• 한국과학교육학회지
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• 제42권5호
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• pp.557-566
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• 2022

이 연구는 중학생의 증강현실을 활용한 2인 1조의 소집단 학습에서 나타나는 언어적·물리적 상호작용을 분석하였다. 서울 시내 중학교 2학년 학생 12명이 용해도, 녹는점과 끓는점 개념에 대해 증강현실을 활용한 2인 1조의 소집단 학습에 참여하였다. 이 수업은 녹음 및 녹화되었으며, 수업이 종료된 후 학생들을 대상으로 반구조화된 면담을 시행하였다. 연구 결과는 개별 진술 단위, 상호작용 단위 그리고 물리적 상호작용으로 각각 분석하였다. 개별 진술 단위에서는 정보 설명과 정보 질문의 비율이 높게 나타났다. 상호작용 단위는 단순 상호작용, 정교화 상호작용의 비율이 높았다. 정교화 상호작용을 하위 영역별로 보면, 누적형 상호작용의 비율이 높았으며 뒤를 이어 교정형 상호작용이 나타났다. 물리적 상호작용은 활동지를 쓰는 행동과 가상 객체를 관찰하는 행동의 비율이 높았다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 중학생 2인의 증강현실을 활용한 소집단 학습을 효과적으로 구성할 수 있는 적절한 방안을 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.675-684
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• 2008

이 연구에서는 다중 표상을 활용한 화학 개념 학습에서 연계 오류 감소를 위한 처방적인 교수 전략의 효과를 학생들의 장독립성-장의존성에 따라 조사했다. 남녀공학 중학교 1학년 126명을 통제 집단과 처치 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대해 2차시 동안 수업을 진행했다. 연구 결과, 개념 이해도 검사에서 처치 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 학습 동기 검사에서는 학습 동기 전체와 하위 영역 중 '주의집중' 영역에서, 처치 집단 학생들의 점수가 통제 집단 학생들의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 그러나 두 검사에서 모두 수업 처치와 장독립성-장의존성 사이의 상호작용 효과는 없었다. 처치 집단 학생들의 대부분이 새로운 교수 전략에 대해 인지적, 동기적 측면에서 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.247-260
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• 2023

이 연구는 2015 교육과정에 따라 개발된 고등학교 지구과학 I의 '지질 구조' 내용 요소를 드론과 구글어스와 같은 3차원 데이터를 활용한 웹기반의 전문가시스템을 활용하여 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 적용하였을 때 고등학생의 창의적 문제해결력, STEAM에 대한 태도 및 수업 만족도 향상에 효과가 있는지를 알아보는 데 그 목적이 있다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그램을 적용한 후 고등학생의 창의적 문제해결력이 p <.001 수준에서 의미 있는 결과를 나타내었는데, 이는 지질 투어 자료를 직접 제작하고 발표하는 웹기반의 자료를 활용하는 수업 활동이 고등학생의 창의적 문제해결력에 도움이 된 것으로 판단한다. 둘째, STEAM 태도에서는 p <.001 수준에서 유의미한 값을 나타내어 고등학생의 STEAM에 대한 태도에 긍정적 영향을 준 것으로 확인하였다. 드론과 구글어스를 통한 웹기반의 수업 활동이 학습자의 지식에 대한 자아 효능감과 유용성에 대한 가치인식 등의 융합적 사고에 도움을 준 것으로 판단한다. 셋째, STEAM 프로그램에 대한 고등학생의 수업 만족도는 3.251로 다소 높은 평균을 나타내었다. 이는 드론과 구글어스 등 웹기반의 수업 활동이 학습자의 수업 만족도에 긍정적 영향을 준 것으로 판단한다. 다만 수업 시간 부족이 학습자의 수업 흥미를 높이는 데 한계가 있었다. 이 연구의 제언은 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그램에서 이루어지는 발표 자료 제작 및 실습 등을 감안하여 블록 타임 또는 수업 전 수업 이해를 위한 사전지도 등의 활동이 필요하다. 둘째, 고등학교 교육과정에서 STEAM 교육이 활성화되기 위해서는 고교학점제에서 적용할 수 있는 다양한 융합교육 프로그램의 개발에 대한 정성적 연구 및 정량적 연구가 필요할 것으로 판단한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.387-397
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• 2011

본 연구에서는 컴퓨터 과학 교육에서 강조하는 알고리즘 수업에서 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용하였을 때 학습자의 논리적 사고력에 미치는 영향을 분석하고자 교재를 개발하고 투입하여 효과를 검증하였다. 알고리즘 교육 내용은 외국의 ACM과 국내의 중학교 정보 교과 교육과정을 분석하여 선정하였으며, 개발된 교재를 초등학교 4학년 학생에게 투입하였다. 논리적 사고력의 영향을 살펴보기 위하여 GALT 축소본 검사지를 사용하였으며 실험집단의 논리적 사고력의 논리합계와 조합논리에서 유의미한 차이의 신장을 보였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제3권3호
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• pp.228-238
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• 2010

The purpose of this study is to examine the effects which applies teaching program that search solution to prevent global warming in middle school gifted class. This program of total 10 class was theoretical and experimental class and the students presented after collecting the synthetic data about climate-change and roleplayed what they debated to firm their country's opinion about Kyoto Protocol. Finally, students as policymaker made mock Kyoto Protocol by discussion. Impression papers and images about climate-changes was made by students in last class. In discussion of making up mock Kyoto Protocol, developed and developing nations had an argument about carbon dioxide emissions because of their economic benefits. In the course of allocating mutual $CO_2$ reduction, they needed yield and negotiation among nations. Although they mainly took passive position about $CO_2$ reduction, atmosphere that all the country make greater effort for the future global environment was formed. Like this, students had more concepts over climate change by making mock Kyoto Protocol. And they could equipped global scientific literacy and responsibility by participating in social decision making process of solving global environmental issues.

• 한국지구과학회지
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• 제37권4호
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• pp.243-268
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• 2016

본 연구의 목적은 공동생성적 대화가 인식론적 측면에서 학습자의 과학 모델에 관한 이해와, 실행 과정의 측면에서 모델 구성에 미치는 영향을 살펴보는 것이다. 서울 소재 여자중학교 1학년 49명의 학생들에게 총 5차시 모델 구성 수업을 실시한 후 공동생성적 대화에 참여한 2개 조(8명)의 학생들과 참여하지 않은 2개 조(9명)의 학생들의 모델에 관한 이해와 모델 구성을 비교하였다. 모델에 관한 이해는 Upmeier zu Belzen and $Kr{\ddot{u}ger$ (2010)의 분석틀을 사용하였고, 모델 구성 과정은 Baek et al. (2011)의 분석틀을 수정 및 보완하여 분석하였다. 그 결과 전반적으로 공동생성적 대화에 참여한 학생들은 그렇지 않은 학생보다 과학적 모델에 관한 이해와 모델 구성 수준이 높게 나타났다. 공동생성적 대화에 참여한 조의 학생들은 모델을 새로운 현상을 설명할 수 있는 가설로 인식하였지만, 참여하지 않은 조의 학생들은 모델을 현상을 이해하는 수단으로 인식하였다. 본 연구는 학생들의 모델 구성 과정을 측정하는 분석틀을 마련하여 학교 현장에 유용하게 사용할 수 있게 하였다. 또한 새로운 학습 방법으로써 공동생성적 대화를 모델 구성 수업에 적용했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.83-92
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• 2023

이 연구의 목적은 일반고등학교를 대상으로 빅데이터 기반의 인공지능을 활용한 창의교육 프로그램을 개발하고, 그 효과성을 알아보는 것이다. 연구의 목적을 달성하기 위해 일반계 고등학교 1학년 학생을 대상으로 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램을 개발하였고, 학교 현장 수업과 전문가를 통한 타당화 과정을 실시하였다. 고등학생들의 창의적 문제해결력 및 수업 만족도를 측정하기 위해 프로그램 적용 전·후에 창의적 문제해결력 검사를 실시하였고, 프로그램 후에는 수업 만족도 검사를 적용 및 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램이 '실행', '여학생과 남학생의 차이'를 제외한 '문제발견 및 분석', '아이디어 생성', '실행계획', '설득과 소통', '혁신성향'의 독립표본 t 검정에서 고등학교 1학년 학생의 창의적 문제해결력 향상에 효과가 있는 것을 확인하였다. 둘째, 수업 후에 실시한 수업 만족도 검사에서 '만족도', '흥미도', '참여도', '지속성'의 평균은 3.56 ~ 3.92이며 전체 평균은 3.78로 나타났다. 따라서 이 연구에서 개발한 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램의 수업 효과가 있는 것을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권8호
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• pp.971-987
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• 2010

본 연구는 사회문화적 관점에서 지식의 생산자이자 소비자인 과학교사의 학습과정을 전 생애에 걸쳐 살펴보고 이를 바탕으로 과학교사의 실천적 지식의 형성 및 발달 과정을 탐색하고자 한다. 이를 위하여 수년 동안 대학 및 대학원에서 수업 및 세미나를 함께 하면서 예비 교사 혹은 교사로서의 삶을 가까이에서 지켜 볼수 있었던 두 명의 과학교사를 연구 참여자로 최종 선정하였다. 이들은 교직경력 3년에서 6년의 중학교 과학교사로 각자 상이한 삶의 맥락을 토대로 과학교사로서 전문성을 발달시키며 실천적 지식을 형성해 나가고 있었다. 연구 참여자의 삶에 대한 심층적 이해와 과학 교사로서 실천적 지식을 탐색하기 위하여 생애사 모델과 실천적 지식의 구조를 분석틀로 사용하였다. 연구 결과 과학 교사의 실천적 지식의 형성 및 발달은 교사 개인의 삶의 맥락에 따라 주요 관심과 비중이 상이하게 달라짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 교사 개인의 삶의 여정을 통해 자연스럽게 형성된 과학교사의 실천적 지식은 수업 전문성 향상을 위한 중요한 모티브로 작용하고 있었으며, 교사 개인의 끊임없는 반성과 성찰로 더욱 공고히 발전하는 경향을 보였다.

• 영재교육연구
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• 제23권4호
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• pp.567-592
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• 2013

효과적인 SSI 관련 의사결정 학습 방법의 모색을 위하여, 중학교 과학 우수학생들을 대상으로 지구온난화와 관련한 논쟁 상황을 주제로 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습을 진행하였다. 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI의사결정 학습은 (1) 교사가 제시하는 자료에 의존하지 않고 자기주도적으로 관련 자료를 수집하고, (2) 협동학습을 통해 찬성과 반대의 주장과 근거를 공유하며, (3) 마지막 글쓰기를 통해 자신의 의사결정과정을 정리하는 것을 강조하고 있다. 본 연구에서는 마지막 단계에서 이루어진 학생들의 의사결정 글쓰기를 분석하여 학습의 효과를 알아보았다. 학습의 효과를 알아보기 위하여 지구온난화 관련 논쟁 상황의 분석 및 설명을 교사 강의로 진행한 그룹 A, 분석 자료를 정리하여 교사가 제공하고 소그룹 토의와 프리젠테이션 과정을 진행한 그룹 B를 대조 그룹으로 설정하였다. 그리고 세 그룹의 수업 후 (1) 학생들의 의사결정 선택의 결과, (2) 학생들의 의사결정 글쓰기에 나타난 논증 구조의 수준, (3) 반성적 사고의 수준, (4) 과학의 본성을 포함한 과학적 정보의 활용 수준을 비교하였다. 그 결과 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습이 학생들의 정보에 기반한 의사결정, 보다 높은 수준의 논증구조, 보다 높은 수준의 반성적 사고, 과학적 정보에 대한 평가 및 해석, 과학의 본성에 대한 이해에 긍정적인 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이 학습의 결과, 학생들은 관련된 과학적 정보에 기반하여 보다 과학적으로 의미있는 의사결정에 도달하게 되었음을 알 수 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.47-63
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 검정 교사용 지도서의 3~4학년 물질 영역에 나타난 PCK 요소를 분석하였다. 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 교사용 지도서와 달리 상대적으로 PCK 요소의 편차가 작았다. 평균적으로 과학 내용에 관한 지식이 가장 높은 비율을 차지하였고, 과학 교수 전략에 관한 지식이 과학 교육과정에 관한 지식보다 비율이 높게 다뤄졌다. 과학 평가에 관한 지식은 출판사 간 편차가 가장 컸으며, 학생에 관한 지식은 대부분의 출판사에서 비율이 낮게 나타났다. 하위요소로는 개념 및 이론보다 실험 및 탐구의 비율이 높았다. 수직 연계와 수업 목표에 비해 수평연계의 비율이 낮았고, 수업 목표는 교과 역량, 성취기준 등으로 다양하게 제시되었다. 발문이 강조됨에 따라 지도 전략과 발문이 비슷한 비율로 나타났다. 동기 및 흥미, 오개념은 지도 전략, 발문과의 연계가 나타났다. 평가 문항과 평가 준거는 수준별로 제시된 경우가 있었으며, 이 두 요소를 중심으로 다양한 PCK 요소의 연계가 있었다. 출판사별 편차가 상대적으로 큰 요소는 보충·심화 개념, 교과서 탐구, 활동 순서 및 방식, 교과 특이적 전략, 평가 문항이었다. 이상의 연구 결과를 중심으로 추후 교사용 지도서 개발을 위한 시사점을 논의하였다.