• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.885-899
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• 2018

본 연구는 그간 탐구 및 실험중심의 교육이 미비했던 고등학교 현장에 '과학탐구실험'이 신설 도입됨에 따라 교사의 과학탐구실험 실행과 그 과정에서 발생하는 모순을 문화역사적 활동이론(CHAT)의 관점으로 심층적으로 분석하였다. 연구참여자는 경기도에서 과학탐구실험을 전담하고 있는 신교사로, 1학기의 과학탐구실험 수업 운영에 대한 반성을 시작으로 2학기 과학탐구실험 수업 운영과 함께 과학탐구실험 운영과 관련된 활동체계 요소를 중심으로 참여자에 대한 면담, 수업에 대한 참여관찰, 과학탐구실험 운영과 관련된 현지자료 등을 분석에 사용하였다. CHAT의 6가지 활동체계 요소를 중심으로 신교사의 과학탐구실험 실행에 대한 기술적 분석을 실시하였으며, 신교사의 활동체계 내에서 발생하는 모순을 규명하였다. 신교사의 통합과학과 과학탐구실험 실행 전반에 걸쳐 드러나는 모순은 신교사(주체)와 동료교사와의 공유된 책무성의 부재(분업) 사이에서, 그리고 신교사(주체)와 상반된 내용의 직무 연수(공동체) 사이에서 발생하였다. 신교사의 과학탐구실험 실행 과정에서의 특이적 모순은 교과 특성에 대한 인식(주체)과 업무분장 시기(규칙), 탐구실험의 특징(객체)과 미비한 실험실 환경과 도구준비 과정(도구), 그리고 과학탐구실험의 목표(객체)와 평가 지침(규칙) 사이에서 발생하였다. 이러한 모순은 직 간접적으로 신교사의 과학탐구실험 교수 실천에 영향을 끼쳤으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 교사의 과학탐구실험 수업 실행을 지원하고 촉진할 수 있는 활동체계가 조성되기 위한 지원과 구조적 체제가 마련되어야 할 필요가 있다. 본 연구는 과학탐구실험이라는 신설 교과를 운영하는 과정에서 교사를 둘러싼 문화적, 구조적 요인들과 활동체계 요소들의 연관 속에서 발생하는 모순에 주목하였다는 점에서 의의가 있다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.183-195
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• 2019

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 과학탐구실험 교과서의 탐구 활동에서 나타난 참탐구 요소를 분석하였다. 탐구 활동을 핵심 개념에 따라 분류한 후, 학생이 자율적으로 참탐구 요소를 계획하거나 실행하도록 한 사례의 특징을 조사하였다. 연구 결과, 참탐구 요소 중 다른 자료 조사하기 요소는 모든 단원에서 높은 비율로 나타났다. 그러나 연구 질문 만들기, 변수 선택하기, 다양한 변수 측정하기, 측정값 변환하기 요소는 미리 안내되거나 구조화된 경우가 많아 역사 및 생활 속의 과학 탐구 단원의 일부 탐구 주제에서만 주로 나타났다. 간단한 또는 복잡한 변인 통제하기, 방해 변수 측정하기, 과정상 결함 고려하기 요소는 교과서에서 고려하지 않거나 명시적으로 언급하지 않은 경우가 많아 모든 단원에서 낮은 비율로 나타났다. 생활 속의 과학 탐구 단원의 참탐구 요소는 소집단 활동을 통하여 다루어지는 경향이 있었다. 연구 결과를 바탕으로 과학탐구실험 교과서 탐구 활동의 개선 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.757-767
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• 2002

사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험이 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에 미치는 효과에 대해 연구하였으며, 탐구실험 수업이 소집단의 구성방식에 따라 어떠한 차이를 나타내는지 알아보기 위해 인지수준이 동질인 집단과 이질인 집단의 효과를 비교하였다. 이를 위해 중학교 2학년 255명을 통제집단과 실험집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험 수업을, 통제집단에는 전통적인 실험 수업을 1년간 적용한 후 과학 학업성취도, 과학탐구능력, 학습동기 검사를 실시하였다. 사회적 상호작용을 강조한 탐구실험은 이끌어내기, 친숙해지기, 구성하기, 확장하기의 4단계로 구성되어 있으며, 관찰 현상을 학습과 연관시키고 실험을 설계하며 결론을 이끌어내는 과정을 통해 동료 및 교사와 상호작용을 할 수 있도록 구성되어 있다. 연구 결과 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험은 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에서 유의미한 효과가 있었다. 모든 인지수준의 학생들에게 효과가 나타난 것은 아니었으나 대부분의 인지 수준에서 학업성취의 효과가 크게 나타났으며, 학업성취에 비해 과학탐구능력의 향상정도가 낮았다. 소집단 구성에 따른 효과에서는 동질집단이 이질집단에 비해 성취도와 학습동기에서 유의미한 향상이 있었다. 이러한 결과는 과학탐구실험에서 상호작용이 중요하며, 상호작용이 학생들의 성취도와 탐구능력 향상에 긍정적 영향이 있음을 시사한다.

• 대한화학회지
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• 제47권5호
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• pp.487-494
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• 2003

이 연구에서는 탐구화학실험을 통해 고등학교 학생들의 과학 성취도 향상정도를 논리적 사고력, 과학탐구기능, 실험 태도, 수공적 기능, 탐구과정 기능 등의 측면에서 조사하였다. 이를 위해 수도권 소재의 남녀 고등학교 2개교의 5개조 150명을 대상으로 하여 논리적 사고력, 과학탐구기능의 지필평가와 탐구과정 기능의 보고서평가, 실험태도, 수공적 기능의 실험관찰 평가를 통하여 자료를 수집하였다. 연구 결과에 의하면 학생들의 탐구과정기능과 실험 태도, 수공적 기능은 전반적으로 매우 낮은 수준으로 조사되었으나 탐구과정 기능을 제외 한 나머지의 측면에서는 유의미한 향상을 보였다. 또한 탐구화학실험이 지속적으로 수행될 때 학습자의 과학 성취도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권4호
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• pp.364-373
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• 2006

이 연구의 목적은 중학교 초임 과학 교사들의 실험수업을 관찰하여 실험 수업에 참여한 교사들의 탐구 수준을 알아보는데 있다. 신규 임용된 교사를 대상으로 전화 면접을 통해서 8명을 선발한 후, 구두 면담을 통하여 최종적으로 4명이 선정되었다. 실험 주제는 학생들의 조작적 활동이 많은 내용으로 교과서에 있는 실험으로 연구자가 제시하였으며, 수업 기술 발달 분석을 목적으로 1년 후에 같은 주제로 수업을 하였다. 이러한 과정을 통하여 알아낸 참여 교사들의 탐구 수준은 확인 탐구 수준 또는 구조화된 탐구 수준으로 나타났으며, 1년 후에 조사한 참여 교사들의 탐구 점수가 범주별로 약간 증가하기는 하였지만 여전히 확인 탐구 수준과 구조화된 탐구 수준을 벗어나지 못하였다. 이 연구는 초임 과학 교사들의 수업 발달에 대한 기초 연구와 실험 수업을 개선하는데 이바지 할 것이다.

• 대한화학회지
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• 제61권5호
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• pp.263-276
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• 2017

본 연구에서는 예비과학교사들의 개방형 탐구 경험이 과학 지식의 본성에 대한 이해와 과학 탐구에 대한 태도에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 서울 소재의 사범대학 내 과학교육과에서 개설된 '탐구화학실험' 수업을 수강하는 학생 40명을 대상으로 한 학기 동안 10개의 주제로 개방형 탐구 실험을 진행하였다. 개방형 탐구 실험은 제시된 현상을 관찰한 후 조별로 탐구문제를 설정하여 가설을 세우고, 직접 실험을 설계하고 수행하여 결론을 도출하는 방식으로 진행되었다. 학생들의 과학 지식의 본성에 대한 이해와 과학 탐구에 대한 태도 변화를 알아보기 위하여 세 차례에 걸친 검사지와 개인 면담 자료를 활용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 지식의 본성에 대한 이해는 통계적으로 유의미한 향상을 보였다(p<.05). 하위 영역 중에서는 창의성, 초도덕성, 사회성 영역에서 유의미한 변화가 나타났다. 이 외에도 개인 면담을 통해서 과학 지식의 주관성에 대한 이해에 영향을 미친 것이 관찰되었다. 둘째, 과학 탐구에 대한 태도는 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 학생들이 개방형 탐구를 경험한 초반에는 과학 탐구에 대한 태도가 다소 부정적이었으나 계속해서 경험할수록 긍정적인 태도가 나타났다.

• 영재교육연구
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• 제18권1호
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• pp.1-21
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• 2008

이 연구에서는 과학 영재의 과학 창의성을 신장시키기 위하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발 적용하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위해 먼저, 과학 개념, 과학 탐구 기능, 창의적 사고 영역에서 선정된 요소를 융합하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발하였고, 과학 창의성을 측정하기 위해 과학 창의적 문제 해결력 검사(TSCPS)를 개발하였다. 과학 창의성을 신장시키기 위해 개발된 문제 해결형 탐구실험을 대학교 부설 영재 센터에 재학 중인 중학생 과학 영재 21명에게 적용하였다. TSCPS를 사전 사후에 실시하여 결과를 비교하였고, 실험 과정 중에 나타나는 학생 간 대화를 분석하였다. 문제 해결형 탐구 실험의 적용 후 TSCPS 사후 검사결과가 향상되었다. 실험 과정에서 나타난 학생 간 대화를 분석한 결과, 문제 해결을 위해 논리적인 설명과 사고를 많이 요구하는 실험에서는 수렴적 사고에 관한 대화 수가, 문제 해결을 위한 아이디어의 제시가 강조되는 실험에서는 발산적 사고에 관한 대화 수가 많이 나타났다. 이로써 문제 해결형 탐구 실험이 과학 창의성 신장에 긍정적인 영향을 줄 것이라 생각된다. 과학의 영역 특수성을 반영한 창의적 문제 해결형 탐구 실험은 영재 교육을 현장에서 수행하는 데 실질적인 도움이 될 것이라 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.494-504
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• 2003

이 연구는 제7차 과학과 교육과정에 따라 저술된 7종의 중학교 1학년 과학 교과서에 제시된 과학적 탐구 과정 및 활동의 개수를 확인하고 그 적절성을 판단할 목적으로 수행하였다. 전반적으로 볼 때 제 7차 과학과 교육과정에 제시된 과학적 탐구의 기본적 과정은 어느 정도 잘 반영되어 있으나, 통합적 탐구 활동은 대체로 미흡하다. 또한, 교과서에 제시된 과학적 탐구 과정 및 활동이 그 과제와 일치하지 않는 것이 많으며, 특히 실험은 단 1개도 엄격한 의미의 실험으로 볼 수 없다. 논문의 마지막 부분에서는 과학적 탐구의 통합적 과정과 탐구 활동도 충분히 반영될 수 있게 해야 하며, 특히 실험과 조사의 의미를 분명하게 정의되어야 할 필요성을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권2호
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• pp.185-204
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• 2010

지구과학 탐구 대상은 다른 학문의 탐구 대상과 달리 거대한 시 공간적 규모, 접근 불가능성, 통제 불가능성, 복잡성 등을 지니고 있다. 그렇기 때문에 지구과학의 탐구 대상을 실험실 내에서 실제 조작을 통해 탐구하는 것은 매우 어렵거나 심지어 불가능하다. 따라서 지구과학에서는 실제 조작을 하지 않고도 탐구를 할 수 있는 대안이 필요하다. 실제 조작을 하지 않고 탐구를 수행하는 대표적인 탐구인 사고실험으로부터 추론의 역할을 재조명하고 추론을 사용한기존의 탐구 수업 모형들의 특징을 조사하였다. 각 탐구 모형들을 지구과학에 적용하는데 있어서의 시사점을 살펴보고 이들을 바탕으로 지구과학적 현상의 탐구에 적합한 추론 중심 탐구수업 모형을 제안한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구는 2019년도에 적용 2년차를 맞이한 고등학교 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험의 2차 년도 적용 현황을 분석하고 이를 토대로 향후 과학과 고등학교 교육과정 개발을 위한 제언을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 총244개의 과학중점고와 일반고를 대상으로 설문조사를 실시한 결과를 2018년도 1차 년도 조사결과와 양적으로 비교하였다. 또한 초점집단을 구성하는 9명의 과학교사들과 심층면담을 실시하여 2차 년도 적용현황에 대한 심층 답변을 논의하였다. 연구결과에 따르면, 1차 년도와 마찬가지로 적용 2년차에도 통합과학은 대부분 6~8단위로 운영하고 있었으며, 학급당 통합과학을 담당하는 교사는 3~4명이 대부분인 것으로 나타났다. 교사 초점집단 면담에서 현장교사들은 통합과학이 통합적 지도를 필요로 하며 학생의 흥미와 관심 유발에도 좋지만, 평가공정성 확보 등의 문제로 과정중심 평가 등을 구현하기는 어렵다고 주장하였다. 과학탐구실험의 경우 대부분 학기당 1단위로 2개 학기로 운영하고 있었으며, 가르치는 사람이 달라서 통합과학과 과학탐구실험을 거의 연계하지 않는 것으로 나타났다. 2019년도부터 과학탐구실험의 학교생활기록 기재 방식이 절대평가로 변경되어서 상대평가로 성적산출을 하지 않아도 되므로 학생들의 만족도나 수업의 흐름이 기대한 것보다 훨씬 좋고, 부담없이 가르칠 수 있다고 교사들은 말하였다. 연구결과를 토대로 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험 교육과정 안착을 위한 지원방안, 차기 과학과 교육과정 개정에서 통합과학과 과학탐구실험 과목의 개선 방안 등을 제안하였다.