• 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.

• 한국지구과학회지
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• 제40권1호
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• pp.86-106
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• 2019

이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수 학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수 학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.61-76
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• 1996

The purpose of this study was to apply the instructional strategies for conceptual change prescribed by Posner et al(1982) to the astronomic content domain taught in the elementary and middle school and to analyze the characteristics of students' knowledge revealed in the test before, during and after the instruction. Also, it was to investigate the intercorrelation of cognitive levels, spatial ability and science achievement. The major findings of this study are as follows: 1. Students had a great variety of misconceptions related to the motion of the moon before the instruction, that is, the phases, the names of phases and the cause of changing phases by the moon's orbit about the earth, the moon's appearance and location at the given time, the relative positions of earth, moon and sun during a lunar eclipse, the cause that a full moon is not at the line of node once a month. In the analysis of students' responses concerning the cause of changing phases of the moon and a lunar eclipse, the results indicate that the great majority of students had rote learning rather than meaningful learning in the middle school. 2. Students' reponses during the instruction concerning the changing phases of the moon and the predictive knowledge about the motions of the earth and the moon were analyzed. 1) According to the results of the test given before and after experiment, after discussion, achievement score of the whole of subjects and groups in both preformal and formal cognitive levels appeared to increase linearly. 2) There was no statistically significant differences of achievement scores before and after experiment, after discussion between preformal group and formal group in cognitive levels. 3. Distribution of achievement scores according to the whole of subjects and groups in preformal and formal cognitive levels shows that there was a statistically significant difference between pretest and posttest. 4. Types of conceptual changes concerning the cause of changing phases of the moon that occurred from pretest to posttest were classified as accommodation, incomplete accommodation, assimilation, no change and no model. Six of the seven students starting instruction with alternative frameworks didn't sustain those alternative models throughout instruction. Five of these six students accommodated completely and the last one partially. Seventy-nine percentage of students taking instruction with fragmental models assimilated correct propositions at the end of the instruction. These results suggest that conceptual change model prescribed by Posner et al(1982) has promised the meaningful learning to students taking with fragmental models, especially in cases where students with misconception enter instruction. 5. High correlation between achievement score of simple-recall items and that of written items in pretest and posttest indicates that the higher students got the score in simple-recall items the better they also performed in written items. However, there was no statistically significant differences among cognitive levels, spatial ability and science achievement in the whole of subjects and groups according to the cognitive levels.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.324-347
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• 2022

한반도 지질 정보는 공공적 활용을 위한 기초 지식의 토대를 제공하며 역사 과학으로서 지질학의 본성을 배울 수 있는 계기를 마련하므로 과학교육 측면에서 중요성이 크다. 특히 한반도에서 지구조 활동이 활발했던 중생대는 한반도 지사를 이해하기 위해 매우 중요한 시기이다. 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에 기반한 지구과학II 교과서의 '한반도의 지질' 단원에서 중생대의 지질과 관련된 내용의 신뢰성과 일관성을 분석하는 것이다. 분석 대상은 지구과학II 교과서 4종이고, 분석 범위는 중생대의 퇴적층, 지각 변동 및 화강암류이다. 분석 항목은 분석 범위와 관련된 용어, 시기, 암석 분포 지역이며, 분석 항목별로 교과서 내·교과서 간 일치 여부 및 과학 지식과 교과서 내용의 일치 여부를 분석하였다. 분석 결과, 중생대 지질 관련 용어, 시기, 암석 분포 지역 측면에서 각각 다양한 불일치 사례가 확인되었으며, 불일치 사례를 중심으로 개선 방안을 논하였다. 한반도 지질 교육의 목표를 달성하기 위해 과학계와 교육계의 협업을 통해 최신 과학 지식과 정합한 교육 자료가 개발될 필요성을 강조하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권5호
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• pp.504-513
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• 2011

In this study, we investigated how elementary science teaching has changed with the introduction of the National Assessment of Educational Achievement (NAEA). Teachers are held accountable for student performance as measured by the mandatory nation-wide standards tests to satisfy the needs of accountability and quality assurance systems. In relation to the teaching of science in the elementary school, professionalism meets potential threats with the advent of national test. Through analysis of the classroom teaching and open-ended interviews, we explored the teacher's concerns about the national test and how their science classes have changed to prepare for this test. According to the results, the national test made elementary teachers accountable for the content of their science classes, limits teachers' autonomy in reconstruction of curriculum, and forced teachers to conduct conclusion-centered lessons even in elementary science classes. In addition, teachers argue that the national test precludes the possibility of differentiated education and differentiated assessment. Based on the results, we suggested a new professionalism in this accountability era, so called 'informed professionalism', which refers to the ability of teachers to interpret and implement curriculum and policy mandates at the local, school and classroom level to generate equitable and improved student outcomes through teaching and learning. We also suggested further research on the teacher professionalism in teaching science contents.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권2호
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• pp.263-272
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• 2022

본 연구의 목적은 초등과학영재 학생들의 공간지각능력과 과제집착력을 향상시킬 수 있는 천문분야의 프로그램을 개발하고 적용하여 효과를 알아보는 것이다. 연구의 대상은 B 대학교 영재원 부설의 초등과학영재반 심화과정 학생 22명을 대상으로 하였다. 초등학교 과학영재반의 학생을 대상으로 공간지각능력과 과제 집착력을 향상시키기 위해서 총 12차시의 교육학습 프로그램을 개발하여 적용하였고, 실험처치의 사전과 사후에서 각각 공간지각능력 검사와 과제집착력 검사를 실시하였다. 이에 대한 연구의 결과는 양적분석으로 해석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 천문분야 수업이 초등과학영재 학생들의 공간지각능력 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 둘째, 천문분야 수업이 초등과학영재 학생들의 과제집착력 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 셋째, 초등과학영재 학생들의 천문분야 수업이 과제집착력 향상보다 공간지각능력 향상에 더 효과가 있었다. 초등과학영재학생들의 선발은 지능, 창의성, 과제집착력이 우수한 학생들을 선발하였으므로 보다 나은 잠재된 영재성을 발현시키기 위해서는 개인별교육프로그램(IEP)를 개발하고 적용하는 것이다. 또한 영재교육에서 보다 심층적인 영재성을 발현시키기 위해서는 개인별 영재의 특성을 발현할 수 있는 프로그램의 개발에 관심을 가져야 할 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.103-116
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• 2022

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 비대면 수업 자료 만들기 활동을 실시한 후 영상 자료 제작에 대한 인식과 과학 교수 능력에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이 활동은 초등 예비교사들이 탐구를 수행하고 관련 과학 개념을 이해하고, 교과서를 분석한 후 영상 자료를 제작하는 과정과 동료들이 제작한 영상을 시청하는 과정으로 구성되었고, 8주 동안 89명의 예비교사들에게 실시되었다. 이 활동이 종료된 후 초등 예비교사들에게 영상 자료 제작에 대한 인식과 과학 교수 능력에 미치는 효과를 알아본 후 그 결과를 분석하였다. 비대면 수업 자료 제작과 시청 과정에서 초등 예비교사들은 영상 자료 제작에 대해 교수-학습, 영상 제작, 정서 및 태도 측면에서 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 그리고 초등 예비교사들은 이 활동을 통해 과학 교수 역량이 향상되었고, 이 활동에 대해 매우 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 학습자의 자기 결정권 배제, 다양한 의사소통 통로 부족, 자료내용의 오류 등 아쉬운 점도 언급하였다. 이러한 문제점을 해결한다면 비대면 수업도 하나의 좋은 수업 형태가 될 수 있음을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.902-912
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• 2011

본 연구는 고등학교 천체관측 관련 개념 검사지를 개발하여 지식상태 분석법으로 천체관측 개념의 위계와 개별 학습자의 지식상태를 분석하였고, 이에 따른 교수-학습 효과를 알아 보았다. 학습자가 갖고 있는 천체관측 관련 개념의 심리적 위계는 '지구운동 ${\rightarrow}$천구좌표계 ${\rightarrow}$천체관측(망원경 원리 ${\rightarrow}$망원경 설치 ${\rightarrow}$망원경 관측)' 순이었으며, 교수 위계(70.8%)도 같은 순 이었다. 개념 검사에서 같은 점수를 획득하여 천체관측 능력이 비슷할 것으로 추정되는 학습자의 지식상태가 서로 다르게 나타났다. 지식상태의 구조화가 잘 이루어진 경우와 그렇지 못한 사례가 있었는데, 이는 서로다른 교수-학습 처방이 이루어져야 함을 시사한다. 즉, 지식상태 분석을 통하여 학습자의 개별화 학습 처방과 형성평가의 역할을 할 수 있다. 지구과학I의 천체관측 단원에서 교과서의 내용 제시 순서 보다 학습자의 심리적 위계에 따라 수업한 경우가 개념의 성취도 수준에서 유의미(p<0.05)하게 더 높았다. 이는 교사들이 천체관측 관련 개념을 지도할 때, 교육과정을 토대로 학습자의 지식상태를 파악하여 교과서의 학습 내용을 재순서화 함으로써 더 효과적인 학습이 이루어질 수 있음을 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권3호
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• pp.246-257
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• 2015

본 연구의 목적은 광물자원에 관한 세 가지 유형의 스마트수업 모듈을 개발 적용한 후 그 효과를 밝히는 것이다. 연구대상은 일반계 여자고등학교 1학년 6개 학급으로 실험집단 100명, 통제집단 111명이다. 실험집단에게는 태블릿 PC를 2인당 1대 제공하고 세 가지 유형의 스마트수업을 실시하였고 통제집단에서는 교사중심의 강의식 수업을 실시하였다. 광물에 대한 흥미도 검사는 5단계 리커트 척도의 10문항을 사용하였고, 이해도 검사는 광물, 광상, 광물자원의 생성과정 등에 대한 15문항을 개발하여 사용하였다. 연구 결과 첫째, 광물과 광물관련 학습에 대한 흥미 범주에서 실험집단이 통제집단보다 유의미하게 높게 나타났으나, 광물과 암석을 직접 관찰하고자 하는 탐구의욕 범주에서는 두 집단 간의 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 둘째, 광물에 대한 이해도에서 실험집단의 점수가 통제 집단보다 높게 나타났으며, 특히 상위수준 학생들에게 스마트수업이 더 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 스마트수업의 장단점에 대한 인식조사 결과, 관련 자료를 찾고 다양한 형태의 산출물을 만드는 경험을 흥미롭게 느끼며 장점으로 인식한 반면, 정보량이 많아 의견조율 및 의사결정이 어려운 점을 단점으로 지적하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.639-653
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• 2019

본 연구의 목적은 수온-염분도를 분석하여 음속최소층을 유추하는 과정을 통해 과학영재들의 그래프 해석 능력과 해양의 물리적 개념 이해 정도를 살펴보는 것이다. 이에 과학영재학교에 재학 중인 3학년 총 106명의 영재학생을 대상으로 해양학 학술지에 게재된 수온-염분도를 이용하여 SOFAR (SOund Fixing And Ranging) channel의 깊이를 추정하는 논서술형 문항을 만들어 양적, 질적 분석을 수행하였다. 연구결과 수온-염분도를 해석, 모델링, 변환하는 등 과학영재마다 그래프를 분석하는 수준에서 차이가 나타났으며 수온, 염분, 밀도 등에 관한 대안 개념도 노출되었다. 본 연구 결과는 과학영재들의 그래프 해석 수준을 이해하고, 그 과정에서 나타난 대안 개념을 토대로 해양 분야 교수-학습 방법 개선 프로그램 및 그래프 분석과 관련된 소재 발굴을 위한 기초 자료를 제공할 것이다.