• 한국지구과학회지
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• 제31권3호
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• pp.288-299
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• 2010

본 연구는 과학적 소양은 과학적 지식의 획득과 과학적 담화에 참여할 수 있는 언어적 능력을 통하여 길러진다는 전제하에 대기 중의 물의 상태변화에 관한 학생 글에서 나타나는 의미관계와 과학 언어적 특징을 알아보았다. 중학교 3학년 학생 67명이 참여하여 일상생활에서 흔히 경험할 수 있는 현상과 학교과학교육에서 체계적으로 배우는 현상 에 관한 두 개의 서술형 문항에 대한 글을 작성하였다. 연구의 결과 학생들은 '이슬점' 같은 생소한 용어뿐만 아니라 '수증기', '김' 등과 같은 친숙한 용어에 대해서도 잘못된 의미관계를 형성하고 있었고, 학교과학 교육보다 일상의 경험에서 형성된 지식에서 옳은 의미관계와 잘못된 의미관계 모두 더 많이 나타났다. 일상의 과학적 현상에 대해서는 행위와 절차를 중심으로 한 서술 양상이, 학교 교육에 의해 접하게 된 현상에 대해서는 전문용어와 명사구의 사용 양상이 보였다. 본 연구를 통하여 경험에 기초한 자발적 과정은 풍부한 의미관계 형성에, 형식적이고 이론적인 과정은 명사화를 중심으로 한 전문적이고 추상적인 서술의 측면에서 과학적 언어 능력 발달에 기여함을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권2호
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• pp.103-115
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• 2000

2000년도부터 교육 현장에 적용될 제7차 교육과정의 개정은 수준별 교육과정의 편성과 운영을 주요 핵심으로 하고 있으며, 특히 과학과에서는 심화 ${\cdot}$ 보충형 수준별 교육과정이 적용될 것이다. 이에 대비하여 본 연구에서는 심화 ${\cdot}$ 보충형 수준별 수업 모형이 학업 성취도 및 과학에 관련된 태토에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 이를 위하여 중학교 2학년 '물의순환과 일기 변화' 단원에 대하여 심화 ${\cdot}$ 보충형 교수-학습 자료를 개발하였다. 또한 중학교 2학년의 4개반 152명을 대상으로 실험반(76명)에 대하여 심화 ${\cdot}$ 보충형 수준별 수업을, 그리고 통제반(76명)에 대하여 수준을 고려하지 않은 획일적인 수업을 각각 약 6주간 실시하여 학업 성취도 및 과학에 관련된 태도에 대한 변화를 공분산 분석으로 비교 ${\cdot}$ 분석하였다. 수업 처치 후, 실험 집단은 통제 집단에 비하여 학업 성취도에서 유의미한 향상을 보였고, 이러한 효과는 상위권 학생들보다 하위권에서 더 크게 나타났다. 한편 과학에 관련된 태도 변화에 있어서 통제 집단은 향상되었으나 실험 집단은 거의 변화가 없는 수준별 수업의 유의미한 부정적 효과를 보였다. 과학에 관련된 태도의 세 가지 영역을 분석한 결과에서 실험 집단은 '과학에 대한 태도'와 '과학적 태도' 에서 거의 변화를 보이지 않았지만, '과학 교과에 대한 태도' 에서는 유의미한 부정적 변화를 보였다. 특히, 하위 요소 중 '과학 수업에 대한 불안' 에서 수준별 수업의 부정적 효과가 컸다. 학업 성취 수준에 따른 과학에 관련된 태도에서 상위권 학생들은 '과학 교과에 대한 태도'의 하위 요소인 '과학 교수 방법에 대한 인식 ·만족' 에서 긍정적, 그리고 하위권은 '과학 수업에 대한 불안 에서 부정적 변화를 보였다. 본 연구의 수준별 수업 방법이 학생 개개인의 수준에 적합한 학습을 제공하여 학업 성취도를 증진시켰지만, 과학 관련 태도를 전반적으로 개선하지 못했다. 따라서 학생들의 흥미와관심도 고려되는 교수-학습 방법에 대한 지속적인 연구와 교과 내용의 적절한 변화가 동반된다면, 수준별 수업의 효과가 극대화될 수 있다고 본다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.300-312
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• 2019

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산 개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.262-277
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• 2017

디지털 교과서는 다양한 상호작용을 통하여 학습자의 특성과 수준에 적합한 학습을 가능하게 하는 교수학습 자료이다. 이 연구에서는 초등 과학 수업에서 디지털 교과서를 보다 효과적으로 활용할 수 있는 수업모형을 개발하고 그 효율을 확인하고자 한다. 초등 과학 수업에서 학습자들의 완결학습을 도와주기 위한 수업모형은 출발점 행동 진단과 피드백, 자기주도적 학습 환경 구축 그리고 학습자의 학습을 돕는 교사, 학생, 디지털 교과서와의 상호작용이 필요하다. 이러한 특징을 반영한 디지털 교과서 활용 수업모형은 준비단계, 실행단계, 다지기단계로 구성하였다. 준비단계에서 학습자는 디지털 교과서를 이용한 진단평가 결과에 따라서 제공되는 수준별 피드백 자료를 통해 출발점 행동을 보완하고 학습 활동에 대한 흥미를 유지한다. 실행단계에서 학습자는 디지털 교과서의 다양한 기능과 여러 형태의 자료를 활용하여 자기 주도적으로 학습을 진행한다. 다지기단계에서 학습자는 교사가 구성한 다지기 영상 및 다지기 문제 풀이 활동 그리고 학습자가 커뮤니티에 누적해 놓은 결과물을 재확인함으로써 학습내용을 내면화할 수 있다. 개발한 수업모형의 효과를 확인하기 위해서 초등 과학 5학년 2학기 '날씨와 우리 생활' 단원을 선정하여 수업자료를 제작하여 초등학교 5학년 101명을 대상으로 실험을 설계하였다. 실험집단 50명에게는 개별적으로 스마트기기를 제공하여 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업을 실시하였고, 비교집단 51명은 서책형 교과서를 활용한 수업을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업에 비해 학업 능력이 낮은 집단의 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자의 자기주도적 학습 태도 향상에 효율적이었다. 셋째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업에서는 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자, 교사, 디지털 교과서와의 상호작용 횟수가 많았다. 결론적으로 이 연구에서 개발한 초등 과학 수업에서의 디지털 교과서 활용 수업모형은 학습자의 학업성취도와 자기주도적 학습 태도를 향상시키는데 도움이 되었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.335-344
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• 2022

본 연구는 B 교육대학교의 2학년 심화과정 4개반 109명을 대상으로 과학과 교수·학습과정안 작성에 대해서 4주간 강의를 하였다. 초등예비교사들은 과학과 교수·학습과정안 작성에 대해 강의를 들은 후 2주간의 현장교육실습을 다녀왔다. 초등예비교사들이 과학과 교수·학습과정안 작성을 위해 자료선택, 과정안과 수업의 연계 정도 등에 대해 알아보고자 하였다. 연구자는 초등예비교사 4명과 함께 설문 문항에 대해 검토·심의하여 설문을 완성하였다. 과학과 교수·학습과 정안 작성과 관련한 설문은 8문항으로 수업과정안 작성시 선호하는 참고자료, 학습에서 관심단계, 과학과 수업과정안과 수업의 성공여부, 과학과 선호모형, 단위시간에서 평가방식, 과학과 교수·학습과정안 작성을 위한 자신의 노력, 본 강좌 내용이 과학과 교수·학습과정안 작성과 수업에 어떤 도움이 되는가 등으로 구성하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들이 과학과 교수·학습과정안 작성시에는 교사용 지도서를 가장 선호하는 것으로 나타났다. 둘째, 과학과 교수·학습 단계에서는 전개단계를 매우 중요하다고 인식하고 있다. 셋째, 초등예비교사들은 과학과 교수·학습과정안이 수업의 성공 여부에 높은 상관이 있다고 여긴다. 넷째, 수업은 학생의 수준과 교사의 능력, 적합한 수업계획이 가장 영향을 미친다고 하였다. 다섯째, 초등예비교사들은 탐구학습 수업모형을 선호하는 것으로 나타났다. 여섯째, 40분 단위의 수업에서 평가는 보고서 및 활동지를 선호하는 것으로 나타났다. 일곱째, 교수·학습과정안은 수업의 연관성이 높으므로 열심히 연구하고 공부할 것이라고 밝혔다. 여덟째, 교수설계 원리에 근거한 과학과 교수·학습과정안 작성법은 매우 유익한 것으로 해석된다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권3호
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• pp.260-274
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• 2018

이 연구에서는 학습 발달과정을 탐색을 통해 계절의 변화에 대한 교육과정과 교수 계열을 제안하고자 하였다. 학습 발달과정을 알아보기 위해 Wilson (2005)이 제안한 '구인 모델링 방식'의 4가지 단계(구인특화, 평가 문항 개발, 평가 결과 기술, 측정 모델)를 적용하였다. 구인특화 단계에서는 계절의 변화의 하부 구인으로 '계절에 따른 그림자의 길이', '계절에 따른 별자리의 위치', '남반구와 북반구의 계절', '계절에 따른 태양의 일주운동', '계절의 원인과 현상'을 설정하였으며, 선행 연구 결과를 바탕으로 각 하부 구인의 하위 정착점인 수준 1에서 상위 정착점인 수준 4까지를 나타낸 구인구성도를 작성하였다. 평가 문항 개발 단계에서는 구인구성도를 토대로 C-E (choose and explain) 형태의 문항 3개, CR (constructed response) 형태의 문항 2개로 구성된 총 5개의 평가 문항을 개발하였으며, 초, 중, 고등학교 학생 383명을 대상으로 적용하였다. 평가 결과 기술 단계에서는 평가 문항에 대한 학생 응답 결과를 구인구성도를 토대로 범주화하는 과정을 거쳤으며, 이 범주들을 학생 능력에 따라 4수준으로 분류하고 1-4점의 점수를 부여하였다. 측정 모델 단계에서는 Rasch 모델의 부분점수 모형을 적용하여 학생들의 응답 결과를 통해 작성한 학습 발달의 경로가 선행 연구를 기반으로 작성한 구인구성도와 일치하는지 비교하였다. 이를 통해 구인구성도를 수정함으로써 최종적으로 계절의 변화에 대한 가설적인 학습 발달과정을 작성하였다. 최종적으로, 연구 결과를 바탕으로 계절 변화에 대한 교육 과정 개정 방향과 효과적인 교수 계열을 제안하였다.

• 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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• 제11권3호
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• pp.224-236
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• 2018

이 연구의 목적은 중학생들의 인지 발달과 융합인재소양을 향상시키기 위해 추론 중심의 HTE-STEAM 프로그램을 개발하여 이에 대한 학교현장에서의 효과성을 알아보고자 하였다. 연구대상은 우리나라 중부지역에 위치한 두 개 중학교에 재학 중인 자유학기제 기간 동안 HTE-STEAM 프로그램에 참여한 중학생들로, 무선 표집에 의해 선정된 202명의 학생들이다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, HTE-STEAM 프로그램 수업의 전 후에 대한 통계적 검정에서 유의미한 값을 나타내었으며(p<.05), 연구 참여자들의 논리적 사고력 수준은 수업전과 비교하여 수업 후에 향상되었다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전 사후 점수 차에 의한 대응표본 t검점에서 모두 유의미한 통계적 검정 결과를 나타내어(p<.05), HTE-STEAM 프로그램이 연구 참여자들에게 융합인재소양에 대한 긍정적인 영향을 끼친 것으로 나타났다. 셋째, HTE-STEAM 만족도 검사에서는 하위 구인의 평균값이 3.27~4.12를 나타내어 전체적으로 긍정적인 반응을 나타내었다. 따라서 이 연구에서 최종 구안한 지구과학의 '재해 재난과 안전'이라는 주제의 HTE-STEAM 프로그램은 연구 참여자들에게 추론에 의한 인지 수준의 발달과 협력학습이라는 소통과 배려의 융합인재소양에 긍정적인 영향을 끼친 것으로 나타났다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.64-81
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• 2019

본 연구는 MEA(Model Eliciting Activity)활동에서 나타나는 초등과학영재들의 문제해결 과정에서 나타나는 사고특성을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 광역시 소재 P대학부설 과학영재교육원 입학 선발과정에서 1차 창의적 문제해결력 검사를 통과한 40명의 초등과학영재를 대상으로 MEA활동을 실시하고 활동지를 분석하였다. 수행된 MEA활동은 'Coffee cup challenge'로 컵 도면을 활용하며 주어진 크기의 종이에 컵 옆면과 바닥을 가장 많이 배치하는 최적의 방법을 고안하는 활동으로 구성되어있다. 학생들이 문제해결과정에서 그린 3가지의 그림과 그 그림에 대한 설명이 주요 데이터로 수집되었으며, 통계적(상관분석)과 질적 분석을 통해 1)직관적 사고와 시각적 표현 그리고 2) 분석적 사고와 의사소통능력간의 관계를 분석하였다. 연구의 결과 1) 직관적 통찰은 시각적 표현능력과 전체 문제해결과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다, 2) 분석적 사고와 정교화 과정이 의사소통능력에 큰 영향을 주는 것으로 해석되었다. 따라서 본 연구는 MEA활동이 스스로 아이디어를 구성하고, 다양한 해결방법을 찾아갈 수 있는 학습기회를 제공함으로써 초등과학영재들에게 반성과 사고를 촉진하고 학문적 연결과 의사소통능력을 길러주는 유용한 활동임을 고찰하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제5권1호
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• pp.60-67
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• 2012

The purpose of this study is to find out the effect of hypothesis formulations using abduction on science processing skills and the creative thinking activities. As the subject, 2 classes in the $6^{th}$ grade of B elementary school located in Busan were selected. Through the pre/post inspection design between experiment and comparison class, the units of science courses in the second semester of $6^{th}$ grade '1. A change in the weather' and '2. Various gases' were applied. The results were as follows: Firstly, the test on science processing skills showed that there was not statistic meaningful differences between the two groups. And, in the sub-parts, there was not statistic meaningful differences between the two groups. Secondly, it was observed that it would have a meaningful effect to improve the creative thinking activities of students who performed hypothesis formulation using abduction. Especially, through this, the experimental class gave a positive effect on the 'Fluency' and 'Elaboration', one of lower categories of the creative activities. The results of 'Flexibility' and 'Originality' in the experimental class were higher than those of students in the comparative class. However, according to statistical analysis, this result is meaningless. Thirdly, on the survey about the hypothesis formulation using abduction, many students thought that this learning method was very interesting and helpful to study science. In addition, it was observed that the ability to use abduct thinking was improved more than ever before.