• 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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• 제18권4호
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• pp.617-626
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• 1998

본 연구의 목적은 국가적 수준에서 우리나라 초 중 고등학교 학생의 과학탐구 능력을 점검해볼 수 있는 평가체제를 개발하는 것이다. 이를 위하여 많은 전문인력이 연구에 참여하였고, 과학탐구 평가틀과 평가 문항을 개발하였다. 개발된 평가 문항을 여러 차례 수정보완한 후, 325개의 문항을 958명의 학생에게 예비 검사를 실시하여 현장 적용 가능성을 검토하였다. 예비 검사 결과 문항 특성이 만족스럽지 못한 문항은 삭제하여 240개의 문항을 본 검사 문항으로 확정하였다. 본 검사는 총 8,906명의 학생을 대상으로 실시하였으며, 검사결과를 고전검사이론과 문항반응이론에 의하여 분석한 결과 난이도, 변별도, 신뢰도 등이 매우 우수하다는 것이 판명되었다. 앞으로 본 연구에서 개발된 과학탐구 평가틀을 이용하여 더 많은 문항이 개발될 수 있으며, 이러한 문항을 이용하여 우리나라 학생들의 과학탐구능력을 주기적으로 점검할 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.376-388
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• 2015

본 연구에서는 초등 과학 영재들을 위한 과학 탐구 능력 평가 문항을 개발하고 이를 초등 과학 영재들에게 적용하여 그 활용성에 대해 살펴보고자 하였다. 과학 탐구 능력 평가 문항은 실험 기반의 형태로 '식물의 구조와 기능' 단원의 식물 관다발 구조에 대한 것으로 관찰 및 추리, 실험 설계, 결론 도출 영역으로 구성되어 있다. 그리고 평가 문항의 채점 기준은 관찰 및 추리 영역의 경우 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 관다발 배열과 구조, 물관의 위치, 잉크에 식물을 담가 두는 이유 등의 요소를 가지고 상세화하였다. 실험 설계 영역의 경우 식물해부 방법, 실험 과정 구성 등을 요소로, 결론 도출영역의 경우는 실험 결과에 대한 예상, 예상과 결과에 대한 비교와 검증 등으로 상세화하였다. 이렇게 개발된 과학 탐구 능력 평가 문항을 대학부설 과학영재교육원에서 교육받고 있는 22명의 초등 과학영재들에게 적용하였다. 그 결과 과학영재들에게 활용 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.525-537
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• 2013

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.196-208
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• 2019

본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항을 과학과 핵심역량별 하위요소를 기준으로 분석하였다. 성취기준에는 5가지 과학과 핵심역량 중 '과학적 참여와 평생 학습 능력'은 전혀 포함되어 있지 않았고, 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '자료분석 및 해석', '모형의 개발과 사용', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '정보와 자료를 수집 및 선택하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기'만 포함되어 있었다. 교과서의 활동에는 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으며 과학적 문제 해결력의 '합리적 의사결정'과 과학적 의사소통 능력의 '타인의 생각을 이해하며 조정하기'를 제외한 모든 하위요소가 포함되어 있었다. 교과서의 평가 문항에도 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으나 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', '창의적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '문제 발견하기', '정보와 자료를 수집 및 선택하기', '문제 해결방안 제시하기', '실행하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기', '증거에 근거하여 논증하기', 과학적 참여와 평생 학습 능력의 '과학 기술의 사회적 문제 관심 갖기'만 포함되어 있었다.

• 대한화학회지
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• 제52권3호
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• pp.295-302
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• 2008

본 연구에서는 과학 영재성 구성요인과 고전 검사이론을 이용하여 중학교 과학영재센터 화학반 선발에 사용된 선발문항을 분석하였다. 대부분의 문항이 과학영재성의 구성요인 중 두 가지 이상을 복합적으로 측정하는 문항이었으며, 중학교 수준의 과학지식을 적용하여 해결하도록 하였다. 과학 영재성의 구성요소의 하위요소를 분석 한 결과에서 창의성 영역에서는 유창성과 독창성이 과학탐구 능력에서는 문제발견 및 가설설정, 실험설계, 자료해석에 평가항목이 집중되어 있었으며 결론도출 및 일반화에 해당하는 요소는 상대적으로 부족하였다. 각 유형과 총점과의 상관분석에서 과학지식과 결부되어 과학 탐구능력을 측정하는 문항의 유형이 총점을 잘 설명하고 있음을 알 수 있었다. 마지막으로 문항 난이도는 다소 높고, 문항 변별도는 적절하였다. 이로부터 창의성과 과학탐구의 다양한 구성요소를 측정할 수 있는 문항을 균형 있게 안배해야 하며, 난이도의 조절이 필요한 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.469-479
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• 2001

본 연구는 1999 ${\sim}$ 2001학년도의 대학수학능력시험에서 지구과학 II 선택 경향 및 선택과목간의 점수를 비교하고, 지구과학 관련 문항의 탐구과정 및 내용 요소별 분포와 각 문항에 대한 학생의 반응을 분석하여 정답률이 낮은 문항에 대한 오답 유형을 추출하였다. 대학수학능력시험의 자연계 응시자는 1995학년도에 43.14%이었으나 최근 2년 동안에 급격히 줄어들어, 2001학년도에는 29.51%이었고, 2002학년도에는 26.92%로 감소하고 있다. 자연계 응시자의 지구과학 II 선택 비율은 약 22%로 생물 II(약 38%), 화학 II(약 28%)에 이어 3번째이다. 탐구과정별로는 공통과학 및 지구과학 II 모두 자료 해석에 대해서 가장 많이 출제되고 다음으로 결론 도출 및 평가에 대해서 많이 출제되었다. 내용별로는 공통과학에서는 ‘지각의 물질과 지각변동’(20.83%)에서 가장 많이 출제되었고, ‘온실효과’와 ‘우주과학’에 대해서는 출제되지 않았으며, 다른 영역에서는 대체로 고루 출제되었다. 지구과학 II에서는 ‘지각의 물질과 변화’ (22.92%)영역에서 가장 많이 출제되었고, 전반적으로 고르게 출제되었으나 ‘환경과 자원’에서 출제되지 않았고, ‘태양계’에 대해서는 비교적 적게 출제되었다. 문항 난이도 분포를 보면 1999학년도는 예상정답률 40 ${\sim}$ 59%와 60 ${\sim}$ 79%의 문제를 각각 6, 10개 출제하였고, 2000학년도에는 40 ${\sim}$ 59% 1문항, 60 ${\sim}$ 79% 14문항, 80% 이상 1문항 출제하였으나 2001학년도는 16문항 모두를 60 ${\sim}$ 79%에 해당하는 것을 출제하였다. 정답률이 높은 문항은 문제 해결에 지구과학 개념이 요구되지 않고 탐구 과정만 요구되는 문항, 매년 출제되어 학생에게 익숙한 분야, 탐구 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권2호
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• pp.210-235
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• 2012

본 연구에서는 중학생들의 과학 창의적 문제 해결능력을 측정하기 위해 타당도와 신뢰도가 높은 검사도구를 개발하였다. 먼저 과학 창의적 문제 해결 능력에 대한 조작적 정의를 바탕으로 3차원 평가 틀(과학내용, 과학 탐구 기능, 사고력)을 개발하였으며, 이 평가 틀에 맞추어 평가 문항을 개발하였다. 현장 과학 교사들의 검토를 거쳐 예비 검사에 투입할 3과제로 구성된 4개 문항을 확정하였고, 예비 검사 결과를 바탕으로 각 문항의 구체적인 채점 기준과 배점을 결정하였다. 완성된 최종 검사 도구는 내용 및 평가 기준에 대한 과학 교육 전문가와 현장 교사들의 타당도 검증을 거친 후 중학교 1, 2, 3학년 320명에게 투입되었으며, 채점 결과를 바탕으로 채점자간 신뢰도를 검증받았다. 채점 결과 문항 난이도와 변별도 역시 적절한 것으로 나타났다. 앞으로 본 연구에서 개발한 평가 틀과 평가 기준을 활용하여 다양한 학교 급에 적용할 수 있는 다양한 수준의 과학 창의적 문제 해결 능력 평가도구의 개발이 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.486-504
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• 2019

본 연구에서는 2015 과학과 교육과정에 따른 통합과학, 화학 I, 화학 II의 '산·염기·중화반응', '산화·환원' 관련 성취기준과 교과서 활동 및 평가 문항을 과학과 핵심역량과 과학과 핵심역량별 하위요소를 기준으로 분석하였다. 통합과학의 성취기준에는 과학적 사고력이 가장 많이 포함되어 있었고, 과학적 탐구 능력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 순으로 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으나, 화학 I의 성취기준에는 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 의사소통 능력이 포함되어 있었고, 화학 II의 성취기준에는 과학적 사고력만 포함되어 있었다. 통합과학, 화학 I, 화학II 교과서의 '산·염기·중화반응', '산화·환원' 활동에는 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었고, 각 교과에서 과학적 탐구 능력과 과학적 사고력이 높은 비율로 포함되어 있었다. 통합과학, 화학 I, 화학 II 교과서의 '산·염기·중화반응', '산화·환원' 평가 문항에도 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으며, 각 교과에서 모두 과학적 사고력이 포함된 비율이 매우 높게 나타났다.