• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.567-586
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• 2011

이 연구에서는 고등학교 1학년 과학영재들의 문제해결형 탐구실험에서 논의 양상을 확인하고 논의활동에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 그 결과, 매우 활발한 논의활동이 확인되었으나 차시에 따른 논의 질 향상은 거의 나타나지 않았다. 수업 전반에 걸쳐 대화적 논의과정 요소의 빈도가 높게 나타났고 그 중 요청 및 요청응답의 비율이 높았다. 빈도는 낮지만 한정과 근거질문이 3차시에서만 나타났고, 차시에 따라 단순호응이 줄면서 강화 및 정교화, 메타질문의 빈도는 약간씩 높아졌다. 교사가 주도하는 일부 학습 단계에서 학생들의 논의가 거의 발견되지 않는 등 단계별 논의 양상이 교사의 수업 접근 방식과 관련 있음이 확인되었고, '문제해결활동 및 결과분석'에서 이전의 단계보다 2배 많은 논의과정 요소가 나타났다. 또한 집단을 구성하는 방법은 영재 학생들의 논의 활동에 거의 영향을 미치지 않았다. 설문조사 결과, 대부분의 학생들은 본 탐구실험에서 자유로운 논의가 이루어졌다고 생각하였고 논의활동을 직접 경험함으로써 본 프로그램이 논의를 활성화시킨다고 인식하였으며, 이 과정에서 '생소하거나 어려움'이 논의활성화에 저해요인으로 작용됨이 확인되었다. 주제별 논의활동은 '표면성장 실험'에서 가장 활발하게 이루어졌고, 논의가 가장 활발한 단계는 '해결방안모색'으로 나타났다. 교사의 도움이 논의활동의 어려움 해소와 촉진제 역할을 하였음이 확인되었으며 실험수업에서 논의활동이 진행되는 것을 매우 긍정적으로 생각하는 등 논의활동의 필요성에 대한 학생들의 인식이 확인되었다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.169-174
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• 2006

현대 교육은 단순한 암기 위주가 아닌 첨단 컴퓨터를 이용한 실험 실습 위주의 직접 보고 듣고 느끼는 방향으로 진보하고 있다. 실험 실습에 의한 과학교육은 사용자의 탐구능력 향상과 과학적 태도 향상에 중요한 역할을 하게 될 것이며 기존의 암기위주나 단순한 수치에 의한 개념 학습을 탈피하여 Data collection 기술과 분석의 활용을 통해 사용자가 과학을 좀 더 이해하고 사용할 수 있도록 하는 능력을 증진하게 한다. 이를 위한 과학교육의 한 방법으로 MBL(Microcomputer Based Laboratory)은 실험자가 실험실이나 야외에서 각종 기구를 사용해 데이터를 습득할 수 있도록 도와주는 컴퓨터 기반 과학 실험 시스템으로서 미국, 영국 등 과학 교육 분야에서 추구하고 있는 세계적인 추세라고 할 수 있다. 이러한 MBL 시스템의 구성은 센서를 통해 얻어지는 자료를 컴퓨터에 전달하는 매개체인 인터페이스, 과학 실험에서 발생하는 데이터를 직접 전기적 신호로 변환하여 인터페이스에 전달하는 센서, 인터페이스에서 전달되는 전기적 신호를 컴퓨터 화면에 나타내어 주는 컴퓨터용 전용 프로그램으로 구성된다. 이러한 MBL을 과학교육에 활용한다면 학생들이 스스로 과학적으로 탐구하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양하는 데 많은 도움이 될 것이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.75-86
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• 2000

인터넷을 활용한 수업은 학생들에게 학습에 대한 자신감을 부여할 뿐 아니라 전에는 직접 경험할 수 없었던 조사, 가설설정, 실험, 탐구, 증명, 문제해결 등을 직접 경험할 수 있음이 제시되어 왔다. 그러나 아무리 인터넷 활용 수업이 교육적 활용 가치가 높다고 해도 교사가 이용하지 않는다면 인터넷의 가치는 별 의미가 없을 것이다. 이에 본 연구는 정보화 사회의 새로운 수업 환경으로 주목받고 있는 인터넷 활용 수업의 성공적 확산을 위한 노력의 일환으로, 현장 교사들의 인터넷 활용 수업에 관해 조사연구하고 이를 바탕으로 고등학교에서 인터넷의 효과적 수업과정 활용을 위한 발전 방안을 탐구, 제언하고자 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.95-112
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• 2012

이 연구에서는 초등학생의 관찰과 분류를 중심으로 한 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 개발, 적용하여 학생들의 과학 탐구기능 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 명시적이고 반성적인 교수 학습전략은 이론적 고찰 후에 초안을 개발하고 전문가 검토를 거쳐 수정, 보완하였다. 실제 수업 진행을 위해 실험집단은 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 적용하여 수업하였고, 통제집단은 교사용지도서에 따른 일반적인 수업을 하였다. 학생들은 수업시행 전 후 과학탐구능력검사와 수업시행 후 학업성취도 검사를 하였다. 그리고 수업전사자료, 심층면담, 교사의 반성적 저널을 통해서 수업 전 후 탐구기능의 변화를 살펴보았다. 연구의 결과로 첫째, 개발한 교수 학습전략의 단계를 (1) 동기유발하기, (2) 반성적으로 탐색하기, (3) 명시적으로 안내하기, (4) 명시적으로 탐구하기, (5) 반성적으로 검증하기의 5단계로 설정하였다. 둘째, 개발한 교수 학습전략의 수업 적용 결과, 정량분석에서는 관찰과 분류에 대한 탐구능력의 성취도 향상이 전체(관찰과 분류를 합한 탐구능력)와 관찰능력에는 효과적이었으나, 분류능력에는 효과가 나타나지 않았다. 또한 개발된 수업전략을 적용한 수업은 학업성취도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 학업성취도와 탐구능력의 상관관계를 분석한 결과, 학업성취도를 높이기 위해서는 탐구능력의 향상이 중요하다는 사실을 알 수 있었다. 셋째, 정성분석결과, 개발한 교수 학습전략을 적용한 수업에서 교사의 명시적인 안내와 소집단 활동을 통하여 반성적인 학습활동이 이루어졌다. 이는 학생의 관찰과 분류의 탐구기능 향상에 효과적이었다. 그리고 정량분석과 정성분석 결과를 통해 과학탐구의 가장 기본적인 관찰기능이 형성된 후 이를 바탕으로 분류기능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제39권1호
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• pp.1-14
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• 2015

본 연구는 교육대학교에서 1학기 동안 '과학교과교재연구 및 지도법'을 수강한 3학년 예비 초등교사 162명을 대상으로 생명영역 탐구 수행 경험이 과학자에 대한 이미지와 과학 교수 불안에 미치는 영향을 알아보았다. 수업은 3~4명이 한 조로 구성되어 10개의 실험 주제 중 한 주제를 선택하여 직접 탐구한 후 그 결과를 동료 예비교사들 앞에서 발표하는 형식으로 진행되었다. 초등 예비교사들의 과학자에 대한 특성에 대한 견해를 조사한 결과 탐구 수행 경험 전후에 관계없이 과학자를 신중하고, 지적 수준이 우수하며, 창의적이고, 근면하다고 생각한 반면, 예술적이고 종교적이라고 여기지는 않는 것으로 나타났다. 특히 지적능력이 우수한, 창의적인, 개방적인, 활발한, 책임감 있는 특성에 대해서는 탐구 수행후 더욱 긍정적인 반응을 보였다. 또한 초등 예비교사들의 과학자 그리기에서 나타난 과학자의 활동 유형은 탐구 수행 후 '실험활동'이 가장 많이 증가하였으며, 활동장소로는 활동유형과 관련된 '실험실'이 가장 많았다. 이이서 초등 예비 교사들의 탐구 수행 경험 전후의 과학 교수 불안을 확인해 본 결과, 과학지식, 탐구 수업 준비, 탐구 수업 운영, 모든 영역에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 이는 탐구 경험이 과학 교수에 대한 자신감을 갖게 하는데 긍정적인 영향을 미치는 것으로 해석할 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.79-86
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• 2013

이 연구는 중학교 과학과 실험수업 실태 및 교사의 실험수업에 대한 인식을 조사한 것이다. 실험연수에 참여한 중학교 교사 110명을 대상으로 실험수업에 대한 인식을 설문지 방법으로 조사하였다. 중학교 과학교사들은 이론 중심의 강의식 수업을 주로 실시하고, 실험수업은 1학기에 1~3회의 빈도로 진행하는 것으로 조사되었다. 실험활동은 교과서에 제시된 실험활동의 결과를 확인하는 수준에서 진행하는 것으로 조사되었다. 연구대상에 참여한 교사 대부분은 과학수업지도 능력과 실험수업지도 능력을 평균 이상으로 인식하고 있었다. 실험수업의 장점을 '과학에 대한 흥미 및 호기심 유발,' '과학적 탐구능력 신장,' '과학 이해력 향상' 등으로 인식하고 있었다. 그러나 교사의 '업무과다,' '실험실 여건 요인,' '교육 환경 요인' 등은 과학실험을 저해하는 요인이라고 하였다. 과학교사가 실험을 통하여 학생들의 과학적 태도 형성 및 학습 동기를 유발할 수 있도록 과학교사의 업무 경감, 실험 환경 개선 등에 대한 지속적인 관심과 투자가 요구된다.

• 대한화학회지
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• 제64권1호
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• pp.38-48
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• 2020

이 연구는 논의기반 탐구 과학수업의 학급 논의 활동에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고의 특징을 알아보고자 5개 주제에 대한 논의기반 탐구 과학수업의 수업 동영상 및 활동지를 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 학생들이 학급 논의 과정에서 지식의 원천으로 사용한 증거의 출처로는 실험 자료를 활용한 유형이 가장 많이 나타났으며, 활동 방식에 따라서 개인적인 경험에 기반을 둔 유형과 과학 원리를 증거로 활용하는 유형이 추가로 나타났다. 또한 학급 논의에서 주제에 따른 지식 정당화의 수준 차이는 비슷하게 나타났으나, 주장 정당화의 하위 평가 요소 중 주장 타당성, 증거 타당성 및 논의과정 요소 사용의 수준은 높았지만 반박 타당성의 수준은 낮게 나타났다. 마지막으로 학급 논의 전후의 주장 변화를 분석한 결과, 주장변경 유형은 잘못된 주장의 정정 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형, 개념의 확장 유형으로 분류할 수 있었으며, 이 중 잘못된 주장을 정정하는 유형이 가장 높은 비율로 나타났고, 개념의 확장 유형, 불명확한 내용의 명료화 유형의 순서가 차례대로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권7호
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• pp.1099-1108
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• 2012

이 연구의 목적은 학생들의 글쓰기에 나타난 논의 구조의 특징을 통해 탐구적 과학 글쓰기 활동의 효과를 심층적으로 살펴보고자 하는 것이다. 이를 위해 탐구적 과학 글쓰기 전략을 바탕으로 개발된 중학교 2학년 프로그램 7개 주제를 적용한 후 학생들의 글쓰기에 나타난 논의 구조의 특징을 비교해 보았다. 이 연구를 위해 광역시 소재 중학교 2학년 2개 학급을 실험집단으로, 1개 학급을 비교집단으로 선정하여, 실험집단에는 탐구적 과학 글쓰기 활동을 실시하였고, 비교집단에는 전통적인 강의 및 실험 수업을 실시하였다. 프로그램의 처치 후 두 집단에게 요약 글쓰기를 실시하였고, 요약 글쓰기를 통해 학생들의 글쓰기에 나타나는 논의 구조의 특징을 살펴보았다. 프로그램의 처치 결과 탐구적 과학 글쓰기 활동을 실시한 실험집단 학생들이 전통적 강의 및 실험 수업을 실시한 비교 집단에 비해 요약 글쓰기에서 논의 구조를 많이 사용하는 것으로 나타났고, 실험집단 학생들의 증거에서 설명과 함께 그림, 그래프, 예시 등의 다양한 표현 제시되어 있었다. 그리고 증거 제시 수준에서도 비교집단은 증거를 제시할 경우 단순한 용어 나열하는 반면 실험집단의 경우 상대방이 이해하기 쉽게 용어에 대한 설명을 하거나 예를 적절히 사용하고 있었다. 이러한 결과로부터 탐구적 과학 글쓰기 활동이 학생들의 글쓰기에서 논의 구조에 긍정적인 영향을 미치고 비교집단과 구별되는 특징을 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.556-564
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• 2004

본 연구는 중 고등학생의 창의력 및 과학적 사고력 향상을 위해 학습자 활동 중심으로 개발된 가설-연역적 실험 모듈이 과학고 학생들에게 효과적인지 알아보기 위해 수행되었다. 삼투압과 식물의 색소 분리와 관련된 5차시의 가설-연역적 실험 모듈의 효과를 알아보기 위하여 서울의 S 과학고 남 여 4개 반을 각각 46명씩 2개 학급으로 구성된 실험 집단 및 통제 집단으로 나누어서 수업을 하였다. 실험 집단은 삼투 현상 및 광합성 색소 분리와 관련된 가설-연역적 방식으로 구성된 생물 실험 모듈을 통해 학생 중심의 실험 수업을 하였고, 통제 집단은 개발된 실험 모듈과 같은 내용을 가지고 전통적인 방식의 실험 결과 확인 실험 수업을 수행하였다. 두 모듈을 적용하여 학생들의 창의력 및 과학적 사고력, 과학 탐구 능력 그리고 성취도의 향상 효과를 조사하였다. 연구 결과, 개발된 실험 모듈을 적용한 실험 수업은 기존의 전통적 실험 수업보다 학생들의 창의력, 과학적 사고력, 과학 탐구 능력에 유의미한 효과를 보였다. 이상과 같은 연구 결과는 삼투 현상과 광합성 색소 분리를 주제로 한 두 개의 생물 실험 모듈을 적용한 가설-연역적 방식의 수업이 전통적인 교과서 실험 방식인 확인식 실험 수업보다 학생들의 창의력 및 과학적 사고력을 높이는 데 효과가 있음을 의미한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.595-609
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• 2020

이 연구에서는 코로나19 상황에서 온라인 과학 수업 콘텐츠 개발에 참여한 교사들의 경험과 온라인 과학 수업에 대한 인식, 그리고 교사들이 개발한 온라인 과학 수업 콘텐츠의 특징에 대해 분석하였다. 이를 위해 온라인 과학 수업 동영상을 직접 제작한 10명의 초등 교사를 대상으로 온라인 과학 수업 동영상의 제작 과정과 어려움, 온라인 과학 수업에 대한 인식에 대해 설문 조사 및 심층 면담하였으며, 연구 참여자들이 제작한 온라인 과학 수업 동영상을 분석하여 온라인 과학수업의 특징을 조사하였다. 그 결과 온라인 과학 수업 동영상은 교사가 수업 연구, 각본 작성, 수업 동영상 촬영 및 편집의 전 과정을 구상하고 수업 및 실험과정을 직접 촬영하는 형태로 제작되었거나 전자저작물이나 디지털교과서 등에 음성을 녹음하는 형태로 제작되었다. 연구 참여자들은 제작 시간 부족, 촬영과 편집의 어려움, 오개념 전달에 대한 우려, 기존 자료에 대한 저작권 해결 문제, 외부 공개에 대한 부담 등을 어려움으로 인식하였다. 온라인 과학 수업 동영상 콘텐츠를 제작한 경험이 있는 교사였지만 온라인 과학 수업의 장점에 관해 적극적으로 대답한 연구 참여자는 없었다. 다만 온라인 수업의 특징인 반복 학습의 가능, 수업 시간과 장소의 자유로움, 교사의 수업계획이나 통제의 용이, 시각적 매체 활용으로 수업에 대한 학생의 흥미 유발 등에서 면대면 수업보다 유리함이 있을 것으로 응답했다. 반면에 연구 참여자들은 온라인 과학 수업의 단점으로 학생들의 탐구기회가 줄어들고, 의사소통이나 상호작용이 부족해지는 것을 꼽았다. 특히 이러한 단점들은 온라인 과학 수업의 질 특히 탐구 수업을 어렵게 하는 데 큰 영향을 미칠 것으로 생각했다. 온라인 과학 수업이 면대면 수업을 완전히 대체할 수 없다는 부정적인 견해를 취하는 교사들도 있었지만 여러 교사가 콘텐츠 활용형 온라인 수업 방식을 보완하는 보조적 수업 활동이 제시된다면 온라인 과학 수업과 면대면 수업을 병행하는 방식은 가능할 것으로 인식하였다. 또한 온라인 과학 수업의 도입 단계나 정리 단계에서는 면대면 과학 수업의 과정과 유사하였지만, 탐구 단계와 개념 설명 단계에서는 면대면 과학 수업과 큰 차이를 보였다. 온라인 과학 수업에서는 학생들의 흥미 유발을 위한 여러 방법이 사용되기도 하였지만, 학생의 실험 참여를 유도하지 않는 시범 실험이나 실험결과를 획일적으로 정리하였고 교과서 본문 내용과 개념을 교사가 정리하고 설명함으로써 교사 주도 개념 설명식 수업의 형태를 띠었다.