• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.68-69
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• 2010

본 연구의 목적은 서울시 소재 과학영재교육원에서 운영하는 프로그램에서 개발된 일부 모듈들에 구현되어있는 과학탐구과정 및 사고과정의 특징이 과학영재프로그램의 목적에 따른 목표를 성취할 수 있는지를 평가하고, 과학탐구과정이나 사고과정의 각 항목을 구현한 탐구의 실제를 알기 위한 것이다. 또, 본 연구의 결과를 토대로 모듈들에 대해 반성하고 개선점을 찾으려는 것이다. 연구 참여자들은 13명이며 연구 목적을 위해 첫째, 영재교육과정 및 평가에 관한 문헌을 근거로 과학영재프로그램의 목적과 목표를 설정, 둘째, 목적과 목표를 근거로 문헌에 제시된 분석틀들을 수정 개발, 셋째, 참여자들이 각자 모듈을 1개 선정하여 분석하고 이를 수정한 후 다시 분석하여 해석, 넷째, 분석결과의 해석을 토대로 반성을 하였다. 각 단계마다 각자 해결한 내용을 공개하고 모든 참여자들이 공개된 내용에 대해 비판하면서 합의하는 과정을 거쳤다. 합의 도출에 의해 첫째, 과학영재프로그램의 목적은 '탐구적 사고과정을 함양하고 지역사회에 유익한 새로운 지식을 창출한다.', 이에 대한 목표는 '자기 주도적인 탐구 계획 능력을 향상한다.'와 '숙달된 탐구 기능을 사용하여 실제문제를 해결할 수 있다.'로 설정하였다. 둘째, 분석틀은 '과학탐구과정' 과 '사고과정'의 두 범주로 구성하였으며, '과학탐구과정'에 해당하는 항목은 '사전탐구, 탐구방법, 해석적 탐구기술, 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성'으로, '사고과정'에 해당하는 항목들은 '논리적 사고, 창의적 사고'로 구성하였다. 셋째, 선정된 모듈들을 분석한 결과 모듈들은 대체로 탐구방법과 해석적 탐구기술을 많이 강조하였는데, 수정된 모듈들에서는 이 두 항목이 더욱 강조되었다. 특히, 해석적 탐구기술에서 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성, 창의적 사고를 강조하는 탐구의 실제가 증가하였다. 수정후 증가된 항목들은 앞에서 설정한 두 가지 목표에 도달하는데 도움이 되는 항목들이라고 합의 선정되었던 것이므로, 이에 따라 수정 전 모듈보다 수정 후 모듈이 보다 더 영재프로그램의 목표에 도달하기에 적합한 것으로 판단하였다. 넷째, 연구결과를 토대로 반성한 점은 '목표' 에 '창의적 사고'와 '과학의 본성'에 대한 강조가 부족하다는 것, '목표'에서 '실제문제를 해결'할 수 있어야 한다는 것에 비해 '모듈'에서 다루는 주제는 '실제문제'가 아니라 학문적인 질문에 치우쳐 있다는 것, '자기 주도적인 탐구 계획 능력'을 향상시키는 탐구의 실제가 대체로 적게 제시되어 있다는 것이다. 이러한 반성을 영재프로그램의 각 모듈에서 모두 구현할 수 있는 것은 아니지만 본 연구에서 설정한 목적과 목표에 따라 프로그램을 개발하는 경우 이러한 반성점을 고려하여 모듈을 개발한다면 영재프로그램 전체적으로 볼 때는 모두 구현되어 있을 것이다. 본 연구는 서울시에 소재하는 과학영재교육원들에서 개발하여 사용하는 많은 모듈 중 극히 일부를 대상으로 하였으므로 연구 결과를 모든 과학영재프로그램에 적용하기에는 한계가 있다. 그러나 본 연구처럼 프로그램이나 모듈을 평가하려는 연구자들에게 일련의 평가단계에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것으로 생각한다.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.19 no.3
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• pp.355-366
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• 1999

In this study, the characteristics of science inquiry problem solving were analyzed in the interactions between science process skills and science concepts by each related its category. Nine types of problem solving, which were based on two elements and the thinking aloud were found largely by protocol analysis, but six types when integrated similar thinking processes. There were quite differences in the representative types between students who succeeded and failed when science inquiry items were solved in the abilities of recognizing problems and generating hypotheses or those of drawing conclusions and evaluating. But there were not complete differences in those types between students who succeeded and failed when they were solved in the abilities of designing and performing experiments or those of interpreting and analyzing data. The data were divided into independent variables: $D_1,\;D_2,\;D_3,\;D_4,\;D$ and $C_1,\;C_2,\;C_3,\;C_4,\;C$ and dependant variables; $E_1,\;E_2,\;E_3,\;E_4,\;E$. The former consisted of the content-free science process skill achievement levels by each category of science inquiry skill and the science concept achievement levels, the latter the science inquiry problem achievement levels by each category of science inquiry skill. The regression equations were acquired within the 0.05 significant level by regression analysis: $E_1=0.03+0.16D_1+0.29C_1,\;E_2=-0.203+0.21D_2+0.45C_2,\;E_3=-0.32+0.13D_3+0.47C_3,\;E_4=0.61+0.09D_4+0.29C_4,\;E=-1.41+0.13D+0.47C$(E : the achievement of science problems, D : the achievement of science process skills, C : the achievement of science concepts).

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.26 no.4
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• pp.537-545
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• 2006

The purpose of this study was to analyze the effects of the SWH application to problem-solving type inquiry modules. The modules were applied to 23 3rd grade students in middle school located in Chungbuk and the SWH strategy was applied to 3 experimental groups. The blue and green cards were presented at the problem emerging situation to the students to give enough thinking time. Using blue cards students propose solution to the problem in advance individually, then they discuss with group members using green cards and conduct experiments to solve the problem. SWH students exhibited better problem recognition and attitude.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.59 no.5
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• pp.434-444
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• 2015

Inquiry-based experiments provide opportunities to understand scientific knowledge and acquire nature of science. In this study, the difficulties which pre-service teachers experienced in inquiry-based experiment class were investigated and analyzed. Twenty-two pre-service teachers attended course designed as ‘ill-structured inquiry’ for 13 weeks, and researchers investigated their difficulties by questionnaires and interview. They showed difficulties mostly in designing experiment and interpretation and also in understanding inquiry purpose, lack of prior knowledge, confidence in inquiry performance, and understanding of experimental instruments and facilities. As a result, it is necessary to provide opportunities to engage in inquiries and environments to properly instruct pre-service teachers the inquiry ability in college of education.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.41 no.1
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• pp.1-10
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• 2021

In this study, a science writing heuristic class with emphasis on social interaction and tool improvement for 10 middle school students at the National University Science-Gifted Education Center in Jeollanamdo was conducted to investigate the perception of STS (science technology society) relationship and students' perception of the effects of class. After science writing heuristic class emphasizing social interaction and tool improvement, the students became aware of the STS relationships as follows: Science-gifted students have come to perceive that experimental tools and technology contribute to the development of scientific theory, that it is difficult to solve all social problems with only science and technology, and that science is a social interaction activity. In addition, science-gifted students responded that they became aware of the relevance of STS through intensive inquiry conducted on the same subject for several hours, communications with colleagues in another group through peer reviews, communication to solve problems with colleagues in the same group, activities to improve tools in the process of inquiry, inquiry using familiar materials and phenomena. In order for students to effectively recognize the relationship of STS in science-gifted class for middle school students, it is necessary to provide experience to solve problems using various experimental tools, experience to have trial and error in the process of solving inquiry problem under the same subject, experience to improve tools in the process of solving inquiry problem, experience to communicate with colleagues who conduct inquiry activities under the same subject, experience to share the results with other groups, and inquiry activities using familiar materials and phenomena.

• Journal of Gifted/Talented Education
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• v.19 no.3
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• pp.565-583
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• 2009

We studied what kind of science-contents problems can also give information on one's creativity for use in the selection of scientifically gifted. 383 7th and 8th graders as subjects, we first analyzed the corelation between the results of creative thinking, scientific attitude, science inquiry, logical thinking and the scientific creativity problem solving skill test. The corelation analysis indicated that science inquiry test could represent other tests except TTCT. We then tested 532 6th graders with TTCT and science inquiry tests concomitantly with the contents- related problems made in such types as naming 20 scientists, writing about a scientist, imagination to overcome a problem, understanding of theory and application and understanding of science laws and application. The results indicated that writing and imagination were most efficient in assessing both the contents and the creativity.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.70-70
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• 2010

이 연구의 목적은 귀추적 탐구 방법과 관련된 전략들을 적용하여 지구온난화에 관련되어 측정된 다양한 유형의 데이터를 관련된 사실, 원리, 법칙, 선행 연구 결과 등을 토대로 지구통합적인 관점과 지구계를 구성하는 요소들 간의 상호작용과 영향을 중심으로 재해석하고 이해하는 것이다. 지구과학(지구시스템과학)의 학문 성격, 최근 동향, 본성 및 탐구 대상의 특성에 대한 내용과 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법에 대해 학습한 후, 학생들은 인천 및 다양한 지역의 기상과 해양 자료 분석을 통하여 관찰되는 현상(결과)의 원인과 영향을 파악하는 연구 활동을 하였다. 이 과정에서 귀추적 탐구를 충분히 이해할 수 있도록, 과학 탐구에서 귀추적 탐구 방법을 사용하는 과학자들의 예시와 모의 활동을 통하여, 귀추적 탐구 방법에 사용되는 다양한 사고 전략(예, 데이터의 재구성 전략, 유추 전략, 개념적 결합 전략 등)에 대한 예시를 경험하였다. 학생들은 지구온난화에 관련되어 나타나는 현상(조사된 사항 포함)과 영향에 대해 지구시스템적으로 이해하고 재해석하기 위해 지구시스템을 구성하는 요소(예, 수권, 대기권)와 관련된 데이터 정보를 검색하고 수집하였다. 1) 지구시스템과 지구온난화에 대한 조사하고, 2) 지구온난화 및 기후변화의 변동성 확인한 후, 3) 지구온난화와 관련된 선행 연구 결과 분석하였다. 또한, 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법의 이해와 적용하는 과정에서 1) 지구 온난화 및 기후 변화의 실태 파악하고, 2) 인천 지역의 월별, 계절별 기온 변화 분석 및 경향 조사(탐색: 연구문제 규명)한 후, 3) 인천과 속초 지역의 기온, 수온의 변화 추이 및 분석 (조사: 원인 조사 과정)하였다. 4) 속초 지역의 평균해면기압변화 추이 및 분석한 후, 그 결과를 토대로 5) 문헌조사 및 선행연구 결과 분석을 통한 지구 온난화의 영향을 미치는 요인 재검토 및 확인(선택 및 설명)하여, 6) 인천지역과 속초지역의 지구온난화 원인 분석 및 문제점 보완(설명)하기 위해 7) 겨울철 지구온난화가 더 심각한지 부산지역과 포항지역의 자료 분석을 통하여 연구 결과 내용의 보완 (추가 조사 및 설명)한 후, 8) 분석 결과 및 해석 내용을 전문가와 상담 실시하였다. 이 연구는 연구를 진행하면서 얻은 결과를 교육적 측면에서 다시 정리해 보면 다음과 같다. 우선, 학생들의 지구환경적 문제 해결 과정에서 귀추적 탐구 방법을 활용한 문제 해결 능력을 향상시켰다. 아울러, 지구과학의 탐구 본성, 최근 동향, 탐구대상의 특성 등의 학습을 통해 지구과학도로서의 기본적인 소양과 자질 향상에 기여하였으며, 사회과학의 연구방법을 순수과학연구에 접목하여 과학자로서의 문제해결 능력과 시스템 사고력을 향상시켰다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2005.09a
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• pp.231-244
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• 2005

이 연구는 고등학교 지구과학 탐구활동에서 소그룹활동을 학생들의 대화를 중심으로 분석하고, 반성적 탐구활동이 교육과정별로 어떤 차이를 보이고 소그룹내의 상호작용특성에 따라 반성적 탐구양식의 차이가 어떠한지 알아보는 것이다. 그럼으로써 학생들이 어떤 반성적 탐구양식을 보이며 어떻게 발달시키는지에 관한 이해를 제공하고, 수업속의 맥락은 이러한 반성적 탐구학습을 증진시키고 억압하기위해서 어떻게 상호작용 하는지를 알아보고자 하였다. 이에 대한 연구문제로 소그룹을 이용한 탐구활동 수업과 반성적 탐구활동수업 중 반성적 에피소드의 차이가 있는가, 소그룹내의 그룹상호작용의 특징에 따른 반성적 탐구유형의 차이는 있는가를 설정하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 2개 학급을 선정 기존의 우리나라 교육과정에 의거한 탐구활동수업 4차시, 반성적 탐구교육과정 수업 4차시를 각각 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동 분석틀과 반성적 탐구의 3가지 맥락을 통해 분석하였다. 연구 결과 두 교육과정 모두 도입에서 두 교육과정 모두 A-AD맥락의 반성적 탐구가 전형적으로 자주 나타나며, 반성적 탐구 교육과정수업에서는 AD-SR가 주로 나오는 것으로 보아 과제활동초기에 역할 분담과 과제 활동의 전략을 세우며, 전략을 세울 때 영역개념을 이용하는 것을 안수 있었다. 우리나라 교육과정 수업에서는 반성적 탐구진술이 간단하고 계획과정이 짧으며, 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구를 하는 것으로 나타났다. 전개부분에서는 두 교육과정모두 DI-DP, DI-A맥락의 반성적 탐구가 나타나 자료 항목과 자료 패턴 그리고 인공물과 관련시키는 반성적 탐구가 공통적으로 나타나며 반성적 교육과정수업에서는 대체로 자료 맥락의 영역개념과 과제 맥락을 연결시키는 반성적 탐구가 잘 나타나고 있다. 반면 우리나라 교육과정에서 주로 과제 맥락 내에서 반성적 탐구가 나타났다. 정리단계에서는 반성적 교육과정 수업에서는 DC-DP가 주로 나타났으며 우리나라 교육과정수업에서는 DC-DP DP-AD맥락의 반성적 탐구가 나타났다. 정리활동에서 우리나라 교육과정은 반성적 교육과정보다 자료 맥락의 영역개념을 더 자주 이용하고 다양한 맥락의 반성적 탐구가 나오고 있으며, 이는 우리나라 교육과정의 학습지의 활동이나 문제는 학생들에게 익숙하고, 자료 패턴을 가지고 행동결정으로 연결짓는 활동이 명확히 제시되었기 때문이라고 판단된다. 두 그룹의 상호작용 특징에 따른 반성적 탐구의 성향의 차이는 도입단계에서 그룹의 특징과 상관없이 A-AD, AD-SR맥락의 반성적 탐구가 나왔으며 전개와 정리단계에서는 N그룹에서는 DP와 관련된 의미 있는 반성적 탐구가 나오는 반면 M그룹에서는 이러한 맥락의 반성적 탐구는 아주 드물게 나타나며, GN과 관련된 행동결정이 자주 보이고 있었다. 정리활동시 주로 하는 기록 활동에서 N그룹에서는 다양한 맥락에서 반성적 탐구를 하고 있는 것에 비해 비교 그룹에서는 서로 견제하고 확인하는 상호작용의 특징에서 나타나는 AD-SR맥락의 반성적 탐구가 자주 나타났다. 반성적 탐구 척도 두 그룹을 비교 했을 때 CON 상호작용의 특징이 낮게 나타나는 N그룹이 양적으로 그리고 내용적으로 더 의미 있는 반성적 탐구를 했다

• Journal of Science Education
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• v.44 no.2
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• pp.205-213
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• 2020

The purpose of this study is to investigate the effects of elementary school students' knowledge and information processing competence and collaborative problem-solving ability in scientific inquiry class using data measured with digital inquiry tools. To this end, three classes of 5th grade elementary schools in S-city, Gyeongnam were selected as experimental groups and three classes as control groups. The control group conducted traditional lecture-style classes, and the experimental group conducted scientific inquiry classes using scientific data. The following results were obtained through questionnaires after class. First, science inquiry classes using scientific data helped elementary school students improve their knowledge and information processing competence. Second, scientific inquiry classes using scientific data improved elementary school students' cooperative problem-solving ability. From the above results, it was found that scientific inquiry classes using scientific data are needed to improve the knowledge information processing competence and cooperative problem solving ability of elementary school students. Based on this research, it is necessary to study a specific teaching and learning environment that can activate scientific inquiry class using data measured with digital inquiry tools in the future.

• Journal of Science Education
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• v.45 no.3
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• pp.304-316
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• 2021

The purpose of this study is to analyze high school students' critical opinions on others' inquiries in small group open inquiry. Forty-one high school students participated in these activities at the inquiry planning stage and the intermediate stage of inquiry. In the two activities, 595 and 233 opinions were presented respectively, and analyzed into categories based on the inquiry process. The main research results are as follows: first, many opinions were presented in the areas of 'problem recognition and hypothesis setting' and 'design of inquiry' in the feedback on the inquiry plan, especially related to 'revision and addition of research problems,' 'research targets and conditions,' and 'control of variables.' Second, in the feedback on the results of the inquiry, there were many opinions related to 'report preparation' and 'design of inquiry' area. Based on the research results, implications related to the application of critical opinion activity were discussed.