• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.48-60
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• 2020

이 연구의 목적은 집단중심 추세모형을 적용하여 과학고 학생들이 탐구를 수행하는 과정에서 나타난 통합 탐구 기능 변화의 양상과 특징을 분석하는 것이다. 이를 위해 3개의 가설-연역적 탐구 과제를 이용하였으며, 이를 59명의 과학고 학생들에게 순차적으로 수행하게 하고 그 과정을 보고서로 작성하게 하였다. 작성된 보고서는 Lee and Park(2017)에 의해 개발된 평가 준거틀에 따라 통합 탐구 기능 4개 요소별로 평가하였으며, 이를 집단중심 추세모형에 적용하여 탐구 과제를 수행한 3개 시점에 따른 탐구 기능 수준의 변화 양상을 요소별로 분석하였다. 또한, 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 몇 가지 관점에서 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 집단중심 추세모형을 적용하여 학생들의 통합 탐구 기능 변화 양상을 분석한 결과, 4개 요소 모두에서 2개 집단으로 분류되었으나 그 변화 양상은 요소별로 많은 차이가 있었다. 둘째, 학생들의 통합 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 분석한 결과, 탐구 기능의 맥락의존성, 탐구 기능 발달 경로의 변이성, 탐구 기능 요소별 수준의 들쭉날쭉성을 발견할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 과학고 학생들의 통합 탐구 기능 발달을 위한 제언을 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권5호
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• pp.541-551
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• 2009

본 연구에서는 6명의 예비 과학교사들이 30주간 핵물리 관련 URP 프로그램에 참여하면서 어떠한 경험을 하며 이러한 경험이 그들의 과학 지식 및 과학 탐구 과정, 과학자에 대한 인식, 그리고 그들이 자신의 진로를 탐색하는 데 어떠한 영향을 주는지에 대해 알아보았다. 참여 학생들에 대한 심층적 이해를 위해, 실험과정 및 토의과정에의 참여 관찰 및 필드노트, 개별 심층 면담 및 그룹면담, 연구일지 등이 주요 자료로 수집되었다. 연구 결과, 참여 학생들은 과학이론이 생성되기까지의 과정에서 드러나는 특성들, 즉 계속적인 반복의 과정으로 시간과 인내를 요구하며, 창의성과 공동 연구의 중요성 등을 인식하게 되었다. 또한 전형적인 과학자의 이미지에 대해 다소 변화된 부분이 있었다. 뿐만 아니라 그들은 URP 프로그램 참여를 통해 물리학에 대해 더욱 관심을 갖게 됨과 동시에 물리학에 대한 자신의 적성을 확인하는 기회를 갖게 되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.669-679
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• 2019

본 연구는 2015 개정 교육과정에서 처음 도입된 과학탐구실험 과목을 운영하면서 과학 교사들이 겪는 어려움을 파악하고, 이에 대한 지원방안을 모색해보는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 과학탐구실험 수업과 관련하여 수업 외적 요인, 수업 실천(준비, 실행), 수업에 대한 평가, 과학탐구실험 과목의 발전방향 항목으로 구성된 설문지를 개발하였고, 전국의 1674개교의 고등학교에 1교당 1명의 교사가 응답하도록 온라인 설문 조사를 요청하였다. 설문 결과 분석에는 설문지의 필수문항에 모두 답변한 814명의 응답 내용이 활용되었고, 결과 분석의 타당도 확보를 위해 집단 면담과 온라인 자문회를 실시하였다. 연구결과 교사들은 수업 준비 시간과 수업 시간의 부족을 호소하였고, 이를 해결하기 위해 실험 보조 인력의 활용, 양질의 자료 개발 및 공유를 강조하였다. 또한 과학탐구실험 과목의 목표 달성을 위해 블록타임제를 적극 활용하는 것이 필요하지만 실제로 운영하는 데에는 어려움이 있음을 토로하였다. 한편, 2019학년도에 변화된 평가 방식은 교사들에게 긍정적으로 인식되고 있었고 이로 인해 수행평가의 비율이 전년도에 비해 증가하였으나, 학생들이 직접 실험 기구를 다루는 실험의 횟수에는 큰 변화가 나타나지 않았다. 마지막으로, 이러한 결과를 종합하여 과학탐구실험 과목의 지원 방안에 대해 제언하였다.

• 대한화학회지
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• 제56권3호
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• pp.371-377
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• 2012

이 연구에서는 대구 지역 중학교 2학년 165명이 작성한 자유 탐구 보고서를 주제 영역, 탐구 가설, 그리고 탐구 변인의 측면에서 분석하였다. 여름방학이 시작되기 전 2시간 동안 오리엔테이션을 진행하면서 탐구 과정에 대해 소개하고, 주제를 탐색하도록 하였다. 여름방학 동안 학생들은 주제 선정, 실험설계 및 수행, 자료 수집 및 분석, 결과 보고서 작성 등의 과정을 스스로 진행하였다. 여름방학 후, 결과보고서를 제출받으면서 학생들이 주제 선정에서 활용한 자료의 출처, 가설의 정의, 그리고 탐구 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 인식도 조사하였다. 보고서의 주제 영역은 물리, 화학, 생물, 지구과학, 생활 영역으로, 보고서에 기술된 가설은 예측 가설과 설명 가설로 분류하였고 가설의 정의에 대한 학생들의 인식과 비교하였다. 탐구 주제, 탐구 가설, 실험 설계 부분에 제시된 탐구 변인을 분석하여 범주형, 연속형, 불확실 유형으로 분류하였다. 연구 결과, 주제 영역 중 화학 영역의 보고서가 가장 많았고, 다음으로 생물과 생활 영역이 많았다. 전체 165개 보고서 중 130개에 탐구 가설을 포함하고 있었는데, 이들 중 대부분은 예측 가설에 해당하였다. 보고서에 제시된 탐구 변인을 분석한 결과, 탐구 주제와 탐구 가설에 기술된 독립 변인과 종속 변인은 불확실 유형이 많았다. 그러나 실험 설계 부분에 기술된 변인들은 불확실 유형이 많이 줄어들었고, 범주형 변인이 증가하였다. 탐구 수행 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 질문에 학생들은 주제 선정 단계를 가장 많이 선택하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.113-123
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• 2016

본 연구에서는 질적 연구 중 현상학적 연구방법을 통하여 과학전람회에 참여하는 초등학생들의 경험과 어려움에 대한 이야기를 듣고, 학생들의 성장과 그 의미에 대한 심층적인 이해를 하고자 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 과학전람회를 통해 다양한 경험을 한다. 학생들은 심도 있는 실험을 수행하고, 탐구 주제와 관련된 다양한 기관을 방문하고, 그 곳에서 만난 전문가와의 면담을 통해서 과학적 지식과 탐구 방법을 획득하게 된다. 학생들은 탐구 일지를 작성하며 탐구 과정을 자신의 언어로 기록하고, 탐구 과정 전반을 정리하여 많은 사람들 앞에서 발표하는 경험도 갖게 된다. 둘째, 학생들은 과학전람회를 준비하는 동안 몇 가지 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 실험 결과가 예상했던 가설과 다르거나 일정한 경향성이 없어서 실험을 계속 반복해야할 때 어려움을 겪었다. 그리고 학생들은 탐구 일지 작성에 어려움을 느끼고 부담을 가지기도 하였다. 또 학생들은 과학전람회를 준비하는 동안 많은 시간을 투자해야 해서 교우 관계나 취미 생활에서 포기해야하는 점이 많음을 어려움으로 꼽았다. 셋째, 학생들은 과학전람회를 통해 과학적 태도가 향상되었고 정의적 측면에서도 긍정적인 영향을 받았다. 학생들은 과학적 흥미, 호기심, 협동성 등과 같은 과학적 태도를 키울 수 있었다. 그리고 성취감, 자신감, 교우관계, 교사와의 관계, 진로 관심 등 정의적 측면에서도 많은 것을 얻게 되었다. 본 연구를 통해 과학전람회에 참여하는 학생들이 일상적 과학 수업에서는 쉽게 해볼 수 없는 많은 경험을 하고, 탐구과정 중에서 어려움을 겪기도 하지만 큰 성취감과 보람을 느끼며 성장하는 것을 알 수 있었다. 과학전람회는 학생들에게 가치 있는 경험이었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.166-181
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• 2023

이 연구의 목적은 초등 과학 및 타 교과 교과서에 대한 Romey의 참여지수를 보고한 선행 연구들의 비교를 통해 교육과정 시기별 초등 과학 교과서의 탐구 성향의 변화 및 그 적절성에 대해 검토하는 것으로, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다: 첫째, 본문 지수(T)의 경우, 제3차 교육과정 과학 교과서는 극히 탐구적인 교과서로 판정되는 값이지만(T>18), 이후 지속적으로 감소하며, 2007 개정 및 2015 개정 교육과정 교과서는 각각 권위적(비탐구적)인 교과서로 판정되는 값(T=0.25)과 적절한 탐구 수준의 교과서로 판정되는 값(T=0.99)에 근접한다. 수시 개정 체제 이후 과학 및 타 교과 교과서의 T값을 비교해보면 별 차이가 없는 수준이다; 둘째, 그림 · 도표 지수(FD) 또한 교육과정 시기별로 지속적으로 감소하는 양상이다(제3차 과학 교과서 : FD>2.75 → 2015 개정 과학 교과서 : FD=0.14). 특히 2015 개정 과학 교과서의 FD값은 비탐구적인 교과서로 판정되는 수준으로, 최근 보고되고 있는 타 교과 교과서의 FD값과 비교해도 낮은 수치이다; 셋째, 과학 교과서의 활동 지수(A)의 경우, 제3차부터 2015 개정 교육과정 국정 교과서에 이르기까지 점차 감소하지만 모두 탐구하기에 알맞은 교과서로 판정되는 값이다(제3차 과학 교과서 : A=1.12 → 2015 개정 과학 교과서 : A=0.64). 하지만 7차 교육과정 시기 이후 과학 교과서의 A값은 타 교과 교과서와 비교하여 전반적으로 낮은 편이다. 넷째, 과학 교과서의 질문 지수(Q)는 전술한 세 지수(T, FD 및 A)에 비해 극히 제한적으로 보고되었는데, 이는 교육과정 시기별 과학 교과서 구성 체계의 차이가 주된 원인으로 보인다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.43-63
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• 2019

2015 개정 과학과 교육과정의 생명과학II 교과서에 수록된 탐구활동 유형을 추출하여 6개의 대단원과 5종의 출판사별로 비교 분석하였다. 탐구활동 유형 중 조사 토의 및 발표(IP)의 수가 많이 늘어난 것과 표현하기(EX)가 각 단원마다 수록되어 있다는 것은 2015 개정 교육과정에서 지향하는 교실 수업을 학생중심활동으로 전환하기에 충분한 것으로 해석할 수 있다. 실험 관찰, 모의 활동, 조사 토의 및 발표 등의 학생중심 활동 영역의 탐구활동 유형이 2009 개정 교육과정의 약 27% 정도를 차지한 것보다 증가한 약 41% 정도를 차지하였다. 그러나 여전히 자료 해석 유형이 가장 많기 때문에 앞으로 교과서 개발이 필요할 때 학생들의 창의성과 사고력을 신장시키기 위해서 자료 해석의 유형을 줄이고 모의 활동이나 표현하기의 유형이 더 늘어나도록 해야 할 것이다. 교사들은 생명공학 기술의 발전뿐만 아니라 교과서마다 각기 다른 다양한 과학 소재를 재구성한 후 학생들에게 활용하여 균형 잡힌 사고를 유도하고, 표현력, 창의력, 논리력, 비판적 사고력을 신장시키기 위한 노력이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권3호
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• pp.294-305
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• 2012

과학교육의 목적은 과학적 소양의 함양이며 이를 달성하기 위해서는 학교현장에서는 과학탐구의 실행을 중요한 목표로 삼고 있다. 이때 과학탐구의 단계는 문제제기, 가설설정, 자료수집 및 변환, 자료해석 및 결론도출로 이루어져 있다. 하지만 학교에서 학생들의 과학탐구단계는 자료수집 및 변환에 해당하는 단계에 치중되어 있으며, 문제제기는 나머지 단계를 결정하는 가장 중요한 시작의 단계임에도 불구하고 학교현장에서는 학생들에게 문제제기 기회가 거의 주어지지 않고 있다. 이 연구에서는 지구과학을 가르치는 예비교사들의 탐구문제 개발 능력 실태를 파악하고, 연구팀에서 개발한 과학탐구 문제 개발 가이드(IQDG)를 경험 후에는 탐구문제 개발 능력이 향상되었는지, 그리고 이러한 탐구문제개발 능력은 탐구설계 능력과는 어떤 관계가 있는지를 알아보았다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 예비교사들에 의해 제안된 탐구문제의 수준과 정교성은 IQDG를 통해서 향상되었다. 둘째, 가장 높은 빈도수를 보인 탐구문제의 유형은 실험상황에서 나타난 결과들 사이에 무슨 관계가 있는지를 파악하는 '관계-탐구문제'와, 두 번째의 빈도수를 보인 유형은 결과에 대해서 원인을 찾는 '왜-어떻게 탐구문제'인 것으로 파악되었다. 마지막으로, 수준 및 정교성이 높은 탐구문제는 역시 높은 수준의 탐구설계 능력을 보여줌에 따라 탐구문제 개발 능력은 곧 전체적인 탐구과정의 성공에 영향을 미치는 중요한 요소임을 결론 내릴 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제47권4호
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• pp.391-400
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• 2003

본 연구는 제6차 교육과정에서 강조한 탐구활동을 탐구내용, 탐구과정, 탐구상황의 3차원 분석틀을 이용하여 화학II 교과서를 분석하였다. 그 결과, 탐구활동의 탐구내용을 보면, 각 교과서마다 탐구활동이 관찰, 실험, 측정, 토의, 자료해석, 기본조작 등의 다양한 용어로 분류되어 있으며, 교과서마다 분류 기준에 다소 차이가 있었다. 각 교과서의 탐구내용에 수록된 탐구활동의 수는, 7개 교과서 모두 25개에서 35개 정도로 수록되어 있었다. 각 교과서의 탐구내용에 있는 탐구활동의 평균수는 각 단원에서 적게는 10${\%}$에서 많게는 30${\%}$로 분포되어 있었다. 또한 탐구과정 영역은 평균적으로 ''관찰 및 측정''이 가장 많았고, 그 다음으로 ''자료해석 및 일반화'', ''문제발견 및 해결방안'', ''이론모델셩성, 검증 및 수정''의 순서로 나타났다. 그리고 탐구상황 영역은 과학적 상황요소가 90.5%로 가장 많은 부분을 차지하였고, 그 외에 개인적 상황요소, 사회적 상황요소, 기술적 상황요소가 약 5%를 차지하였다. 이러한 분석으로부터 볼 때, STS(과학-기술-사회)의 상호관련성을 강조한 내용이 아직은 매우 미흡한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권1호
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• pp.140-156
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• 2010

본 연구에서는 현직 과학교사를 대상으로 2007년 개정 과학과 교육과정의 주요 특징의 수업 실행에 대한 인식을 파악하였다. 2007년 개정 과학과 교육과정의 주요 특징으로 창의성, 자유탐구, 과학글쓰기, 토론, STS를 다루었으며, 각 특징에 대해 교육과정의 실행을 위한 내적 특징인 필요성, 명료성, 복잡성을 기준으로 교사의 인식을 탐색하였다. 또, 2007년 개정 과학과 교육과정의 주요 내용 중에서, 특히 최소 6차시가 배정되어 실시될 예정인 자유탐구의 실행과 관련하여 교사들의 준비 및 실행에 대한 인식을 살펴보았다. 연구의 결과로서, 과학 교사들은 2007년 개정 과학과 교육과정의 주요 내용 즉, 창의성, 자유탐구, 과학글쓰기, 토론, STS를 수업에서 실행하는 것이 중요하고 필요하지만, 대체로 명료하지는 않으며, 많은 어려움이 있다고 보았다. 특히, 자유탐구의 경우 다른 주요 내용보다 더 부정적으로 인식하고 있으며, 실행 어려움의 이유는 매우 다양하고 복합적으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 토대로, 교육과정 변화 내용을 교실 수업 현장에서 구현하기 위해서, 교육과정 개발자와 교육과정 실행자 간의 인식의 간극을 줄이고 교사의 교육과정에 대한 유의미한 해석과 실천을 높이기 위해‘이중 실행연구’(Dual Action Research) 모형을 제안하였다.