체계를 가진 교사는 자신만의 확고한 신념체계가 아직 형성되어 있지 않으며, 교수활동에서 전통주의 교수학습관이 많이 반영되고 있었다. 이 연구의 결과는 교사의 신념이 교수활동에 중요한 영향을 미친다는 사실을 다시 확인시켜준다. 특히, 영재학생 담당교사의 경우는 영재교육에 관한 신념뿐 아니라 교수학습관과 교과목에 대한 개인적 신념이 교수활동에 크게 영향을 미친다는 것을 보여준다. 이에 더하여 연구자는 본 연구결과를 바탕으로 영재교사교육에 대한 몇 가지 개선점을 제안하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권5호
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• pp.435-449
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• 2013

The purpose of this study was to investigate the difference of teachers' interaction with their students when teaching science in New York (NY) and in Korea. As part of the 2011 Korean International Teacher Fellows (KITF), supported by the Ministry of Education, Science and Technology (MEST) and the National Institute for International Education Development (NIIED), Korean science teachers observed, for six months, New York's science classes in terms of how teachers interact with their students and how students learn science during science instruction. The participants were 10 science teachers in five middle and high schools that taught Physics, Chemistry, Biology, Earth Science, and Environment Science in NY. The National Board for Professional Teaching Standards (NBPTS, 2003) and Instruction as Interaction (Cohen et al., 2003) were used as an instrument to identify each teacher's teaching and classroom interaction. Several characteristics of science classes in NY were revealed, which are different from Korean science classes. First, science teachers in NY dominantly put more focus on their subject of teaching during science interaction while, Korean science teachers not only teach science but also do counseling to students as a homeroom teacher. Second, science teachers in NY acknowledged the students' individuality and have positive experiences of professional development supported by their school and district more than Korean science teachers do. Third, science teachers in NY sometimes showed limited knowledge about the concepts of science and lack of collaboration with other science teachers. This characteristics may prevent the school from strengthening its subject program and keeping equity across the grade levels and courses.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.94-108
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• 2019

이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학 영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다. 그 결과, '가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환' 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다. 세부적으로는 9개 평가 요소 중 '탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출'은 높은 수준을, '실험 설계'는 평균 수준을, '자료 해석, 일반화, 평가'는 낮은 수준을, '자료 변환'은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.141-151
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• 2009

탐구는 학교과학에서 지속적으로 강조되어 왔다. 하지만 학교에서 주어지는 문제는 학생들이 일상생활에서 경험하고 부딪치는 문제들과는 여러 면에서 다르다. 본 연구의 목적은 학생들이 문제에 대한 인지도식을 거의 갖고 있지 않을 때, 과제에 대한 태도와 사고력이 문제해결과정, 특히, 문제공간의 형성과 정교화에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보는 것이다. 이를 위하여 연구자는 미국의 한 영재센터 여름방학 프로그램 중 4-6학년 영재학생 대상 '레고 로봇 수업'에 참여한 학생들의 문제해결전략을 추적하였다. 결과는 다음과 같다. (1) 과제의 선택과 파악방법, 작동자에 대한 인식의 차이 등 과제에 대한 태도는 서로 다른 문제공간을 형성하게 하였다. (2) 분석적 사고, 융통성, 효율적인 정교화 기술, 기존 인지도식의 적용 등의 사고력의 수준 차이는 문제공간의 정교화 차이와 문제해결의 성공여부로 이어졌다. (3) 초기의 문제공간의 차이는 문제해결전략의 형성 차이를 가져왔지만, 사고력 없이는 효과적인 문제해결전략의 정교화가 이루어지지 못하였다. 마지막으로, 위의 결과를 바탕으로 과학탐구를 증진시킬 몇 가지 사항이 제안되었다.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.290-307
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• 2017

본 연구는 과학교육 질적 연구와 관련된 연구 동향을 분석하고, 과학교육 질적 연구의 기초 자료를 제공하고, 후속 연구 방향을 선정하는 데 목적이 있다. 연구대상은 한국연구재단의 KCI등재에 등록된 학술지에서 과학교육, 질적 연구를 키워드로 한 학술지 발표 논문을 대상으로 키워드를 중심으로 언어 네트워크 분석 방법을 활용하여 연구 동향을 살펴보았다. 본 연구에서는 기술 통계 분석 방법과 논문 주요 키워드 대한 빈도 분석, 네트워크 분석, 연결중심성 분석을 krkwic과 ucinet6.0을 활용하여 자료처리를 하였다. 연구 결과 첫째, 과학교육 관련 학술지에 발표된 질적 연구 방법을 적용한 논문은 14종 학술지에서 총 138편의 논문이 발표되었다. 둘째, 논문 키워드의 출현 빈도를 분석한 결과 '분석'이 가장 높은 빈도를 나타내었고, '초등교사', '초등학교', '영재학생', '과학교사', '수업' 순으로 나타났다. 셋째, 네트워크 분석 결과 '분석', '초등학교', '수업'이 네트워크 중심에 위치하였으며, 비교, 탐구, 인식, 영재학생 등이 근접하였다. 넷째, 전체 구간에서 공통적으로 출현하는 키워드는 '분석', '영재학생', '초등학생' 등으로 초등학생과 영재학생을 대상으로 한 연구나 수업이나 인식, 특성 등을 분석한 연구는 지속적으로 이루어지고 있음을 알 수 있다. 본 연구의 결과를 기초로 과학교육 질적 연구와 관련된 연구주제의 과거와 현재를 탐색하고 앞으로의 연구 방향에 관한 논의를 하였다.