• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제19권2호
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• pp.289-317
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• 2017

이 연구에서는 우리나라 중학교 수학 교과서의 함수 단원에서 학생에게 어떠한 학습 기회를 제공하는지를 탐색한다. 구체적으로, 교과서가 제시하는 수학 내용과 실행, 수학 과제의 인지적 노력수준, 학생 응답의 유형, 문제 상황의 형태 및 특징 등의 측면을 탐구하여서 교과서가 학생들에게 어떠한 학습기회를 제안하며 구조화하는가를 살펴본다. 이를 위해서 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 수학교과서 3종을 분석하였다. 그 결과로 교과서가 학생에게 제공하는 함수에 대한 학습기회는 다음과 같이 요약된다. 첫째, 절차적 지식과 개념 간의 연결성이 매우 약하며 함수의 내용 간의 의미를 연결하는 기회가 매우 제한되어 있다. 둘째, 학생들은 함수를 정의, 규칙, 법칙만으로 학습하게 되며 예제와 수학과제를 통해서 계산의 절차 수행을 반복적으로 경험하게 될 가능성이 크다. 셋째, 학생들은 문제를 해결하는 과정에 대해서 수학적으로 설명하거나 추론하는 과정을 경험할 가능성이 매우 적다. 넷째, 수학과제와 상황과제를 통해 학생의 인지적 사고 과정이 확장되거나 심화되기 보다는 분절적이고 파편화된 지식으로 받아들일 수 있는 여지가 많다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제13권3호
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• pp.363-384
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• 2011

학교 수학에서 발견적 형성적 측면을 강조할 수 있는 교수학적 도구로 스프레드 시트의 활용에 대한 실증적인 분석이 필요하다는 인식하에 본 연구는 확률 통계 영역에서 스프레드시트를 활용할 수 있는 구체적인 방안에 대해서 알아보고, 이에 따라 확률 통계 영역에서 스프레드시트를 활용한 교수 학습 자료를 실제로 개발하기 위한 목적으로 수행되었다. 문헌 연구를 통해 확률 통계 영역의 개념과 내용중에서 스프레드시트를 활용한 학습경로를 구성했으며, 교수 실험에서 드러난 문제점을 보완하여 8차시 분량의 스프레드시트를 활용한 교수 학습 자료를 개발하였다. 교수 실험에 참여한 학생들은 "정보사회와 컴퓨터"과목의 정규 단원에서 스프레드 시트의 다양한 기능을 익혔고, 스프레드시트의 셀 기능과 수학함수, 통계함수의 기능을 사용할 수 있었다. 교수 실험 과정에서 스프레드시트를 활용한 교수 학습 자료는 학생들이 확률 통계적 상황의 여러 측면을 직관적으로 탐구하는 것을 가능하게 하였으며, 확률 통계적 추론을 경험하고 수학적 사고를 구성하는 데 긍정적인 역할을 하였다. 이 결과는 교실 수업에서 스프레드시트를 활용한 교수 학습 자료가 확률 통계적 상황과 상호 작용하는 기회를 제공할 수 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-578
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• 2008

이 연구에서는 학생들이 개방적 참탐구 활동에서 참과학의 인지과정을 경험함에 따라 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 과학고등학교 1학년 학생들에게 인식론적으로 참과학의 특성을 반영하는 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고, 이들 학생들 가운데 과학의 본성에 대한 학습이 이루어지거나 실패한 4명의 학생들을 선정하여 사례연구를 실시하였다. 초점 학생들이 탐구를 수행하면서 제기한 질문들과 사전 사후 과학의 본성 검사지(VNOS-C형) 답변을 분석하고 반구조화된 면담을 통해 답변을 정교화할 수 있는 기회를 제공하였다. 그 결과 개방적 참탐구 활동은 학생들에게 과학의 본성에 대한 이해를 돕는 탐구 상황을 제공한다는 것과 학생들의 인지적 특성이 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 학생들에게 실험을 설계하고 수행하도록 함으로써 과학적 방법과 연구의 다양한 형태에 대해 이해하게 되었고, 정해진 답이 없는 실험에서 얻어진 데이터로부터 결론을 도출해내는 과정에서 과학의 추론적 특성을 경험하는 것을 확인하였다. 또한 변칙데이터를 경험하게 됨으로써 과학지식의 형성에서 추론의 역할과 창의성을 이해하는데 도움이 되었다. 이러한 탐구 상황에서는 동료들과 논의를 많이 하게 되는데 이때 반성적 사고 특성을 가진 학생은 실험 설계 및 데이터 해석에서의 타당성에 대해 생각하게 됨으로써 추론의 불확실성, 이론의존성에 대한 이해로 발전하였다. 또한 확산적인 사고 특성을 가진 학생은 유추적인 사고로 연결되어 과학의 창의성을 이해하는 데에 도움이 되는 것을 확인하였다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.707-715
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• 2019

학생들의 과학핵심역량을 신장시키기 위하여 학생 중심의 자기주도탐구는 중요한 교수학습법이다. 학생들은 탐구과제를 수행하는 과정에서 다양한 어려움을 경험하게 되고, 때로는 원하는 결과물을 산출하지 못하거나, 예상했던 것에 비하여 의미 없는 탐구를 수행하는 등의 실패를 경험하게 된다. 이 연구는 학생들의 자기주도적 과학탐구에서의 어려움과 실패 원인을 확인하기 위해 진행되었다. 이 연구는 과학고등학교 및 과학중점 고등학교에서 과제연구의 경험이 있는 고등학생 16명을 대상으로 하였다. 자료 수집은 반구조화된 개방형 질문을 중심으로 한 심층면담으로 이루어졌다. 질적 자료 분석은 면담 원자료로부터 참여자들이 경험한 어려움과 실패 상황과 그 원인이 드러낼 수 있는 문단을 찾아 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 대부분의 실패 원인은 능력 부족, 불완전한 절차, 어려운 과제의 선정으로 나타났다. 학생들의 과잉확신, 계획오류, 집단사고 등 다양한 인지편향도 원인으로 분석되었다. 연구 결과들을 토대로 학생들이 자기주도 탐구에서 논리적, 반성적, 합리적 문제해결 역량을 발휘하여 실패와 시행착오의 단계를 최대한 줄이도록 충분한 준비를 할 수 있도록 해주는 교육 전략의 개발이 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.649-656
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• 2020

본 연구에서는 고등학교 과학과 진로선택과목 중 하나인 과학사 과목에 대한 학생들의 선택률이 낮은 문제 상황을 개선하기 위해 과학사 과목의 한국의 전통 과학 단원에서 다루는 전통 천문의기 9종과 관련한 학습 요소 및 성취기준을 분석하여 내용의 적합성과 위계성을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 학년군을 달리한 과학과 교육과정에서 각각의 천문의기를 교수·학습에 활용할 수 있는 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과를 출발점으로 하여, 전통 천문의기와 관련된 구체적인 성취기준 또는 탐구 활동을 개발하는 후속 연구가 이루어질 수 있다면 한국의 전통 과학문화에 대한 학생들의 인식을 제고할 수 있고, 더 나아가서 과학사 과목에 대한 학생들의 선택률을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.537-548
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• 2015

이 연구의 목적은 초등과학영재와 일반학생이 관찰 상황에서 나타내는 과학적 의문 생성 패턴을 분석하는 것이다. 이 연구에서 과학적 의문 생성 패턴(pattern in generating scientific questions)이란 과학적 의문의 유형(Type of scientific questions)과는 구분되는 것으로, 학생들이 탐구 과정 중 여러 유형의 의문들을 생성해가는 방식을 의미한다. 연구에 적합한 관찰 과제로 사이다 속 건포도, 촛불, 염색된 샐러리 과제를 선정하였다. 그리고 연구의 대상은 전라남도 S시 영재교육원 6학년 과학영재 26명과 같은 지역 시내에 위치한 초등학교 6학년 일반학생 27명으로 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등과학영재와 일반학생이 관찰 상황에서 나타낸 과학적 의문 생성 패턴은 '[패턴 1] 한 가지 유형의 의문 생성', '[패턴 2] 서로 다른 유형의 의문을 차례로 생성', '[패턴 3] 서로 다른 유형의 의문을 반복하여 생성', '[패턴 4] 서로 다른 유형의 의문을 순환하여 생성', '[패턴 5] 서로 다른 유형의 의문을 반복 순환하여 생성'의 다섯 가지로 분류할 수 있었다. 둘째, 초등과학영재와 일반학생은 각각 다섯 가지 패턴을 모두 나타냈으나 그 빈도에는 차이가 있었다. 영재학생들은 [패턴 3]과 [패턴 5]를 주로 나타냈으나, 일반학생들은 [패턴 1], [패턴 2], [패턴 3]을 가장 많이 나타냈다. 이러한 연구 결과는 학생들이 탐구 과정 중 생성한 개별 의문의 유형과 더불어 각 유형의 의문들을 생성해나가는 방식 또한 매우 중요함을 시사한다. 이를 통해 교사들은 학습자의 특성에 알맞은 과학적 의문 교수 학습 전략을 수립할 수 있을 것이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.33-45
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• 2011

최근 등장한 스마트 러닝에 대한 관심의 확산에 따라 본 논문에서는 스마트 러닝의 개념을 도구적 접근, 환경적 접근, 그리고 이론적 접근을 통해 살펴보았다. 스마트 러닝을 수업에 적용하기 위한 원리로서는 교육내용 측면에 있어서 풍부한 학습자원의 활용, 교육방법에 있어서 상호작용을 통한 참여적 환경, 그리고 교육경험에 있어서 실제적 맥락과 경험제공을 들 수 있다. 이들 개념 및 원리에 근거하여 제시된 스마트 러닝 교수학습모형 설계는 목표설정, 자원확인, 환경선정, 수업과정 설계, 수업도구 개발, 수업적용, 그리고 평가 및 분석의 단계로 접근될 수 있다. 이 같은 스마트 러닝 현황을 기반으로 향후 개별적 수업상황에 적합한 구체적인 개발전략의 지속적 연구가 요구된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-39
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• 2019

본 연구는 고등학교 '통합과학' 교과와 연계하여 CLAMP(Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) 고기후 탐구를 통해 기후변화 교육을 할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발했다. PDIE 교수 설계 모형에 따라 2015 개정교육과정과 과학 교과서를 분석했고, 전문가 패널과 pilot test를 통해 10차시의 수업자료를 개발했다. STEAM 수업 과정에 따라 상황제시 단계에서는 학교 부근의 광엽수종에서 잎을 수집하여 LMA(Leaf Margin Analysis) 기후 탐구활동으로 학습목표를 제시했다. 창의적 설계 단계에서는 연구 지역의 지질과 화석에 대해 학습했고, CLAMP 입력자료(잎화석의 인상학적 31가지 특성)를 분류하는 실습을 했다. 감성적 체험과 새로운 도전 단계에서는 야외학습으로 화석을 채집하고, CLAMP 방법으로 고기후를 탐구하며 신생대의 기후 변화 경향과 원인에 대해 토의하는 과정에서 기후소양을 함양하게 하였다. 개발 프로그램의 타당도 검증은 전문가 패널 간의 신뢰도 구축 과정을 통해 모든 항목에서 개발 목적에 적합하다는 평가(CVI .84)를 받았다. 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용하기 위해서 불일치 사항을 보완하고, 적합성을 검토하기 위해 예비수업을 실시했다. 참여한 학생들의 수업만족도는 4.48이었고, 이들의 의견을 반영하여 프로그램을 완성했다. 이 연구는 고등학생들에게 기후변화에 대한 실천적 지식과 대응 행동 의지를 갖게 하고, 기후소양 함양에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.309-325
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• 2009

본 연구의 목적은 미국의 개정 교과서(reform curriculum) 중 하나인 CPMP 교과서 (코스1-코스3)와 한국의 교과서(중3-고2)를 사전에 설정한 비교 준거를 토대로 비교분석하여 두 교과서 및 교수 학습 환경에서의 차이점을 토대로 한국의 수학과 교육과정 및 수학 교과서의 질적 수준을 향상시킬 수 있는 요인을 찾아보는 데 있다. 비교 준거는 두 교과서의 구성상의 특징인 내용의 위계 및 지도계열의 설정, 수업의 방법적 접근 방법, 교수 학습 환경으로 설정하였다. 연구 결과, 한국의 교과서는 수학의 구조 또는 계통성, 수학 내적 연결망을 강조하여 수학의 구조를 효율적으로 전달할 수 있는 교수 방법에 맞게 구성되어 있고, CPMP 교과서는 수학의 계통성과 더불어 수학외적 연결망과 통합 연결망을 강조하여 학생들이 수학적 개념을 보다 다양한 맥락 속에서 탐구 활동을 통하여 학습할 수 있도록 구성되었다. 또, 한국 교과서의 경우 엄격한 개념의 일반화를 중요하게 여겨 논리적이고 형식적인 내용 전개 과정을 강조한 반면, CPMP 교과서는 비형식적 사고 과정 또는 직관을 중요하게 여겨 실생활 소재를 포함한 다양한 맥락 속에서 수학적 개념의 탐구와 문제 해결을 보다 강조하였다. 각 교과서가 사용되는 교수 학습 환경은 한국의 경우 주로 유의미 설명 방법으로 수업이 진행되었고 보조 학습 도구로 교구 및 학습지가 활용되었다. 반면, CPMP 교과서를 사용하는 교실에서는 학생들의 의사소통 활동을 강조한 모둠 활동과 그래픽 계산기의 사용이 강조되었다.