• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.437-447
• /
• 2014

Learning Progressions(학습진행과정, 이하 LP)은 "과학의 핵심 아이디어(core idea) 혹은 과학 활동(scientific practices) 이해 과정을 상대적으로 단순한 체계에서 전문가의 지식체계로 논리적이고, 순차적인 단계로 정교하게 설명한 틀"로서, 한 교과 내 및 다른 과학영역들(물리, 지구과학, 생물, 화학)과 연결하여 연계적 교육과정을 구성하는 이론적 기반을 제공한다. 학습은 개개인의 선지식, 선경험, 교과교육과정, 교육과정 등의 여러 요소에 영향을 받는 복잡한 이해 과정으로, LP 단계를 모든 학생들이 동일하게 이동하지 않는다. 학생과 학습환경의 특성에 따른 이동 가능한 학습경로의 서술을 위해서는 다양한 학생데이터의 수집과 분석이 필요하다. 이러한 과정을 통해서 가설의 LP는 과학적으로 증명된 LP로 규명되며. 비로소 교과과정 개발의 틀(framework)로 역할을 할 수 있다. 본 연구는 미시간 대학 연구팀이 개발한 "물질의 본성(nature of matter)" 주요 개념에서, 하위개념인 "물질의 입자성(particule nature of matter)과 입자적 표상(submicroscophic representation)"의 LP와 관련 평가지를 우리나라 과학교육과정과 연계, 수정하여 개발하였다. 수정된 평가지와 LP는 124명의 중고등학생의 LP 경로 특성을 분석하는데 사용되었다. 학생들의 입자적 개념과 표상의 이해도, 개념과 표상 이해도 연관성을 중점으로 분석하여 관련 과학교육과정과 현장 수업의 문제점과 시사점을 도출하였다. 본 연구결과를 종합해 보면, 높은 레벨 문항의 정답을 고른 빈도수는 낮은 레벨 문항을 모두 정답으로 고른 경우에 높았으며 이는 학생들이 본 연구팀이 개발한 LP 경로로 이해과정을 정교화시킴을 알 수 있다. 하지만, 대부분의 학생들, 특히 고등학생들은 초등학교 수준의 거시적 물질의 본성 개념 LP 단계에 머물고 있으며, 중학교 수준인 미시적 표상 LP 단계에 있다. 입자적 개념과 표상 이해 실패의 주요 원인은 1) 과학적 모델의 본질, 2) 관련 선지식, 3) 미립자 표상의 이해부족으로 정리된다. 본 연구결과는 물질의 입자성과 관련된 개념, 과학활동(특히 모델링)을 증진시키고 개개인 특성에 맞는 맞춤형 학습환경 제공을 위한 학습, 교수, 평가자료 개발에 기여하는 바가 크다. 더 나아가 '물질의 본성'에 대한 LP연구와 과학적 소양 증진에 긍정적 역할을 할 것으로 기대한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제42권6호
• /
• pp.770-788
• /
• 2021

본 연구는 중학생들이 온실 효과와 지구 온난화를 이해하고, 이를 지구 복사 평형 관점에서 설명할 수 있는지 심층적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해 '대기권과 날씨' 대단원 수업을 완료한 중학교 3학년 118명의 학생을 대상으로, 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화에 대한 선택형 및 서답형으로 구성된 학생 이해 온라인 평가를 2021년 7월 13일부터 7월 24일까지 실시하였다. 최종적으로 97명의 학생 응답을 수집하여 분석한 결과, 과반수(61.9%)가 넘는 학생들이 복사 평형의 의미를 옳게 기술하였으나 제시된 자료와 무관하게 사전 지식이나 구체적 사례를 들어 설명하는 경우가 많았다. 대부분의 학생들(92.8%)은 대기가 있는 지구에서 온실 효과가 나타나는 것을 알고 있었지만, 온실 효과를 복사 평형이 깨진 상태로 생각하는 경향이 높았으며(32.0%), 달과 지구 모두 복사 평형이 일어난다고 응답한 학생(47.4%)은 절반에 미치지 못했다. 온실 효과의 원인으로 대기의 재복사를 찾아낸 학생은 다수(69.1%)였으나, 지구로 입사한 태양 복사량보다 방출한 지표 복사량이 더 크다고 응답한 학생은 소수(39.2%)에 불과하였다. 또한 절반 정도의 학생들(49.5%)이 온실 기체의 증가와 대기 흡수, 이로 인한 지표로의 재복사의 관계를 잘 이해하고 있었다. 그러나 온실 기체가 증가할 때, 지표 방출에 대해서는 증가(14.4%), 일정(9.3%), 감소(7.2%), 무응답(18.6%)으로 의견이 매우 다양하게 나타났다. 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화는 지구계의 균형과 상호작용이라는 빅 아이디어로 연결된 커다란 하나의 의미망이므로 학생들이 지구 온난화로 인한 기후 변화를 이해하고 적용하고 해석하는 개념 체계가 될 수 있다. 따라서 현재 인류에 닥친 기후 변화 위기와 관련해 학생들이 정확한 이해에 근거하여 과학적으로 사고하고 과학적 개념을 정립할 수 있도록, 정교한 프로그램 개발과 수업 경험을 제공하고 그 효과를 점검하는 후속 연구가 진행 되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.45-61
• /
• 2016

본 연구는 탐구 과제에서 드러나는 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해의 전환을 확인하고, 이러한 전환이 논변활동에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 중학교 1학년 37명의 학생들이 연구에 참여하였고, 학생들의 인식론이 맥락에 따라 변한 1개 소집단을 선정하여 광합성 실험설계를 구성하는 논의 과정을 분석하였다. 학생들의 발화 및 행동을 통해 그들의 인식적 목표와 인식적 이해를 확인하였고 학생들의 실험설계 과정 및 결과를 분석하였다. 연구 결과, 학생들은 실험설계를 구성할 때 '과학적 의미 형성'이라는 인식적 목표에 초점을 두어 '이 실험이 어떻게 광합성에 이산화탄소가 필요한지를 알아볼 수 있는지'를 '과학 이론, 자료에 대한 자신의 해석에 기반을 두어 정당화'하였으며, 자기 자신을 '지식의 구성자'로 바라봄으로써 능동적으로 실험을 구성하였다. 그러나 다른 실험에 대해서는 '권위에 기반한 반박'을 보였으며 상대방 실험을 인정하지 않고 반박만을 제기하는 '평가자'로서의 태도를 보임으로써, 반박 과정에서 제기된 의견을 고려한 수정은 없었다. 하나의 실험을 선정하는 과정에서 인식적 목표는 '이기는 것'으로 전환되었고, '이런 실험이 좋다'라는 지식의 본성, '상대방을 이해시키기 위한 정당화를 할 필요가 없다' 혹은 '권위에 기반하여 정당화하는 것'이라는 정당화, '경쟁자'라는 청중에 대한 인식을 보였다. 이에 따라 학생들은 서로의 실험설계가 갖는 의미를 깊이 있게 탐색하지 못하였고 상대방 주장의 제한점만을 공격하여 인지적, 정서적 갈등 상황이 지속되었다. 시간 제한으로 인해 선택된 A의 실험설계를 정교화하는 과정에서 인식적 목표는 '과학적 의미 형성'으로 다시 전환되었고, '어떻게 그 실험이 과학적으로 타당한지'를 되짚어 보고 '납득할 만한 정당화가 이루어져야 한다'는 필요성을 바탕으로 과학적으로 옳은 정당화를 보였으며 학생들은 '협력자'의 관계에 놓였다. 이에 따라 구성원 모두가 의견을 제안하고 정당화하고 평가를 하는 생산적인 논변활동을 통해 발전된 소집단결과를 완성시켰다. 본 연구는 과학 수업에서 생산적인 논변활동을 지원하는 인식적 목표와 인식적 이해에 대한 기초 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국가정과교육학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.131-152
• /
• 2007

본 연구는 가정과의 '자원의 관리와 환경' 영역을 중심으로 타 교과(도덕, 사회, 과학, 체육)와 중복되는 내용을 조사한 후 타 교과와의 중복된 내용을 가정교과에서 다룰 내용과 연결되도록 돕는 선행조직자를 개발하는데 목적을 두었다. 본 연구내용에 따른 연구결과를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 가정교과서의 '자원의 관리와 환경' 영역과 도덕, 사회, 과학, 체육교과서의 중복된 내용을 각각 분석하여 가정교과서의 '자원의 관리와 환경'영역에 맞추어 소단원별로 분류하여 제시하였다. '자원의 활용과 환경' 단원에서는 도덕교과와 중복되는 부분이 많았으며, 특히 자원의 절약 및 재활용, 환경보전 등의 태도 기르기와 중복되었다. '청소년의 일과 시간' 단원에서는 도덕, 과학교과에서 '일'이란 개념을 다룬다는 점에서 중복을 보였으나 도덕교과에서는 일의 개념정의에 치중하고 있고, 과학교과에서는 일의 개념에 대한 과학적 정의에 중점을 두고 있었다. 한편 가정교과에서는 과학적 작업방법을 습득하여 일을 합리적으로 관리하는 방법에 중점을 두고 있다. '청소년과 소비생활' 단원은 합리적인 소비생활이라는 주제를 다루는 도덕교과와, 합리적인 의사결정과 올바른 소비자의 역할을 제시한 사회교과와 중복 내용이 많았다. 그러나 가정교과에서는 개인으로서 청소년 소비자의 책임과 역할을 교육시켜 건전한 소비생활을 유지하는데 초점을 두고 올바른 소비행동을 위한 구체적인 실천방안들이 제시되어 있다. 둘째, 선행조직자로서 개념도를 개발하기 위하여 2학년 가정교과서 '자원의 관리와 환경'영역에 제시된 각 소단원의 학습 목표를 확인하고. 2학년 가정교과의 '자원의 관리와 환경' 영역과 타 교과(도덕, 사회, 과학, 체육)의 중복된 내용을 분석하고 이렇게 분석된 자료를 바탕으로 추출된 중복개념을 유의미한 개념들끼리 묶어서 개념도 작성방법에 따라 '자원의 관리와 환경'영역의 각 소단원별로 7개의 개념도를 개발하였다. 본 연구에서 개발한 선행조직자로서 개념도는 가정교과와 타 교과의 중복된 내용지도에 있어서 가정교과의 특성을 살릴 수 있는 차별화되고 흥미로운 수업을 하는데 도움을 줄 것이다. 즉, 가정교과에서 타 교과내용과 동일한 주제, 개념, 교육내용, 문제를 다루더라도 가정교과의 목적이나 성격에 알맞게 중복된 내용을 구조화하면 학생들에게는 의미 있는 학습이 될 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권8호
• /
• pp.1115-1122
• /
• 2008

경남 양산시 Y여중학교 1,2학년 24명을 대상으로 중량부하 음악줄넘기 운동군 8명, 음악줄넘기 운동군 8명, 대조군 8명으로 분류하여 운동전 후 혈액성분과 성장호르몬의 변화를 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 중량부하 음악줄기 운동과 혈중지질의 집단별 비교에서 중량부하 음악줄넘기 운동군은 WBC, RBC, 글루코스, T-C, TG, HDL-C, LDL-C 등에서 증감을 보여 유의성이 있었고(p<0.05), 음악줄넘기 운동군은 RBC, T-C, TG, HDL-C, LDL-C 등에서 증감을 보여 유의성이 있었으며(p<0.05), 대조군은 유의성이 없는 것으로 나타났다. 중량부하 음악줄넘기 운동군과 성장호르몬의 집단별 비교에서 중량부하 음악줄넘기 운동군은 성장호르몬이 증가하여 유의성이 있었고(p<0.05), 음악줄넘기 운동군도 성장호르몬이 증가하여 유의성이 있었으며(p<0.05), 대조군은 유의성이 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해 중량부하 음악줄넘기 운동이 혈액성분과 성장호르몬의 변화에 효과를 미치는 것으로 나타났다. 그러나 본연구의 실험대상자수가 적었고, 12주라는 실험기간이 짧았기 때문에 이를 일반화하여 해석하는 것은 주의가 필요할 것으로 생각되지만, 중량부하 음악줄넘기 운동이 자라나는 청소년들의 운동처방과 운동프로그램 작성에 참고자료로 활용 가능하리라 사려 된다. 또한 성장기 때의 중량부하 음악줄넘기 운동의 중요성을 인식시키고 학교의 체육수업 현장에서 활용될 수 있는 체계적인 교육이 따라야 할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.13-25
• /
• 2017

본 연구에서는 스마트 교육 환경에서 디지털교과서의 활용이 학습자의 학업 성취도 이외 요인으로 학습자 역량 중 자기조절학습과 문제해결능력에 미치는 효과에 대하여 살펴보고자 한다. 이를 위해 연구학교로 지정된 29개 학교에 초등학교 3,4학년과 중학교 1학년을 대상으로 단일집단 사전 사후 검사 설계법(One-Group Pretest-Posttest Design)을 활용하여 2014년 디지털교과서를 활용한 과학 수업에서 자기조절학습능력과 문제해결능력에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 실제적인 효과를 측정하기 위해 Cohen's d를 제시하였다. 연구결과는 디지털교과서의 활용이 학생들의 자기조절학습과 문제해결능력에 약 0.2 정도의 효과크기로 적지만 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 배경변인(학교급, 학년, 성별)에 따른 학생들의 변화의 차이를 비교하기 위하여 공분산분석(ANCOVA)을 실시하였다. 그 결과 학년별, 학교급별 디지털교과서의 활용이 학생들의 자기조절학습과 문제해결능력에 미치는 영향의 차이가 있음을 보여주었다. 자기조절학습에서는 4학년과 중 1 학생 모두 똑같이 3학년보다 좀 더 많은 변화를 보여주었고, 문제해결능력에서는 4학년이 가장 많은 변화를 보여주었다.

• 대한공업교육학회지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.140-159
• /
• 2017

이 연구의 목적은 2007년부터 2016년 6월까지의 국내 STEAM 교육 연구 논문을 수집 선정하여 국내 STEAM 교육 연구에 관해 문헌고찰을 실시함으로써 연구의 현황과 전반적인 경향성을 확인하고, 기술교육 분야에서 후속 연구의 방향을 제시하는데 있다. 이 연구에서 분석 대상은 2007년 1월부터 2016년 6월까지 국내에서 이루어진 STEAM 및 STEM 교육 관련 선행 연구 논문이다. 한국교육학술정보원, 한국학술정보원, 국회전자도서관의 검색 엔진을 이용하여 석사 및 박사 학위 논문과 전문 학술지 논문을 수집한 뒤 선별 절차를 거쳐 최종 821편의 논문을 연구 대상으로 선정하였다. 선정한 연구 대상 논문은 해당 논문의 제목, 요약, 본문 내용을 확인하여 이 연구에서 개발한 연구 분석틀에 따라 분석을 실시하였다. 자료 분석에 사용된 통계방법은 빈도 분석과 교차 분석이며, 분석을 위해 SPSS 18.0 프로그램을 사용하였다. 이 연구의 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 국내 STEAM 교육 연구는 2012년부터 2015년 사이에 가장 많이 이루어졌으며, 2016년에는 점차 줄어드는 추세를 나타냈다. 둘째, 국내 STEAM 교육 연구는 프로그램/수업자료 개발에 관한 연구가 가장 많이 이루어졌다. 셋째, 국내 STEAM 교육 연구의 대상은 초등학교, 중학교, 고등학교 순으로 많이 이루어졌다. 넷째, 국내 STEAM 교육 연구는 과학을 중심으로 가장 많이 이루어졌다. 다섯째, 국내 STEAM 교육의 효과 중 창의성 효과에 관심을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제16권10호
• /
• pp.323-332
• /
• 2018

본 연구는 자기성장집단상담프로그램을 실시하여 여중생의 자아존중감과 학교생활적응에 미치는 효과를 규명하는데 목적을 두었다. 이를 위하여 자료수집은 G도, K시에 소재한 여자중학교 1학년 24명을 대상으로 2017년 10월 19일부터 12월 28일 까지 진행하였다. 연구도구는 자아존중감, 학교생활적응 척도를 사용하였으며, 자료분석은 실수와 백분율, 평균 및 표준편차, t검증을 이용하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 자기성장집단상담프로그램이 자아존중감에 미치는 효과는 프로그램 사후에 실험집단이 통제집단보다 높게 유의한 차이(p<.01)가 나타났으며, 학교생활적응에 미치는 효과는 교사관계와 학교수업에서 프로그램 사후에 실험집단이 통제집단보다 높게 유의한 차이(p<.05)를 보였다. 이러한 결과는 자기성장 집단상담프로그램을 통해 여중생의 자아존중감과 학교생활적응의 향상을 보이므로 자기성장집단상담프로그램의 과학적 근거를 제시하는 의미가 있다고 시사된다. 추후 다양한 청소년을 대상으로 한 자기성장집단상담프로그램의 개발 연구의 필요성을 제언한다.

• 대한화학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.165-174
• /
• 2003

이 연구의 목적은 중학생의 인지수준과 확률적 사고수준을 측정하여 그 관계를 분석하고 Thinking Science (TS) 프로그램의 확률 활동을 적용하여 그 효과를 분석하는 것이다. 중학교 1학년 219명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 TS 프로그램의 확률 활동을, 통제집단에는 전통적인 과학 수업을 적용하였다. 결과에 의하면, 중학생의 인지수준은 대부분 구체적 조작기에 해당하였고, 많은 학생들의 확률적 사고수준은 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하면서 주관적 전략도 함께 사용하는 과도기적인 수준이었다. 또한, 인지수준이 높을수록 확률적 사고 수준도 높았으며, 확률의 구성요소 중에서 표본 공간과 한 사건에 대한 확률이 확률 비교와 조건부 확률보다 먼저 발달하였다. TS 프로그램의 확률 활동은 학생들이 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하도록 하는 데에 효과적이었다. 특히 사전에 확률 문제 해결에 주관적 전략과 양적 전략을 혼용하던 중기 구체적 조작기인 학생들이 사후에 양적 전략을 사용하도록 하고, 한 사건에 대한 확률을 인식하도록 하는 데에 효과가 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.471-483
• /
• 2016

본 연구에서는 과학적 모형 구성 과정에서 사고 질문에 의한 개념적 자원의 활성화가 학생들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍에 따라 어떻게 달라지는지, 어떠한 맥락들이 학생들의 프레이밍에 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 중학교 2학년 학생들이 네 명씩 한 소집단을 이루어 배설 기작에 대한 소집단의 설명 모형을 협력적으로 구성하였다. 모형 구성 과정에서 다양한 사고 질문이 나타나며, 맥락에 따라 프레이밍이 변한 1개의 소집단을 초점집단으로 선정하였다. 담화 분석을 통해 모형 구성 과정에서 나타나는 학생들의 사고 질문과 개념적 자원의 활성화를 확인하였고, 그들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍을 추론하여 이에 영향을 미친 맥락들을 분석하였다. 연구 결과, 소집단 내에서 모형 구성 활동을 '현상 이해'로, 자신의 위치를 '촉진자'로 프레이밍 한 학생이 사고 질문으로 개념적 자원의 활성화를 촉진했지만, '교실 게임'과 '비응답자'로 프레이밍 한 다른 학생들에 의해 상호 작용이 단절되어 개념적 자원이 활성화되지 못하였다. 또한 학생들이 모두 '현상 이해', '촉진자'와 '응답자'로 프레이밍 한 경우 사고 질문을 통해 개념적 자원을 활성화 시킬 수 있었지만, 학생들의 프레이밍이 '교실 게임'과 '수용자'로 전환되었을 때 활성화된 개념적 자원이 소집단의 모형 구성에 기여하지 못하였다. 그러나 '현상 이해'의 인식론적 프레이밍을 지속적으로 공유하고, '촉진자'와 '응답자'로 위치 짓기 프레이밍을 서로 역동적으로 전환시킨 경우 학생들은 모두 동등한 인식적 권위를 갖고, 사고 질문을 통해 다양한 개념적 자원을 활성화시키며 소집단의 모형을 정교하게 발달시켰다. 이와 같은 모형 구성 과정에서 학생들의 프레이밍은 인지적 어려움의 지속과 정답 제공자 또는 사고 촉진자로서 교사의 역할 등에 영향을 받았다. 본 연구는 과학 수업에서 생산적인 모형 구성 활동을 지원하는 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍의 기초 정보를 제공할 것으로 기대된다.