• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.88-98
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• 2019

2018년부터 2015 개정 교육과정이 적용되면서 과학 분야에서 학생들의 과학적 소양 함양을 위한 노력들이 이루어지고 있다. 이 중에서 과학실험은 학생들의 과학에 대한 학습 흥미 진작과 과학적 태도 함양에 도움을 준다. 과학적 사실을 이론으로 배우는 것보다 실험을 통해 배우게 되면 학습자의 이해가 높아지며 좀 더 오래 기억할 수 있다. 따라서 과학적 소양 함양에 있어서 실험을 매우 중요하다. 하지만 중학교에서는 시간과 예산, 재료 부족으로 과학실험이 순조롭게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하고자 중학교 과학 교과서를 분석하고 과학 예비교사 학생들을 주로 대상으로 설문을 실시하여 가장 중요하게 여기는 과학실험을 선정한 후, 가상 환경에서 과학실험을 체험할 수 있도록 시뮬레이션형 모바일 앱을 개발하였다. 개발한 앱은 학습 강화 효과를 얻을 수 있도록 퀘스트 기반 학습방법을 사용하고 유니티를 사용하여 방탈출 게임형식을 접목하여 개발되었다. 본 연구에서는 앱을 개발한 후, 기존 앱들과의 차이점 분석과 사용자 피드백을 통해 향후 STEAM 콘텐츠로서 개발 의미와 기대효과에 대해 제언한다.

• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.267-280
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• 2017

이 연구의 목적은 초기 대표적인 과학학회의 설립과정과 그들의 활동에 대해서 살펴보는데 있다. 이를 위하여 대학 도서관 자료, 온라인 데이터베이스, 구글 학술 검색, 위키피디아 등에서 자료 검색을 실시하여 연구 대상 과학학회 설립 및 활동과 관련한 문헌들을 수집하였다. 이들 학회의 설립과 활동 분석을 위해 32편의 수집된 문헌, 선행연구 및 과학사 서적 등을 대상으로 내용 분석을 실시하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 과학적인 방법을 수행하기 위한 과정에서 실험의 중요성의 부각은 필연적으로 실험기기의 제작 또는 구입에 대한 비용의 증대로 귀결되었다. 따라서 과학자들은 독자적인 연구를 넘어, 공동체를 구성함으로써 최신의 정보를 교환하고, 상호 협력에 의해서 과학실험을 수행할 필요성에 직면하게 되었다. 이러한 필요성은 과학학회의 창립을 유발시키게 되었다. 초기 과학학회의 설립은 부유한 후원자가 전적으로 학회운영을 부담하는 경우, 학회 회원들이 회비를 거두어 운영하는 경우, 국가가 정부기관으로 설립하는 경우 등으로 구분할 수 있었다. 이 연구의 결과는 미래의 과학학회에 대해 시사점을 제공할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.583-595
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• 2004

본 연구의 목적은 초등학생들의 힘에 대한 개념이 연모 실험을 설계하는 과정에 영향을 끼치고 있는 가를 탐색적으로 분석하는 것이다. 초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 힘에 대한 개념을 4개의 선다형 문항을 실시하여 응답 유형을 구분하였다. 힘 개념을 조사하는 문항과 짝을 이루도록 개발된 연모 실험의 4가지 과제를 동일한 학생들에게 해결하도록 하여 실험 설계 능력 중 가설 설정, 변인 통제 및 실험 방법의 요인으로 구분하여 조사하였다. 연구의 분석 결과 초등학생들을 힘에 대한 개념을 과학적 개념과 대안적 개념 집단으로 구별될 수 있었으며, 그 개념에 따라서 실험 설계 능력 중 가설 설정과 변인 통제 및 실험 방법에서 어떤 유형으로 구별되는 가를 분석하였는데, 과학적인 힘 개념을 가진 학생들이 연모 실험의 가설 설정과 변인 통제 및 실험 방법에서 차이를 보이지 못하였다. 이런 결과는 초등학생들의 힘 개념이 연모 실험을 설계하는데 아무런 영향을 주지 못하며, 결국 과학 개념이 실험을 설계하는데 긍정적인 역할을 하도록 한다는 가정이 유지되기 어렵다는 점을 시사받을 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.757-767
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• 2002

사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험이 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에 미치는 효과에 대해 연구하였으며, 탐구실험 수업이 소집단의 구성방식에 따라 어떠한 차이를 나타내는지 알아보기 위해 인지수준이 동질인 집단과 이질인 집단의 효과를 비교하였다. 이를 위해 중학교 2학년 255명을 통제집단과 실험집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험 수업을, 통제집단에는 전통적인 실험 수업을 1년간 적용한 후 과학 학업성취도, 과학탐구능력, 학습동기 검사를 실시하였다. 사회적 상호작용을 강조한 탐구실험은 이끌어내기, 친숙해지기, 구성하기, 확장하기의 4단계로 구성되어 있으며, 관찰 현상을 학습과 연관시키고 실험을 설계하며 결론을 이끌어내는 과정을 통해 동료 및 교사와 상호작용을 할 수 있도록 구성되어 있다. 연구 결과 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험은 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에서 유의미한 효과가 있었다. 모든 인지수준의 학생들에게 효과가 나타난 것은 아니었으나 대부분의 인지 수준에서 학업성취의 효과가 크게 나타났으며, 학업성취에 비해 과학탐구능력의 향상정도가 낮았다. 소집단 구성에 따른 효과에서는 동질집단이 이질집단에 비해 성취도와 학습동기에서 유의미한 향상이 있었다. 이러한 결과는 과학탐구실험에서 상호작용이 중요하며, 상호작용이 학생들의 성취도와 탐구능력 향상에 긍정적 영향이 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권3호
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• pp.211-226
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• 2008

The purpose of this study was to investigate science teachers' understandings about scientific argumentation in the classroom. Seven structured interview protocols were developed, asking the definition of scientific inquiry, the differentiation between scientific inquiry and hands-on activity, the opportunity of student argumentation, explicit teaching strategies for scientific argumentation, the critical example of argumentation, the criteria of successful argumentation, and the barrier of developing argumentation. The results indicate that there are differences and similarities in understandings about scientific argumentation between two groups of middle school teachers and upper elementary. Basically, teachers at middle school define scientific inquiry as the opportunity of practicing reasoning skills through argumentation, while teachers at upper elementary define it as the more opportunities of practicing procedural skills through experiments rather than of developing argumentation. Teachers in both groups have implemented a teaching strategy called "Claim-Evidence Approach," for the purpose of providing students with more opportunities to develop arguments. Students' misconception, limited scientific knowledge and perception about inquiry as a cycle without the opportunity of using reasoning skills were considered as barriers for implementing authentic scientific inquiry in the classroom.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권2호
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• pp.253-264
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• 2016

The purpose of this study was to investigate implications of self-directed learning experiments in elementary science education through understanding elementary school students' awareness of their experiences in self-directed learning experiments. Twenty students joined the school science club voluntarily and conducted self-directed learning experiments. We collected data through observation of the experiments, interviews, and questionnaires. The students who participated in the club showed high satisfaction with self-directed learning experiments. The participants were aware that their scientific interest and knowledge, and the confidence in conducting experiments were increased. The students felt positive about the inquiry process of conducting self-directed learning experiments with their own subjects. They also felt a sense of achievement in attempting their experiments in defiance of several failures. The participants realized that the self-directed inquires led to increased declarative and procedural knowledge of science. The students stated that they had some difficulties in coping with the different results contrary to expectations and preparing laboratory materials and instruments. Nonetheless, they showed the promotion of their scientific literacy during overcoming those difficulties. We suggest that self-directed learning experiments can be a more effective way in science learning to make students experience the nature of science than existing school experiments. This can be implemented through a creative experience activities such as science clubs.

• 한국지구과학회지
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• 제26권5호
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• pp.387-394
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• 2005

본 연구는 과학 영재 프로그램을 개발하고 개선하는데 반영하고자 2002년도 서울 대학교 과학 영재 교육센터에서 운영된 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 학습 목표, 과학적 모형, 과학 탐구의 인지 과정을 분석하였다. 교육 목표와 과학적 모형, 탐구 활동의 세 요소들은 과학 교육 과정의 구성에 있어서 중요하다는 판단 아래 각 요소들이 제시된 정도를 파악한 후 이들의 수준이 영재 학생들의 인지적 요구를 충족시키는지에 초점을 두어 분석 결과를 해석하였다. 이에 따라 교육 목표의 인지 영역 중에서 상위 사고력 영역에 해당하는 종합 영역, 과학적 모형 중에서 상위수준의 추상성과 복잡성 모형인 다 개념-과정 모형, 과학 탐구의 인지 과정 중 창의성 영역에 해당하는 실험 설계의 인지 과정이 과학 영재 학생들을 가르치는 데 중요한 항목임을 전제하였다. 분석 결과 서울 대학교 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 교육 목표는 상위사고력 영역과 하위사고력 영역이 비슷한 비율로 나타나며, 그 중에서 종합 영역은 낮게 나타났다. 과학적 모형은 다 개념-과정 모형보다는 단일 개념 모형이 많았으며 추상성 수준은 중간 정도였다. 과학 탐구의 인지 과정은 실제 과학 탐구의 인지 과정을 고르게 다루지는 않았다. 특히 실험 설계의 인지 과정은 적게 다루고 있었다. 따라서 분석한 과학 영재 프로그램이 과학 영재들의 인지적 요구를 충족시키기 위해서는 종합 영역의 교육 목표, 다 개념-과정 모형, 실험 설계의 인지 능력을 더 많이 반영해야 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권3호
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• pp.346-356
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• 2015

The purpose of this study was to explore the characteristics of elementary science gifted students' modification of scientific explanations based on evidences. For this study, sixteen $6^{th}$ elementary students were participated. The subjects of this study were enrolled in the program for the science gifted. Students were asked to generate initial hypotheses before experiment, and to modify and revise their scientific explanations based on the experiments about water rising in burning candle(s). All the processes of small group discussion during the inquiry were audio-recorded. Students' modification of their scientific explanations were appeared in three types: 1) appropriate connections among evidences, reasoning, and claims, 2) disconnections among evidences, reasoning, and claims and/or use of inappropriate reasoning, 3) scientific explanations without their own understanding. Other problems that students encountered in the processes of modification of their explanations were also discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-60
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• 1996

The purpose of this study is to develope and analyze a test for the assessment of physics inquiry experiment. To do this, three experiments about 'analysis of motion', 'the relation of force and acceleration', and 'free fall motion' in high school physics textbooks were chosen, and 5 scientific inquiry domains and 16 science process skills have been specified. For each experiments, test sheet of $29{\sim}44$ questions for assessing students' ability about physics inquiry experiment were developed on the basis of the scientific inquiry processes developed earlier. After instruction about 3 experiments mentioned above, a test was administered to the students who took experiment. After the adminstration of a test, the ratio of correct answers, discrimination index, and reliability were analyzed. Using the ratio of correct answers, we can determine item difficulty. Through the D.I(discrimination index), we can find which items can discriminate the students who took experiment well from those who took experiment badly, and we can also find the stability of a test result by the reliability analysis. The test developed in this study were also administered to the students who did not take experiments, and the results were compared with the those of the students who took experiments. With the comparison by chi-square method, we could find which items can discriminate the students who took experiments from those who did not take experiments.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제39권3호
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• pp.353-368
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• 2020

This study analyzed the teacher's perception for influence of behavioral characteristics of scientifically-gifted students on general students in elementary school science class. To do this, we selected the eight elementary school teachers who were conducting the regular science classes including scientifically-gifted students belonging to the gifted education institutes in Seoul and conducted individual in-depth interviews. The analysis of the results reveal that the teachers mentioned seven behavioral characteristics of scientifically-gifted students in general elementary school science classes.: 'excellent in designing and performing experiments', 'playing a leading role in experiments', 'expressing their abundant prior knowledge frequently', 'attempting their tasks with curiosity and persistence', 'displaying scientific creativity', 'often asking scientific questions in detail', and 'expressing their opinions logically'. These behavioral characteristics of scientifically-gifted students had positive effects on general students, such as 'providing them with a successful experience in conducting experiments', 'improving understanding of science class contents', 'developing scientific thinking and reflective thinking', and 'improving their students' positive experiences about science'. However, the excessive learning-driven behaviors of scientifically-gifted students had negative effects on general students, such as 'limiting opportunities for general students to participate in classes', 'conducting passive exploration centered on results', and 'causing conflicts with general students'. Educational implications of these findings are discussed.