• 한국과학교육학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.314-328
• /
• 1996

This study investigated the literature about science process skills' evaluation to analyse transition of evaluation objectives before and after a Scholastic Ability Test for College Entrance. In the literature survey the researcher established a 3 dimensional science assessment framework with X axis as science concept, Y axis as science process skills and Z axis as problem context. In order to analysis and compare each items the researcher selected 210 items from the 1st to the 7th trials and 138 items from the 1st to 4th Scholastic Ability Test for College Entrance and sampled 2873 science achievement test items from 10 high schools. In accordance with this taxonomy the researcher analysed and compared science process skills item forms. The following results were drawn : The items were evenly distributed in all the four areas(Earth Science, Biology, Physics and Chemistry) of the science concept domain, but they were heavily concentrated on data analysis and drawing a conclusion in science process domain. In the domain of problem context school context was the majority. In spite of distribution like this the ratio on science process skills measurement items and science achievement test items was increased after the Scholastic Ability Test for College Entrance was given. Also the ratio on item expression type was increased. Item form was almost 5 options selection type in the national level test. Although there were 4 options selection type, 5 options selection type, short answer type, essay type in school level test, rising from 33.1% to 65.5% on 5 options selection type is exhibited. This study showed that the school level item form was better various than the nation level. This point like this is the evidence for the improvement toward the science process skills test and influenced by Scholastic Ability Test for College Entrance. The ratio on the item which joined with the 3 axes had a mean of 99.3% in nation level test and mean 44.9% in school achievement test level. But the ratio in the school achievement test level increased after the Scholastic Ability Test for College Entrance was given. In view of this study we must furthermore study the item types which can evaluate valjdately science process skill's five stage each and evaluation method by the high school students' problem solving patterns and features in scientific inquiry on all science process skills elements.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제40권2호
• /
• pp.97-111
• /
• 2020

2015 개정 교육과정에서는 융복합적 사고력 신장을 위해 '통합과학'을 신설하고, 문이과 구분 없이 모든 학생이 배우도록 공통 과목으로 지정하였다. 또한 2015 개정 교육과정에서는 이전 교육과정과 차별화되는 특징으로 '역량'을 도입하였다. 2015 개정 교육과정에서 역량은 범교과적 성격의 핵심역량과 교과의 학문적 지식과 기능에 기반한 교과 역량으로 구분된다. 과학과 교과 역량에는 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 5가지로 이루어져 있다. 하지만 교육과정 문서의 교과 역량에 대한 설명은 불충분하며, 역량에 대한 전문가들의 인식 역시 통일되어 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 역량 기반 교육이 학교 현장에 제대로 적용되기 위해서는 과학 교사들이 역량에 대한 이해가 선행되어야 된다고 판단하여 고등학교 과학 교사들을 대상으로 과학과 교과 역량에 대한 인식을 조사하였다. 우선 통합과학 성취기준에 대한 이해가 높은 전문가 워킹 그룹 운영을 통해 통합과학의 성취기준과 교과 역량의 관계를 분석하였다. 그 다음으로 고등학교 과학 교사 31명에 대상으로 서술형 설문을 통해 5가지 교과 역량에 대한 인식을 알아보았다. 교사의 응답은 언어 네트워크 분석 기법을 통해 분석하였다. 분석 결과 과학적 탐구 능력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 3개 교과 역량은 교사들이 생각하는 바와 교육과정 문서에서 제시한 정의와 유사성이 높았으나, 과학적 사고력, 과학적 문제 해결력의 경우 교사들의 인식과 교육과정 문서상의 정의와 어느 정도 간극이 존재하였다. 또한 5개 역량에 대해 교사들의 인식을 종합적으로 분석한 결과를 보면 5개 교과 역량이 상호배타적이나 독립적이기 보다 연관성이 매우 높음을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.35-46
• /
• 2003

문제 해결 능력의 신장은 과학 교육의 중요한 목표로 간주되어 왔고 현 사회의 교육이 담당해야할 중요한 과제이다. 그러나 오래 동안 과학 수업을 받은 후에도 학생들의 문제 해결 수준은 향상되지 않았고 이에 효과적인 교수 방법으로 학생들의 능동적인 참여와 토론을 기반으로 긍정적 상호 의존성을 기르면서 문제 해결 능력의 향상을 가져올 수 있는 협동학습이 제안되었다. 그러나 고등학교 생물 분야에서는 타 과학 과목에 비해 협동학습을 적용한 충분한 연구가 수행되지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 인문계 고등학교 자연계 생물II의 'II. 물질대사' 단원에 대하여 협동학습을 실시한 후. 학업 성취도 및 과학 학습 태도에 대한 효과를 전통적 수업과 비교하여 분석하였다. 연구 대상은 서울시 소재 여자 고등학교 2학년 자연계 학생들 100명이며, 2개 학급 중 한 학급의 협동학습을 실시하고 나머지 한 학급은 전통적 수업을 하였다. 본 연구의 검사도구는 학업 성취도 검사지의 경우 단원의 내용 및 수업 목표를 근거로 객관식 24문항으로 구성되었고 과학 학습 태도 검사 도구는 김인희(1994) 연구에서 개발된 총 40개의 리커어트 척도 문항으로 구성되었다. 본 연구는 사전-사후 검사 통제 집단(pretest-posttest control group) 설계에 기초하여 협동학습의 모형 중 STAD모형을 적용하였고 5주 동안 총 13차시에 걸쳐 실시되었다. 협동학습은 학업성취도를 향상시키는데 전통적 수업보다 더 효과적이지 않았다(p> .05). 협동학습은 상위 및 중위 수준의 학생들에게 효과가 없었으나 학위 수준의 학생들에게는 전통적 수업보다 더 효과적이었다.(p< .05). 협동학습은 전통적 수업에 비해 학생들의 과학 학습 태도 변화에 있어서 더 효과적이었다.(p< .05). 과학 학습 태도에서 4개의 하위 영역 중 '과학에 대한 태도', '과학의 사회적 의미', '과학 교과에 대한 태도'의 영역에서는 협동학습이 전통적 수업 보다 효과가 없었으나(p> .05) '과학 교과에 대한 태도' 영역에서는 협동학습이 효과적이었다(p< .05). 협동학습은 상위 및 중위 수준의 학생들의 과학 학습태도를 변화시키는데 효과가 없었으나 하위 수준의 학생들에는 효과적이었다(p< .05).

• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.535-547
• /
• 2014

이 연구의 목적은 영국, 호주, 뉴질랜드, 캐나다 온타리오주, 싱가포르 및 우리나라의 과학교과 핵심역량에 대한 동향을 조사하여 과학교육을 통해 기를 수 있는 핵심역량이 무엇인가을 알아보는 것이었다. 또한, 현장 과학교사들이 핵심역량 기반의 과학수업에 대해 어떻게 인식하고 있는지를 탐색하고, 특히 최근 핵심역량 기반의 과학교육과정을 접한 경기도 지역 교사들이 어떻게 인식하고 있는지를 알아보는것이었다. 외국의 역량 기반 과학과 교육과정을 탐색하기 위해 각종 문헌연구를 실시하였으며, 현장 과학교사들의 인식 조사를 위해, 135명의 초 중 고등학교 교사들에게 설문을 실시하였다. 외국의 역량기반 과학과 교육과정 탐색 결과, 각 국가들의 공통적인 특징으로 '범교과 역량과의 연계', '과학 내용과 과학 활동의 결합', '의사소통 능력중시', '역량별 성취 수준 제시' 등이 나타났다. 또한, 각국에서 강조하는 과학과 핵심역량으로는, '비판적 사고력', '창의적 사고력', '문제해결력', '탐구능력', '의사소통능력', '문화적 이해력', '학문간 통합능력', '적용능력', '개인적 역량과 사회적 역량'이 있었다. 현장 과학교사들은 현재 핵심역량에 대한 인지정도 및 과학수업에서의 실행 정도는 보통으로 생각하고 있었으나, 가르쳐야 한다는 움직임과 가르칠 의사에는 긍정적인 인식을 보임으로써, 필요성에 대해서는 공감하고 있었다. 중요한 핵심역량으로는, 초 중 고 세 학교급 모두에서 '창의적 사고력', '문제 해결력', '탐구 능력'을 꼽았으며, 교육 요구도가 가장 높은 역량은 '창의적 사고력'이었다. 경기도 지역의 교사들이 다른 일반지역의 교사들보다 핵심역량에 대한 인지정도가 높은 것으로 나타났으며, 핵심역량 기반의 과학 수업이 과학적 태도와 의사소통능력 형성에 큰 도움이 된다고 보았다. 그러나 수업 운영 방법에 익숙하지 않은 점, 많은 수업 준비시간 등을 어려운 점으로 꼽았다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.63-78
• /
• 2014

통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 영재교육연구
• /
• 제19권2호
• /
• pp.381-404
• /
• 2009

이 연구는 영재교육 대상자 선발에서 교사 추천의 효용성을 알아보기 위해 추천 학생과 미추천 학생이 영재로 선발된 정도와 인지적 정의적 영재 관련 특성은 어떠한 차이가 있는 지를 분석하였다. 인천광역시 관내 20개 초등학교의 6학년 지도 교사 87명과 위 학교의 6학년 중 추천 학생 103명과 미추천 학생 65명을 연구대상으로 하였다. 연구대상 학생의 지능, 과학 창의적 문제해결력, 창의성, 학습방법, 성취동기, 학업능력에 대한 신념, 문제해결 성향 및 과제선호도를 조사하여 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사의 추천 유무에 따라 학생의 영재 관련 특성은 유의미한 차이가 있었으며, 둘째, 영재 선발 2단계(영재성 검사)와 3단계(학문적성 검사)를 통과한 학생과 탈락한 학생의 영재 관련 특성은 유의미한 차이가 없었다. 셋째, 교사 추천은 영재 선발에서 $70{\sim}80%$의 판별 적중률이 있는 것으로 나타났다.

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

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권9호
• /
• pp.65-72
• /
• 2020

치위생학교육평가·인증체계 정립을 위한 학습성과기반 치위생 핵심역량을 파악하고자 치위생(학)과 전임교수 207명을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 핵심역량별 세부영역에서 전문가적 행동 및 윤리적 의사결정 능력(1영역)과 과학적이고 전문적인 임상치위생과 임상치과업무의 지식과 기술을 적용할 수 있는 능력(2영역)의 전체 점수가 가장 높게 나타났고, 의사소통 능력 정도(3영역)는 4.48점, 근거중심의 통합적 사고와 문제해결 능력 정도(5영역)는 4.35점으로 나타났다. 핵심역량 세부영역들은 강한 상관관계가 있는 것을 확인하여 보건의료서비스 직종간의 핵심역량 파악과 임상 실무현장에 근무하고 있는 치과위생사들의 핵심역량에 대한 질적 연구가 필요하다고 사료된다.

• 과학교육연구지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.356-375
• /
• 2014

본 연구의 목적은 비형식 과학학습의 개념인 자발적 학습, 다양한 장소에서의 학습 등의 학습측면을 담고 있는 학교 밖 영재 프로그램을 개발하여 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생들에게 적용 후 창의적 문제해결력, 과학탐구능력, 과학적 태도에 어떤 영향을 주었는지 알아보고자 하였다. 이 연구를 위하여 영흥도 내 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생 15명을 대상으로 적용하였고 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구를 위해 개발한 영흥도 지역자원을 활용한 학교 밖 영재 프로그램을 단위학급에 투여한 후 창의적 문제해결력의 변화를 알아본 결과 학생들의 창의적 문제해결력 신장에 효과가 있었다(p<.05). 창의적 문제해결력 하위 요소별로 살펴보면 다양한 문제 제안하기, 적절한 탐구문제 선택하기, 실험계획 세우기, 해결방법 확인하기 영역에서 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 반면, 해결책 생각하기 영역에서는 유의미한 차이를 보이지 못하였다. 본 프로그램의 특성상 영흥도에 국한된 체험위주의 수업이 바탕을 이루고 있어 지역 확산적인 사고 위주의 해결책 제시가 쉽지 않은 것으로 해석할 수 있다. 둘째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 탐구능력의 신장에 효과가 있었다. 하위요소별로 살펴보면, 기초탐구과정에서는 관찰, 예상영역을 제외한 영역에서 유의미한 변화를 주지 못하였다. 반면에 통합탐구능력에는 자료변환에 유의미한 차이를 보였다. 이는 본 프로그램 중 생각넓히기, 더 나아가기 영역에서 이야기 만드는 과정, 활용방안 등의 활동이 긍정적인 영향을 미친 것이라고 생각되었다. 셋째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 태도 변화에는 판단유보를 제외한 영역에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 과학적 태도는 인지적인 방법의 학습보다는 정의적인 방법에 의해 훨씬 더 효과적으로 변화할 수 있는데, 본 연구에서는 45일이라는 비교적 짧은 실험기간과 체험학습 장소에서의 탐구활동이 제한된 시간 안에 이루어져야 했으므로 그 부담감이 전체적으로 과학적 태도 변화의 긍정적인 부분에 영향을 주지 못하였다고 할 수 있다. 넷째, 학교 밖 영재 프로그램의 효과성을 알아보기 위한 설문 및 면담결과에서는 운영, 인식에서 긍정에 가까운 평가 결과를 나타내었으며 특히, 운영에서는 시설, 준비, 복지 영역에서 인식에서는 흥미도와 활용도 영역에서 긍정적인 효과를 거두었다. 이러한 결과는 일반 학급에서 접하기 힘든 시설과 체험활동들로 이루어져 있었고 학생들 스스로 계획한 탐구활동을 실행할 수 있는 기회가 적었기 때문으로 분석되어 졌다. 또한 면담을 통해 체험활동이 학습자로 하여금 흥미와 만족도 등을 높일 수 있는 방법이 될 수 있다는 결과를 도출하여 그동안의 선행연구와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 위와 같은 연구 결과를 바탕으로 후속연구에서는 도서지역 뿐 아니라 다양한 지역적 특성을 갖고 있는 현장에서 좀 더 많은 학생들을 표본집단으로 하여 학교 밖 영재 프로그램을 연구할 필요성이 있으며, 각 지역적 특성에 맞는 실제적이고, 적절한 프로그램 안 개발이 동반되어야 되어야 할 것이다. 아울러 정의적인 학습 방법과 단기간이 아닌 장기간에 걸친 프로그램을 준비할 수 있도록 해야 할 것이다.

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