• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.561-573
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• 2003

학생들의 학업 성취에 교사가 결정적인 역할을 한다. 본 연구는 학교 현장에서 이루어지고 있는 과학 수업을 과학 예비교사들이 분석하였다. 과학 교사의 수업을 분석 위한 검사 도구는 수업, 학생 행동, 교사 행동, 발문의 4가지영역으로 구성되었다. 100명의 과학 교사의 수업을 예비 교사들이 참관한 것을 분석하였다. 그 결과, 예비교사들은 과학 교사의 수업은 탐구 중심으로 이루어지지 못하고 있는 것으로 분석하였다. 교사의 성과 연령의 특성에 따라서 과학 수업에 통계적인 차이가 없는 것으로 분석되었다. 또한, 과학 수업이 개념 중심 그리고 교사 중심으로 수업이 이루어지고 있음을 분석하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.235-253
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• 2017

본 연구의 목적은 최근 20년간 국내외 문헌에 나타난 지질 답사 교육 사례가 야외 지질학 탐구 요소를 어떻게 반영하고 있는지 교육 대상별로 비교 분석하는 것이다. 분석 대상 사례는 총 53건이며, 분석은 야외 지질학 탐구 요소 및 하위 요소에 대해 수행되었다. 분석 결과, 야외 지질학 탐구 요소 반영양상에서 초중고생 대상 지질 답사 교육 사례와 지질학 관련 전공생 대상 사례 간 명확한 차이가 드러났다. 초중고생 대상 답사는 주로 교육 과정에 기반하여 설계되었기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 관찰, 표상, 귀추적 추론 중 2~3가지를 포함하는 경우가 많았다. 반면 지질학 관련 전공생 대상 답사는 지질 전문가 양성을 목적으로 하기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 4~5개를 다양하게 포함하고 있으며 공간적 사고 및 통시적 사고의 비율도 높게 나타났고, 지질도 작성 등 전문 기술을 요구하는 활동이 자주 활용되었다. 과학 교사 대상 답사는 초중고생 및 지질학 관련 전공생 대상 답사의 특징이 혼합된 형태로 나타났다. 포함된 탐구 요소의 다양성, 지질학자가 수행하는 활동과의 유사성, 학습자의 자율성 등을 종합적으로 고려했을 때 지질학 관련 전공생 대상 답사가 다른 교육 대상의 답사보다 야외 지질학 탐구의 실제성이 높은 것으로 평가되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 참 과학 탐구로서 지질 답사교육의 활용을 위한 시사점을 제시했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권6호
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• pp.703-722
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• 2006

본 연구는 Peirce가 제시한 귀추법의 특성을 고찰하고, 이에 기초하여 그의 귀추법이 갖는 과학교육적 함의에 관해 논의하는 것을 목적으로 하였다. 귀추법은 가설 생성의 논리로서, 일반적 규칙과 관찰된 결과를 결합시키고, 유사성에 근거하여 관찰된 결과를 기존 법칙의 한 사례로 인식할 수 있도록 하는 논리적인 추리이다. 그리고 그 과정은 의심의 상태를 벗어나 믿음의 상태에 이르는 탐구의 과정이다. 이때 도달하게 되는 믿음은 습관의 확립을 수반하고, 습관은 어떤 대상이 갖는 의미 전부이므로, 그에게 있어서 믿음의 정착은 진리에 도달하는 길이다. 단, 그 믿음이 개인적인 경우에는 항상 오류가능하기 때문에, 진리에 도달하는 것은 무한히 탐구할 수 있는 탐구공동체가 궁극적 의견에 도달함으로써 가능하다. 이러한 특성의 귀추법은 과학교육에서 첫째, 실제적 효과를 고려하면서 의심에서 믿음으로 가게 하는 가설 생성에 주목할 것, 둘째, 유사성에 근거하여 관찰 결과를 기존 규칙의 한 사례로 귀속시키는 추리에 주목할 것, 셋째, 온건한 의미의 실재론적 관점이 견지되는 탐구공동체를 지향할 것 등을 제안하고 있다. 이러한 연구결과가 귀추법에 관한 추후 과학교육 연구들과 관련하여 비판적 논의의 한 축을 제공할 수 있기를 기대한다.

• 영재교육연구
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• 제11권3호
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• pp.23-44
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• 2001

기존의 교실에서 교사가 학생들에게 무엇을 또 어떻게 탐구할 것인가에 대한 절차적인 지식을 가르칠 수는 있었으나, 그러한 가운데 우리가 놓치고 있었던 것은 과학을 하는 것(doing science)에 대한 본질이었다. 특히 영재들의 학문적 욕구는 평범한 아이들과는 질적으로 다르기 때문에, 과학 영재들에게 그러한 요구와 필요성은 상당히 큰 것이었으나 그 요구와 필요성에 부합하는 연구와 프로그램의 개발이 뒷받침되어주지 못한 것이 현실이다. 과학 영재를 위한 교과과정은 학습 내용, 학습과정, 산출물에 있어서 영재들을 위해 특수화가 필요하다. 이러한 현실적 문제에 봉착하여, 본 연구는 하나의 작은 시도로서 과학영재들을 위한 프로젝트형 탐구학습의 프로그램을 개발, 현장에 적용, 그리고 제한적이나 그 효과성도 부분적으로 검토하였다. 실제 문제들과 이슈들을 다루는 프로젝트형 탐구학습을 수행함으로서 학생들은 고차원적인 사고 능력을 기르며, 소집단활동을 통해서 학생들이 복잡한 실제 문제들을 창의적으로 해결할 수 있음을 보여주었다. 학생들은 이러한 형식의 수업을 통하여 또한 내용을 배우고 적용할 수 있게 되며 비판적 사고력을 배양하고 평생학습자로서의 자질을 키우며 의사소통능력과 상호협동능력을 자연스럽게 익힐 수 있음을 제시했다. 프로젝트형 탐구학습은 최근 여러 학문영역에서 널리 사용되고 있다. 하지만 아직 영재교육프로그램에서 그 사용은 그리 활발하게 이루어지고 있지 않는 실정이다 프로젝트형 탐구학습은 과학영재들의 특성과 잘 부합되므로 과학영재들을 위한 프로그램에 성공적으로 사용되어질 수 있음을 본 연구는 시사하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.32-46
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• 2008

이 연구에서는 과학 영재 선발 도구로 사용된 지필검사(기초 지식 및 탐구 능력 검사, 창의성 검사) 문항의 질적 특성과 양적 특성을 살펴봄으로써 타당하고 신뢰로운 영재 선발 도구로서 지필검사의 적합성을 탐색하는데 필요한 기초자료를 얻고자 하였다. 문항의 질적 특성을 분석하기 위해 내적 및 외적 문항 분석틀을 구안하여 적용하였으며, 문항의 양적 특성과 질적 특성의 연관성을 분석하였다. 연구 결과, 다수의 문항이 중학교 교육 과정을 벗어난 속진 맥락으로 출제되어 내용 타당도에 문제가 있는 것으로 분석되었다. 또한 출제되는 내용이나 맥락에서 교과별 및 연도별로 상당한 차이가 있어 검사 도구의 안정성에도 문제가 있는 것으로 나타났다. 기초 지식 및 탐구 능력 검사의 경우는 지식이 차지하는 비율이 가장 높으며, 탐구 과정 중에서는 자료 해석 및 분석에 치중됨으로써 고른 탐구 능력을 측정하고 있지 못한 것으로 드러났다. 창의성 검사에서는 대다수의 문항이 발산적 사고나 연관적 사고보다는 수렴적 사고를 주로 측정하고 있는 것으로 나타났다. 한편, 분석된 대부분의 문항이 그래프보다는 그림이나 표를 이용하여 표현되는 것으로 나타났으며, 문항 유형에서는 서술형보다는 선다형이나 단답형의 비율이 훨씬 높았다. 문항의 변별도는 두 검사 모두 양호하였으나, 문항별 난이도 편차는 매우 큰 것으로 나타났다. 교과 간 및 검사도구 간 상관은 매우 낮았으며, 신뢰도 또한 낮은 것으로 나타났다. 또한 난이도는 낮아 쉬운 문제였지만 변별도가 양호한 유형의 문항이 가장 많았으며, 속진 맥락의 문항이 심화 맥락에 비해 변별도가 더 양호한 것으로 나타났다. 이와 같은 분석 결과들은 영재 교육 기관에서 학생 선발에 적합한 지필 검사 도구를 개발하는 데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.541-553
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• 2018

본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
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• pp.267-275
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• 2006

과학교육의 특성상 가장 효과적인 교수 방법은 직접 실험하고, 탐구, 체험 학습을 하는 것이나 시간적, 공간적 제약, 환경 여건, 비용 등을 고려해 볼 때 항상 직접 체험 학습 환경을 제공해 주기는 어렵다. 또한 '지구과학' 영역의 학습은 교실이나 실험실에서 지도하기 어려운 문제점이 있고, 학습 내용들이 본질적으로 가지고 있는 초실험적인 내용이 많아 교수 학습과정에서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 제한점이 많은 초등학교 과학과 '지구과학' 영역에 대하여 직접 탐구하고 체험할 수 있는 환경과 가까운 멀티미디어 웹 기반 코스웨어를 설계 개발하여 이러한 어려움을 보완한다면 과학 교육의 학습 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 과학과의 지구과학 영역 중 기상 교육을 위한 웹 코스웨어를 설계 개발하여 수업현장에 적용해보고자 한다. 본 연구에서 제시한 웹 코스웨어 학습 프로그램은 단지 디스플레이 형식의 자료에서 벗어나 여러 가지 그림, 소리, 동영상 등의 애니메이션 자료를 제시함은 물론 아동들이 직접 컴퓨터를 조작함으로써 학습목표에 보다 쉽고 재미있게 도달할 수 있도록 제작하여 과학과 교수 학습 방법의 개선을 꾀하고, 학습자들의 과학적 사고력 발달을 도모하고자 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.56-71
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• 2023

본 연구의 목적은 논증구조를 교수적 추론 도구로 활용한 예비 지구과학 교사들이 말하는 논증구조의 역할과 실효성을 탐구하고, 이 과정에서 예비교사들이 보여주는 PCK 특성을 탐구하려는 것이다. 논증구조를 활용한 수업 계획과 성찰을 체험하는 일련의 교수적 추론과정에서 교사의 PCK가 발휘되므로, 본 연구에 참여한 예비교사들이 보여주는 미래지향적 가족유사성 PCK의 특성을 탐색하였다. 이를 위해 15명의 예비 지구과학 교사들이 참여하여 논증구조를 활용하여 수업설계와 수업시연을 체험하고, 학기말에 수업 체험에 대한 심층면담을 실시하였다. 심층면담을 토대로 질적 분석을 실시함과 동시에 예비교사들의 가족유사성 PCK의 특성을 분석하기 위해 의미연결망 분석을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 예비교사들은 논증구조를 적용하면서 수업을 조직적으로 계획하고, 사실에서 결론에 이르기까지 관련된 논증요소를 구분함으로써 짜임새 있게 수업을 구성하였다. 논증구조 구성요소별 특징을 살펴보면, 예비교사들은 사실과 결론의 징검다리인 논거, 반박, 한정어 등을 찾아내는 데 어려움을 겪은 것으로 나타났다. 논증구조로 인해 가장 많은 영향을 받은 PCK 영역은 과학수업 실천 부분으로, 수업내용에 적합한 수업모형선정, 과학수업을 통한 데이터 리터러시와 디지털 역량개발 등을 예비교사들은 강조하였다. 연구결과를 토대로 교수적 추론 도구로서 논증구조의 잠재력과 활용 가능성, 논증구조를 활용한 과학수업을 체험한 중등학교 학생들의 과학탐구와 추론 역량 개발의 가능성, 논증구조를 교수적 추론 도구로 활용하는 교사교육 프로토콜 개발의 필요성 등을 결론으로 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권4호
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• pp.539-544
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• 1998

교육 목표 영역으로 설정된 부분이 실제 각 단원, 소단원 그리고 수업 차시 목표에 균형있게 반영되었는지를 확인하기 위해 제 6차 과학과 교육과정에 의해 개발된 초등학교 자연과 생물 영역의 수업 목표를 교사용 지도서를 중심으로 분석하였다. 교육목표설정 영역은 인지적 영역, 탐구과정 영역, 수공적 기능 영역, 창의성 영역, 정의적 영역과 STS 영역 등 6개이다. 인지적 영역의 교육목표가 가장 많았으나, 창의성 영역에 해당하는 것은 하나도 없었다. 단원 목표와 소단원 목표에서는 인지적 영역, 탐구과정 영역, 정의 영역, 수공적 기능 영역, STS 영역 순으로 비중이 높았으나, 차시 수업 목표에서는 인지적 영역과 탐구 과정 영역이 대부분이었다. 목표 영역 중에서 인지적 영역과 탐구과정 영역을 제외하고는 대체로 단원, 소단원과 차시의 수업 목표의 연계성이 부족하였으며, 특히 정의적 영역에서는 대단원, 소단원, 차시 수준으로 갈수록 그 비중이 급속하게 낮아지는 것으로 나타났다. 교육 목표 설정 영역의 형식적인 구분보다는 교과서의 개발시 목표 영역의 일관성 있고, 균형 있는 반영을 고려해야 하며, 또한 목표 설정 영역의 특성을 고려한 적절한 안배가 요구된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.531-554
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• 2020

본 연구는 귀추적 탐구 중심 야외 지질 답사 교육의 실제에 대한 설명을 제공하기 위해, 명시적 지질학 지식 및 탐구 학습 도입 전·후의 지질 답사에서 나타난 학생들의 귀추 수행 특징을 살펴보았다. 이를 위해 사전 평가, 초기 답사, 명시적 지질학 지식 및 탐구 학습, 후기 답사, 사후 평가 등의 순서로 진행되는 21차시의 프로그램을 개발하여 중학생 9명에게 적용했다. 연구 자료로서 야외 지질 답사 수업 녹화·녹음 자료 및 학생 활동지가 수집되어 질적으로 분석되었다. 연구 결과, 초기 답사에서 학생들은 지질학적 중요도가 낮은 단서를 포착했고, 해당 단서의 생성 원인에 대한 가설 생성을 요구받자 일상 경험 및 일반 과학 지식을 규칙으로 활용했으며, 생성된 가설을 규칙의 과학성이나 임의적 기준에 의해 평가했다. 한편, 후기 답사에서 학생들은 지질학적 핵심 단서를 포착했고, 자발적으로 해당 단서와 관련된 지질학적 사건 가설을 지질학 개념을 규칙으로 차용해 생성했으며, 생성된 가설을 관찰 증거와 규칙의 정합성을 바탕으로 과학적으로 평가했다. 이러한 결과를 종합하여, 지질 답사에서 능숙한 귀추 수행을 위해 학습자의 지질학 지식과 탐구(귀추) 역량이 미치는 영향을 경로로 제시했다.