• 영재교육연구
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• 제21권3호
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• pp.719-739
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• 2011

본 연구는 SGIM(Small Group Inquiry Method: 소집단 탐구기법)을 적용한 천문학습 프로그램이 초등과학영재의 메타인지 및 과학탐구능력에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 본 연구에서 개발한 SGIM을 적용한 천문학습 프로그램은 총 9차시(6주간)로 구성하였으며, 탐구절차에 따라 계획단계(3차시), 탐구수행(4차시), 결과발표(2차시) 등으로 운영하였다. SGIM을 적용한 천문학습 프로그램이 초등과학영재의 메타인지 및 과학탐구능력에 미치는 효과를 살펴보기 위한 연구대상은 울산광역시 소재 M초등학교 초등과학영재학급(초등 3학년) 20명을 선정하였다. 측정도구는 메타인지 및 과학탐구능력 검사지를 사용하였고, 연구의 결과 분석은 t검증과 ANOVA 검증방법으로 분석하였다. 연구의 결과는 SGIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재의 메타인지(t=3.371, p=.003)에 긍정적인 효과가 있었고, 초등과학영재의 과학탐구능력(t=2.371, p=.028)에도 긍정적인 효과가 있었다. 본 연구를 통해 SGIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재들의 과학탐구능력 신장과 메타인지 함양에 도움이 된다는 것을 알 수 있었고, 초등학교의 지역영재학급이나 공동영재학급에서 운영할 수 있는 초등과학영재 프로그램으로써 지구과학 영역의 수업에 좋은 사례가 될 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.203-220
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• 2013

2007년 개정 과학과 교육과정에서는 학생들의 창의성을 함양하고, 자기 주도적 학습의 기회를 가지며, 과학에 대한 흥미와 동기를 유발하여 과학 관련 진로 모색으로 이어질 수 있도록 '자유 탐구'를 신설하였다. 이 연구에서는 2007년 개정 과학과 교육과정과 2009년 개정 과학과 교육과정에 명시된 '자유 탐구'가 중학교 과학 교과에서 적용되고 있는 실태를 과학 교사 대상 설문 조사 및 교사와 학생 대상 면담을 통하여 고찰하였다. 2010학년도에 '자유 탐구'를 운영했다는 응답 비율은 49.6%였고, 2011학년도 1학기에 '자유 탐구'를 운영했다는 응답 비율은 34.1%였다. '자유 탐구'를 적용한 기간에 대해서는 한 학기라고 응답한 경우, '자유 탐구'의 주제 선정 방법으로는 학생들이 탐구하고 싶은 주제를 선정한 경우가 가장 많았다. '자유 탐구'의 주제와 관련된 아이디어는 주로 과학 교과서 또는 교사용 지도서에서 가장 많이 찾으며, 한 소집단은 주로 4명으로 구성한다는 응답이 가장 많았다. 소집단을 구성한 방식은 친한 친구들끼리 학생들이 정하거나 학생들의 성별, 능력 등을 고려하여 교사가 정한 경우가 많았다. '자유 탐구' 운영을 통해서 학생들에게 나타난 효과로, 과학에 대한 흥미와 관심이 향상되었다는 응답이 가장 많았고, 과학 탐구 능력과 자기 주도 학습 능력이 향상되는 응답도 많았다. '자유 탐구'를 수행한 학생들은 활동이 재미있었고 또 하고 싶다고 응답하였다. '자유 탐구'를 운영할 때 겪은 어려움으로는, '자유 탐구' 지도에 시간과 노력이 많이 든다는 응답이 가장 많았고, 학생들의 과학 탐구 능력, 흥미와 관심이 부족하다는 응답도 많았다. '자유 탐구'를 운영하지 않는 이유로는 '자유 탐구'를 운영할 시간이 부족하다는 응답이 가장 많았고, '자유 탐구'를 반드시 운영해야 된다고 생각하지 않는다는 응답도 많았다. '자유 탐구'가 제대로 운영되기 위해서 가장 시급하게 해결되어야 할 것으로는, '자유 탐구' 지도 방법 관련 자료 및 학생들이 참고할 자료의 개발 및 보급, '자유 탐구' 운영 시간 증대, 학급 당 학생 수 감축 등의 응답이 많았다. '자유 탐구'를 현장에 효과적으로 적용하기 위해서는 인턴 교사, 실험 조교 등의 인력 보강, 관련 자료의 개발 및 보급, 교사의 인식 제고 등이 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권3호
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• pp.267-275
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• 2007

초등학교 과학 영재들의 탐구 과제 수행 능력을 평가하기 위하여 대학 부설 영재교육원에 다니는 6학년 학생 56명을 대상으로 '먼지가 건강에 어떤 영향을 미치는가?'라는 주제에 대해 탐구하도록 하였다. 연구 과정에서 학생들로 하여금 제시된 주제에 대해 적절한 방법으로 탐구 과정을 설계하고 수행하여 그 결과를 제시하도록 하였다. 학생들의 보고서를 분석하기 위해 자료 조사, 예상, 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 결론 도출의 5개 항목에 대한 평가 기준과 채점 기준을 개발하였다. 보고서 분석결과, 학생들은 탐구 과정 중 자료 조사 활동 능력이 가장 우수했으며, 예상 활동, 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 탐구 결과 및 결론 도출의 순으로 능력의 차이가 나타났다. 구체적인 연구 결과를 제시하면 다음과 같다. 첫째, 자료 조사와 같은 기본적인 탐구 능력은 뛰어나지만 탐구 설계 및 수행, 결과 제시, 탐구 결과 및 결론 도출 등 높은 수준의 탐구능력은 부족했다. 둘째, 학생들은 자료 조사 활동에서 유난히 뛰어난 능력을 발휘하였는데, 이것은 정보화 사회의 발전에 따라 학생들의 기본적인 정보활용 능력이 향상되었기 때문으로 판단된다. 셋째, 외부에서 접한 정보를 인용하거나, 재활용은 할 수 있으나, 탐구 결과 및 결론 도출에 대한 채점 결과에서 볼 수 있듯이 그것을 자신의 것으로 소화하여 자신의 주장을 펼치는 능력은 상당히 부족하다.

• 영재교육연구
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• 제25권5호
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• pp.697-709
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• 2015

본 연구의 주요 목적은 초등과학영재교육에서 활용할 수 있는 원격천문대 시스템을 구축한 후, 이를 활용한 천체관측 교육 프로그램을 개발하고, 초등과학영재에게 적용하여 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이와 같은 연구 목적을 달성하기 위해 경기도 소재 A초등학교와 B초등학교 5학년 과학영재학생 35명을 대상으로 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램을 적용하여 과학탐구능력과 과학적 태도 검사를 실시하였다. 교육 프로그램을 적용해본 결과 과학탐구능력의 하위 요소 중 기초탐구능력과 통합탐구능력 모두에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 기초탐구능력과 통합탐구능력을 종합한 과학탐구능력에서도 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램이 초등과학영재의 과학적 태도에 미치는 영향 역시 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 하위요소로는 개방성, 협동성, 끈기성, 창의성에서는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났으나 호기심, 비판성, 자진성에서는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램은 기존의 지구 외부 세계와 학습자가 분리된 채 이루어진 천문교육을 스마트 인프라의 적용을 통해 참여와 공유, 융합을 구현하여 학습자의 역량을 강화시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국보육지원학회지
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• 제8권6호
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• pp.127-146
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• 2012

본 연구는 Keller의 ARCS 동기화를 통한 과학교육 활동이 유아의 과학적 태도 및 과학적 탐구능력에 어떠한 효과가 있는지를 알아보고자 하였다. 연구대상은 G시에 소재한 유치원 만5세반 2개 학급 40명의 유아(실험집단: 20명, 비교집단: 20명)였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, ARCS 동기화를 통한 과학교육활동은 유아의 과학적 태도의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, ARCS 동기화를 통한 과학교육활동은 유아의 과학적 탐구능력의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 결론적으로 ARCS 동기화를 통한 과학활동은 유아의 과학적 태도 및 과학적 탐구능력을 향상시키는데 효과가 있으며, 이러한 연구의 결과는 ARCS를 통한 과학활동이 유아의 과학적 태도 및 과학적 탐구능력 증진을 위해 적절하고 의미 있는 교수방법으로 유아교육 현장에서 활용해 볼 가치가 있음을 시사한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.68-69
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• 2010

본 연구의 목적은 서울시 소재 과학영재교육원에서 운영하는 프로그램에서 개발된 일부 모듈들에 구현되어있는 과학탐구과정 및 사고과정의 특징이 과학영재프로그램의 목적에 따른 목표를 성취할 수 있는지를 평가하고, 과학탐구과정이나 사고과정의 각 항목을 구현한 탐구의 실제를 알기 위한 것이다. 또, 본 연구의 결과를 토대로 모듈들에 대해 반성하고 개선점을 찾으려는 것이다. 연구 참여자들은 13명이며 연구 목적을 위해 첫째, 영재교육과정 및 평가에 관한 문헌을 근거로 과학영재프로그램의 목적과 목표를 설정, 둘째, 목적과 목표를 근거로 문헌에 제시된 분석틀들을 수정 개발, 셋째, 참여자들이 각자 모듈을 1개 선정하여 분석하고 이를 수정한 후 다시 분석하여 해석, 넷째, 분석결과의 해석을 토대로 반성을 하였다. 각 단계마다 각자 해결한 내용을 공개하고 모든 참여자들이 공개된 내용에 대해 비판하면서 합의하는 과정을 거쳤다. 합의 도출에 의해 첫째, 과학영재프로그램의 목적은 '탐구적 사고과정을 함양하고 지역사회에 유익한 새로운 지식을 창출한다.', 이에 대한 목표는 '자기 주도적인 탐구 계획 능력을 향상한다.'와 '숙달된 탐구 기능을 사용하여 실제문제를 해결할 수 있다.'로 설정하였다. 둘째, 분석틀은 '과학탐구과정' 과 '사고과정'의 두 범주로 구성하였으며, '과학탐구과정'에 해당하는 항목은 '사전탐구, 탐구방법, 해석적 탐구기술, 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성'으로, '사고과정'에 해당하는 항목들은 '논리적 사고, 창의적 사고'로 구성하였다. 셋째, 선정된 모듈들을 분석한 결과 모듈들은 대체로 탐구방법과 해석적 탐구기술을 많이 강조하였는데, 수정된 모듈들에서는 이 두 항목이 더욱 강조되었다. 특히, 해석적 탐구기술에서 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성, 창의적 사고를 강조하는 탐구의 실제가 증가하였다. 수정후 증가된 항목들은 앞에서 설정한 두 가지 목표에 도달하는데 도움이 되는 항목들이라고 합의 선정되었던 것이므로, 이에 따라 수정 전 모듈보다 수정 후 모듈이 보다 더 영재프로그램의 목표에 도달하기에 적합한 것으로 판단하였다. 넷째, 연구결과를 토대로 반성한 점은 '목표' 에 '창의적 사고'와 '과학의 본성'에 대한 강조가 부족하다는 것, '목표'에서 '실제문제를 해결'할 수 있어야 한다는 것에 비해 '모듈'에서 다루는 주제는 '실제문제'가 아니라 학문적인 질문에 치우쳐 있다는 것, '자기 주도적인 탐구 계획 능력'을 향상시키는 탐구의 실제가 대체로 적게 제시되어 있다는 것이다. 이러한 반성을 영재프로그램의 각 모듈에서 모두 구현할 수 있는 것은 아니지만 본 연구에서 설정한 목적과 목표에 따라 프로그램을 개발하는 경우 이러한 반성점을 고려하여 모듈을 개발한다면 영재프로그램 전체적으로 볼 때는 모두 구현되어 있을 것이다. 본 연구는 서울시에 소재하는 과학영재교육원들에서 개발하여 사용하는 많은 모듈 중 극히 일부를 대상으로 하였으므로 연구 결과를 모든 과학영재프로그램에 적용하기에는 한계가 있다. 그러나 본 연구처럼 프로그램이나 모듈을 평가하려는 연구자들에게 일련의 평가단계에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.669-677
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• 2017

이 연구는 과학 태도 과학 탐구 능력과 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도가 과학 학업 성취도에 미치는 직 간접 효과를 검증하여 변인 간의 관계를 파악하고자 하였다. 이를 위해 광역시에 소재한 남녀공학 중학교 전 학년 502명을 대상으로 과학 태도 검사(MARS) 과학 탐구 능력 검사(TSPS) 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도 검사(PBI)를 하였으며, 1학기 1 2차 과학 지필평가 자료를 수집 후 변인 간의 인과관계를 살펴보았다. 연구 결과, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 탐구 능력이나 과학 학업 성취도에는 직접 영향을 미치지 않았지만 과학 태도와 과학 탐구 능력은 과학학업 성취도에, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 태도에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 중학생이 지각한 부모의 긍정적 양육태도는 과학 태도, 그리고 과학 태도와 과학 탐구 능력을 매개로 과학학업 성취도에 간접 영향을 미쳤다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 중학생의 과학 학업 성취도를 효율적으로 향상시키기 위해서 학교에서는 정의적 특성인 과학 태도와 인지적 요인인 과학 탐구 능력을 종합적으로 고려한 다채로운 교육 프로그램과 교수 - 학습 방법을 개발할 필요가 있으며 가정에서는 자녀의 과학 태도에 바람직한 영향을 미칠 수 있도록 부모가 긍정적 양육 태도를 지닐 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1245-1255
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• 2004

본 연구에서는 평가도구의 구비조건을 갖춘 초등학교 고학년 학생의 과학탐구능력을 측정할 수 있는 과학탐구 능력 평가도구를 개발하고자 하였다. 평가도구를 구성하는 문항은 R&D 방법에 의해 개발되었으며, 2차례에 걸친 과학교육 전문가의 점검과 2번의 현장 검증을 통해 문항을 수정 보완하였다. 각 평가 문항은 교과 내용에 대한 지식이 없어도 해결할 수 있는 범교과적인 문항으로 제작하여 과학탐구능력의 하위 요소들을 측정하고자 하였다. SAPA 교육과정과 제7차 과학과 교육과정에서 제시한 과학탐구과정 요소를 근간으로 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리,문제인식, 변인통제,자료해석,결론도출,실험설계의 10가지 하위 요소들을 선정하고 각 요소에 대한 조작적 정의와 평가 목표를 설정하였다. 물질과 에너지, 생명과 환경, 지구와 순환의 3가지 내용 영역의 소재를 중심으로 총 30문항을 개발하였다. 개발된 문항을 과학교육 전문가에게 2회 의뢰하여 타당도, 객관도, 문항의 명료성을 점검 받았으며 2번의 현장 검증을 통해 신뢰도, 변별도, 난이도를 검증하였다. 그 결과 타당도 91.6%, 신뢰도 지수 Cronbach ${\alpha}$-값 0.79, 객관도 93.3%, 변별도 지수 0.30, 난이도 지수 66.1%로 나타났다. 위와 같은 값들은 평가도구가 갖추어야 할 구비조건의 허용 범위내에 있는 것으로 보아 본 연구에서 개발한 과학탐구능력 평가도구는 양호한 것으로 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 과학탐구능력 평가도구는 초등학생들의 과학탐구능력 성취 수준의 진단, 과학과 교육과정과 교수 학습 자료 및 과학과 교수 학습 방법의 과학탐구능력 반영 수준을 평가하는 도구로도 이용될 수도 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권2호
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• pp.180-185
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• 2008

본 연구의 목적은 초등 예비교사들을 대상으로, 과학에 대한 태도와 탐구 능력을 검사하여, 성별과 고등학교 때의 계열에 따른 차이점을 분석하고 과학에 대한 태도와 탐구 능력의 상관관계를 알아보는 것이다. 과학에 대한 태도 검사 도구는 SAS를 이용하였으며 탐구 능력 검사 도구는 통합 탐구 능력을 측정하는 TIPS II를 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다, 첫째, 초등 예비교사들의 성별에 따른 과학에 대한 태도와 탐구 능력은, 전체적으로 보아 유의미하지 않았으며 초중고 학생들을 대상으로 한 선행 연구들의 결과와 일치하지 않았다. 둘째, 초등 예비교사들의 고등학교 계열에 따른 과학에 대한 태도는 인문계열의 초등 예비교사들이 자연계열 초등 예비교사보다 긍정적이었으며 탐구 능력은 자연계열 초등 예비교사들이 부분적으로 우수하였다. 이러한 결과도 초중고 학생들을 대상으로 한 선행 연구 결과들과는 일치하지 않는 것이다. 셋째, 초등 예비교사들의 과학에 대한 태도와 탐구 능력은 유의미한 상관관계가 있었다. 하지만 초중고 학생들을 대상으로 한 선행연구와는 달리, 과학에 대한 태도의 특정 영역만이 탐구 능력과 유의미한 상관관계를 보였다. 이런 연구 결과들을 볼 때, 초중고 학생들을 대상으로 이루어진 선행 연구들의 결과를 초등 예비교사들에게 그대로 적용하는 것은 적절하지 못하며, 초등 교사 양성 기관에서는 교육 대상의 특수성을 고려하여 과학교육을 지도할 필요가 있다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.337-356
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• 2011

본 연구는 IIM을 적용한 천문학습 프로그램 개발 적용이 초등과학영재학생의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. IIM이란 독자적 탐구방법으로 학생들 스스로 탐구하고 연구하는 수업형태로 7단계의 학습단계를 가지고 있다. 본 연구의 실행을 위해서 초등학교 과학교과 5학년 천문영역의 내용을 바탕으로 IIM의 탐구단계를 적용하여 총 7차시(6주간)로 천문학습 프로그램을 구성하였으며, 주제 선정하기(1차시), 목표 설정하기(2차시), 자료 조사하기(3차시), 탐구 활동하기(4차시), 목표 평가하기(5차시), 보고서 작성하기(6차시), 발표하기(7차시) 등으로 구성하여 적용하였다. 본 연구의 효과를 검증하기 위해 연구반은 울산광역시 소재 G 초등학교 과학영재반(초등 3학년) 20명을 선정하였다. 검사도구는 과학탐구능력 검사와 과학적 태도 검사지를 사용하였고, 통계해석 프로그램은 SPSS WIN 18.0을 사용하여 결과를 분석하였다. 연구의 결과는 IIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재학생의 과학탐구능력(F=4.920, p=.021)에 긍정적인 효과가 있었고, 초등과학영재학생의 과학적 태도(F=11.224, p=.001)에도 긍정적인 효과가 있었다. 본 연구를 통해 IIM을 적용한 천문학습 프로그램은 초등과학영재학생들의 과학탐구능력 신장과 과학적 태도 함양에 도움이 된다는 것을 알 수 있으며 나아가 과학영재원이나 과학영재학급 교육과정에 기여할 수 있을 것이다.