• 한국과학교육학회지
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• 제20권4호
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• pp.491-504
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• 2000

본 연구의 목적은 학생의 물리학습에서의 흥미를 다차원적인 정의적 특성이라 보고 흥미의 다차원성을 탐색하는 것이었다. 우선 이를 위해 다차원성을 고려한 흥미의 모형을 설정하였다. 첫 번째 모형은 '주제상황-활동'의 3차원 모형으로 예비조사 단계에서 주제와 상황이 의미있게 구분되지 않아 적합하지 않은 것으로 드러났다. 연구자는 이를 수정하여 두 번째 모형인 '주제-동기-활동' 모형을 설정하고, 각 차원별로 하위 범주들을 설정하여 그 결과들이 각 범주별로 묶이는지를 요인분석의 방법으로 확인하였다. 이를 위해 중학교 1학년 과학수업 중 '힘과 운동' 단원 학습에서의 학생들의 흥미를 측정하는 검사지를 개발하였다. 이 검사지는 자기보고식 선다형 설문지 형태이며, 이에 대한 학생들의 반응은 통계적으로 분석되었다. 통계적 분석 결과 흥미의 차원을 측정하는 검사지는 각 차원별로 높은 신뢰도를 보임으로(주제, 동기상황 차원별로 각각 0.886, 0.816, 0.868) 각 차원의 검사지는 서로 내적 일관성이 높은 문항들로 구성되어 있음을 확인할 수 있었고, 요인분석을 통하여 각 차원은 의미있는 하위 범주로 나뉘어짐을 확인하였다. 주제 차원은 본 연구에서 한정한 단원이 작으므로 더 구체적인 범주로 구인이 묶이지는 않았다. 다만, 그 주제가 제시되는 상황에 따라 다시 하위 차원으로 나뉠 것으로 보인다. 동기 차원에서는 내적 동기와 외적 동기로 나뉠 수 있었다. 그리고, 활동 차원은 수용적 학습 활동, 신체적 경험을 통한 학습활동, 인지적 활동을 통한 학습활동, 상호의사교환 학습활동의 네 개의 하위 범주로 나뉠 수 있었다. 연구자는 이상과 같은 연구 결과를 통하여 학생의 물리학습에서의 흥미가 주제, 동기, 활동의 3차원으로 구분하여 이해하고 측정할 수 있으며 각 차원별로 하위 차원으로 나뉘어 설명될 수 있음을 보았다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권1호
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• pp.483-497
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• 2022

최근 COVID-19로 인해 비대면 온라인 강의가 전 세계적으로 진행되고 있다. 포스트 코로나 시대의 고등교육은 원격수업이 주요 교수 학습방법으로 자리 잡고 있다. 이러한 때에 메타버스(Metaverse)가 새로운 대안으로 제시되고 있다. 메타버스는 아바타, 3D 공간, 상호작용을 동반한 활동과 같은 기본요소를 가지고 있으며 이것은 기존VR(Virtual Reality) 콘텐츠와 비교되는 차이점이다. 본 연구는 메타버스의 3요소를 반영하여 실제 강의에 적용할 수 있는 교육용 메타버스 플랫폼을 설계하고 구축하였다. 즉, 중학교, 고등학교, 교사, 학부모 등의 사용성 평가를 통해 사용자의 요구사항을 반영하여 HMD, 스마트폰, 타블렛, PC 등 다양한 디바이스를 지원하는 크로스 디바이스 플랫폼을 구현하여 누구나 쉽게 메타버스 강의에 참여할 수 있도록 했다. 현재 메타버스 플랫폼은 다양하게 개발되어 서비스되고 있으나 교육용으로 설계된 서비스는 거의 찾아볼 수 없다. 기존 화상회의 솔루션인 Zoom과 같은 서비스를 비대면 교육용으로 사용했듯이 현재 서비스되는 메타버스의 일부 기능을 교육용으로 활용하여 일회성 이벤트 형태로 사용되고 있다. 본 연구를 통해 개발된 교육용 메타버스 플랫폼은 향후 교육을 위한 메타버스를 구축함에 있어서 참고가 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.181-190
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• 2023

이 연구에서는 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 도구 사용 환경에 따른 담화를 참여 유형, 담화의 유형, 지식 형성 과정 측면에서 비교하였다. 고등학교 1학년 학생 24명을 6개 모둠으로 나눈 후, 마커 1개와 스마트 기기 1개를 공동으로 사용하는 도구 공유 환경과 마커와 스마트 기기를 개별로 사용하는 개별 도구 환경에 각각 배치하였다. 학생들은 모둠별로 물질의 규칙성과 결합 단원에서 다루는 개념을 주제로 증강현실 애플리케이션을 활용한 소집단 학습에 참여하였다. 모든 수업 과정은 모둠별로 녹음 및 녹화하였으며, 자발적으로 동의한 학생 6명을 대상으로 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구결과, 도구 공유 환경은 일인 주도형의 비율이 높았으나, 개별 도구 환경은 부분 참여형 및 다수 참여형의 비율이 높았다. 개별 도구 환경은 도구 공유 환경보다 지식 공유와 지식 구성 담화의 비율이 유사하였고, 세부 담화 유형도 다양하였다. 도구 공유 환경에서는 일부 학생에 대해서만 의미 있는 지식 형성 과정이 나타났다. 반면 개별 도구 환경에서는 모둠원 대부분이 목표 개념에 대해 올바른 지식을 구성하며 의미 있는 지식 형성 과정이 이루어졌으며, 일부 모둠원에게 나타난 오개념은 소집단 토의를 통해 올바른 과학 개념으로 수정되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.393-405
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• 2018

본 연구에서는 소리의 전달에 대해 개인모형 구성과 모둠모형 구성이 혼합된 수업 전략의 실행에서 나타나는 실제 교실 상황에서의 모둠모형 구성 유형을 분류하고 각 유형별 정보의 흐름을 분석하여 실제 교실 환경에서 모형의 공동 구성을 위한 시사점을 얻고자 하였다. 서울 소재 남녀 공학 중학교 2학년 1개 학급의 33명을 대상으로 소리전달에 대한 2차시 수업이 진행되었고 총 65개의 개인모형과 16개의 모둠모형 구성 과정이 분석되었다. 모둠모형 구성 유형은 정체형(Unchanged), 열거형(Enumerated), 정교형(Elaborated)으로 분류하였다. 정체형(Unchanged) 구성은 8개 모둠, 열거형(Enumerated) 구성은 3개 모둠, 정교형(Elaborated) 구성은 5개 모둠에서 나타났다. 정체형과 나열형 구성에서는 정보의 1차 전파자이며 개인 모형의 독자적 구성자(i.I)가 모둠모형에 기여하는 경우가 많이 나타났다(각 50.0%, 54.5%). 정체형 구성에서는 1명의 정보가 모둠원 전체에게 전달되는 방사형 흐름이 나타났으며, 나열형 구성에서는 정보 전파의 시작점이 두 군데에서 나타났다. 정교형 구성에서는 모둠 내 정보의 흐름이 선형으로 전달되는 '전달형' 흐름이 나타났으며, 정보의 2차 전파자이며 반성적 구성자(2d.R)가 모둠모형에 기여한 경우가 두드러지게 나타났다(58.3%). 본 연구는 이상적인 상황이 아닌 실제 교실 맥락에서 나타나는 복잡한 모형구성 과정을 이해할 수 있는 하나의 관점을 제안하였으며 이를 통한 실질적이고 구체적인 전략을 제안하였다. 본 연구의 결과는 한국 소집단 문화의 특징을 고려한 모형구성 전략의 필요성을 제안하며, 추후 연구를 통해 풍부한 논의가 진행될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.495-504
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• 2018

이 연구는 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량에 관한 서술문을 기초로 학생들의 과학과 핵심역량을 측정할 수 있는 문항을 개발하고, 그 타당도와 신뢰도를 확인하기 위하여 진행되었다. 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력에 대한 설명을 근거로 각 역량별로 5개 문항씩, 총 25개 문항이 개발되었다. 개발된 문항은 전국 17개 시도에 고루 분포한 학생 참여형 과학수업 선도학교의 초등학교, 중학교, 고등학교 학생 11,348명을 대상으로 과학과 핵심역량을 조사하여 문항의 타당도와 신뢰도를 분석하였다. 타당도는 Messick(1995)이 제안한 6가지 타당도 중 내용 타당도, 실제 타당도, 내적 구조 타당도, 일반화 타당도 등 4가지를 확인하였다. 라쉬 모델의 문항 적합도(MNSQ)를 분석한 결과, 25개 문항 중 부적합 문항은 없었으며, 구조방정식을 활용한 확인적 요인 분석 결과 5개 요인 모델은 적합한 모델로 확인되었다. 성별과 학교급별에 따른 차별적 문항 반응을 분석한 결과, 부적합 값은 175개 중 2개에서 나타났다. 성별과 학교급별 다변량 이원분산분석을 실시한 결과, 학교급 간 및 성별 간에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, 교호작용 효과 역시 유의미하였다. 결론적으로 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 설명에 기초하여 개발한 과학과 핵심역량 평가문항은 정신측정학적 관점에서 타당하며, 따라서 교육 현장에서 그 활용 가치가 있을 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.13-33
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• 2019

이 연구는 과학 교육 분야에서 인성 교육의 가능성과 구체적 실행과정을 밝히고자 하는 목적을 바탕으로 다양한 과학 학습 상황에서 드러난 구체적 인성 요소를 살펴보고, 과학 교과 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 요소와 관련 학습 상황에서의 발현 양상을 이해하고자 했다. 본 연구에서는 인성의 의미를 확대하여 도덕성, 사회성, 감성을 포함하는 다차원적 관점에서 접근했다. 연구 참여자는 서울시 소재 중학교 1~2학년 11명의 학생들로 선정했으며 2014년과 2015년에 걸쳐 '과학 선생님 되어보기' 멘토멘티 프로그램의 개발 적용했다. 자료 수집은 수업 관찰, 학생 산출물, 교사 및 학생 일지, 면담 등을 통해 이루어졌으며 반복적 비교분석법을 통해 수집한 질적 자료를 분석했다. 분석 결과 11개의 인성 요소를 추출했으며, 각 인성 요소 간의 관계를 바탕으로 다양한 학습 상황에서 드러난 16개의 구체적 인성 요소로 재조직했다. 16개의 구체적 인성 요소 중 과학 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 8개의 구체적 인성 요소인 '과학 지식 구조의 위계성으로 인한 가르침 행위에의 책임, 과학적 개념 형성을 위한 소통, 과학 학습 경험 기반의 공감적 배려, 탐구 방법의 합리성 증진을 위한 협력, 인간의 과학적 노력에 대한 긍정적 인식, 연구에 대한 과학자의 태도 존중, 앞으로의 과학 탐구 참여에 대한 자신감, 시행착오 과정에서의 끈기'와 관련 학습 상황을 주요 연구 결과로 제시했다. 구체적 인성 요소의 발현 과정의 특성은 다음과 같다. 일부 구체적 인성 요소는 동일한 인성 요소임에도 발현 과정은 기존의 과학 교육에서의 인성 관련 연구 결과와 다르게 나타났으며 발현 과정에서 각 요소 간 상호 관련을 가지고 있음이 드러났다. 복합적 관계를 맺고 있는 과학 학습 맥락 속에서 다양한 대상과의 상호 작용을 통해 구체적 인성 요소가 발현되었다. 학생들은 단계적 성찰을 통해 상호 긍정적 자극을 주었고, 성취를 경험할 수 있는 과학 활동을 통해 정서적 측면에서의 변화와 성장이 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 추후 과학 교육 분야에서의 혁신적인 교육적 시도를 통한 새로운 인성 요소 발견, 인성 요소 간 상호 관계의 특유성에 기반하여 발현될 수 있는 구체적 인성 요소에 대한 심층적 탐색, 공동체 기반 활동을 통해 참여 주체 간의 긴밀한 상호작용 촉진에 기여할 수 있는 과학 학습 환경 구축의 필요성을 제안했다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.93-108
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• 2022

이 연구의 목적은 2025년 전면적으로 시행되는 고교학점제에 활용 가능한 융합교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 그 타당성과 효과성을 알아보는 것이다. 융합교육(STEAM) 프로그램은 2015 개정 교육과정과 고교학점제 선행연구를 분석을 통해 얻어진 '수소연료', '기후위기', '데이터 사이언스', '적정기술', '바리스타'라는 5개의 최신 이슈를 주제로 개발되었다. 프로그램은 연구팀이 자체 개발한 고교학점제 융합교육(STEAM) 프로그램 개발형식(틀)에 맞춰 집단 숙의의 과정을 통해 7개월간 개발되었다. 고등학생의 진로·직업을 간접적으로 체험할 수 있도록 개발된 5종 29차시의 융합교육(STEAM) 프로그램 초안은 2인의 융합교육(STEAM) 교육 전문가에게 자문을 통해 검증을 받았으며, 프로그램의 현장 적합도를 판단하기 위해 5개 고등학교 627명을 대상으로 시범 적용하였다. 시범 적용 결과, 학생들의 융합교육(STEAM) 태도는 사전보다 사후가 통계적으로 유의미하게 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 프로그램에 대해서 학생들의 높은 만족도를 확인할 수 있었다. 또한 시범 적용 교사 면담을 통해 '프로그램의 내용과 수준이 적합하며, 실생활 문제를 해결하는 경험을 통해 관련 교과의 내용 지식을 적용하고 진로 체험의 기회를 가질 수 있다'는 긍정적인 평가를 받았다. 시범 적용의 결과를 바탕으로 5종 29차시의 학생용·교사용 고교학점제 융합교육(STEAM) 프로그램을 최종 완성했다. 마지막으로 고교학점제에서 적용할 수 있는 차시대체형 STEAM 프로그램 개발 및 운영이 활발하게 이루어져야 할 것과 고교학점제가 바람직하게 정착되고 운영될 수 있도록 교사의 전문성 향상 방안 마련, COVID-19로 촉발된 블렌디드 수업 설계의 필요성 등을 제언하였다. 이 연구는 2025년 전면적으로 시행되는 고교학점제에서 융합교육(STEAM) 프로그램 개발 및 운영 방안에 대한 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권2호
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• pp.277-286
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• 2004

소집단 실험활동에서 학생간 질문의 유형과 빈도를 파악하기 위하여, 서울소재 여자중학교 1학년 학생 5명의 실험수업을 관찰하고 관찰학생을 면담하였다. 소집단 실험활동에서 학생간 질문을 분석한 결과, 사고형 질문보다 정보형 질문의 빈도가 높았다. 정보형 질문의 대부분은 실험과정이나 결과를 묻는 절차질문이었다. 사고형 질문의 대부분은 결과를 해석하면서 잘 이해되지 않은 부분에 대하여 설명을 요구하는 이해질문이었다. 드물게 변칙발견질문이 제기되었으나 학습을 위한 토론으로 이어지지 않았다. 그리고 2인1조로 활동을 한 경우에 5인1조의 경우보다 응답률이 높았고, 도움을 받는 질문의 비율도 높았다. 2인1조 활동에서는 성취도가 상대적으로 낮은 학생이 질문하고 성취도가 높은 학생이 응답하는 경향이 두드러졌다. 또 구성원의 성취도 차이가 큰 조에서는 질문의 빈도가 낮게 나타났으며, 구성원의 성취도 차이가 적은 조에서는 성취도에 따라 질문 유형의 차이가 나타났다. 결론적으로 소집단 실험활동에서 제기되는 학생간 질문은 사고형 질문보다 정보형 질문의 빈도가 높으며, 구성원의 수가 적을 때 응답을 통해 도움 받는 질문의 비율이 높았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.297-306
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• 2000

본 연구는 유전에 관한 학업성취도와 학생들의 학습성향과 논리적 사고력과의 관계를 분석하여 학습자에 대한 이해를 돕고 효과적인 수업 설계를 위한 기초적 자료를 제공하고자 실시되었다. 서울 시내 중학교 3학년 149명의 학생을 대상으로 유전단원에 관한 학업성취도 검사를 실시하였다. 학생들이 학습과제에 대하여 유의미적 또는 암기적 으로 학습하는 경향을 알기 위하여 Biggis(1987)의 학습성향 검사지를 사용하였고, 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 이용하였다. 본 연구의 결과, 학생들은 감수분열과 유전 법칙에 대한 이해도가 낮았으며 여학생이 남학생보다 유의미적으로 학습하는 경향이 있고 학생들은 대부분 (48.76%) 과도기의 사고력 수준에 머물러 있음을 알았다. 학습성향과 논리적 사고력은 학업성취도와 상관이 있었으며, 학습성향과 논리적 사고력 사이에는 상관이 거의 없었다. 또한, 학습성향은 학업성취도 대하여 11.6%의 예측력을, 논리적 사고력은 24.7%의 예측력을 가지며 학습성향과 논리적 사고력은 모두 정성적 문항에서 보다 정량적 문항에 높은 예측력을 보였다. 학습성향 수준에 따른 학업성취도와 논리적 사고력 수준에 따른 학업성취도는 통계적으로 유의미한 차이가 있었고, 학업성취도에 대한 학습성향 수준과 논리적 사고력 수준의 상호작용 효과는 없었다. 또한, 과도기와 형식적 조작기에서 유의미 학습자는 암기적 학습자보다 높은 학업성취도를 보였으나 구체적 조작기에서는 유의미 학습자와 암기적 학습자의 학업성취도에 차이가 없었다.

• 과학교육연구지
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• 제34권1호
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• pp.84-92
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• 2010

본 연구에서는 유 초 중등 및 일반인을 대상으로 개발된 환경교육 교수 학습 자료의 유형과 내용을 분석하고, 또한 학교 급간별로 어떠한 특징이 있는지 분석하였다. 전반적으로 웹기반 멀티미디어 학습자료가 포함하고 있는 환경교육 내용 영역은 자연 환경 304건(22.1%), 환경 오염 250건(16.5%), 환경보전대책 187건(12.4%)으로 이들 영역에 치중되어 있었다. 교수 학습 자료 유형은 수업지도안(934건, 61.8%), 다큐멘터리(156건, 10.3%), 정보문자(128건, 8.5%) 등이 가장 높은 비중을 차지하고 있었다. 학교급간별 멀티미디어 교수-학습 자료를 분석한 결과 초등학교(796건, 35.3%)와 중학교(588건, 26.1%)에 치중되어 있는 것으로 나타났으며 일반인을 대상으로 하거나 고등학생을 대상으로 한 학습 자료는 부족한 것으로 나타났다. 세계적으로 환경교육의 내용이 전통적인 환경 오염 문제 중심에서 벗어나 지속가능 교육(ESSD)을 특히 강조하며, 그 외에 생태계, 인간과 자연과의 관계, 건전한 소비 등으로 확대되는 추세를 감안하여 시대적 요구를 반영한 다양하고 균형 있는 교육 자료가 개발될 필요가 있다.