• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2005.09a
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• pp.231-244
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• 2005

이 연구는 고등학교 지구과학 탐구활동에서 소그룹활동을 학생들의 대화를 중심으로 분석하고, 반성적 탐구활동이 교육과정별로 어떤 차이를 보이고 소그룹내의 상호작용특성에 따라 반성적 탐구양식의 차이가 어떠한지 알아보는 것이다. 그럼으로써 학생들이 어떤 반성적 탐구양식을 보이며 어떻게 발달시키는지에 관한 이해를 제공하고, 수업속의 맥락은 이러한 반성적 탐구학습을 증진시키고 억압하기위해서 어떻게 상호작용 하는지를 알아보고자 하였다. 이에 대한 연구문제로 소그룹을 이용한 탐구활동 수업과 반성적 탐구활동수업 중 반성적 에피소드의 차이가 있는가, 소그룹내의 그룹상호작용의 특징에 따른 반성적 탐구유형의 차이는 있는가를 설정하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 2개 학급을 선정 기존의 우리나라 교육과정에 의거한 탐구활동수업 4차시, 반성적 탐구교육과정 수업 4차시를 각각 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동 분석틀과 반성적 탐구의 3가지 맥락을 통해 분석하였다. 연구 결과 두 교육과정 모두 도입에서 두 교육과정 모두 A-AD맥락의 반성적 탐구가 전형적으로 자주 나타나며, 반성적 탐구 교육과정수업에서는 AD-SR가 주로 나오는 것으로 보아 과제활동초기에 역할 분담과 과제 활동의 전략을 세우며, 전략을 세울 때 영역개념을 이용하는 것을 안수 있었다. 우리나라 교육과정 수업에서는 반성적 탐구진술이 간단하고 계획과정이 짧으며, 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구를 하는 것으로 나타났다. 전개부분에서는 두 교육과정모두 DI-DP, DI-A맥락의 반성적 탐구가 나타나 자료 항목과 자료 패턴 그리고 인공물과 관련시키는 반성적 탐구가 공통적으로 나타나며 반성적 교육과정수업에서는 대체로 자료 맥락의 영역개념과 과제 맥락을 연결시키는 반성적 탐구가 잘 나타나고 있다. 반면 우리나라 교육과정에서 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구가 나타났다. 정리단계에서는 반성적 교육과정 수업에서는 DC-DP가 주로 나타났으며 우리나라 교육과정수업에서는 DC-DP DP-AD맥락의 반성적 탐구가 나타났다. 정리활동에서 우리나라 교육과정은 반성적 교육과정보다 자료 맥락의 영역개념을 더 자주 이용하고 다양한 맥락의 반성적 탐구가 나오고 있으며, 이는 우리나라 교육과정의 학습지의 활동이나 문제는 학생들에게 익숙하고, 자료 패턴을 가지고 행동결정으로 연결짓는 활동이 명확히 제시되었기 때문이라고 판단된다. 두 그룹의 상호작용 특징에 따른 반성적 탐구의 성향의 차이는 도입단계에서 그룹의 특징과 상관없이 A-AD, AD-SR맥락의 반성적 탐구가 나왔으며 전개와 정리단계에서는 N그룹에서는 DP와 관련된 의미 있는 반성적 탐구가 나오는 반면 M그룹에서는 이러한 맥락의 반성적 탐구는 아주 드물게 나타나며, GN과 관련된 행동결정이 자주 보이고 있었다. 정리활동시 주로 하는 기록 활동에서 N그룹에서는 다양한 맥락에서 반성적 탐구를 하고 있는 것에 비해 비교 그룹에서는 서로 견제하고 확인하는 상호작용의 특징에서 나타나는 AD-SR맥락의 반성적 탐구가 자주 나타났다. 반성적 탐구 척도 두 그룹을 비교 했을 때 CON 상호작용의 특징이 낮게 나타나는 N그룹이 양적으로 그리고 내용적으로 더 의미 있는 반성적 탐구를 했다

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.39 no.6
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• pp.707-715
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• 2019

The self-directed inquiry to improve students' core scientific competency is an important teaching method. Students experience a variety of difficulties in carrying out their inquiry tasks, sometimes fail to produce the desired results, or fail to perform a meaningless inquiry. This study was conducted to identify the causes of difficulties and failures in students' self-directed scientific inquiry. The study involved 16 high school students with experience in science research at science high schools and science-focused high schools. The data collection consisted of in-depth interviews centered on semi-structured open questions. Qualitative data analysis was imputed by finding paragraphs from the interview material that might reveal the difficulties and failures experienced by participants and the reasons for them. The study found that most of the causes of failure were lack of ability, incomplete procedures, and selection of complicated tasks. A variety of cognitive biases, such as overconfidence, planning fallacy, and groupthink, were also analyzed as causes. Based on the results of the study, it is necessary to develop an educational strategy that students can be fully prepared to reduce their trials and errors in a self-directed inquiry maximally.

• Journal of Korean Elementary Science Education
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• v.33 no.4
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• pp.751-761
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• 2014

이 연구의 목적은 과학적 예상 과정에서 초등학생의 안구운동을 분석하여 과학적 예상의 인지전략을 발견하는 것이다. 예상은 관찰, 측정, 추론과 같은 기초 탐구 과정들을 통해 문제를 해결하는 중요한 탐구 능력이다. 6학년 초등학생 40명이 자발적으로 이 연구에 참여했으며, 과학적 예상 두 과제를 해결하였다. 예상 과제는 점진적으로 변화하는 모형의 다음 모양을 예상하는 것과 14일 간의 기온 그래프를 보고 다음 5일간의 기온을 예상하는 과제였다. 과학적 예상 과정에서 참가자들의 안구 운동을 기록하기 위해 SMI사의 안구운동 추적기를 사용하였다. 40명의 참가자들 중 15명(그룹 A)은 두 과제를 모두 해결하였으며, 17명(그룹 B)은 하나의 과제만 해결하였고, 8명(그룹 C)은 두 과제 모두 해결하지 못했다. 예상 능력이 높은 학생과 낮은 학생의 인지 전략의 차이를 규명하기 위해 그룹 A와 그룹 C의 안구운동을 비교 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 그룹 A는 짧은 시간 동안 문제를 읽고 문제의 주요어에 집중했으며, 단서들을 비교하고 경향성을 찾고 답을 재확인하는 활발한 움직임을 보였다. 그룹 C는 문제 자체를 이해하는데 긴 시간이 걸렸으며, 주요어와 단서를 찾지 못하고, 무의미한 짧고 빠른 도약 안구 운동을 보였다. 둘째, 그룹 A와 C의 안구 운동의 고정, 도약, 시선 경로를 분석한 결과, 6가지의 안구 운동 패턴이 나타났다. 셋째, 안구운동 분석결과를 토대로 참가자들의 인지 전략을 유동전략과 고착전략의 두 가지로 구분하였다. 본 연구에서 규명한 과학적 예상의 인지전략은 교사들이 과학적 예상의 문제 해결 단계에서 학생들이 겪는 어려움을 이해하고, 예상 능력을 향상시키는 프로그램을 개발하는 것에 도움이 될 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2005.09a
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• pp.199-206
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• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.38 no.3
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• pp.222-238
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• 2017

The purpose of this study is to explore a learning progression for integrated process skills in Earth science inquiry. For the purpose, a hypothetical learning progression (HLP) that capture how students' integrated process skills of science become sophisticated over time is developed through the literature review. This learning progression contains four components of the integrated process skills of science: designing inquiry, collecting data, analyzing data, and forming conclusion. Three hypothetico-deductive inquiry tasks of Earth science that start from recognition of the given problem to the forming conclusion are developed in order to document students' integrated process skills. A total of 126 students from middle, high, college level students participated in this study. After conducting the Earth science inquiry tasks, the integrated process skills of individual students are assessed by element based on HLP. In addition, the validation process for HLP was administered by applying the Rasch model using the students' assessment data. Finally, based on the analyzed data, the empirical learning progression (ELP) is developed by revising and supplementing the HLP. This study can help to find scaffolding methods to effectively improve the students' integrated process skills in Earth science inquiry class by identifying the factors that affect students' development of integrated process skills. It also provide implications for improving teachers' PCK of Earth science inquiry instruction.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.19 no.4
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• pp.528-541
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• 1999

In order to obtain data for developing an ideal science curriculum. four kinds of General Science textbooks based on the 6th curriculum were analyzed. Particularly inquiry activities were analyzed by Scientific Inquiry Evaluation Inventory(SIEI). The results are as follows: 1) The average number of inquiry activities in four kinds of textbooks is 115.5. And the number in each textbook is very diverse: textbook A contains 94 inquiry activities, textbook B 147. textbook C 100 and textbook D 121. 2) As for the number of inquiry activity scopes in four kinds of textbook. observation comes to 22, experiment 117, interpreting data 196, investigation 64, discussion 51, classification 4 and prediction 8. And then the conceptional inquiry activity is about 2.3 times as many as the inquiry experiment. 3) According to the analysis of each inquiry task by SIEI. textbook A has 268, textbook B 328, textbook C 207 and textbook D 304. 4) In the analysis of the structure of inquiry activity, the evaluation of the competition and cooperation scale shows more emphasis on common tasks. no pooled results(87.1 %). The discussion scale mostly consists of activities without discussion required among students(83.5%). The evaluation of openness scale shows more emphasis on activities with problems, procedures and answers presented(58.3%). In the evaluation of inquiry scope scale, the inquiry scope scale mostly has the activities to demonstrate or verify the contents of the text(66.9%). 5) As for the analysis of inquiry activities as a whole. The inquiry pyramid in four kinds of General Science textbooks shows the type I that emphasizes the inquiry activities in low level such as gathering and organizing data. The inquiry index in four kinds of textbooks is average 47.8, shows very high level (above 35).

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.27 no.7
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• pp.547-558
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• 2007

The purpose of this study is to compare inquiry activities in science textbooks' physics contents for Korean secondary schools with those of Singapore in order to provide a reference for further improvement of inquiry activities in Korean science textbooks. We analyzed inquiry activities using the framework of Millar et al.(1998) and Chinn & Malhotra (2002). The results of this study are as follows: There are differences between Korean and Singaporean inquiry activities in the area of 'learning objectives', 'students' thinking activities' and 'degree of openness'. In the area of 'learning objectives', the Korean textbooks have more activities associated with the learning of science content than those in Singaporean, whereas the Singaporean textbooks have more activities associated with the processes of scientific inquiry than in Korean textbooks. In the area of 'students' thinking activities', the Singaporean textbooks have activities like 'test a prediction', which Korean textbooks lack. The 'degree of openness' is higher in Singaporean textbooks than in Korean textbooks. And some differences in the area of 'authentic scientific inquiry' between Korean and Singaporean textbooks were also found. While the Korean textbooks do not have any activities associated with 'generating research questions', the Singaporean ones feature such activities. In the area of 'designing studies', the Singaporean textbooks have activities corresponding to 'selecting variables' and 'controlling variables', while the Korean ones never have such activities. The results of this study imply that it is necessary to balance inquiry activities in the area of 'learning objectives', 'students' thinking activities' and 'degree of openness', and to present activities close to authentic scientific inquiry in inquiry activities in textbooks.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.23 no.5
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• pp.494-504
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• 2003

The primary purpose of the study was to determine the appropriateness of the inquiry processes described in Science VII's written based on the 7th National Science Curriculum. It was found that the basic processes were well reflected on the textbooks analyzed for the research. However, only a few integrated processes and the inquiry activities could be seen on the same textbooks. Furthermore, a larger majority of the inquiry processes and activities were not agreed with what the tasks and titles say. Especially, the none of as many as 71 experiments were not coincided with their titles' intentions. Also suggested in the paper were the implications of the results for the science education in the Korean middle schools.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.41 no.1
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• pp.48-60
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• 2020

The purpose of this study is to analyze the patterns and characteristics of changes in integrated process skills during the process of science high school students' inquiry by using group-based trajectory modeling. 59 students participated in this study. Three hypothetico-deductive inquiry tasks were used as an intervention activity. We asked science high school students to perform those three tasks sequentially and to generate reports of the process and results. We evaluated students' reports by four elements (designing inquiry, collecting data, analyzing data, and forming conclusion) of the integrated process skills according to the scoring rubric developed by Lee and Park (2017), and analyzed the level of changes in integrated process skills in those three inquiry tasks by using group-based trajectory modeling. In addition, we analyzed the characteristics of changes in integrated process skills from several perspectives. The findings are as follows: First, concerning the change patterns of students' integrated process skills, all of the four elements were classified into two groups, but the change patterns were very different by elements. Second, regarding the change characteristics of students' integrated process skills, we found the context-dependency of integrated process skills, variation of learning progression for integrated process skills, and jaggedness of integrated process skills level. Based on these findings, we suggested that a couple of ways be sought to improve the integrated process skills of science high school students.

• Journal of Science Education
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• v.48 no.1
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• pp.31-46
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• 2024

This study analyzes the academic achievement characteristics of Korean fourth graders on the problem solving and inquiry tasks (PSIs) introduced in TIMSS 2019. TIMSS 2019 conducted a computer-based assessment in addition to the traditional paper-based assessment. The PSIs were included only in the computer-based assessment, so 30 countries participated in the PSIs of the computer-based assessment. PSIs consist of integrating multiple content and cognitive domains, including 10 or fewer items. Most of the items are constructed in an open-ended format rather than multiple-choice. The analysis results showed that there were differences in student achievement across countries depending on the inclusion of PSIs. Korea's average achievement score decreased by 1 point. The analysis of individual items showed that students' achievement was somewhat low, and the correct answer rate for male students was generally higher than that for female students in many items. Furthermore, item-by-item analysis revealed that there were items where countries such as England and Finland had higher correct answer rates than traditional high-achieving countries, i.e. Singapore, Taiwan, and Korea. Considering the recent emphasis on integrated education, it seems necessary to review the use of PSIs in assessments in Korea as well.