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일반계 고등학교 과학과제 연구 수업의 주제 선정을 위한 실천 매뉴얼 개발 및 적용 (Development and Application of Practice Manual Focused on Science Topic Selection Stage in General High School)

  • 김애라;박다혜;박종석
    • 과학교육연구지
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    • 제42권3호
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    • pp.371-389
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    • 2018
  • 본 연구는 주제 선정부터 결론 도출까지 학생 주도적으로 이루어지는 과학 탐구가 포함된 학생 연구 활동에서 학생과 교사들이 공통적으로 '주제 선정 단계'를 특히 어려워한다는 점에 주목하여 일반계 고등학교에서 '주제 선정 단계'를 중심으로 한 과학과제 연구 수업 실천 매뉴얼을 개발하고자 하였다. 선행연구 및 문헌들을 통해 이론적 기조가 되는 내용들을 추출하고, 추출된 내용이 실제 수업에서 구현될 수 있도록 실천적 지식에 근거하여 4단계 16차시 분량의 수업 매뉴얼을 개발하였다. 각 단계는 <오리엔테이션>, <소논문 리뷰 & 발표>, <다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기>, <최종 과학 연구주제 작성>으로 구성되어 있으며, 특히 3단계 '다양한 정보원에서 과학 연구주제 찾기'에서 영상, 신문기사, 과학잡지, 전통지식, 속담, 일상생활, 교과서 실험 속 연구주제 찾기의 세부 수업 활동을 통해 과학적 의문을 찾고 이를 연구주제로 발전시키도록 한다. 개발된 내용은 경상북도 G시 읍면지역의 일반계 S고등학교 2학년 자연반 학생들에게 적용하였다. 실험반은 개발된 수업 실천 매뉴얼에 따라, 대조반은 기존의 일반적인 과제 연구수업 단계에 따라 수업을 진행하고, 학생들이 작성한 최종 과학 연구주제 작성지, 과학적 문제발견 능력 검사, 과학에 대한 태도 검사, 수업 의견 조사지를 통해 적용된 수업의 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 첫째, 실험반에서는 교과서 실험, 속담, 유튜브 영상, 신문 기사, 개인별 WHY NOTE 등 다양한 정보원을 통해 최종 연구주제를 선정했으며, 과학 연구 주제의 조건을 이해하고 연구 제목에 변인을 드러내 표현하였다. 그러나 대조반에서는 일부 학생들이 선정한 연구주제의 연구 범위가 구체적이지 못하거나 학생 수준에서 연구할 수 있는 범위인지를 전혀 고려하지 않고 작성했으며, 학생들에게 자율성을 최대한 많이 부여하다 보니 과제연구 활동의 의미를 제대로 이해하지 못하고 선행 연구물을 그대로 작성해서 제출하는 모둠이 많았다. 둘째, 과학적 문제발견 능력 검사 결과 대조반은14.84점에서 13.40점으로 1.44점 감소했으나(p>.05), 개발된 수업 실천 매뉴얼을 적용한 실험반의 경우 14점에서 25.42점으로 11.42점 증가(p<.05)하며, 하위 영역인 융통성, 정교성, 독창성 모두 점수가 상승함을 보였다. 셋째, 과학에 대한 태도 검사에서도 대조반의 경우 119.38점에서 116.96점으로 사전에 비해 사후 0.42점 감소(p>.05)하였으나, 실험반의 경우 119.80점에서 126.96점으로 10점 증가(p<.05)하는 결과를 보였다. 이와 같은 연구 결과를 토대로 본 연구에서 개발한 '주제 선정 단계' 중심 과제연구수업 실천 매뉴얼은 일반계 고등학교 교사들이 과학과제 연구 수업을 할 때 수업의 안내서 및 지침서로 활용할 수 있으며, 이를 통한 수업은 학생들의 과학적 문제 발견 능력을 향상시키고 과학에 대한 태도를 긍정적인 방향으로 변화시킬 수 있음을 확인하였다.

과학교사양성과정에 대한 심층면담을 통한 경력과학교사들과 초임과학교사들의 인식 비교 (Comparison of Perception on Science Teacher Preparation Courses by Beginner and Experienced Science Teachers)

  • 김영민;문지선;박정숙;임길선
    • 한국과학교육학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.1002-1016
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    • 2010
  • 본 연구에서는 과학교사양성기관에서 과학교사교육을 받고, 교직 경력이 5년 이상인 경력 과학교사들과 교육현장에 처음 입문한 초임과학교사들을 대상으로 현장 경험에 비추어 볼 때, 과학교사양성과정이 과학교사가 가져야 할 전문성 교육을 제대로 하고 있는지에 대한 인식이 어떠한지 그리고 그 인식에 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 이 연구에서는 과학교사 양성과정에 대해 경력 과학 교사들과 초임 과학교사들이 가지는 인식에 대한 심층적인 분석을 위해, 경력과학교사 5명과 초임 과학교사 7명을 대상으로 면담 조사 방법을 통한 질적 연구를 수행 하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 내용학에 대해 과학 교사들은 과학 지식 전달의 수업 목표, 강의식 수업, 교과서와 실험 도구 중심의 수업 자료, 지필 시험과 보고서 분석 중심의 평가 방법, 대집단 중심의 수업등으로 인식하고 있고, 사례를 많이 들어주는 수업, 상호작용적 강의 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었으며, 자신들이 경험한 과학 내용학 과정은 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었다. 그리고 이러한 인식에 있어 경력 교사와 초임 교사 사이에 거의 차이가 없었다. 둘째, 과학 교육학에 대해 과학교사들은 과학 교수법 전달의 수업 목표, 수업 시연, 조별 협동학습, 발표 등의 다양한 수업 전략, 컴퓨터 프로그램, 시범 자료, ICT등의 다양한 수업 자료, 지필 평가, 프로젝트 수행, 발표 및 수행평가 등의 다양한 평가 방법, 소집단과 대 집단의 혼용 수업 등으로 인식하고 있고, 흥미로운 자료 사용, 다양한 질문법, 협동학습 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 과학내용학과 마찬가지로 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었다. 전체적으로 볼 때 초임교사들이 좀 더 다양한 수업 전략 및 교수법을 경험한 것으로 나타났으며, 그래서 그런지 자신들이 경험한 과학 교육학 과정에 대해 경력 교사는 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었으나 초임과학교사들은 과학교육학이 자신들의 수업에 많은 영향을 주고 있고, 대체로 좋은 모델이라고 인식하고 있으나, 교과교육학을 전공하지 않은 교수들이 교과교육학을 담당하는 것에 대해서는 부정적인 인식을 보였다. 셋째, 일반 교육학에 대해 과학교사들은 교육학 이론 전달의 수업 목표, 강의와 발표식 수업, 교과서 중심의 수업자료, 지필 시험과 보고서 분석 중심의 평가 방법, 대 집단 중심의 수업 등으로 인식하고 있고, 사례와 일화를 많이 들어주는 수업, 소집단 토의 등이 좋은 수업 방법이었다고 인식하고 있었다. 한편 소통 없는 강의식 수업이 가장 좋지 않았던 교수법이었다고 인식하고 있었으며, 자신들이 경험한 일반 교육학 과정은 좋은 모델이 아니었다고 인식하고 있었다. 그리고 이러한 인식에 있어 경력 교사와 초임 교사 사이에 거의 차이가 없었다. 과학 내용학과 일반 교육학 과정은 과학 교사 양성에 걸맞는 상당한 변화가 요구된다.

고등학교 지구과학 I, II의 이수와 대학 전공이 예비과학 교사들의 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 학업 성취도에 미치는 영향 (Influence of Pre-service Science Teachers' Selection of Earth Science I, II in High School and College Major on their Self-perceived Attitude and Academic Achievement in General Earth Science Lecture)

  • 심현진;이효녕
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.239-249
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    • 2017
  • 이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.

두리틀 교육과 로봇 프로그램 교육의 창의성에 미치는 효과 비교 연구 (A Comparative Study of the Effect of Dolittle Education and Robot Program Education on Creativity)

  • 박경재;이수정
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2010년도 동계학술대회
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    • pp.89-94
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    • 2010
  • 본 연구에서는 지식 정보화 사회에 필요한 창의성 신장을 위한 효과적인 교육방법을 모색하는데 목적을 두고 두리틀 교육과 로봇교육을 각각 10차시 분량의 교육과정을 개발하고, 창의성 신장을 위한 창의성 수업모형을 개발하였다. 개발된 교육과정을 창의성 수업 모형에 따라 적용하였다. 또한 창의성 구성요소를 창의적 사고능력, 창의성 성격면으로 나누어 검사하였으며, 창의적 사고능력은 유창성, 융통성, 독창성 면을 측정하였으며, 창의적 성격은 호기심, 민감성, 집착력 면을 측정하였다. 측정 결과 비교반(일반수업) 보다 실험반(두리틀 교육, 로봇교육)의 창의성이 신장되었으며, 두리틀 교육보다 로봇교육이 창의성 신장에 도움이 됨을 알 수 있다. 본 연구를 통해 아동들의 창의성 신장을 위한 효과적인 교육방법을 제안하는데 목적이 있다.

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CAS 공학을 사용한 합성함수 수업에서 나타난 수학적 표상 전환 과정에 대한 분석 (Analysis of Transforming Mathematical Representation Shown in the Class of Composite Function Using the CAS)

  • 이유빈;조정수
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제17권1호
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    • pp.19-33
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    • 2015
  • 본 연구는 일반계 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 컴퓨터 대수시스템(Computer Algebra Systems, CAS), 즉 CAS 공학을 사용한 수학수업을 교사의 표상 전환 중심으로 살펴보았다. 이 수업에서 수학교과 내용별로 어떤 표상 전환이 일어났는지를 한 달 진행된 CAS 공학을 사용한 15차시 수업 중 합성함수의 개념 도입부분에 해당하는 두 차시의 수학 수업을 중심으로 분석하였다. 특히 Lesh, Behr, & Post(1987)의 투명 표상과 불투명 표상 사이의 전환과 Kosslyn(1994)의 설명 표상과 묘사 표상 사이의 전환을 중심으로 살펴보았다. 본 연구의 결과 CAS 공학은 일반계 고등학교 수학 수업에서 표상 전환을 도와주었으며 교사 개인의 표상을 만들어내는 기회를 제공하였다. 그러나 표상 전환의 기회가 모두 교수-학습의 목적에 맞게 사용되지는 않았다. 이러한 결과는 수학 수업에서 CAS 공학에 의한 표상 전환의 새로운 역할의 중요성과 교사 역할의 중요성을 재고하는 기회를 제공할 것으로 기대된다.

생명공학 단원의 제한 효소 지도 작성 탐구실험 수업이 고등학생의 과학긍정경험에 미치는 영향 (The Effects of Positive Experience about Science of High School Students in an Inquiry Experiment Class on Restriction Enzyme Mapping in Biotechnology Chapter)

  • 정수연;장정호
    • 과학교육연구지
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    • 제46권3호
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    • pp.293-311
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    • 2022
  • 본 연구는 분자생물학 기초 소양 함양을 위한 제한 효소 지도 작성의 탐구실험을 구성하였고, 일반계 고등학교 2학년을 대상으로 학생 중심의 제한 효소 지도 작성 탐구실험 수업을 통해 탐구실험 능력과 과학긍정경험에 미치는 영향을 분석하였다. 우선, 탐구실험 수업이 일반계 고등학생의 과학긍정경험에 있어 '그렇다' 이상으로 응답한 비율이 사전에 비해 사후에서 높은 것으로 보아 유의미하게 효과가 있는 것으로 나타났다. 제한 효소 지도 작성을 위한 연속의 5단계로 구성하여 적용한 결과 학생들의 과학 분야 학업에 대한 흥미 유발뿐만 아니라 학생들의 수업 참여도가 높아졌고, 구체적인 과학 학습 동기, 과학 진로 포부 및 체험 자료로도 효과적인 것으로 나타났다. 탐구실험 수업의 과학 환경이 학생들의 학습 태도와 과학긍정경험의 향상으로 이어져 수업의 집중과 수업의 질적 향상, 학생간의 적극적인 의사 소통과 상호 협력의 중요성에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 또 탐구실험 수업이 진로 체험의 기회를 제공함으로써 분자생물학의 기초 소양 함양과 이공계 진학의 토대가 될 것이다.

대학부설과학영재교육원 영재학생이 인식하는 영재교육원과 학교에서의 교우기대감 (Friendship Expectation Perceived in Gifted and Regular Class by Gifted Students of Gifted Science Education Institute attached to University)

  • 성승민;여상인
    • 과학교육연구지
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    • 제41권1호
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    • pp.98-110
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    • 2017
  • 이 연구의 목적은 대학부설과학영재교육원과 일반학교 수업에서 영재학생이 인식하는 교우기대감을 비교하기 위한 것이다. 경기도에 소재하고 있는 A 대학부설과학영재교육원의 영재 121명에게 친밀성, 능력 유사성, 도덕성을 하위 영역으로 하는 교우기대감 검사를 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 대학부설 과학영재교육원과 일반학교에서 영재학생이 인식하는 교우기대감은 친밀성, 도덕성의 하위 영역에서 통계적으로 유의한 차이가 있었고, 능력 유사성의 하위 영역에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 일반학급에서는 친밀성에 대한 교우 기대감이 높았고, 영재학급에서는 도덕성에 대한 교우기대감이 높았다. 또한, 교우기대감의 각 하위 영역의 일부 세부문항에서 통계적으로 유의한 차이를 보이는 교우기대감도 있었다. 그리고 대학부설과학영재교원의 영재학생은 지역교육청부설영재교육원과 단위학교 영재학급의 영재학생이 보이는 교우기대감과 다른 특징도 보였다. 연구 결과를 토대로 영재학생의 교우기대감이 주는 시사점에 대하여 논의하였다.

비판적 사고 신장을 위한 협력 위키 시스템 (A Cooperative Wiki System for Improving the Critical Thinking)

  • 김규수;한선관
    • 정보교육학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.59-66
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    • 2011
  • 이 연구에서는 비판적 사고력과 협력 활동 신장을 위하여 개방형 커뮤니티 시스템을 구축하고 학생들에게 적용하여 그 효과에 대하여 조사하였다. 개방형 커뮤니티로 위키 시스템을 이용하였으며 비판적 사고와 협력 활동 향상의 비교를 위해 일반 게시판을 활용하여 비평적 글쓰기 수업 활동을 하였다. 수업 적용 결과 일반 게시판을 활용한 수업 보다 개방형 커뮤니티인 위키 시스템에서 비판적 사고 향상의 결과를 보였다. 또한 개인적으로 활동하는 수업보다 팀별로 협력 작업을 하는 수업에서 비판적 사고 활동이 향상됨을 알 수 있었다. 향후 위키기반 개방형 시스템을 활용한 수업을 진행한다면 비판적 사고와 같은 고급 사고력의 능력이 높아질 것으로 기대된다.

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융합적 사고를 적용한 응급구조학의 문제중심학습 (Application of convergence thinking in Problem-based learning on paramedic education)

  • 임세영;김수태;문태영
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.181-188
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 융합적 사고를 적용하여 응급구조학과 학생들의 현장문제해결에 도움되고자 하는데 있다. 응급구조과 3학년에 재학 중인 학생 78명을 대상으로 15주간 동안 문제중심학습 시나리오 수업을 20시간 진행하였으며, 수업 진행 후 미응답자 5명을 제외한 73명 학생의 자료를 분석하였다. 학습관심도에 대한 질문 중 조사대상자의 "문제중심학습 시나리오 수업방식이 강의식 수업보다 학습과 지식습득에 효과적이었다'라는 질문에 각각 보통이라고 하였고, 38%로 가장 높았다. 수업에서 학습한 내용들이 문제해결에 있어 적절한 해결방안을 생각해 내는 능력 향상에 도움이 되었다"라는 질문에 57.5% '그렇다'라고 하였고, 수업에서 학습한 내용들이 응급 현장에서 자신감을 갖는 데에 도움이 되었다"에 50.7%가 그렇다고 답하였다. 문제중심학습은 어느 한 학년에 국한되지 않고 단계별, 지속적으로 현장상황을 이해할 수 있는 학습교과과정으로 적용된다면 효과적이고, 효율적인 교육방법이 될 것이다.

언어 상호 작용을 기반으로 한 수업 분석 도구의 구현 (Implementation of a Class Analysis Tool Based On Linguistic Interaction Analysis Method)

  • 권오성
    • 정보교육학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.475-482
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    • 2012
  • 수업은 교사와 학생의 복잡한 상호 작용으로 진행된다. 본 논문은 수업의 이러한 특성을 컴퓨터를 활용하여 정량화하는 방법에 관한 것이다. 본 논문에서는 수업 분석을 위하여 일반적으로 널리 이용되고 있는 플랜더즈(Flanders) 언어 분석법을 기초로 소프트웨어를 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 언어 심볼 진행을 아이콘 요소로 추상화하여 사용자가 쉽게 입력과 편집이 가능하다. 현직 교사들을 대상으로 시행한 성능 평가에서도 사용의 편의성과 분석 결과의 실용성을 확인할 수 있었다.

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