• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1199-1213
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• 2011

이 연구는 자유탐구의 주제 선정과정에서 중학생들이 겪는 어려움의 유형을 파악하기 위해 실시되었다. 연구목적의 달성을 위해 중학교 1학년 학생 11명이 참여하였고, 자유탐구 활동지와 심층면담의 분석을 통해 귀납적 분석을 실시하였다. 학생들은 자유탐구를 경험하면서 주제선정단계에서 한번 이상의 어려움을 경험하였고, 어려움의 경중은 개인차가 있었지만 주제 선정과정의 체계화된 안내가 필요함을 확인하였다. 자유탐구활동의 주제선정단계 중 탐구대상선정의 어려움으로는 제한 없는 탐구대상 선정에 대한 부담감, 과학적 탐구대상의 이해 부족, 학생들의 과학적 탐구 호기심 부족이 나타났다. 탐구대상을 제한하는 것에 대해서는 학생 선택이 필요하다. 대상선택의 기회제공 유무를 판단하여 자유탐구의 본 취지가 수용된 전략적 지도가 필요하다. 자유탐구활동의 주제선정단계에서는 과학적이지 못한 주제 선정, 단답형식의 해결 가능한 주제 선정, 탐구의 실현 가능성 여부, 주제에 관한 선언적 지식의 부족, 재미에만 집중된 주제를 선택하여 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 참가학생들은 자유탐구활동에 대한 경험 부족, 주제선정단계별 실패로 인한 흥미 저하, 자유탐구활동 자체에 대한 부담감을 이유로 자유탐구활동을 중단하는 것으로 나타났다. 자유탐구활동의 성공적 실행을 위해 주제선정단계에 대한 구조화된 안내가 이루어져야 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제5권1호
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• pp.31-41
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• 2012

This study investigates the effect of ASI program on the improvement of gifted students' scientific creative problem solving skill and science learning motivation. ASI developed by reflecting the characteristics of scientific inquiry. The study was aimed at Twenty elementary gifted students from C Gifted Education Program participated in the sixteen sessions of ASI curriculum from June 2010 to October 2010. First, we found that the ASP program is effective to improve the gifted students' scientific creative problem solving skill overall. Specifically, the ASI was effective in the sub-catagories of scientific creative problem solving skills such as 'fluency', 'flexibility', 'originality', and 'appropriateness'. However, there was no significant change in the sub-category of 'reliability' and 'elaborateness' Second, we found that the ASP program is effective to improve the gifted students' sscience learning motivation overall. Specifically, the ASI was effective in the sub-catagories of science problem solving skills such as 'intrinsic motivation', 'correlation with personal goal', 'self-determination', and 'fear of evaluation'. However, there was no significant change in the sub-category of 'extrinsic motivation' and 'self-efficacy'. summary, the ASI program was shown to be effective for improving their scientific creative problem solving skill and scientific learning motivation; This study implies that the ASI curriculum would be a effective tool to help gifted students to improve their ascientific creative problem solving skill and their motivation to learn science.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권7호
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• pp.341-350
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• 2018

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 과학적 사고력과 과학적 감성을 계발하기 위한 과학 에세이 쓰기 활동을 개발하여 그 효과를 분석하는데 있었다. 연구를 위해 우리나라 G지역의 교사 양성 기관에 다니고 있는 1학년 학생 60명이 선택되었다. 60명의 초등 예비교사는 모두 '과학 탐구'와 관련된 교양 강의를 선택한 학생들이었다. 연구결과, 과학적 사고력과 관련된 글에서는 과학적인 방법인 '귀납'의 방법을 사용하는 것을 확인할 수 있었으며, 과학적 감성과 관련된 글에서는 이야기의 배경, 매개체, 목적과 관련된 서술이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 초등 예비교사들은 글쓰기가 거듭되면서 글쓰기 능력이 향상되었으며, '과학'에 대한 이미지도 많은 부분에서 긍정적으로 변화함을 확인할 수 있었다. 아울러 이번 연구는 과학 글쓰기 능력 향상을 위해서 다양하고 흥미로운 과학 탐구 활동이 필요함을 시사해 준다.

• 과학교육연구지
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• 제35권2호
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• pp.204-220
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• 2011

이 연구는 초기 광합성 연구자의 탐구 과정을 재구성하여 중학생들의 과학탐구능력과 광합성 관련 개념의 향상을 위한 실험 모듈을 개발한 후, 이의 적용 효과를 알아보고 광합성과 관련된 학생들의 선행 개념 유형과 개념 변화의 패턴을 분석하고자 하였다. 실험재료로는 Rapid-cycling Brassica rapa 라는 속성식물을 사용하였다. 개발된 모듈을 적용한 실험반의 수업은 교과서에 제시된 실험을 적용한 통제반의 수업에 비해 학생들의 과학탐구능력 향상에 효과적이었으며, 과학탐구능력의 하위 요소 중에서 측정, 예상, 가설 설정 능력의 향상에 효과적이었다. 실험반의 사전-사후 검사 결과를 비교해 본 결과, 관찰, 예상, 일반화 능력의 향상에 더욱 효과가 있는 것으로 나타났다. 개발된 모듈은 광합성 관련 개념 성취 및 생태계내에서의 식물의 역할, 식물의 먹이, 식물체 내에서 물과 양분의 이동과 관련된 개념 발달에 효과가 있었다. 학생들은 선행 개념으로 이산화탄소나 산소와 같이 눈에 보이지 않는 물질의 존재나 역할 또는 에너지의 축적과 같은 추상적 개념에 대한 이해가 부족한 것으로 나타났으나, 이 연구에서 개발된 모듈을 적용한 결과 유기물과 산소 생산자인 식물의 역할에 대한 포괄적인 개념 발달에 효과가 있었으며, 과학탐구능력과 광합성 관련 개념의 향상에 효과가 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.550-561
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• 2013

이 연구의 목적은 STEAM 교육이 초등학교 현장에 성공적으로 적용될 수 있도록 현장 상황을 반영한 슬기로운 생활 교과의 자연 영역에 관련 프로그램을 개발하고, 실제 적용한 후 결과를 분석하여 학생들의 탐구능력, 성취도, 과학에 대한 흥미와 태도를 긍정적으로 신장시키기 위한 효과적인 적용 방안을 마련하는데 있다. 이를 위해 경기도에 소재한 H 초등학교 1학년을 대상으로 실험반(34명)과 비교반(34명)을 각각 1개 학급씩 선정하여 실시하였다. 연구 결과를 간단히 정리하면 다음과 같다. 첫째, STEAM 학습 프로그램을 적용한 실험반 학생의 과학 탐구 능력의 변화를 분석한 결과, 실험반이 비교반보다 더 향상되었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 둘째, 투여한 프로그램은 학생의 학업성취도에 있어서도 긍정적인 향상되었으나 통계적으로 유의하지 않았다. 셋째, 과학적 태도의 변화 분석에서는 실험반 학생들이 비교반보다 향상되었고, 이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 그리고 학생과 학부모 면담 및 설문지 조사 결과와 교사의 수업 일지를 간단히 분석해 본 결과, 프로그램 적용 전에는 프로그램 계획에 교사의 학습 준비와 구조화에 어려움이 있고, 학습자와 학부모의 STEAM에 대한 인식도가 낮아 프로그램 실행에 대해 우려가 많았으나, 프로그램을 적용하여 수업을 실시한 결과, 학부모, 교사, 학생들은 다양하고, 감성적인 학문 융합의 체험 활동을 통해 창의성을 발현하는 STEAM 프로그램에 대해 긍정적으로 인식하게 되었으며, 종국에는 대체적으로 만족도가 높았다.

• 영재교육연구
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• 제18권1호
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• pp.1-21
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• 2008

이 연구에서는 과학 영재의 과학 창의성을 신장시키기 위하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발 적용하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위해 먼저, 과학 개념, 과학 탐구 기능, 창의적 사고 영역에서 선정된 요소를 융합하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발하였고, 과학 창의성을 측정하기 위해 과학 창의적 문제 해결력 검사(TSCPS)를 개발하였다. 과학 창의성을 신장시키기 위해 개발된 문제 해결형 탐구실험을 대학교 부설 영재 센터에 재학 중인 중학생 과학 영재 21명에게 적용하였다. TSCPS를 사전 사후에 실시하여 결과를 비교하였고, 실험 과정 중에 나타나는 학생 간 대화를 분석하였다. 문제 해결형 탐구 실험의 적용 후 TSCPS 사후 검사결과가 향상되었다. 실험 과정에서 나타난 학생 간 대화를 분석한 결과, 문제 해결을 위해 논리적인 설명과 사고를 많이 요구하는 실험에서는 수렴적 사고에 관한 대화 수가, 문제 해결을 위한 아이디어의 제시가 강조되는 실험에서는 발산적 사고에 관한 대화 수가 많이 나타났다. 이로써 문제 해결형 탐구 실험이 과학 창의성 신장에 긍정적인 영향을 줄 것이라 생각된다. 과학의 영역 특수성을 반영한 창의적 문제 해결형 탐구 실험은 영재 교육을 현장에서 수행하는 데 실질적인 도움이 될 것이라 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.556-564
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• 2004

본 연구는 중 고등학생의 창의력 및 과학적 사고력 향상을 위해 학습자 활동 중심으로 개발된 가설-연역적 실험 모듈이 과학고 학생들에게 효과적인지 알아보기 위해 수행되었다. 삼투압과 식물의 색소 분리와 관련된 5차시의 가설-연역적 실험 모듈의 효과를 알아보기 위하여 서울의 S 과학고 남 여 4개 반을 각각 46명씩 2개 학급으로 구성된 실험 집단 및 통제 집단으로 나누어서 수업을 하였다. 실험 집단은 삼투 현상 및 광합성 색소 분리와 관련된 가설-연역적 방식으로 구성된 생물 실험 모듈을 통해 학생 중심의 실험 수업을 하였고, 통제 집단은 개발된 실험 모듈과 같은 내용을 가지고 전통적인 방식의 실험 결과 확인 실험 수업을 수행하였다. 두 모듈을 적용하여 학생들의 창의력 및 과학적 사고력, 과학 탐구 능력 그리고 성취도의 향상 효과를 조사하였다. 연구 결과, 개발된 실험 모듈을 적용한 실험 수업은 기존의 전통적 실험 수업보다 학생들의 창의력, 과학적 사고력, 과학 탐구 능력에 유의미한 효과를 보였다. 이상과 같은 연구 결과는 삼투 현상과 광합성 색소 분리를 주제로 한 두 개의 생물 실험 모듈을 적용한 가설-연역적 방식의 수업이 전통적인 교과서 실험 방식인 확인식 실험 수업보다 학생들의 창의력 및 과학적 사고력을 높이는 데 효과가 있음을 의미한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제31권4호
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• pp.541-557
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• 2012

Interest is acknowledged to be a critical motivational variable that influences learning and achievement. The purpose of this study was to investigate the interest of the elementary students when free inquiry activities were performed through a brain-based evolutionary scientific teaching and learning model. For this study, 106 fifth grade students were chosen and performed individually free inquiry activities. The results of this study were as follows: First, after free inquiry activities, as to free inquiry science related attitude, a statistically significant difference was not observed. But they came to have positive feelings about the free inquiry. Especially students marked higher mean score in openness showed consistency in sub-areas of free inquiry science related attitude. Second, students had interests in various fields, especially they had many interests in area of biology. They chose inquiry subjects that seems to be easily accessible from surrounding and as an important criterion of free inquiry they thought the possibility that they could successfully perform it. And students who belong to the high level in the science related attitudes and academic achievement diversified more topics. Third, most of students failed to further their topics. However, the students who specifically and clearly extended their topics suggested appropriate variables in their topics. On the other hand, students who couldn't elaborate their topics were also failed to suggest further topics and their performance of inquiry was more incomplete. In conclusion, the experiences of success in free inquiry make the science attitude of students more positive and help them extend their inquiry. These results have fundamental implications for the authentic science inquiry in the elementary schools and for the further research.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.865-874
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• 2018

본 연구의 목적은 고등학교 학생들의 소집단 자유 탐구 활동에서의 탐구 문제 발견 과정을 탐색하는 것이다. 이를 위하여 고등학교 2학년 학생 91명을 대상으로 자유 탐구를 수행하게 하였다. 한 학기(약 4개월) 동안 이루어진 탐구 과정 중 비교적 성공적으로 탐구를 수행한 15개 모둠, 48명의 학생들을 대상으로 모둠별 심층 면담을 실시하였다. 면담 결과를 바탕으로 학생들의 탐구 과정에서 나타난 탐구 문제 발견의 단계와 탐구 문제 발견을 위해 시도한 전략을 통해 탐구 문제 발견 과정의 특징을 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 탐구 문제 발견 과정에서 주제어 선정, 문제점 제시, 의문점 제시, 탐구 문제 발견 등의 단계가 발견되었으며, 특히 탐구의 소재, 상황 등의 탐구 대상에 해당하는 주제어 선정 과정이 많이 발견되었다. 둘째, 학생들이 탐구 문제 발견 과정에서 사용한 전략으로는 정보 탐색, 선행 연구 탐색, 지식/경험의 공유, 지식/경험의 연결과 확장, 환경 인식, 전문가 자문, 적합성 논의, 정교화 등이 발견되었다. 셋째, 일상생활에서의 문제점을 발견하고 이를 해결하는 방안을 연구하는 형태의 탐구에서는 문제 발견 과정이 비교적 쉽게 이루어졌다. 넷째, 인터넷을 통한 선행 연구의 탐색은 주제어 선정 및 탐구 주제의 정교화 과정에서 유용하게 활용되었다. 다섯째, 학생들이 여러 개의 후보 탐구 주제 중 하나를 선택할 때 고려하는 주요 요인은 실행 가능성, 실생활 적용 가능성, 경제성 등이었다. 여섯째, 시사적인 상황이 탐구 주제 생성에 영향을 주었다. 이상의 내용을 바탕으로 학생들의 탐구 문제 발견을 도와 줄 수 있는 몇 가지 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.95-112
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• 2012

이 연구에서는 초등학생의 관찰과 분류를 중심으로 한 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 개발, 적용하여 학생들의 과학 탐구기능 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 명시적이고 반성적인 교수 학습전략은 이론적 고찰 후에 초안을 개발하고 전문가 검토를 거쳐 수정, 보완하였다. 실제 수업 진행을 위해 실험집단은 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 적용하여 수업하였고, 통제집단은 교사용지도서에 따른 일반적인 수업을 하였다. 학생들은 수업시행 전 후 과학탐구능력검사와 수업시행 후 학업성취도 검사를 하였다. 그리고 수업전사자료, 심층면담, 교사의 반성적 저널을 통해서 수업 전 후 탐구기능의 변화를 살펴보았다. 연구의 결과로 첫째, 개발한 교수 학습전략의 단계를 (1) 동기유발하기, (2) 반성적으로 탐색하기, (3) 명시적으로 안내하기, (4) 명시적으로 탐구하기, (5) 반성적으로 검증하기의 5단계로 설정하였다. 둘째, 개발한 교수 학습전략의 수업 적용 결과, 정량분석에서는 관찰과 분류에 대한 탐구능력의 성취도 향상이 전체(관찰과 분류를 합한 탐구능력)와 관찰능력에는 효과적이었으나, 분류능력에는 효과가 나타나지 않았다. 또한 개발된 수업전략을 적용한 수업은 학업성취도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 학업성취도와 탐구능력의 상관관계를 분석한 결과, 학업성취도를 높이기 위해서는 탐구능력의 향상이 중요하다는 사실을 알 수 있었다. 셋째, 정성분석결과, 개발한 교수 학습전략을 적용한 수업에서 교사의 명시적인 안내와 소집단 활동을 통하여 반성적인 학습활동이 이루어졌다. 이는 학생의 관찰과 분류의 탐구기능 향상에 효과적이었다. 그리고 정량분석과 정성분석 결과를 통해 과학탐구의 가장 기본적인 관찰기능이 형성된 후 이를 바탕으로 분류기능이 향상됨을 알 수 있었다.