• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.538-559
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• 2023

본 연구에서는 과학교육 전문가 5인으로 구성된 포커스 그룹 토의(FGD)를 활용하여 모델 및 모델링에 관한 의미를 토의하는 과정에서 주요 주제로 다루어진 '모델과 이론의 관계'를 탐색하였다. 7회 수행된 FGD는 과학교육 연구에서 활발히 진행되고 있는 '모델 및 모델링'과 관련하여 '모델 혹은 모델링이란 무엇인가'라는 질문을 출발로 하여 토의가 전개되었다. 토의 과정에서 이론과의 관계를 중심으로 모델 및 모델링에 관한 몇 가지 주요한 논제가 제기되었고, 본 연구는 그 논제를 중심으로 전개된 토의의 흐름을 추적하였다. 이 연구에서 주목한 것은 FGD에서 연구 참여자들의 이론과 모델의 관계에 대한 토의가 하나의 주장으로 수렴되지 않고, 그와 관련된 몇 가지 논제들이 새로 불거져 나오는 상황은 그 논제에 대한 기존의 개념을 탈바꿈하고 새로운 이해를 추구하는 시도로 이어졌다는 점에 있다. 연구 결과는 세 가지 논제, '모델 혹은 모델링이란 무엇인가?', '모델과 이론의 관계는 어떠한가?', '이론에 기반하지 않은 모델링은 가능한가?'를 포괄하며, 특히 모델과 이론의 관계는 1) 모델이 이론 연역적이고, 모델링이 이론을 현상에 적용하는 것으로 이해되는가, 2) 모델이 이론으로 귀납되는가, 3) 모델링이 특정 구조를 갖는 바탕이론(경험적 지식의 틀)을 기반으로 출발하거나 혹은 바탕이론이 명시적으로 드러나지 않은 채 여러 가지 다른 자원들의 연결로 이해되는가로 토의되었다. 연구의 결과를 토대로, 과학철학과 과학교육, 그리고 과학교육 연구자와 과학교사 교육에 대한 함의가 제시되었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권2호
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• pp.284-300
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• 2024

이 연구의 목적은 2022 개정 초등학교 과학과 교육과정의 성취기준 진술을 분석하여 곧 적용될 교육과정의 성취기준을 구체적으로 파악하는 것이다. 이를 위해 Bloom의 신교육목표분류체계에 기초해 초등학교 전체 성취기준의 진술을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 성취기준의 진술이 특정 지식 차원과 인지과정차원에 편중되어 있다. 이는 2022 개정 교육과정의 목표와 과학과의 교수·학습 방향에 부합하지 못하므로 다양한 유형의 활동과 탐구 학습이 가능한 성취기준을 개발해야 한다. 둘째, 학년군별 지식 수준과 인지 수준의 위계화가 필요하다. 상위 학년군에서 오히려 하위 지식·인지과정 차원이 차지하는 비율이 증가하였으므로 체계적인 위계화를 고려해야 한다. 셋째, 성취기준 서술어를 다양하게 사용할 필요가 있다. 특정 서술어에 의존하는 경향은 이전 교육과정보다 줄었지만, 한두 차례만 사용한 서술어가 절반 정도를 차지하므로 다양한 서술어를 균형 있게 사용할 필요가 있다. 이 연구의 결과를 2022 개정 초등학교 과학과 교육과정에 따른 초등학교 과학 교과서의 성취기준에 반영하도록 성취기준 진술의 설계를 논의할 필요가 있다. 후속 연구로 과학 교육의 성격과 목표, 내용 요소를 고려하여 초등학교 과학 교육에 적절한 성취기준의 진술 방식 탐색 및 과학과 전체 교육과정의 위계성과 연속성 분석을 위한 중·고등학교 과학과 교육과정의 성취기준 비교 분석을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권8호
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• pp.955-963
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• 2008

본 연구는 과학의 본성에 대한 관점을 개선하기 위해 개발된 활동들인 암상자 활동과 정육면체 활동을 가지고 수업을 한 후, 학생들의 관점의 변화를 알아본 것이다. 이 활동들이 과학 이론의 정의, 과학 지식의 변화가능성, 과학 가설, 이론, 법칙의 차이, 모델 형성, 그리고 실험 및 조사에서 상상력과 창의성의 필요에 대한 이해를 향상하는지를 조사하였다. 이 내용들은 10학년 과학 탐구 단원에서 강조하는 요소들이다. 4명의 학생들을 대상으로 변화를 살펴 본 결과, 2명은 수업 후 전문가적인 관점을 가진 반면, 다른 두 명은 여전히 초보적인 관점에 머물렀다. 이 연구는 암상자 활동과 정육면체 활동이 학생들의 과학의 본성을 이해하는데 도움을 줄 수 있는 잠재성을 갖고 있음을 보여주었다. 학생에 따른 차이는 수업 방법, 학생들의 기존 지식 및 동기 부여와 관련하여 설명할 수 있다. 이 활동을 통한 과학의 본성에 대한 인식의 개선은 이 활동들이 직접 과학 지식의 본성을 가르치는 데 초점을 맞추고 있기 때문이라고 보여진다. 과학 지식의 변화가능성과 실험 및 조사에서 창의력과 상상력의 필요는 거의 모든 학생들에 의해 전문가적 관점을 보이지 않은 것으로서 그 요소를 포함한 수업 자료의 개발이 필요할 것으로 보인다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.854-869
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• 2007

본 연구에서는 대학의 연구진들이 구성주의적 원리에 따라 설계한 교사-연구자간 협력적 연수 프로그램에 참여한 중등 과학 교사들이 구성주의적 수업을 내면화하는 과정을 탐색하였다. 연수 프로그램은 강의와 워크숍 및 소집단 활동 과정으로 구성되었다. 강의에서는 과학교육계의 동향 및 과학수업 프레임웍을 소개하고,워크숍에서 녹화된 실제 과학 수업 분석을 통하여 프레임웍에 대한 이해를 심화하였다. 소그룹 활동에서는 연구자와 참여 교사가 협력하여 프레임웍을 적용한 수업 모듈을 설계하였다. 지구과학을 전공한 4명의 중등 과학 교사가 자발적으로 워크숍에 참여하였다. 협력적 연수 프로그램은 전 과정을 녹화하였으며,반구조화된 면담을 연수 전과 후에 실시하였다. 녹음 및 녹화된 자료는 모두 전사하여 분석하였다. 참여 교사들은 프레임웍을 내면화하는 과정에서 주목하는 대상이 서로 달랐으며,다양하고 구별되는 교사의 경험과 교육 신념,교육 현실인식 등과 같은 다양한 요소들이 내면화 과정에서 갈등을 일으키거나 또는 그 과정을 촉진하였다. 수업 설계시 고려 요소를 결정하는 데에는 교사의 수업 경험과 학습자에 대한 인식이 중요한 영향을 미쳤다. 한편 참여 교사들은 주로 논의되었던 '탐구','적용', '모델' 등의 개념에 대해서 일상적인 의미로 받아들이거나,자신이 기존에 가지고 있던 개념으로 해석하는 경향을 보였다. 참여 교사들은 수업 시간에 비해서 기르칠 내용이 과다하다고 인식하고 있어서 수업 모듈을 설계하는 과정에서 내용은 강의식으로 전달하고,실험은 구성주의적 방식으로 설계하는 등 수업 구조를 이분화하려는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 구성주의적 교사 연수와 교사 전문성 발달 과정에 의미있는 시사점을 제공할 것이다.

• 지능정보연구
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• 제25권2호
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• pp.77-97
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• 2019

제 4차 산업혁명의 초연결 환경에서 발생하는 많은 양의 데이터는 제 4차 산업혁명을 기존의 생산 환경과 구분지어 주는 주요한 요소이다. 이러한 환경은 데이터를 필요로 하는 동시에 데이터를 생산하는 양면적인 특징을 가진다. 때문에 앞으로의 정보 시스템은 기존의 정보시스템보다 양적인 측면에서 더 많은 데이터를 처리해야 하며, 질적인 측면에서는 많은 데이터 중 사용자의 목적에 부합하는 목표 데이터만을 추출하는 능력이 요구된다. 작은 규모의 정보 시스템에서는 사람이 그 시스템을 정확히 이해하고 필요한 정보를 획득하는 것이 가능하지만, 시스템에 대해 정확한 이해가 어려워진 다양하고 복잡한 시스템에서는 원하는 정보를 획득하는 것이 점점 더 어려워진다. 이러한 문제는 데이터를 사람뿐 아니라 컴퓨터가 이해할 수 있는 온톨로지로 표현하여 다양한 정보처리가 가능하도록 하는 시맨틱 웹(Semantic Web) 구축이 해결책이 될 수 있다. 군에서도 현재 대부분의 업무가 정보 시스템을 통해 이루어지고 있는데, 정보의 입력이나 가공 등 단순처리 중심으로 구축된 기존 시스템이 점점 더 많은 양의 데이터를 포함하게 되면서 시스템을 쉽게 활용하기 위한 노력이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 온톨로지를 통한 지능형 의사결정지원시스템의 예로 온톨로지 기반 군수상황관리체계를 제안하고자 한다. 온톨로지 기반 군수상황관리체계는 기존의 군수정보체계의 복잡한 정보를 직관적으로 보여주기 위해 구축된 군수상황관리체계를 온톨로지를 통해 구축하였으며, 성과기반군수지원 계약관리, 부품사전 등의 유용한 기능을 추가 식별하여 온톨로지에 포함하였다. 또한 구축된 온톨로지가 의사결정지원에 활용할 수 있는지를 확인하기 위해 시맨틱 웹 기술을 통해 기본적인 질의응답은 물론 추론 및 함수를 통한 분석기능을 구현하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.495-504
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• 2018

이 연구는 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량에 관한 서술문을 기초로 학생들의 과학과 핵심역량을 측정할 수 있는 문항을 개발하고, 그 타당도와 신뢰도를 확인하기 위하여 진행되었다. 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력에 대한 설명을 근거로 각 역량별로 5개 문항씩, 총 25개 문항이 개발되었다. 개발된 문항은 전국 17개 시도에 고루 분포한 학생 참여형 과학수업 선도학교의 초등학교, 중학교, 고등학교 학생 11,348명을 대상으로 과학과 핵심역량을 조사하여 문항의 타당도와 신뢰도를 분석하였다. 타당도는 Messick(1995)이 제안한 6가지 타당도 중 내용 타당도, 실제 타당도, 내적 구조 타당도, 일반화 타당도 등 4가지를 확인하였다. 라쉬 모델의 문항 적합도(MNSQ)를 분석한 결과, 25개 문항 중 부적합 문항은 없었으며, 구조방정식을 활용한 확인적 요인 분석 결과 5개 요인 모델은 적합한 모델로 확인되었다. 성별과 학교급별에 따른 차별적 문항 반응을 분석한 결과, 부적합 값은 175개 중 2개에서 나타났다. 성별과 학교급별 다변량 이원분산분석을 실시한 결과, 학교급 간 및 성별 간에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, 교호작용 효과 역시 유의미하였다. 결론적으로 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 설명에 기초하여 개발한 과학과 핵심역량 평가문항은 정신측정학적 관점에서 타당하며, 따라서 교육 현장에서 그 활용 가치가 있을 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.357-384
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• 2001

본 논문에서는 통합과학교육에 관한 이론적 방향과 실제적 교수 학습방안을 연계성 있게 제시하여 과학교사들의 통합과학교육에 관한 이해를 도움과 동시에 통합과학 수업 보조자료를 개발하여 실제수업에 활용할 수 있도록 하였다. 이를 위해 공통과학 교과내용 중 통합 과학적 성격이 특히 강한 에너지 단원을 대상으로 통합과학 교수 학습 방안을 모색하였는데, 이것은 이전 논문에서 구성한 '통합과학교육의 방향별 에너지 교수 학습 전략' 을 바탕으로 하고 여기에 각 방향별 특징에 적합한 수업 모형을 적용한 것이다. 즉, 지식내용중심의 통합은 물리, 화학, 생물, 지구과학의 지식을 통합하기 위해서 '에너지의 여행' 을 주제로 선정하고 ' 개방된 발견학습' 수업모형을 적용하여 개념과 탐구관련 중심으로 모색하였다. 사회문제중심의 통합은 과학관련 사회문제를 해결하기 위하여 '에너지의 미래'를 주제로 선정하고 '발생학습' 수업모형을 적용하여 학습자의 인지과정을 중심으로 모색하였다. 개인흥미중심의 통합은 과학과 개인흥미의 통합을 위하여 '에너지의 변신' 을 주제로 선정하고 '프로젝트' 수업모형을 적용하여 학습자의 흥미나 관심분야를 중심으로 모색하였다. 이상과 같은 방향에 따른 통합과학 교수 학습 방안은 다음과 같은 순서에 의해 모색되었다. 먼저, 각 주제별로 다루어야할 통합과학적 교수 학습 내용을 구성하고, 이를 바탕으로 각각의 주제를 통합적으로 수업하기 위한 통합과학적 수업 절차를 설계하였다. 그리고 작성한 수업 절차에 따라 실제 통합과학 수업에서 적용할 수 있는 통합과학적 수업 지도안을 작성하였다. 이상의 연구는 21세기를 대비한 통합과학교육의 방향정립과 교재, 교사, 학생을 고려한 종합적인 통합과학교육 프로그램 개발에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.740-753
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• 2022

본 연구의 목적은 교육 소외계층 저학년을 위한 사회정서학습기반의 학교밖 STEAM 프로그램 모형을 개발하고 적용하는 것이다. 이를 위해 사회정서학습(Social Emotional Learning, SEL) 기반 STEAM 프로그램을 개발하였고, 그 특징은 다음과 같다. 첫째, 본 프로그램에는 전통적인 STEAM 학습요소와 SEL 요소를 통합하여, 마음 챙김 명상-상황제시-창의적 설계-감성적 체험-성찰과 같은 일관된 구성 체계로 설계하였다. 둘째, 초등학생들이 일상생활 속 문제상황에서 수학적 사고와 과학적 탐구능력을 기를 수 있도록 구성하였다. 셋째, 각 STEAM 프로그램별 세부 주제를 스토리텔링 문제 상황과 놀이 및 교감 중심 활동으로 구성하여 교육 소외계층 아동들의 학습 요구를 반영하였다. 이러한 특징을 바탕으로 총 33차시의 5개의 프로그램을 개발하여 전국 16개 지역아동센터의 16명의 교사와 354명의 초등 저학년 학생에게 시범 적용하였고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그램에 대한 전체 학생의 만족도는 4.16이었으며, 학생 성별에 따른 STEAM 만족도의 유의한 차이는 없었다. 둘째 전체 학생의 STEAM 태도의 하위 영역 중 흥미와 자아효능감은 유의하게 향상되었으나, 학생 성별에 따른 STEAM 태도의 유의한 차이는 없었다. 셋째, 전체 학생의 전체 사회정서학습 역량의 향상이 유의하지는 않았지만, 관계 기술은 유의하게 향상되었으며, 학생 성별에 따른 사회정서학습 역량의 유의한 차이는 없었다. 이러한 결과를 바탕으로 교육 소외계층을 위한 학교 밖 STEAM 프로그램의 효과에 관한 논의와 함께 후속 연구에 대한 방향을 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.259-271
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• 2018

본 연구는 예비 생물교사를 대상으로 사회정서학습에 기반한 SSI 논증 프로그램의 적용 효과를 살펴보았다. 사회정서학습에 기반한 SSI 논증 프로그램을 통해 예비교사들은 SSI에 대한 감정이나 느낌, 생각을 자유롭게 나누고, SSI 관련 과학 개념, 사실, 원리 등을 조사하도록 하여 문제를 확인할 기회를 가졌다. 이 과정에서 예비교사들이 자기의 감정을 확인하고 타인의 의견을 듣고 공감할 수 있도록 하여 자기인식과 사회인식의 기회를 경험할 수 있도록 하였다. 이를 바탕으로 각자 자신의 주장, 이유와 근거를 활용하여 논증 토론 과정에 참여하도록 하여 의사소통, 타협 및 갈등을 경험함으로써 자기관리 및 관계관리의 기회를 경험하였다. 마지막으로 논증 토론 과정 및 결과를 바탕으로 자신의 문제 해결 방안 및 주장에 대한 이유와 근거를 재정립하고, 최선의 해결방안을 선택하도록 하여 책임 있는 의사결정을 할 수 있도록 하였다. 예비교사들은 낙태, 안락사, 유전자 조작 및 인공지능의 4가지 SSI를 경험하였다. 각 주제 당 3차시, 총 12차시에 걸쳐 수업이 이루어졌으며, 3-5명이 조를 이루어 논증 토론 활동에 참여하였다. 논증 구조 분석 결과에 따르면, Level 2에서는 상대방의 주장에 대한 비판이나 반박의 요소는 결여되어 있고 주로 누적담화의 형태로 상대방의 의견이나 주장에 대한 정보 보충이 이루어졌다. Level 3에서는 반박이 나타나기는 하지만 반박의 요소가 자신의 주장에 대한 이유나 근거를 제시하는 형태로 내재해 있었다. 즉, Level 2와 Level 3에서는 상대방에 대한 공감과 이해의 사회정서적 요소가 주로 나타났다. Level 4에서는 상대방의 의견이나 주장에 대한 질문, 비유 등을 통해 직접적인 반박이 나타났으며, 타협점을 제시하는 모습을 나타내 갈등관리와 협상이 이루어졌음을 알 수 있었다. Level 5에서는 논쟁 담화의 형태로 명확한 반박으로 구성된 확장된 논증이 나타냈으며, 상호 간의 질문과 답변으로 이루어진 논증 토론의 형태로 서로 간에 영향을 주는 공동체를 형성하게 되었음을 의미한다. 본 연구는 SSI 논증 토론에 자기인식, 사회인식, 자기관리, 관계관리, 책임 있는 의사결정 요소가 내재할 수 있도록 하였으며, 예비교사들은 자신과 타인의 감정을 인식하고, 주장하기와 반박하기를 통해 갈등, 타협의 과정을 경험하면서 자신의 요구와 사회의 요구를 반영한 의사결정 과정에 점차 적극적으로 참여할 수 있었다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제17권2호
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• pp.197-219
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• 2005

본 연구는 실업계열 전문 과목 중에서 범계열적으로 선택 이수되고 있는 식품과 영양 과목의 성취기준 및 평가기준을 국가 교육과정에 근거하여 개발하고, 활용 가능한 예시 평가 도구를 개발하여 식품과 영양 과목 교육과정 운영의 내실화와 평가 기반 구축에 목적 두고 수행하였다. 주요 연구 결과로는 먼저 문헌 및 자료 분석을 통해 성취기준 및 평가기준의 개념과 필요성, 식품과 영양 과목의 성취기준 및 평가기준, 예시 평가도구 개발에 적용될 개발 절차와 제시 모형 등을 고찰하였다. 두 번째로는 식품과 영양 과목의 교육과정 및 교과서 내용 체계를 분석하여 성취기준 및 평가기준 개발을 위한 내용 요소를 6개 대영역, 32개 중영역, 70개의 내용 요소로 선정 구성하였다. 성취기준은 이 내용 요소에 기초를 두고 내용 특성과 학습자의 도달점 행동을 고려하여 총 89개로 세분화하여 개발하였다. 또한 평가기준은 각 성취기준을 기초로 성취수준과 활동 수준에 차이를 두어 상${\cdot}$중${\cdot}$하 3단계로 제시하였다. 셋째, 예시 평가도구는 개발한 성취기준과 평가기준의 구체적인 예로서 단위학교의 실정에 맞게 적절하게 변형하여 사용할 수 있는 참고 자료임을 전제로 개발하였으며 서술형, 보고서법, 실험${\cdot}$실습법, 포트폴리오, 단답형 등의 유형을 적용하여 총 100개 문항을 개발하였다. 끝으로 개발한 식품과 영양 과목의 성취기준 및 평가기준, 예시평가 도구를 단위학교 수준에서 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 제시하였다.