• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권2호
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• pp.159-181
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• 2023

본 연구는 초점 집단 면담(FGI)을 활용하여 인공지능에 대한 중등 수학 교사의 인식을 도구로서 인공지능과 교과로서 인공지능으로 나누어 분석하였다. 도구로서 인공지능 중 수학 교수 및 학습 도구 측면에서 수학 교사들은 인공지능을 활용하면 다양한 유형의 수학 수업이 가능할 것이라는 긍정적인 의견을 제시하였으나 학생들의 수학적 사고 과정의 면밀한 파악 및 학생들과 정서적 상호작용에 있어 인공지능 활용에 한계를 제시하였다. 도구로서 인공지능 중 수학 평가 도구로서의 측면에서 수학 교사들은 인공지능을 활용하면 문항 출제 및 채점을 용이하게 할 수 있다는 긍정적인 의견이 있었던 반면, 논술형 문항 채점에서는 교사의 개입이 필요하다는 의견이 있었다. 교과로서 인공지능 측면에서 수학 교사들은 <인공지능 수학> 교과의 도입 취지와 학습의 필요성에는 공감하였으나 이를 가르치기 위한 교사의 준비와 교수 학습 및 평가 자료가 다소 부족한 실정이라고 응답하였다. 따라서 본 연구를 통해 중·고등학교 수학에서도 맞춤형 인공지능 학습 도구가 개발되어야 하고, 교사들의 평가를 도울 수 있는 인공지능 평가 도구를 개발 및 보급할 필요가 있으며, <인공지능 수학> 교과에 대한 교사의 이해를 높일 수 있는 전문성 향상 프로그램과 학생들에게 의미 있는 학습을 도울 수 있는 컨텐츠 위주로 교과 내용을 구성할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권2호
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• pp.145-154
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• 2021

본 연구의 목적은 2022 교육과정 개정을 앞두고 고등학교 과학과 선택과목 구성에 관한 교사들의 인식을 조사하고 고교학점제 전면시행에 대비한 2022 개정 과학과 교육과정 선택과목 구성에 관한 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 전국에 분포한 고등학교들이 고르게 포함되도록 지역별로 분배하여 표집대상으로 선정하여 설문조사를 실시하였으며 총 192개 학교의 과학교사가 설문에 응답하였다. 또한 과학과 선택과목 재구조화에 대한 심도있는 의견을 조사하기 위해 12명의 고등학교 과학 교사들을 초점집단으로 선정하여 심층 면담을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 설문조사에서 129명(67.2%)의 과학 교사가 현행 2015 교육과정의 과학과 선택과목 체제를 유지해야 한다고 응답하였다. 한편, 현행 선택과목 체제 유지에 반대하는 이유로는 II과목이 생활과 과학 등의 교양 과목 성격의 교과와 진로선택과목에 함께 묶여 있는 것이 적절하지 않으며, 전체적으로 학생들의 과학과 선택과목 기피가 심화되었고, II과목은 진로선택과목임에도 수능 선택과목으로 포함되어 있어 교육과정과 수능의 연계성이 떨어진다고 교사들은 응답하였다. 2022개정 교육과정에서 선택과목을 구성할 때 고려해야 할 점으로는 기존처럼 과학 I·II의 내용을 모두 포함하도록 일반선택과목을 구성하여 과학영역별 전체 내용을 접할 기회를 제공해야 하고, 학점제에 대비하여 학생 선택권을 보장할 수 있도록 다양한 과학과 선택과목을 편성·운영해야 한다는 의견이 가장 높게 나타났다. 심층면담 결과를 보면, 현재의 과학 I과목 체제는 과목 수가 적은 만큼 과학의 내용영역을 최대한 많이 접하게 할 수 있고, 물리학과 같이 개념의 위계와 체계가 중요한 과목은 쪼개기보다는 한 과목 안에서 중요한 내용을 다뤄야 한다는 의견이 많았다. 한편, 현재의 I과목 체제에서는 문과 진로적성인 학생들이 선택할만한 과목이 없으며, 4개의 과목만으로는 선택권이 충분히 보장되지 않는다는 측면에서 내용영역별로 과목을 세분화하자는 의견도 제시되었다. 연구결과를 토대로 고교학점제 취지를 고려한 고등학교 과학과 선택과목 편성의 필요성, 진로적성을 막론하고 모든 학생들을 위한 과목으로 과학과 융합선택과목을 구성하는 방안, 과학과 진로선택과목 구성 방안, 대입 제도와의 연계성을 고려한 고등학교 과학과 선택과목 편성·운영 방안 등을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.266-283
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• 2013

이 연구에서는 예술 고등학생들을 대상으로 명시적으로 과학의 본성 수업을 실시한 후 수업 이전과 비교하여 개념이 변화된 과학의 본성 요소를 찾아 변화 유형별로 고찰하였다. 학생들에게 어떤 과학의 본성 요소가 변화했는지를 알아보기 위해 과학의 본성 검사(VNOS-C)를 실시한 결과 실험탐구 집단은 '과학적 방법의 다양성' 및 '과학지식의 잠정성'의 요소가, 과학사 집단은 '과학지식의 잠정성' 및 '과학의 사회문화적 내재성'의 요소가 유의미한 개념 변화를 보였다. 이러한 결과는 명시적 수업의 구체적 내용과 관련된 변화이며, 각각의 수업 전략이 강조하는 점이 과학의 본성 요소에 영향을 끼친 것이다. 과학의 본성 요소의 개념 변화를 가져온 구체적 원인을 밝히기 위해 10명의 초점학생들을 선별하여 면담을 진행하였고, 과학의 본성 요소에 긍정적 또는 부정적으로 작용하는 원인과 그에 따른 영향을 총체적으로 이해하고자 하였다. 학생들은 명시적 수업의 효과로 현대의 과학 철학적 관점으로의 통합적이고 심층적인 개념 변화가 있었으나, 분석 결과 학생들은 '과학적 방법의 다양성'의 요소에 대해 부분적으로 '이론과 법칙의 차이'의 요소에 대해 피상적으로, '과학의 사회문화적 내재성' 역시 불완전하게 이해하고 있다는 것도 알 수 있었다. 또한 '창의적 상상력의 특징'의 요소에 대해서 학생들 자신이 인식하고 있는 창의성의 정의에 따라 창의성이 관여하는 탐구 단계를 다르게 인식하고 있다는 사실을 알 수 있었다. 결론적으로 예술 고등학생들에게 실험탐구와 과학사 전략을 적절히 사용함으로 각기 다른 과학의 본성 요소를 현대의 과학 철학적 관점으로 양적 질적 측면에서 변화시킬 수 있었다. 이러한 결과는 명시적 과학의 본성 수업을 통하여 예술 고등학생들이 구성주의적인 과학의 본성에 대한 개념 변화를 경험하고 있으며, 이 과정에 학생들의 개념생태와 수업전략이 관여함을 알 수 있었다. 따라서 실제 학교 현장에서도 이 연구 결과를 바탕으로 과학의 본성 수업에 대한 과학 교육 과정을 수립하는 데 있어 중요한 시사점을 줄 수 있다고 하겠다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.217-226
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• 2020

본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정 적용 2년차를 맞이하여 고등학교 2학년의 과학과 일반선택과목 수강 현황을 파악하고 과학과 교육과정 개선과 선택률 제고 방안에 대한 과학교사들의 인식을 조사함으로써 2015 개정 교육과정의 안착과 고교학점제에서 과학과 선택과목의 방향성에 대한 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 12개 시·도 교육청의 협조를 얻어 2018년 고등학교 신입생들이 수강한 과학과 선택과목의 연도별, 학교유형별, 지역별 현황을 취합하여 분석하였다. 또한 9명의 고등학교 과학교사를 초점집단으로 구성하여 과학과 선택과목 교육과정의 편성 및 운영에 대한 개선과 선택률 제고 방안에 대한 심층 면담을 진행하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 2019년 11월 기준으로 12개 시·도 교육청의 2018년 고등학교 신입생들의 과학과 일반선택과목 수강자 수는 물리학I 163,710명, 화학I 216,754명, 생명과학I 290,736, 지구과학I 200,861명이며, 학생 1인당 수강 과목의 수는 2.4개로 확인되었다. 학교유형별로는 자율고의 수강 비율이 가장 높았으며, 특목고와 특성화고의 비율은 매우 저조하였다. 일반선택과목의 학기당 이수단위는 3단위(61.5%)와 2단위(28.7%)가 대부분이었으며 이수단위별 수강 비율은 교육청 간에 편차가 있었다. 고등학교 과학교사들은 고교학점제에 대비한 과학과 선택과목 교육과정 개정 방안으로 한 학기에 이수할 수 있는 3단위 분량으로 선택과목을 재구성, 지식보다는 역량 중심의 내용 구성, 교사의 수업 역량을 신장하기 위한 교사공동체와 교과 중심 연수의 필요성 등을 주장하였다. 연구결과를 토대로 고교학점제에 대비한 과학과 선택과목 교육과정 운영 및 개선 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.541-553
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• 2018

본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권4호
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• pp.297-310
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• 2021

이 연구에서는 교과교육전문성 함양을 목적으로 모인 과학교사 PLC를 학교안 PLC와 학교밖 PLC로 구분하여 그 특징을 탐색하였다. 이를 위하여 과학중점학교 7개교에 속한 과학교사 PLC와 학교밖 과학교사 PLC 3개 단체에 속한 과학교사들을 대상으로 학습공동체로서의 정체성과 동인, 활동 내용, 운영 성과, 부족하거나 지원이 필요한 부분 등에 대하여 초점집단 심층면담을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 학교안 과학과 PLC와 학교밖 과학과 PLC 모두 교수·학습과 관련된 전문성 개발을 위해 학습공동체를 구성한 것으로 나타났다. 연구에 참여한 학교안과 학교밖의 과학교사 학습공동체들은 모두 구성원들이 공통으로 경험하는 쟁점 문제들을 중심으로, 호혜적 참여를 통해 협력관계를 형성하는 '실천공동체'의 특징을 나타내었다. 한편, 쟁점 문제에서 학교안의 경우는 과학 교과 교육과정 재구성과 같은 미시적인 문제에, 학교밖의 경우는 교사로서의 전문성 향상과 같은 거시적인 문제에 천착하는 차이점을 나타내었다. 학습공동체로서의 활동과 역할의 경우 학교안과 밖의 과학교사 학습공동체들은 협업적 전문성 개발, 초임교사 멘토링과 같은 상호교학 등의 공통점을 나타내었다. 학습공동체의 영향력과 운영 성과의 경우, 학습공동체는 교사 자신뿐만 아니라, 학생과 학교문화에까지 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 학습공동체 지원과 관련하여 공동체 운영을 위한 물리적 여건 개선과 함께 PLC 운영을 위한 프로토콜 제공, 대학과의 연계를 통한 공동 연구나 재교육 등과 같은 소프트웨어 지원이 필요한 것으로 나타났다. 특히 대학과 PLC의 공동연구는 '탐구 공동체'로서 교사 학습공동체가 추구해야 할 미래지향적인 방향을 보여준다. 연구 결과를 토대로 과학과 PLC의 원활한 운영을 위한 적극적인 지원의 필요성, 과학과 PLC와 대학과의 협력 체제 구상의 필요성, 과학중점학교의 과학과 PLC의 운영 성과를 중·고등학교 과학교사 PLC에 확산하는 방안 등을 제안하였다.