• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.13-33
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• 2019

이 연구는 과학 교육 분야에서 인성 교육의 가능성과 구체적 실행과정을 밝히고자 하는 목적을 바탕으로 다양한 과학 학습 상황에서 드러난 구체적 인성 요소를 살펴보고, 과학 교과 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 요소와 관련 학습 상황에서의 발현 양상을 이해하고자 했다. 본 연구에서는 인성의 의미를 확대하여 도덕성, 사회성, 감성을 포함하는 다차원적 관점에서 접근했다. 연구 참여자는 서울시 소재 중학교 1~2학년 11명의 학생들로 선정했으며 2014년과 2015년에 걸쳐 '과학 선생님 되어보기' 멘토멘티 프로그램의 개발 적용했다. 자료 수집은 수업 관찰, 학생 산출물, 교사 및 학생 일지, 면담 등을 통해 이루어졌으며 반복적 비교분석법을 통해 수집한 질적 자료를 분석했다. 분석 결과 11개의 인성 요소를 추출했으며, 각 인성 요소 간의 관계를 바탕으로 다양한 학습 상황에서 드러난 16개의 구체적 인성 요소로 재조직했다. 16개의 구체적 인성 요소 중 과학 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 8개의 구체적 인성 요소인 '과학 지식 구조의 위계성으로 인한 가르침 행위에의 책임, 과학적 개념 형성을 위한 소통, 과학 학습 경험 기반의 공감적 배려, 탐구 방법의 합리성 증진을 위한 협력, 인간의 과학적 노력에 대한 긍정적 인식, 연구에 대한 과학자의 태도 존중, 앞으로의 과학 탐구 참여에 대한 자신감, 시행착오 과정에서의 끈기'와 관련 학습 상황을 주요 연구 결과로 제시했다. 구체적 인성 요소의 발현 과정의 특성은 다음과 같다. 일부 구체적 인성 요소는 동일한 인성 요소임에도 발현 과정은 기존의 과학 교육에서의 인성 관련 연구 결과와 다르게 나타났으며 발현 과정에서 각 요소 간 상호 관련을 가지고 있음이 드러났다. 복합적 관계를 맺고 있는 과학 학습 맥락 속에서 다양한 대상과의 상호 작용을 통해 구체적 인성 요소가 발현되었다. 학생들은 단계적 성찰을 통해 상호 긍정적 자극을 주었고, 성취를 경험할 수 있는 과학 활동을 통해 정서적 측면에서의 변화와 성장이 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 추후 과학 교육 분야에서의 혁신적인 교육적 시도를 통한 새로운 인성 요소 발견, 인성 요소 간 상호 관계의 특유성에 기반하여 발현될 수 있는 구체적 인성 요소에 대한 심층적 탐색, 공동체 기반 활동을 통해 참여 주체 간의 긴밀한 상호작용 촉진에 기여할 수 있는 과학 학습 환경 구축의 필요성을 제안했다.

• 과학교육연구지
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• 제45권3호
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• pp.292-303
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• 2021

본 연구에서는 일상생활에서 에너지 용어가 사용되는 맥락을 알아보기 위하여 온라인 과학 기사를 수집하여 언어 네트워크, 토픽 모델링 분석 기법을 활용해 에너지 관련 기사에 사용된 용어의 빈도, 용어 네트워크, 기사의 주제를 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 2018.3.1.부터 1년간의 온라인 과학 분야의 기사 중 에너지를 검색어로 하여 10개의 국내 중앙지에서 검색 및 선정된 2,171편이다. 이 기사들을 자연어 처리하여 51,224개의 문장과 507,901개의 단어로 데이터를 구성하였다. R 프로그램을 활용하여 용어 빈도수 분석 및 언어 네트워크 분석을 실시하였고, 에너지 용어 사용의 맥락 탐색을 위해 구조적 토픽 모델링 분석을 적용해 기사의 주제를 도출하였다. 기사에 사용된 용어 중 빈도수가 유난히 높은 용어는 기술, 연구, 개발로 새로운 소식을 알리는 기사의 특성을 반영한 것으로 나타났다. 한편, 기사 2편당 한 번 이상의 빈도로 사용되는 용어에는 산업 관련 용어(산업, 제품, 시스템, 생산, 시장)와 '전기', '환경'과 같이 에너지 관련 용어로 충분히 기대되는 용어들이 있었다. 한편, 에너지 관련 과학 수업에서 자주 사용되는 '태양', '열', '온도', '발전'도 빈도수 상위에 속하는 용어로 드러났다. 용어 네트워크 분석에서는 산업 및 기술과 관련된 용어와 기초과학 및 연구 관련 용어들이 약한 강도이지만 서로 군집을 이루는 것을 확인하였다. 한편, 에너지와 쌍을 이루는 용어의 분석에서는 '에너지 효율'을 비롯해 '에너지 절감', '에너지 소비' 등과 같이 에너지의 사용에 관한 용어들이 다수를 이루고 그 사용 빈도가 가장 높았다. 에너지 용어가 사용되는 맥락은 16개의 주제를 분류한 4가지 영역으로 '첨단산업', '산업', '기초과학', '환경 및 건강'으로 나타났다. 에너지 사용 관련 용어가 상당히 많이 사용된다는 결과는 에너지 수업의 시작점으로 에너지 저급화 개념의 도입이 효과적일 수 있음을 시사한다. 또한, 첨단산업이나 환경 및 건강의 맥락을 에너지 학습에 도입할 필요성도 보여준다. 본 연구에서 드러난 16개 주제에서 보이는 다양한 에너지 용어가 사용되는 맥락을 재구성해 에너지 관련 수업에 활용한다면 학생들이 학교에서의 에너지 학습과 일상적 상황을 통합적으로 인식하는 데 도움이 될 것이다.

• 디자인학연구
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• 제16권4호
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• pp.385-394
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• 2003

한국 인터넷 정보센터의 인터넷 이용 실태 조사에 의하면 2000년 11월 현재 조사 대상 어린이의 96.9%가 인터넷을 이용한 경험이 있으며, 특히 어린이가 대답한 인터넷의 필요성 항목 1순위는 '숙제해결을 위한 학습' (83.9％)인 것으로 나타났다. 조사 결과에서 보듯이 현실적으로 학습 사이트 중에서도 숙제 도우미 영역의 필요성이 큰 만큼, 교육 컨텐츠 영역의 사업성에서도 간과해서는 안 될 중요한 영역이나 실제 깊이 있는 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 온라인 학습 환경에서 사용자가 정보를 탐색하고 학습내용을 선택하는 행위는 사용자와 컴퓨터간의 지속적인 상호작용에 기반 한다. 이처럼 상호작용을 가능하게 하는 인터페이스 중에서 그래픽 메타포를 이용한 사용자 인터페이스는 현재 많이 사용되고 있으며, 특히 어린이를 대상으로 한 사이트들에서 많은 부분을 차지하고 있다. 그러나 이와 같은 메타포의 활용성에 비해 인터페이스로서의 그래픽 메타포에 대한 구체적인 연구가 부족한 상황이며, 초등학생 대상 사이트의 경우 저학년과 고학년의 인지발달 상황에 따라 메타포를 인지하는 정도가 다름에도 불구하고 아직까지 전 학년에게 공통의 인터페이스가 적용되고 있는 실정이고, 심한 경우 유아와 동일한 인터페이스를 적용한 사이트도 아무 문제제기 없이 운영되고 있다. 이에 본 연구는 어린이대상 사이트에서 그래픽 메타포 인터페이스의 활용 실태를 숙제 도우미 영역을 중심으로 분석하고 사용자 설문조사와 전문가의 휴리스틱 평가를 비교하여 결과를 도출하였다. 조사결과 타겟층의 세분화가 이루어지지 않아 사용자의 욕구에 부응하지 못하고 있는 점과 그래픽 메타포의 기능성이 해외사이트에 비해 현저히 떨어지는 점등이 문제점으로 나타났다. 이와 같은 연구 결과가 인터넷 이용이 보편화하면서 급속히 성장하고 있는 웹을 기반으로 한 학습 시장에서 어린이를 대상으로 하는 웹사이트의 디자인과 제작에 있어서 효과적인 인터페이스 전략을 세우는 근거로 이용되었으면 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권4호
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• pp.360-375
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• 2012

이 연구의 목적은 10학년 학생들의 공간능력의 차이에 따라 판의 운동과 관련된 개념 이해가 어떻게 다른지 알아보는 데 있다. 이를 위하여 공간능력과 판의 운동 관련 개념 검사 도구를 선정 개발하였다. 공간능력 검사는 KTC에서 개발한 적성종합 검사지 20문항을 사용하였다. 또 다른 검사지는 판의 운동과 관련된 개념을 묻는 것으로 총 10문항으로 구성되었다. 검사지들은 광역시 소재 10학년 학생 118명에게 투입하여 상관관계를 분석하였고, 공간능력 검사점수를 통해 공간능력이 높은 집단과 낮은 집단으로 구분하여 두 집단 간의 판의 운동 관련 개념 이해 정도 차이를 분석하였다. 또한 공간능력 점수가 높은 학생 3명과 낮은 학생 3명을 표집하여 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 공간능력 점수와 판의 운동 개념 성취도의 상관관계를 분석한 결과, 상관계수 r=0.439 (p<.01)로 둘 사이에는 보통 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 그리고 공간능력 검사 점수에 따라 상 하 두 집단으로 구분하여 두 집단 간의 판의 운동 관련 개념 성취도에 차이가 있는지를 알아보기 위해 t-검정을 실시한 결과, 두 집단 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 공간능력 차이에 따른 판의 운동과 관련된 개념 이해를 조사하기 위해 공간능력 점수 상 하 두 집단에서 각각 3명씩 표집하여 면담을 실시하였다. 그 결과, 공간능력 점수에 관계없이 바르게 이해하고 있는 개념, 공간능력 점수에 관계없이 잘못 이해하고 있는 개념, 공간능력에 따라 이해 정도가 다른 개념으로 나누어 볼 수 있었다. 면담 학생 대부분이 해구와 해령, 맨틀의 상승과 하강 지역, 발산 수렴 경계에 대해 알고 있었다. 해구와 해령의 단면 모습에 대해서는 대부분 학생이 오개념을 가지고 있었다. 이에 반해 판의 생성과 소멸과정, 판 경계에서 일어나는 지각변동, 해저확장에 관한 내용에 대해서는 공간능력 점수가 높은 학생들은 대부분 바르게 이해하고 있었고, 공간능력이 낮은 학생들은 많은 오개념이 있음이 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.765-780
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• 2018

본 연구의 목적은 교사의 전문적 시각에 대한 기존 연구 분석을 통해 다양한 연구자들의 이론적 관점, 연구 방법, 연구 결과를 비교, 종합하고 이로부터 과학교사의 전문적 시각과 관련된 후속 연구에 대해 시사점을 얻고자 하는 것이다. 1997년부터 2017년에 발표된 논문 중 초록에 'professional vision'과 'teacher'를 포함한 논문을 ERIC, Educational Source, Web of Science 데이터 베이스를 활용하여 검색하였다. 최종 분석 대상은 21개 논문이며 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 연구자들은 전문적 시각을 교사의 지식과 구분되는 새로운 교사 전문성 구인이라고 보고 있었다. 교사의 전문적 시각을 특정한 순간이나 특정한 상황에서 활성화 되는 지식 또는 능력으로 보고 있으며, 여러 지식이 구조화되고 통합되어 나타나는 것이라고 보고 있다. 둘째, 전문적 시각의 분석틀은 대개 선택적 주목과 추론의 두 과정을 포함하고 있었다. 선택적 주목의 경우에는 수업의 여러 측면이나 바람직한 교수 학습 요소들을 하위 범주로 하고 있었으며, 추론의 경우에는 위계가 있는 수준이나 독립적 추론 능력 요소들을 하위 범주로 하는 연구들이 있었다. 셋째, 연구 방법 측면에서는 초등교사보다는 중등교사를 대상으로 하는 연구가 더 많았고, 수학과 과학을 비롯하여 다양한 교과 영역으로 확장되고 있었다. 대부분의 연구가 수업 비디오를 활용하고 있으며, 연구 참여자의 수업을 활용한 연구보다 연구 비참여자의 수업 비디오를 활용하고 있는 경우가 많았다. 전문적 시각의 측정 혹은 분석은 전문가와의 응답 일치 여부로 정량적으로 점수화하는 경우와 토론과 면담의 정성적 자료를 활용하여 특징이나 수준을 범주화하는 경우로 대별되었다. 넷째, 연구의 목적과 결과를 살펴본 결과, 대부분은 전문적 시각에 대한 실태조사 연구였으며, 전문적 시각을 조사하는 도구를 개발하거나 전문적 시각 향상 방안을 제안하고 그 효과성을 보는 연구도 있었다. 여러 연구에서 예비 교사 보다는 현직 교사의 전문적 시각이 높다고 보고하고 있으며, 전문적 시각을 증진시키기 위해서는 수업 비디오를 활용한 교사교육 프로그램이 효과적이라고 보고하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.813-825
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• 2006

이 연구는 설명 대상에 따른 학생들의 진화 개념의 특성을 알아보기 위하여 인간, 동물, 식물의 소재에 따른 진화 개념과 연령별 진화 개념의 추이, 진화에 관한 인식의 특성에 대해 조사하였다. 인간, 동물, 식물을 소재로 한 진화 개념 검사지와 진화에 관한 인식 검사지를 개발하여 8개 초 중 고 학교 1,540명에게 투입하여 분석하였다. 연구 결과 학생들의 진화개념이 인간, 동물, 식물에서 다르게 나타났다. 식물은 목적론명이 많았으며 내부 의지와 용불용설이 적었다. 인간은 돌연변이 후 자연 선택이 적었다. 이것은 학생들의 진화 개념에 인간중심적 사고가 영향을 미쳤다고 판단된다. 학생들의 연령이 증가하면서 목적론과 내부 의지가 감소하고 용불용설이 증가하였다. 또한 진화 개념의 다양도 지수가 고등학교로 갈수록 감소한다. 저학년일수록 목적론, 내부 의지, 용불용설을 고루 가지고 있다가 고학년으로 갈수록 용불용설이 가장 많은 비율을 차지한다. 용불용설은 연령이 증가하면서 자연스럽게 획득되는 개념인 것이며, 학생들의 인지에 강하게 고착화되어 있다고 판단된다. 학생들은 진화가 약간의 증거가 있는 과학적 가설로 인식하는 경우가 많았으며 진화에 대한 관심이 부족하였다. 그리고 진화개념이 비형식적 교육매체를 통해 많이 형성되고 있다. 본 연구 결과를 토대로 보았을 때 과학적 진화 개념의 형성을 위해서는 먼저 학생들의 인지구조에서 강하게 자리 잡고 있는 용불용설을 제거해주어야 한다. 이때 사용하는 진화 학습 소재는 인간중심주의적 사고를 극복할 수 있는 소재를 시용하면서, 흥미 있으며 진화 증거에 대한 학생들의 신뢰가 높은 것을 활용해야 한다.