• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.657-670
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• 2020

지식정보화 사회가 되면서 기존과는 다른 유형의 사회 문제들이 발생하고, 이를 파악하고 해결하는데 필수적인 역량으로 지식정보처리역량을 꼽을 수 있다. 지식정보처리역량은 정보의 수집과 분석, 활용을 할 수 있는 역량으로 학문 분야에 따라 그 적용이 달라질 수 있으므로 일반 소양적인 측면과 교과 맥락적인 측면으로 나누어 교육할 수 있다. 과학에서의 지식정보처리역량 함양 교육은 이제까지는 일반 소양적인 측면에서 주로 실행됐으므로, 과학 탐구 활동을 통해 교과 맥락적인 측면에서의 교육이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 학교 현장에서 일반적으로 적용 가능한 지식정보처리함양을 위한 데이터 기반 과학탐구 모형과 수업전략을 개발하였다. 모형과 수업전략은 설계·개발 연구방법론에 따라 문헌연구를 바탕으로 모형과 수업전략을 1차 개발하고 전문가의 조언을 듣는 내적 타당화 과정과 실제 현장에 적용하는 외적 타당화 과정을 통해 수정, 개선하여 완성하였다. 자원기반학습 이론을 바탕으로 과학탐구 모형, 데이터 과학의 특징, 통계적 문제 해결력 모형에 대한 문헌 연구를 실시하였고, 전문가 5인의 자문을 받아 CVI, IRA 값을 구하고 면담을 통해 모형과 전략을 개선하였으며 두 번의 외적 타당화 과정을 거치며 현장 적용성 높은 모형과 전략을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 탐색적 과학 데이터 분석 탐구모형(Exploratory Scientific Data Analysis Inquiry Model, 이하 ESDA 탐구모형)으로 학교의 상황에서 실행가능한 도구를 먼저 선택하고 데이터를 수집하며, 그 후 분석 과정에서 질문을 찾고, 이를 새로운 가설로 설정하여 또 다른 탐구를 진행하는 형태를 갖는다. 수업 전략은 최종 7가지 원리로 세분화 되었는데, 도구 탐색의 원리, 실생활 데이터 수집의 원리, 데이터 변형의 원리, 데이터 해석의 원리, 문제 구체화의 원리, 문제 해결의 원리, 표현과 공유의 원리이다. 각 원리는 탐구 모형과 연계되어 있으며, 교수 전략 뿐 아니라 탐구를 수행할 수 있는 환경 구성의 조건을 포함하고 있어 현장 적용성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일반적인 대규모의 학생을 대상으로 양적 연구를 실시하지 못했다는 한계가 있으나 지식정보처리 역량을 과학탐구의 관점에서 접근하여 실제적 모형과 전략을 개발했다는 점에서 의의가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.376-388
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• 2015

본 연구에서는 초등 과학 영재들을 위한 과학 탐구 능력 평가 문항을 개발하고 이를 초등 과학 영재들에게 적용하여 그 활용성에 대해 살펴보고자 하였다. 과학 탐구 능력 평가 문항은 실험 기반의 형태로 '식물의 구조와 기능' 단원의 식물 관다발 구조에 대한 것으로 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 영역으로 구성되어 있다. 그리고 평가 문항의 채점 기준은 관찰 및 추리 영역의 경우 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 관다발 배열과 구조, 물관의 위치, 잉크에 식물을 담가 두는 이유 등의 요소를 가지고 상세화하였다. 실험 설계 영역의 경우 식물해부 방법, 실험 과정 구성 등을 요소로, 결론 도출영역의 경우는 실험 결과에 대한 예상, 예상과 결과에 대한 비교와 검증 등으로 상세화하였다. 이렇게 개발된 과학 탐구 능력 평가 문항을 대학부설 과학영재교육원에서 교육받고 있는 22명의 초등 과학영재들에게 적용하였다. 그 결과 과학영재들에게 활용 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권6호
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• pp.583-594
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• 2023

본 연구는 코로나19 관련 데이터를 활용한 고등학생을 위한 e-PBL 프로그램을 개발하고 개발된 프로그램이 학생들의 과학과 핵심역량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 학습자와 e-PBL의 특성을 고려한 e-PBL 프로그램과 과학과 핵심역량 분석틀을 개발하여, 일반고 생명과학동아리 학생 26명에게 적용했다. 질문지를 통한 과학과 핵심역량 검사가 수업 전·후로 실시되었고, 수업 중 담화 데이터를 수집하여 분석틀로 분석하였다. 연구 결과, 개발된 프로그램은 다섯가지 과학과 핵심역량 향상에 효과가 있었다. 과학과 핵심역량 설문지 분석 결과에서는 과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제해결능력에서만 유의한 영향이 있는 것으로 나타났고, 과학적 의사소통 능력과 과학적 참여 및 평생학습 능력은 질문지에서는 유의미한 결과를 나타내지 않았지만, 담화 분석 결과에서는 유의미한 결과를 나타내었다. 특히, 과학적 의사소통 능력과 과학적 참여 및 평생 학습 능력은 프로그램 단계를 통해 가장 고르게 나타났다. 본 연구를 통해 개발한 코로나19 관련 데이터를 활용한 고등학생용 e-PBL 프로그램은 학생들의 과학과 핵심역량 향상에 효과적임을 확인했으므로 과학교육 현장에서 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.77-86
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• 2014

국제 학업 성취도인 PISA2007, TIMSS 2011에 의하면 우리나라 학생들의 수학, 과학 학업성취도는 최상위에 해당하지만, 관련 태도가 낮다는 결과가 나왔다. 또, 사회에 만연한 이공계 기피현상, 초중고에서 점점 사라지고 있는 정보과학 교육의 현실을 반영하는 학습 경험을 제공해야 할 필요성이 제기되었다. 이러한 필요성에 의해 본 연구자는 2012년에 Physical Computing 기반의 STEAM 프로그램을 개발하고 그 효과를 연구하였다. 그 결과 과학적 문제해결력, 과학적 태도, 인성 등에서 향상되는 결과를 얻었다. 본 연구에서는 2012년 연구의 후속연구이다. STEAM 프로그램을 적용하여 향상을 가져 온 4학년 학생들이 1년 후에 STEAM 교육을 받지 않았을 때 학생들에게 어떤 변화가 생겼는가를 연구하였다. 분석 방법은 4학년 초, STEAM 교육을 받은 4학년말, STEAM 교육을 받지 않은 5학년말의 검사 결과를 비교하였다. 그 결과 과학적 탐구에 대한 태도를 제외한 모든 영역에서 STEAM 교육을 받지 않은 5학년말은 4학년 초에 비해 향상이 없는 결과를 얻었다. 이것은 STEAM 교육의 필요성에 대한 역설적인 증거라고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-184
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• 1995

The purpose of this study was to analyse the problems of 'Science Inquiry Experiment Contest(SIEC)' which was one of 8 programs of 'The 2nd Student Science Inquiry Olympic Meet(SSIOM)'. The results and conclusions of this study were as follows: 1. It needs to reconsider the role of practical work within science experiment because practical work skills form one of the mainstays in current science. But the assessment of students' laboratory skills in the contest was made little account of. It is necessary to remind of what it means to be 'good at science'. There are two aspects: knowing and doing. Both are important and, in certain respects, quite distinct. Doing science is more of a craft activity, relying more on craft skill and tacit knowledge than on the conscious application of explicit knowledge. Doing science is also divided into two aspects, 'process' and 'skill' by many science educators. 2. The report's and checklist's assessment items were overlapped. Therefore it was suggested that the checklist assessment items were set limit to the students' acts which can't be found in reports. It is important to identify those activities which produce a permanent assessable product, and those which do not. Skills connected with recording and reporting are likely to produce permanent evidence which can be evaluated after the experiment. Those connected with manipulative skills involving processes are more ephemeral and need to be assessed as they occur. The division of student's experimental skills will contribute to the accurate assess of student's scientific inquiry experimental ability. 3. There was a wide difference among the scores of one participant recorded by three evaluators. This means that there was no concrete discussion among the evaluators before the contest. Despite the items of the checklists were set by preparers of the contest experiments, the concrete discussions before the contest were necessary because students' experimental acts were very diverse. There is a variety of scientific skills. So it is necessary to assess the performance of individual students in a range of skills. But the most of the difficulties in the assessment of skills arise from the interaction between measurement and the use. To overcome the difficulties, not only must the mark needed for each skill be recorded, something which all examination groups obviously need, but also a description of the work that the student did when the skill was assessed must also be given, and not all groups need this. Fuller details must also be available for the purposes of moderation. This is a requirement for all students that there must be provision for samples of any end-product or other tangible form of evidence of candidates' work to be submitted for inspection. This is rather important if one is to be as fair as possible to students because, not only can this work be made available to moderators if necessary, but also it can be used to help in arriving at common standards among several evaluators, and in ensuring consistent standards from one evaluator over the assessment period. This need arises because there are problems associated with assessing different students on the same skill in different activities. 4. Most of the students' reports were assessed intuitively by the evaluators despite the assessment items were established concretely by preparers of the experiment. This result means that the evaluators were new to grasp the essence of the established assessment items of the experiment report and that the students' assessment scores were short of objectivity. Lastly, there are suggestions from the results and the conclusions. The students' experimental acts which were difficult to observe because they occur in a flash and which can be easily imitated should be excluded from the assessment items. Evaluators are likely to miss the time to observe the acts, and the students who are assessed later have more opportunity to practise the skill which is being assessed. It is necessary to be aware of these problems and try to reduce their influence or remove them. The skills and processes analysis has made a very useful checklist for scientific inquiry experiment assessment. But in itself it is of little value. It must be seen alongside the other vital attributes needed in the making of a good scientist, the affective aspects of commitment and confidence, the personal insights which come both through formal and informal learning, and the tacit knowledge that comes through experience, both structured and acquired in play. These four aspects must be continually interacting, in a flexible and individualistic way, throughout the scientific education of students. An increasing ability to be good at science, to be good at doing investigational practical work, will be gained through continually, successively, but often unpredictably, developing more experience, developing more insights, developing more skills, and producing more confidence and commitment.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제20권1호
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• pp.45-57
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• 2001

The purpose of this study is to guide and apply gettable and accessible materials around everyday life into classroom instruction, and to find out their effects on student academic achievement. In order to achieve it, this study was tried to develop and guide available materials around life in teaming activities, to provide a preliminary assignment that could apply the available materials, and to compare its academic achievement to one from field trip loaming. For the hypothesis testing, first, the experimental and comparing classes were selected based on the results of basic learning diagnostic evaluation, which conducted by the researcher being served as a full-time science teacher of the third and sixth grade of K elementary school in Kwangju for 2 years. Secondly, the instructional use of the available materials around life was applied to the experimental class. Also, the instructional use of the existing materials was applied to the comparing class. Finally, for the testing of the effects on academic achievement, the posterio test was implemented after conducting the experimental instruction in knowledge·understanding, inquiry process, and attitude domains classified by the unit characteristics. Using SPSS/WIN program the t-test was performed in order to compare the differences between the two groups. Major findings were as follows: 1) In the achievement test of knowledge·understanding domain, there were no significant differences at the 5％ level between the experimental and comparing classes. It could be difficult to say, therefore, that the instructional use of the available materials around life was more effective than the instructional use of the existing materials. However, it had some effects on differences between the third grade final achievement test and sixth grade experimental class. 2) In the achievement test of inquiry process domain, there were some significant differences in that the sixth grade experimental class was higher than the third grade out-of classroom experience unit. It was indicated that the instructional use of the available materials around life had some effects on improving the students' inquiry ability 3) In achievement test of attitude domain, there were some significant differences. It was shown that the self-evaluation test of the sixth grade experimental class unit was higher than that of the third grade out-of classroom experience unit; Especially, the learning activities in the experimental class were more active, and the experimental practice ability was improved. It was presented that the instructional use of the available materials around life had some effects on the students' academic achievement in attitude domain. It was concluded from this study that the instructional use of the available materials around life was less effective on Knowledge understanding domain, but was effective on improving their scientific inquiry ability and interest on science education.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.325-331
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• 1995

The purpose of this study is to analyze learning objectives of biology contents in SATIS 14-16. Modified the 5th NAEP three dimentional science assessment framework was used to analyze learning objectives of SATIS 14-16. This study will be a basic data for the development of STS programs in KOREA. The following results were obtained. 1. In a content dimension, 'structures and functions of organism'(63.9%) was the most frequently found, followed by 'the nature and our Iives'(22.1%), 'a continuity of Iife'(9.4%) and 'our surrounding Iives'(4.7%). 2. In a cognitive dimension, an understanding of scientific knowledge(32.7%) was the most frequently found, followed by an improvement of inquiry ability(25.6%), attitude(24.7%), and scientific knowledge and its application(17.0%). 3. In a context dimension, a personal context(32.8%) was the most frequently found, followed by a social context(27.3%), a scientific context(20.0%) and a technological context(20.0%). 4. There were some differences in behavior when each content was compared. In 'surrounding lives' and 'a continuity of life', an understanding of scientific knowledge was the most frequently found. In 'structures and functions of organism' and 'the nature and our lives', proportions of four behavioral catagories were relatively even. 5. There were some differences in context when each content was compared. In 'surrounding lives', scientific context was the most frequently found, whereas in 'structures and functions of lives', individual context was found the most frequently. In 'a continuity of life', scientific and social context were found more frequently than others. In 'the nature and our lives', social context was the most frequent one.

• 한국보육지원학회지
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• 제9권1호
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• pp.201-220
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• 2013

본 연구는 협력적인 탐구과정이 요구되는 과학활동에 초점을 맞추어, 성격 유형별 소집단과학협동학습이 유아의 과학적 능력에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 전라북도 J시에 소재한 S유치원과 J유치원 만 5세를 대상으로 K-ABC 인지능력 검사와 MMTIC 성격유형 검사를 통해 각 기관별로 15명씩 총 30명을 EI지표에 따라 E(외향성)집단과 I(내향성) 집단의 성격유형 동질집단과 EI 혼합집단인 이질집단으로 구성하였다. 자료 분석은 과학적 태도는 공변량분석(ANCOVA), 과학적 지식 발달은 빈도 분석을 하였다. 연구결과 첫째, 소집단 협동학습에서 성격 유형별 동질집단과 이질집단 간 과학적 지식발달에 차이가 나타났다. 둘째, 소집단 협동학습에서 성격 유형별 동질집단과 이질집단 간과학적 태도에도 차이가 나타났다. Scheffe 사후검증을 실시한 결과 E동질집단과 I동질집단 간에 유의한 차이가 있었으나 I동질집단과 이질집단, E동질집단과 이질집단 간에는 차이가 없었고, I동질집단이 과학적 태도 향상에 가장 효과적인 집단구성이었다.

• 새물리
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• 제68권12호
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• pp.1356-1363
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• 2018

본 연구의 목적은 과학고등학교 학생들을 대상으로 '양자점 용액의 발광'을 주제로 하는 융합적 STEM(Science, Technology, Engineering and Mathematics) 프로젝트를 수행하게 했을 때 학생들이 어떤 창의성과 어떤 과학적 태도를 보이는지를 조사하는 것이었다. 이를 위해 STEM 프로젝트를 수행하고자 원하는 과학고등학교 2학년생 3명을 한 팀이 되도록 구성하였으며, 이들은 과학고등학교 수준 이상의 과학기술을 공부하기를 원하는 학생들이었다. 이들은 양자점 용액과 관련된 물리적 성질을 탐구하는 것으로부터 시작하여 점차 그들의 생각을 확장해 나가면서 공학, 기술, 수학을 통합해 나갔다. 그 과정에서 학생들은 과학적 문제해결력을 보였고, 아울러 협동심, 인내, 성취에 대한 만족감과 같은 과학적 태도를 나타냈다.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권4호
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• pp.365-375
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• 1996

Improving of scientific inquiring ability is the major goal of current science curriculum, and the 6th science curriculum. But science educators consider that the existing textbooks and teaching manuals are insufficient to achieve this goal. For science teachers at teaching site to guide students efficiently in research work, development of teaching-learning programs is urgently demanded. Hypothesis Verification Learning Model(HVLM) was applied to classroom situation to improve ability of scientific inquiry in experiment teaching of middle school biology. The effects of the model were analyzed to suggest some approach method to reach the goal of science education in this study. The major results of this study are as following: 1. The students and teachers responded positively on this new learning model. an students were willing to participate in biology experiment and they said that to know what was unknown to them while exchanging ideas and opinions through the discussion, It was hard for teachers to instruct at the first time and it took much time for them to arrange materials ready, but it turned to be easier as time went on. 2. In science process skills, there was no significant difference statistically by new leaning model. Only the formulating a generalization or model showed significant difference statistically between the two groups. 3. For scientific attitude, experimental group did not show significant difference statistically between the two groups, but the experimental group showed statistically more significant positiveness in all areas afterwards than before. 4. In science achievement test, there was significantly higher than the control group. It is also analyzed that they remember the experiments in courses and results they planned and performed by themselves longer than these guided by teachers.