• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.794-806
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• 2013

본 연구의 목적은 중등과학교사신규임용후보자선정경쟁시험(이하 중등과학교사임용시험)의 문항들에서 어떤 과학교육학 이론이 제시되었는지를 분석하는 것이다. 이를 위해 최근 5년간 시행된 중등과학교사임용시험의 과학교육학 관련 문항들을 과학과 교육과정, 과학사 및 과학철학, 과학 탐구, 과학 교수학습이론, 과학 교수학습모형, 과학 평가 등의 6가지 영역으로 분석하였다. 그 결과, 과학 교수학습이론이 다른 영역에 비해 가장 많이 출제되었고, 각 영역 내에서는 '차시별 교육과정의 내용요소', '과학적 방법'과 '현대과학철학', '탐구과정요소', '오수벨의 유의미학습', '로슨의 순환학습'과 '협동학습', '수행평가 준거 개발' 등에서 많은 내용이 출제되었다. 반면에, 과학교육자들 사이에서 '과학사'와 같이 예비 과학교사에게 중요한 주제로 여겨지지만 중등과학교사임용시험에서는 출제가 거의 이루어지지 않은 영역도 많이 있었다. 중등과학교사임용시험이 예비교사들의 전문성 함양을 위한 노력에 영향을 미치기 때문에 예비교사들이 익혀야 할 과학교육학 이론의 양과 수준에 대해 많은 연구가 요구된다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제12권
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• pp.93-102
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• 2001

수학은 합리적이고 논리적으로 사고하는 양식(style)의 학문으로서 과학기술이 발전함에 따라 점진적으로 변화하고 확장되는 개념의 집합체이다. 불확실한 미래사회에 대비하기 위하여 문제해결, 추론 및 의사결정의 기법은 학교수학에서 더욱 강조되어야 한다. 이러한 사회환경의 변화에 적극적으로 대처하기 위하여 7차 교육과정의 기본 방향을 ‘자율적 ${\cdot}$ 창의적인한국인 육성’으로 설정한 교육부는 국민 공통 기본 교육과정의 수학을 ‘단계형 수준별 교육과정’으로 규정하고, 1학년에서 10학년까지를 20개의 소단계(1-가에서 10-나)로 세분하고 있다. 그러나 단계형 수준별 교육과정을 지나치게 의식하게 되면, 학생들의 개인차나 협동학습, 학습평가 등의 교수 ${\cdot}$ 학습의 여러 측면에서 자칫 혼란이 우려된다. 이에 본 연구에서는 수준별 교육과정을 운영하고 있는 뉴질랜드의 교육과정을 살펴보고, 학생들의 자율성과 창의성을 신장할 수 있는 방안으로서 교과서의 재구성 방안과 이에 따른 교사의 역할을 살펴보고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.151-162
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• 2008

이 연구는 우리나라 영재교육에서의 소그룹 탐구활동에서의 실태 및 인식을 정량적으로 조사한 것이다. 임의 표본으로 전국의 16개 도시의 영재담당 교사 614명, 수학에서는 1,670명, 과학에서는 1,732의 영재학생이 이 연구에 참여하였다. 자료 수집을 위하여 본 연구의 연구자들은 기존의 관련 문헌을 바탕으로 협동학습 형태의 소그룹활동 및 탐구활동에 대한 설문지를 개발하여 실태 및 인식을 조사하였다. 이 연구의 결과는 (1) 현 한국의 영재교육에서의 소그룹 탐구활동은 교실 내에서 효과적인 학습 및 교수법으로 빈번하게 사용되고 있었다. 또한 한국영재교육에서의 소그룹 탐구활동에 대해 교사 및 영재학생들은 인지적 및 정의적 측면에서 긍정적으로 인식하고 있음에도 불구하고, (2) 실질적으로 학생간의 상호작용을 활발하게 도모하기 위한 교수법이나 효과적인 조구성을 위한 교수법은 사용하지 않았다. 이는 영재교육에서 이루어지고 있는 소그룹 탐구활동은 단순한 전통적인 그룹 활동에 불과하다는 것을 지적하며, (3) 이는 영재담당 교사들의 소집단 탐구활동, 특히 협동학습 관련 이해 및 지식이 충분하지 않아 효과적으로 적용할 수 있는 교수법의 부족에서 오는 것이라 할 수 있겠다. 한국영재교육에서의 효과적인 소그룹 탐구활동의 적용을 위해서는 영재담당 교사연수를 통해 소그룹 탐구활동에 대한 이해도 및 지식을 반성하고 개발하며 또한, 학생들의 상호작용을 극대화할 수 있는 관련된 교수법 및 교수 모델을 창안할 수 있는 기회가 제공되어야 할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.213-225
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• 2017

대부분의 학생들은 물리 학습에 대한 어려움과 부정적인 인식을 가지고 있다. 특히 내러티브 사고가 배제된 논리-과학적 사고를 기반으로 하는 학습으로 학생들은 전체 맥락을 이해하기 어려워한다. 본 연구에서는 물리 수업에 내러티브 사고를 활용하는 스토리텔링 교수 학습 방법을 개발하여 학생들의 물리 학습에 대한 어려움을 개선하고자 하였다. 이를 위해 과학적 태도 향상, 개념이해가 가능한 스토리텔링 교수 학습 방법을 문헌연구를 통해 개발하였다. 이를 고등학생과 중학생들을 대상으로 하는 수업에 적용하여 그 효과를 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습에 흥미가 낮은 고등학생을 대상으로 하는 스토리텔링 활용 교수 학습 방법은 과학 관련 직업, 과학 및 과학관련 활동에 대한 흥미를 높였고, 비판성, 개방성, 협동성, 자진성 등에서 유의한 효과가 있었다. 둘째, 학습에 적극적인 중학생은 스토리텔링 활용 교수 학습 방법이 물리 개념을 이해하는 데 도움을 준다고 인식하였다. 이번 연구를 통해 개발된 스토리텔링 교수 학습 방법은 학생들의 물리에 대한 흥미와 동기유발을 일으키고, 과학적 사고력을 증진시켜 개념 학습에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.207-219
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• 2009

이 연구의 목적은 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 교육의 다양한 통합적인 노력 중에서 기술과 과학 교육 분야 전문가들이 수행한 디자인 관련 연구들을 고찰하는데 있다. 33개의 통합교육관련 논문들을 선별하여 메타연구와 질적인 내용 분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 디자인은 다양한 용어로 사용되고 있으며 다양한 접근방법을 통해 과학과 기술교육분야에 이용되고 있다. 공학적 디자인을 이용한 과학 개념의 학습은 최근 중요하게 다루어지고 있는 주제이며, 인지적, 정의적인 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 아울러, 공학적 디자인은 기술교육에 있어 최근 주요 연구 방향으로 제시되고 있으며, 기술교육과 공학교육을 연결할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 공학적 디자인을 이용한 교육방법은 학생들의 학습향상과 동기유발에 도움이 되고, 협동학습과 진로교육에 긍정적인 효과를 보여주는 것으로 나타났다. 통합교육에 관한 인식의 부족으로 공학적 디자인을 이용한 과학, 기술, 공학, 수학교육의 효과를 검증하는 연구가 부족한 실정이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.443-459
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• 2021

본 연구에서는 초등과학 교육과정의 '우리 몸의 구조와 기능' 단원에서 배설 기관을 주제로 TPACK 기반의 STEAM 프로그램을 개발하여 적용하였다. 프로그램 개발 및 적용은 교육과정 분석 및 학습 목표 세부화, 물리적·심리적 학습 환경 분석, 교수·학습 방법 및 테크놀로지 선정, 수업에 활용할 교사의 TPACK 요인 정리 및 교수·학습자료 개발, 프로그램 적용 및 효과성 검증의 과정으로 진행하였다. STEAM 프로그램 설계 과정에서 고려한 교사의 TPACK은 내용학 지식(배설 기관의 생김새와 하는 일), 교육학 지식(STEAM, 문제 기반 학습, 조사학습, 토의학습, 협동 학습, 과학 글쓰기), 테크놀로지 지식(3D 프린터 및 스마트 기기 활용 기술)과 지식 간의 융합적인 요인이었다. 프로그램은 총 8시간으로 구성되었으며 실험 집단으로 선정된 5학년 학생 29명을 대상으로 적용하였다. 비교 집단의 5학년 27명에게는 교과서 중심으로 개발된 같은 주제의 프로그램을 적용하였다. 프로그램을 적용한 결과 실험 집단은 비교 집단에 비하여 창의적 문제해결력과 과학적 태도에서 유의미한 향상을 보였고 STEAM 프로그램에 대한 만족도도 높게 나타났다. 그러나 두 집단 간의 학업성취도는 유의미한 차이가 없었다. 학생들은 스스로 조사하고 탐구하며 알게 된 지식을 활용하여 문제를 해결하는 과정, 친구들과의 토의 및 협동 학습 과정을 통해 창의적 문제해결력이 향상되었던 것으로 보이며 새로운 기술의 활용, 학생 중심의 활동 과정 및 실생활과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 과학적 태도와 만족도가 높아진 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4167-4173
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• 2010

2005년에 개정된 ICT교육지침에는 전 학교급에 걸쳐서 알고리즘, 자료구조, 프로그래밍 내용과 같은 컴퓨터 과학 요소가 매우 강화되었다. 컴퓨터교육의 목표가 소프트웨어 활용보다 문제해결력 향상이기 때문이다. 그래서 본 논문에서는 이러한 요소에 대한 학습방법의 일환으로서 로봇들이 협동을 통하여 미로를 탈출하는 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시하였다. 로봇이 해결해야하는 문제로서 우선탐색 문제와 역할바꿈 문제와 같이 2가지를 제시하였다. 우선탐색 문제는 첫 번째 로봇이 미로를 끝까지 탐색하면서 미로의 정보를 두 번째 로봇에게 실시간으로 전송한다. 그 후 슬레이브 로봇은 이 정보를 이용하여 탐색없이 미로를 탈출하게 된다. 역할바꿈 문제는 첫 번째 로봇이 미로를 탐색하는 도중 그 기능을 상실했을 때, 두 번째 로봇이 첫 번째 로봇의 역할을 이어받아 수행하는 것이다. 각 문제를 해결하기 위해서 문제분석, 알고리즘 기술, 순서도 작성, 프로그래밍의 4단계를 거치도록 하였다. 본 논문에서 제시한 내용의 부수적인 효과로는 로봇협동을 통한 학습자들의 협동학습 기회 제공, 로봇간 데이터 송수신을 위해서 큐(queue)라는 자료구조를 사용했다는 점이다. 향후에는 좀 더 일반적인 미로의 사용, 실제 현장에의 적용, 영재교육 과정에의 적용에 대한 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권7호
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• pp.1241-1250
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• 2012

본 연구는 과학영재들이 미래의 과학자로서 성공적인 삶을 영위하고, 높은 성취를 달성하기 위해 길러주어야 할 핵심역량에 대해 과학영재 학생들과 교원들을 대상으로 인식을 조사하였다. 이를 위해 과학영재 학교에서 요구되는 16가지 핵심역량 항목을 도출하고 각 항목에 대해 중요도와 학생의 현재수준을 비교 분석하여 핵심역량에 대한 교육적 요구도를 살펴보았다. 그 결과 첫째, 핵심역량 수준에 대해 교사는 사고력을 가장 높게 평가하였지만 학생들은 연구 및 탐구능력을 가장 높게 인식하였다. 그리고 교사는 협동능력을 가장 낮게 평가하였지만 학생들은 자기효능감을 낮게 평가하였다. 둘째, 교사들은 자기주도적 학습태도, 사고력, 교과에 대한 흥미, 학습동기가 과학영재 들에게 길러주어야 할 중요한 역량으로 지각하였으며, 자기조절능력, 협동정신, 자기주도적 학습태도에 대한 교육적 요구 수준이 높은 것으로 인식하였다. 끝으로 과학영재에게 요구되는 핵심역량기반교육에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제20권2호
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• pp.177-186
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• 2001

Recently, introduced open education, there are some models applied several cooperative teaming, but there is no case in applied Jigsaw Ⅱ. So this research is selected objects which are 147 students in the fifth grade in 1999' school year and 143 students in 2000's on Yongwon elementary school. It makes share a partial responsibility for planner, leader, investigator, helper, writer and reporter in the small groups, and apply the Jigsaw Ⅱ model. Qualitative and quantitative analyses show that they have effects of Jigsaw Ⅱ cooperative Learning on Student's knowledge, inquiry ability and attitudes on Elementary School Science Study. The final results are following. The significance of Knowledge has .02 in 1999 and .01 in 2000. Testification of Inquiry ability has 1.75 in 1999 and 2.25 in 2000. The significance of Attitudes has .03 in 1999 and .00 in 2000. Research that has emerged from the cooperative teaming has led us to better understandings of multi purposed roles, interactions, and communities that arise when students work together to team science. Each of students can also cooperative as co-builders, working as equal participants to create a product that is better than that while would have built by either individual alone. Upon asking their intention, cooperative loaming shows more participation.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제20권2호
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• pp.165-175
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• 2001

The study aimed to examine the effects of cooperative learning in science teaching on scientific knowledge, inquiry ability, and science - related attitudes. This study has carried out LT strategy. The cooperative learning was applied to the experimental group for 8 weeks with worksheets developed for this study, The results were statistically analyzed by SPSS. The results are as follows: Students of cooperative learning made significant progress in scientific knowledge(p<.05), inquiry ability(p<.01), and science - related attitudes(p<.05). The students in the cooperative classes have shown that the cooperative learning was good for causing interest. inducing active participation, and helping students' learning. and students showed strong wish for the continuous cooperative loaming.