• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권spc5호
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• pp.532-547
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• 2007

The purposes of this study were to investigate the creative science problem solving (CSPS) process amongst scientifically-gifted students and average students through the qualitative think-aloud research method, and to compare the differences in their CSP, scientific knowledge, scientific process skills, creative thinking, and finally, the affective domain used in their CSPS. For the purposes of this study, two scientifically-gifted 6th grade students and one average student were selected. The results show that one gifted student with good creative thinking skills exhibited better performance in CSPS than the other gifted student, who had the highest level of scientific knowledge. In the case of the average student, in spite of her high level of factual knowledge, she had difficulty in proceeding in CSPS due to her shallow scientific knowledge along with her low level of understanding of the given problem. This study highlights the importance of considering the factors which influence successful CSPS and which can play an important role in the education of scientifically-gifted children. These factors were identified as scientific knowledge, understanding of the scientific process, creative thinking, the affective domain, and science problem solving skills.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.635-647
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• 2018

동기기반추론은 원하는 특정한 결과나 목표를 성취하고자 하는 동기에 영향을 받아 이루어지는 편향된 추론을 의미한다. 이 연구에서는 과학적 사고 발달을 저해하는 동기기반추론 대한 이론적 연구를 시도하고, 실제 국내 과학기술 분야의 학문후속세대들이 경험한 동기 기반추론의 실제적 맥락에 대하여 탐색하였다. 구체적으로 이를 위해 문헌연구에서는 동기기반추론의 심리학적 특성과 과학적 사고에 미치는 부정적 영향에 대해 살펴보았다. 또한 국내 과학기술 분야 대학원생 8인과 신진 연구원 1인과의 심층 면담을 토대로 실제 과학기술 분야에서 나타나는 동기기반추론의 의미와 맥락을 파악하고자 했다. 문헌 분석 결과 동기기반추론은 개인적 수준에서 과학적 사고의 핵심인 이론과 자료의 적절한 조정 과정을 방해하며 과학적 지식 구성의 고착을 가져올 수 있으며, 사회문화적 수준에서 특정 사회문화적 신념이나 목적에 의해 과학이 이용되는 기작으로서 작용할 수 있다는 점에서 합리적이고 객관적인 과학적 사고를 기반으로 한 과학기술의 발전을 저해할 수 있음을 살펴보았다. 또한 실제 국내의 과학기술 분야의 학문후속세대들이 경험했던 동기기반추론 사례를 살펴본 결과, 기존의 신념 보호, 성급한 결론 추구, 사회문화적 신념 보호, 집단의 의사결정을 합리화를 통해 동기기반추론이 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 과학기술 학문후속세대들의 동기기반추론은 이들이 보다 이론과 증거의 적절한 조정을 통해 타당한 과학기술 지식을 구성하는데 있어 걸림돌이 될 수 있음을 살펴보았다. 이러한 결과를 바탕으로 이 연구에서는 과학적 사고 교육에 대해 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제17권1호
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• pp.61-73
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• 1998

This research suggests science inquiry play of analogy as a teaming method to help the students in concrete operational stage to develop scientific thinking skills and to understand abstract science conceptions. The research focuses on/considers the characteristics and merits of the science inquiry plays, and the learning method by analogical reasoning. This learning through the science inquiry play of analogy can be considered as a meta-model for scientific thinking skill. The learning has the following processes: 1) Students analogize the abstract science conceptions and facts into play-type activities including the concrete contents such as students themselves, their physical-sensory motions, concrete objects, play methods, and play rules. 2) Students as analogized objects play a role physically and sensuously according to the methods and rules analogized in the play. 3) Students find out the concrete contents included in the science inquiry play of analogy, draw the results, and deduce the new conceptions from the results by reflective thinking and analogical reasoning.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.344-364
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• 2021

이 연구는 두 명의 초등교사가 컴퓨팅 사고를 어떻게 인식하고 이를 교육과정 재구성에 어떻게 반영하고 수업을 하게 되는지를 장기간의 걸친 교사연수과정을 통해 탐색한 것이다. 컴퓨팅 사고는 과학교육에 연계하는 새로운 교육정책 방향이기에 초등부터 나타나는 교사의 인식을 조사하고자 하였다. 교사와의 9번의 교사회의를 가졌으며 이는 매회 2시간 정도의 시간이 소요되었고, 그 시기에 교수하게 될 한 단원을 각자 인식아래 재구성을 하여 11차시의 수업과정안을 개발하였다. 자료수집은 9개월간에 걸쳐서 인터뷰, 교사회의, 수업과정안에서 수행되었으며, 이 자료는 수업 전후의 교사회의를 통한 논의, 수업과정안 등을 통해 수집되었으며, 컴퓨팅 사고를 인식하면서 나타난 초등교사의 컴퓨팅 사고의 인식은 다음과 같이 나타났다. 첫 번째, 과학교육의 목적인 과학적 소양의 정의가 확장되었음을 볼 수 있다. 즉 문제인식에서부터 창의적인 문제해결자를 양성하는 것이 과학적 소양이라고 인식하였다. 두 번째, 과학적 사고가 강조된 개념형성단계와 컴퓨팅 사고가 강조된 개념활용단계로 수업차시를 구분하였다. 세 번째, 컴퓨팅 사고는 인지적 사고과정이며, ICT는 기능적 도구라고 인식하였다. 네 번째, 컴퓨팅 사고 요소는 중복되어 반복적으로 나타나며, 순차적이지 않을 수 있다는 것이다. 마지막으로 컴퓨팅 사고의 활용을 통해 STEAM 교육을 활성화할 수 있다고 인식하고 있음을 보여주었다. 이 연구를 바탕으로 컴퓨팅 사고의 실천은 STEAM 교육의 활성화를 위한 도구로 사용될 수 있고 이를 위해서는 일회성이 아닌 지속적이고 전문적인 교사연수를 통해 컴퓨팅 사고 전문역량 강화를 할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 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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• 제17권2호
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• pp.11-22
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• 1998

The present educational and social circumstances require the improvement of science education and the promotion of scientific technology simultaneously Under this situation, it is necessary to develop the performance assessment evaluating the ability of scientific inquiry. The purpose of this study is to develop a valid and reliable instrument of the performance assessment that is can evaluate the scientific inquiring ability. The characteristics of the instrument developed through this study, are as follows, 1. The performance assessment can be impartially achieved for all the elements of scientific inquiry, which are required in the units of elementary science from 3rd to 6th grade of elementary school. 2. To maintain the objectivity of performance assessment, the detailed standpoints and standards are established. 3. The instruments are devised to evaluate the thinking skills with the experimental reports of student, the operation skills by the check list of evaluation that the teacher's observation for the student are recorded. 4. Considering the level of elementary school student, the items required the complex thinking and the investigative skills are exclude as much as possible. 5. The items are arranged according to the learning steps of elementary school, so that the evaluation may be achieved in parallel with the process of the real teaching -learning in class. 6. According to circumstances, make use of these materials for the evaluation as the practical teaching-learning materials instead of the normal teaching-learning materials The first field trial with the instrument was carried out, using a sample of 20 students from the 3rd to 6th at K and Y elementary school located in Kwangju city. The results of mean achievement quotient for each grade are as follows, the first term of 3rd grade (experiment and exercise skills ; 85%, inquiry thinking skills ; 74%), the second term of 3rd grade (experiment and exercise skills : 81%, inquiry thinking skills ; 76%), the first term of 4th grade (experiment and exercise skills ; 70%, inquiry thinking skills ; 59%), the second term of 4th grade (experiment and exercise skills ; 61%, inquiry thinking skills ; 71%), the first term of 5th grade (experiment and exercise skills ; 84%, inquiry thinking skills ; 67%), the second term of 5th grade (experiment and exercise skills; 73%, inquiry thinking skills ; 70%), the first term of 6th grade (experiment and exercise skills : 83%, inquiry thinking skills ; 84%), the second term of 6th grade (experiment and exercise skills ; 87%, inquiry thinking skills ; 81%).

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제31권4호
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• pp.513-531
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• 2012

This study was to analyze the characteristic of scientific argumentation in the classes for the gifted of elementary school. The participants of this study were 5 fifth graders and 9 sixth graders, 14 in total, from the basic unit schools for gifted students of J elementary school in Incheon city. And it constituted small scale groups made up of 2~3 students with similar or identical ability in scientific reasoning. It had set up hypothesis for each group before the experiment, and students had a group discussion as a whole after the experiment. Classes were conducted 4 times, all courses were recorded as a sound/video. The ability in scientific reasoning of the students was inspected, making use of SRT II by means of pre-survey, and their argumentation levels were analyzed, utilizing 'Rubric for scientific argumentation course assessment.' As a result, argumentations did not incurred in every class. Analysis in argumentations of the students resulted in low level argumentation. This means argumentation cannot incur based on that with the limit in understanding the principle of experiments over the threshold of textbook no matter that he is an gifted student or not. The student both in formal operational period and transition period (2B/3A), the ability of scientific thinking in upper level, was improved of his argumentative ability in an overall aspect. However, a student of concrete operational period, the ability of scientific thinking in lower level, had argumentation with still lower level even after the experiment at the moment of discussing with the students on the upper level of scientific thinking ability.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권4호
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• pp.426-441
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• 2016

The purpose of this study was getting the information for successful application to the national curriculum and students' core competencies enhancement, through investigation about competencies discussed in 2015 revised national curriculum development process and analysis about perception of 150 elementary school teachers in study. The results were as follows : Communication skill is considered to be the most important. Thinking ability what has been important traditionally is the middle of the rankings. Elementary school teachers think that a competency is specific to a subject. From this point of view, Creative/Scientific Problem-Solving Ability is the most important in science. They think that the enhancing of the ability of inquiry performance is highlighted in current science class. On elementary school teachers' awareness, inquiry model is the most effective in enhancing of scientific thinking and the ability of inquiry performance. And STS instruction model is in the other. PBL learning model and experimental inquiry model is the most effective in enhancing a competency has the highest feasibility like scientific thinking or the ability of inquiry performance.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.225-234
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• 2007

이 연구는 가설-연역적 방법론에 따른 수업 모형의 개발과 그에 따라 고안된 수업 프로그램의 현장 적용이 창의적 사고, 비판적 사고 및 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위한 목적으로 실시되었다. 먼저, 가설-연역적 방법론에 따른 수업 모형을 개발하였고, 개발한 모형을 직접 활용할 수 있도록 수업 프로그램을 고안하여 학교 현장에 적용하였다. 연구 결과 수업 프로그램의 적용은 창의적 사고력 및 비판적 사고력을 향상시키는 것으로 나타났다. 또한 가설-연역적 수업 프로그램은 과학적 태도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 끝으로 수업 프로그램에 참여한 학생들을 대상으로 가설-연역적 수업 프로그램에 대한 의견을 설문 조사한 결과, 학생들은 수업 프로그램을 진행하는 과정에서 과학적인 생각, 새로운 생각, 비판적인 생각을 계속 해야 하는 것에 어려움을 느끼고 부담스러워했으나, 수업 프로그램이 종료된 후에는 스스로 생각하는 능력이 생겼다고 진술하였다.