• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.347-358
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• 2020

본 연구에서는 초등학교 저학년 학생의 과학재능을 효과적인 방식으로 판별할 수 있는 도구를 개발하고 시범 적용하였다. 재능 판별도구는 다양한 경로의 정보를 복합적으로 활용하기 위하여 교사 의견서, 지필형 검사, 수행형 검사로 구성하였고, 시범 적용의 결과는 검사의 저학년 적합성 측면과 적극적 참여 유발 측면에서 평가하였다. 우선 저학년 적합도를 확인하고자 참여 학생들이 수행형 검사에서 보인 말과 행동을 귀납적으로 분석하였고, 과학 지식 및 과학탐구수행요소와 관련하여 범주화한 30개의 탐구행동유형은, NGSS 과학탐구수행요소의 k-2학년 수준에 해당되거나 일부 상회하고 있었다. 따라서 본 검사는 저학년을 대상으로 과학 재능을 판별하기에 적합하다고 판단된다. 다음으로, 수행형 검사가 참여 학생의 과학재능을 파악할 수 있을 정도의 충분한 탐구 행동을 유발할 수 있는지를 확인하였다. 수행형 검사에서 나타난 참조문장 수를 참여도의 지표로 삼고 비교한 결과, 과학적 흥미가 높음에도 불구하고 수동적인 태도로 참여한 2건의 사례가 나타났다. 담임교사 의견서에 포함된 1년간의 관찰기록, 지필형 검사 및 수행형 검사의 종합적 비교와 담임교사와의 심층 면담을 통해 원인을 분석한 결과, 과학적 경험이 검사에서 상정한 수준을 훨씬 상회하고 있거나 참여자의 관심 영역이 매우 협소하고 기호의 차이도 커서 제시된 소재에 대해 흥미를 쉽게 잃었던 경우임을 확인하였다. 본 연구를 통해 수행형 검사를 활용한 저학년 과학재능 검사의 가능성을 확인하였으며 다양한 사례의 측적을 통해 교육현장에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제41권1호
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• pp.111-134
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• 2017

이 연구의 목적은 '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 개발하고 초등학교에 적용하여 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위해 경기도 소재 초등학생 110명이 참여하였다. 54명은 실험 집단으로, 56명은 비교집단으로 배치하였으며 프로그램 적용 전후에 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도 검사를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 미래지향 시간관 전체 점수와 2개 하위 영역 모두에서 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 둘째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 진로인식 전체 점수와 4개 하위영역 점수가 비교 집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 셋째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 과학적 태도 전체 점수와 7개 하위영역 점수가 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 넷째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램에 대한 실험집단 학생의 만족도를 조사한 결과 '나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다'라는 항목에서 가장 높은 긍정적 인식을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서 개발 적용한 STEAM 프로그램이 초등학생의 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도를 향상시키는 데 효과적임을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권2호
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• pp.201-207
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• 1997

This study was performed to survey the achievements in problem solving by the inquiring experiment, which was done by the superior group in the traditional cocepts-centered written tests. The purpose of this study was to identify characteristics of inquiring experimental assessment by analyzing differences between concepts-centered written and inquiring experimental tests. The subjects of this study was 211 applicants. They are the superior group of the 9th grade students, and score in the top 1% of total achievements percentage in school. They also have passed the primary entrance examination. The inquiring experimental test was developed according to the curriculum in school, and is composed of 5 subcategories: problem-perception and formulating hypothesis, designing an experiment, carring out an experiment, recording data and drawing conculsion, and generalizing conculsions and communicaton. The checklists of each subcategory were made and testing methods were divided into observation and report. The major results of this study are as follows: 1. The achievements in each subcategory of inquiring experimental performance were very low in the superior group who took the concepts-centered written tests. 2. The results of factor and correlation analyses in this study confirmed the abilities measured by inquiring experimental assessment differed from abilities measured by existing tests. These results indicated that even students who achieved high in scientific knowledge, these abilities were not automatically transformed inquiry process which many other abilities were integrated into. Therefore, problem solving ability requires integrated abilities which are fostered by inquiring experimental tasks. This suggests that new instrument for assessment must be developed to measure integrating ability especially where scientifically gifted students are selected, or where entrance examinations to the science schools are administered.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권1호
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• pp.113-125
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• 2021

In this study, a problem-centered learning based STEAM field experience learning program was developed and the effects of applying it were investigated. The program was composed of 8 sessions by using problem-centered learning education method and integrating STEAM elements between disciplines. The contents of program are as follow. In the step of sharing problems and making a problem-solving plan, they understood the various examples and meanings of endangered species, explored the project activities, and made an inquiry plan. In the search and re-exploration phase, a smart device was used to investigate the appearance, habitat environment and cause of extinction for Clithon retropictus, and a site inquiry plan was established for each group. Then, they moved to the field to explore brackish-headed gallops and discuss ways to protect endangered species. In the step of creating a solution, a web-based report was produced as the final product using smart devices based on the results of the inquiry. In the presentation and evaluation stage, the produced web-based report was used to present each group, conduct mutual evaluation, and organize project activities. The developed program was applied to 6th grade 29 students enrolled in the J University Gifted Education Center. In order to find out the effectiveness of the program, tests of science process skill, creative problem-solving ability, and scientific attitude were conducted before and after of program learning, and the results were statistically analyzed by t-test. In addition, a STEAM program satisfaction test was conducted after project in order to find out the satisfaction of the class. As a result of application of the program, the results were significantly improved in openness, criticism, and creativity among the sub-factors of creative problem-solving ability and scientific attitude. Satisfaction with the STEAM program was also high, but no significant result was found in science process skill. Therefore, the program of this study could be influenced on improvement of creative problem-solving ability and scientific attitude of gifted students in elementary science.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.233-243
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• 2013

이 연구의 목적은 기주의 길이와 공명주파수의 관계를 정량 분석할 수 있는 교육용 실험기구를 개발하는 것이다. 일회용 플라스틱 주사기와 분자모형 조립용 플라스틱 구를 이용하여 '머리' 달린 기주 공명 장치를 제작하고 상용화된 소프트웨어를 이용하여 PC 실험시스템을 구성하였다. 연구 결과, PC 실험시스템은 전문가용 장비를 대신할 수 있는 것으로 나타났다. 주사기로 만든 이 실험기구는 '관'이 아닌 '헬름홀쯔 공명기'인 것으로 증명되었다. 실험으로 얻은 자료가 소리공명현상을 증명할 수 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 이 주사기 공명기는 중고등학생을 위한 영재교육이나 대학 음향실험용으로 사용가능한 실험장치이다.

• 과학교육연구지
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• 제33권1호
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• pp.1-11
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• 2009

이 연구의 목적은 학생특성에 따른 소집단 구성이 집단 내 논증과정의 수준에 주는 영향이 어떠한지를 알아보는 것이다. 이를 위해 대전시 소재 고등학교 11학년을 대상으로 자아개념과 과학적 태도 검사를 실시하였으며, 검사 결과를 바탕으로 연구에 참여할 12명을 선정한 후, 이들을 이질집단과 동질집단으로 구성하였다. 집단에 주어진 과제를 수행하면서 실험결과에 대한 해석 과정에서 나타나는 학생들의 논증과정을 VCR 자료로 촬영한 후 전사하였다. 전사된 자료는 Mitchell(2001)의 분류틀에 의해 분석되었으며, 그 결과는 다음과 같다. 소그룹 중 자아개념과 과학적 태도 특성이 모두 높은 집단이 나머지 집단보다 논증의 수준이 높았다. 따라서 수업 중 학생들의 논증활동을 증진시키기 위해 자아개념과 과학적 태도가 낮은 학생들이 논증활동에 적극적으로 참여할 수 있도록 적절한 발문 유도와 활동이 제시될 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.53-65
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• 2022

야외에서 이루어지는 과학 탐구학습은 이론적으로 학습한 내용의 구조화 및 적용에 긍정적 효과를 나타내며, 개방적인 사고를 유발함으로써 다양한 탐구활동의 경험을 유발한다. 또한 현장의 다양성과 특수성을 통해 제공되는 실제 경험은 학습자의 정의적 영역에도 긍정적으로 작용한다. 특히 경험적 학습의 맥락에서 생물에 대한 야외 학습프로그램은 실물 관찰 및 생태적 학습 경험의 제공 측면에서 필수적인 과정에 해당한다. 반면, 야외 탐구활동을 위해서는 전문적인 기본 소양과 해결되어야 하는 선행과제들이 존재하며, 이로 인해 실제 교육현장에서 잘 이루어지지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 야외 탐구와 관련된 전문소양을 보조할 수 있는 인공지능을 직접 학생들이 생성하고 활용하여 쉽고 빠르게 의사결정할 수 있으며, 다양한 식생 분포로 생태학적 가치를 지니고 있는 해안사구 식물을 탐구 대상으로 하는 야외 학습 프로그램을 개발하고자 하였다. 이를 위해 관련 문헌들을 고찰하여 활동 프로그램을 구성하였으며, 개발한 프로그램의 경험이 초등 과학영재 학생들에게 어떤 영향을 주는지 사례 적용을 통해 확인하였다. 활동 프로그램의 적용 결과 개발한 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 동기수준, 과제집착력, 태도 변화에 긍정적인 영향을 줄 수 있었다. 결론적으로 인공지능을 활용하여 해안사구 식물을 탐구하는 야외 프로그램을 개발할 수 있었으며, 개발된 프로그램은 초등학생의 정의적 영역에 긍정적 효과를 제공할 수 있을 것이다.

• 영재교육연구
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• 제24권4호
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• pp.509-541
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• 2014

21세기 지식 기반 사회가 추구하는 가치나 비전에 따른 과학 영재 교육의 새로운 방향으로서 핵심 역량 중심의 교육을 고려해 볼 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 향후 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 선결 요건으로서 과학자의 핵심 역량 모델을 개발하고, 타당성을 검토하였다. 이를 위하여 논문, 도서, 신문 기사, 행동사건면접에 대한 분석을 바탕으로 설문 문항을 개발한 후 설문 조사를 실시하였다. 그리고 설문 조사 결과를 바탕으로, 탐색적 요인분석을 실시하였다. 그 결과, 5개의 역량군, 15개의 하위 역량으로 구성된 잠재적인 핵심 역량 모델을 구성할 수 있었고, 확인적 요인분석을 통해 탐색된 핵심 역량 모델의 신뢰도와 수렴타당도, 판별타당도 등을 확보할 수 있었다. 과학자의 핵심 역량 모델에서 '인지' 역량군은 '창의적 사고', '종합적 사고', '탐색적 사고', '분석적 사고', '개념적 사고'의 5개 하위 역량으로 구성되었다. '성취지향' 역량군은 '주도성', '준비 및 문제해결력', '전략적 영향력'의 3개 하위 역량으로 구성되었고, '과학적 태도' 역량군은 '유연한 사고와 태도', '연구 열정', '과학에 대한 견해'의 3개 하위 역량으로 구성되었다. '개인 효과성' 역량군은 '풍부한 경험과 체험', '글로벌 자세'의 2개 하위 역량으로 구성되었으며, 마지막으로, '네트워킹' 역량군은 '대인이해', '의사소통'의 2개 하위 역량으로 구성되었다. 이 연구 결과는 과학자의 핵심 역량 모델을 과학 영재 교육에 소개하고, 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 프로그램 개발이나 전략 마련 등을 위한 기초 자료를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 말소리와 음성과학
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• 제14권3호
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• pp.41-49
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• 2022

본 연구는 미국영어 화자의 평균적 음향 스펙트럼 분포를 확보한 후 과학영재학교 재학생의 영어발화 양상을 비교하여 상대적으로 우수한 지적 역량을 갖춘 우리나라 과학영재들의 초분절적 영어 유창성 양상을 규명하고, 그 근접성 정도가 영재학교 학생의 영어 과목 정기고사 성취도와 어떤 관계성을 갖는지 탐구하고자 진행되었다. 불과 수 초에서 수십 초에 불과한 음성녹음 데이터 위주로 분석을 시행했던 종래의 연구와 달리 총 4시간에 달하는 미국영어 원어민 화자(남성 15명, 여성 15명)의 음성녹음 자료를 MATLAB(R2022a; The Math Works) 코드로 분석하여 20 -20,000 Hz 주파수 범위 내의 대역별로 장기 스펙트럼 음향에너지 분포값을 확보했으며, 이를 기준으로 과학영재학교 1학년 신입생 80명의 녹음데이터 LTASS(long-term average speech spectrum) 분석 수치와 비교한 결과, 영어 과목 학기말고사의 학업성취도 수준이 상위 30% 이내인 학생들의 표본을 제외하고는 미국영어 음향에너지 분포와의 근접성이 통계적으로 유미하지 않다고 밝혀졌다. 영재학교 입학 후 영어 성취도를 예측하기 위한 지표를 발견하기 위해 수용성 어휘크기검사(receptive vocabulary size test), 학기 중 복수 회 실시한 영어 어휘 형성평가 퀴즈 누적 점수, 공인 영어말하기시험(English Speaking Proficiency Test, ESPT) 성취도를 추가 변량으로 하여 정기고사 성취도와의 상관관계 분석 및 각 변량 간 선형 회귀분석을 시행하였는데, 대개 유년시절 완성되는 영어 유창성을 측정하는 ESPT보다는, 1학기 및 2학기 초 실시한 수용성 어휘크기검사 및 수과학 분야 저빈도 어휘 위주 형성평가 점수와의 통계적 유의성이 월등히 높다는 사실이 관찰되었다. 따라서, 본 연구로부터 확보된 이론적 기반을 토대로 국내 영재학교에서는 발음교육보다 과학영재를 주요 대상으로 한 전문적 수준의 저빈도어휘 교육이 보다 효과적인 교수 요목이라 추정할 수 있다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.771-804
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• 2014

'무게중심'의 개념은 현재 초등교과영역에서 처음 등장하여 대학의 수학과 물리학, 공학 분야 등 폭넓게 응용되고 있지만 실제 교육은 실생활과 유리된 이론수업의 형태가 대부분이었다. 2013년 '${\bigcirc}{\bigcirc}$대학교 과학영재교육원'에서 영재학생들을 대상으로 '무게중심 확인 융합 프로그램'을 개발하였고, 본 연구에서는 이 프로그램을 수준별 수업으로 재구성하여 비영재학생들에게 적용시켜 그 효과성을 분석하고자 한다. 물체의 빈 공간이나 물체 밖에 무게중심이 존재하는 경우를 확인하는 실험 등 새로운 과정을 포함하였으며, 무게중심을 구할 때 핵심이 되는 지렛대의 원리에서 지렛대의 무게를 고려한 계산 방식을 제시하여 보다 실제적으로 개념에 다가갈 수 있도록 하였다. 초 중 고등학교 학생 총 65명을 대상으로 기존 8차시 프로그램을 4차시로 재편성하여 적용하였고, 수업 후 설문과 토론, 인터뷰 등을 통하여 분석한 결과, 학생들은 정밀한 오차분석 등의 과정을 통하여 수준 높은 성공의 경험을 하였다.