• 대한화학회지
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• 제58권1호
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• pp.118-125
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• 2014

이 연구의 목적은 Nature-Study의 형성 과정을 역사적으로 고찰함으로써 오늘날 이루어지고 있는 과학교육의 방향과 의미를 재고하여 시사점을 찾는 것이다. Nature-Study의 사상은 실물 교육을 강조한 캄파넬라, 라트케, 코메니우스, 페스탈로치 등의 사상에 기초하고 쉘던의 사물학습, 아가시의 자연사, 파커의 진보주의에 의해 형성되었다. Nature-Study는 방법적 측면에서는 사물학습의 '실물 주제 중심의 학습', 내용적 측면에서는 자연사의 '자연에 대한 학습', 철학적 측면에서는 진보주의의 '학습자 중심의 학습'에 영향을 받아 발전해 나갔다. 아가시의 제자로 쉘던의 오스위고 사범학교와 파커의 쿡 카운티 사범학교에서 근무한 스트레이트는 이 세 영역을 종합화하여 Nature-Study 형성의 기틀을 마련하였다. 이어 쿡 카운티 사범학교의 잭만은 Nature-Study를 교과로서 확립시켰으며 코넬 대학의 베일리와 콤스톡은 미국 Nature-Study 협회를 구성하여 대중화에 공헌하였다. 그러나 교육자들이 점차 통합적인 Nature-Study를 거부하고 직접 경험보다 교과서를 중요하게 여기면서 1920년대 이후 Nature-Study가 쇠퇴하게 되었다. 과학교육에서 Nature-Study 정신은 통합과 실제적 학습을 강조하는 오늘날 과학교육에 있어 자연을 주제로 한 통합교육, 자기주도적 학습, 자연과의 교감, 학습자의 인격 형성에 큰 역할을 할 것으로 판단된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-20
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• 2018

본 연구의 목적은 세계관을 바탕으로 한 기후 변화내용에 대한 통합과학 교육전략을 제안하는데 있다. 어떤 개념이나 현상을 이해한다고 반드시 깨닫는 것이 아니다. 현재까지 대부분의 학교 교육의 정책 방향은 학생들의 결핍 모델에 기초하고 있다. 결핍 모델이란, 학습자는 늘 지식과 경험이 부족하여, 학습 내용을 제대로 이해하지 못한다고 단정하는 생각에 기초하고 있다. 그리고 학생들은 이슈가 되는 내용에 대해 깊이 있게 깨닫지 못하기 때문에 그에 대한 태도나 행동 변화가 어렵다. 예를 들면, 기후 변화의 세계관은 낙관적인 기계적인 세계관과 유기체적이고 엔트로피적 세계관이 공존한다. 이 연구는 기존의 결핍 모형의 관점에서 나아가 앎을 살아있는 충족성과 정합성을 확장하는 과정으로 의미화 하고자 한다. 서로 연결이 되지 않은 지식은 다양성을 갖기 어렵고, 지속가능하지도 않고 유연성도 없다. 따라서 이 연구의 주요 아이디어는 학문 간의 담을 없애는 것이 아니라, 서로 연결이 가능하도록 담을 낮추자는 것에 있다. 학습을 할 때, 어느 한 학문 영역에 대해 깊은 전문성을 가지고 다른 학문 영역으로 들어가지만, 연결을 위해서는 반드시 특정 목적을 가지고 있어야한다. 그러한 통합의 과정에서 문제 해결의 실마리를 의미 있게 찾을 수 있을 뿐만 아니라 동적으로 다른 영역간의 상호 피드백에 의하여 지식의 질과 양이 늘어나는 효과를 가져올 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.576-585
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• 2004

이 연구는 국민공통기본교육과정 해양영역의 용어, 학습개념, 탐구를 대상으로 학습 연계성을 분석하였다. 분석 대상 교과서는 제 7 차 교육과정에 의해 집필된 초등학교 4학년, 중학교 7학년, 고등학교 10학년 과학교과서를 사용하였다. 용어의 사용 빈도는 초등학교에서 중 ${\cdot}$ 고등학교로 학교급이 올라가면서 증가하였으나, 용어의 해설은 고등학교로 갈수록 감소하였다. 학습개념은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에 관계없이 구체적 개념이 형식적 개념보다 많은 것으로 조사되었다. 탐구상황은 순수 과학적 상황이 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교 전 과정에서 통해서 가장 높았다. 탐구과정은 초등학교에서 중학교, 고등학교로 올라감에 따라 기본적 탐구과정에서 통합적 탐구과정의 비율이 증가하는 것으로 조사되었다. 탐구활동은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에서의 토의, 실험, 조사의 탐구활동이 많았으나, 고등학교에서는 견학 및 과제 연구가 전혀 제시되지 않았다. 이러한 결과에서, 기본 교육자료인 교과서에는 학교급에 상관없이 주요 용어에 대한 설명이 필요한 것으로 보인다. 또한, 학습개념과 탐구상황은 학생들의 인지발달과 과학${\cdot}$기술${\cdot}$사회와의 관계에서 전인적 학습이 가능하도록 할 필요가 있다. 특히, 지구과학교육에서 탐구활동은 야외학습을 통한 교육적인 효과가 크기에 적절한 적용이 요구된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.283-294
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• 2022

초등학교 과학 교육과정에서 빛 개념은 중요하게 다루어지나 학생과 교사가 이해에 어려움을 갖는다는 보고가 많다. 내용 자체의 난이도 때문인지, 제시방법, 구성, 표현 등이 어려움을 유발하는 것인지 분석할 필요가 있다. 2015 초등 과학과 교육과정과 미국, 중국, 일본의 초등 교육과정과 교과서에서 나타난 빛 관련 주요개념, 빛 단원 내용구성, 사용한 소재와 광원, 광학기구를 비교하였다. 분석 결과, 네 나라의 교육과정에서 빛에 대한 주요개념의 포함 여부와 다루는 시점은 나라마다 차이가 있었다. 특히 우리나라 교육과정은 광원, 시각 개념을 도입하지 않은데 비해 볼록 렌즈에 의한 굴절 개념은 다룬다는 점에서 차이가 나타났다. 내용구성과 흐름에서도 나라별로 차이가 있었다. 한국 교육과정은 핵심 아이디어나 관점을 따라 내용이 구성되기보다 개념별로 분절적으로 제시되어 있고 개념 간 연계성이 불분명하였다. 주요개념을 설명하기 위한 소재와 광원, 광학기구에서도 국가별 차이점이 나타났는데, 빛의 이용이라는 주제에 대해 미국 교육과정은 목적을 제공하고 빛을 이용하여 이를 달성하는 방식, 중국과 한국은 개념이해를 심화하기 위한 소재를 사용하는 방식으로 나뉘었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 한 우리나라의 초등학교 과학 교육과정 빛 영역에 관한 시사점은 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 개념을 순차적이고 단계적으로 도입하고, 개념 간 연계성이 잘 드러나도록 구성할 필요가 있다. 둘째, 광원에 관한 내용을 주요개념으로 포함하고, 개념 설명을 위해 사용하는 광원을 다루는 개념의 종류와 수준을 고려하여 선정할 필요가 있다. 셋째, 물체를 보는 원리를 포함할 필요가 있다. 넷째, 빛과 렌즈 단원에 포함된 굴절 개념의 소재와 내용 수준을 조정할 필요가 있다. 다섯째, 빛은 초등학교 과학 교육과정에서 포함하고 있는 여러 개념과 깊은 관련성을 가지기 때문에 통합적 접근이 필요하다.

• 한국문헌정보학회지
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• 제31권4호
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• pp.53-81
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• 1997

본 연구는 학생들의 창의성 함양을 위하여 정보교과목과 타 교과목들을 통합적으로 교수학습 하는 것이 필요한 이유를 심리학과 신경과학의 이론을 연구함으로써 밝히고 있다. 창의성이란 마음이나 두뇌의 내부에 이미 존재하는 정보와 외부에서 입수하는 정보를 통합하는 과정에서 생긴다. 이것이 곧 사람이 생각하는 것 또는 인간정보처리라고 말하는 것이다. 창의성이 정보통합의 과정에서 생기는 것이라면 학교수업에서 이 원리를 활용하여 학생들의 창의성 함을 도모해야 할 것이다. 다양한 정보자료의 활용을 기본 바탕으로 하는 정보교과목을 정규 교과목으로 가르치되. 타 교과목들과 병행하여 교수/학습함으로써 학생들의 마음 또는 두뇌가 두 가지 이상의 교과목의 정보를 통합하는 경험을 하도록 할 수 있는 것이다. 정보교과목과 타 교과목의 통합적 교수/학습을 실시하는 것은 최종적으로는 각각의 교과목 담당자들이 주도적 역할을 해야 하는 것이므로 사서교사와 일반교과목 담당교사들을 대상으로 통합적 교수/학습의 실시에 대한 의견과 이러한 교육의 실시를 위하여 필요한 환경을 설문조사 하였다. 이들은 학생들의 창의성 함양을 위한 통합적 교수/학습에 기본적으로 긍정적 견해를 가지고 있으며 교수/학습의 대상자인 학생들도 통합적 교수학습의 실시에 필요한 조건을 갖추고 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나 일반교과목 담당교사는 물론 사서교사들까지도 정보교과목과 타 교과목의 통합적 교수/학습에 대하여 그 내용이나 방법 효과 등의 지식이 매우 부족하며 또 학교도서관은 통합적 교수/학습의 실시에 필요한 준비가 되어 있지 않은 것으로 판명되었다. 조사결과에 따라 필자는 사서교사 양성기관인 대학의 문헌정보학 교육과정에 정보교과목과 타 교과목의 통합적 교수/학습에 대한 내용을 포함시키는 것이 선결 과제이며. 학교도서관은 이러한 교수/학습을 실시하는데 필요한 자료를 충실히 갖추어서 창의성 함양에 도움이 되는 교육이 이루어질 수 있도록 해야 한다는 제안을 하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권3호
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• pp.248-260
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• 2020

중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 해류도는 급변하는 기후변화와 지구상의 에너지 균형에 대한 해류의 역할에 대해 학생들이 중요한 학습 기회를 제공한다. 2007 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정에 따른 중·고등학교 교과서에 게재된 해류도는 과학적 측면에서 볼 때 다양한 오류를 포함하고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 해양 전문가들은 2010년 이후 오랜 기간에 걸쳐 지속적인 토론과정을 통하여 2015년에 한반도 주변해의 통일된 해류모식도를 완성하였다. 광범위한 의견수렴과 검증과정을 통하여 과학적인 해류모식도로서의 대표성을 확보하였으며, 이를 기반으로 중·고등학교 학생들의 이해도를 고려하여 교육용 해류모식도도 제작하였다. 이 교육용 해류모식도는 2015 개정 교육과정에 따라 2018년부터 중·고등학교 교과서에 적용되었다. 본 연구에서는 우리나라 주변의 해류를 다루고 있는 2019년 출판된 중학교 과학 교과서 5종, 고등학교 지구과학 교과서 6종에 사용된 해류모식도를 분석하였다. 교과서의 모든 해류도가 제안된 해류도를 기반으로 모두 통일되어 있으나, 해류도에서 일부 해류들을 생략하거나, 점선과 실선을 혼용하여 사용하는 등 문제점이 발견되었다. 또한 통일된 해류명칭과 다른 잘못된 해류명칭을 사용한 교과서도 다수 발견되었다. 이 연구는 학습자의 오개념 유발을 방지하기 위하여 과학적 지식을 통합하여 제작된 해류도가 다양한 측면에서 시각적으로 정확히 작성되고 활용되어야 함을 제안한다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.525-537
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• 2013

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권5호
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• pp.479-490
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• 2014

이 연구는 과학교육에서 의사소통을 위해 글쓰기와 논의를 활용한 논의-기반 모델링 전략의 개발을 목적으로 하였다. 논의-기반 모델링 전략은 모델링의 목적인 의사소통을 위해 자신이 만든 모델을 논의와 글쓰기를 통해 과학적 언어를 사용하여 스스로 정리하거나 표현하고, 다른 사람의 의견을 듣고 교환하는 과정을 통해 모델을 평가하고 수정하는 일련의 과정을 의미한다. 이 전략은 과학교육에서 모델링에 어려움을 느끼는 학생과 교사를 지원하기 위한 것으로 다음 네 가지 요소의 발달에 초점을 맞추었다. 첫째 여러 문제 상황을 관찰하여 문제를 연관지어 인식하는 문제인식이다. 둘째는 과학적 설명을 위해 충분한 과학개념을 구조화하여 제시하는 과학개념 구조화이며, 셋째는 주장에 대해 적절한 표상을 증거로 제시하는 주장-증거 적절성이다. 마지막은 증거제시에서 다양한 표상의 사용과 이 표상들을 전환하고 통합하는 다중표상 지수이다. 이 네 가지 요소의 발달을 위해 세 가지 stage를 구성하였다. '인지 과정'은 다중표상에 대한 이해를 위한 것이고, '해석 과정'은 다중표상 활동을 통해 증거 제시의 중요성을 인식하는 것이며, '적용 과정'은 학생들이 논의-기반 모델링을 직접 접해보는 것이다. 이 적용 과정에서는 질문 또는 문제 만들기-실험 설계 및 수행하기-관찰 통한 조사하기-자료의 분석 및 해석하기-임시 모델 설계하기-논의하기-되돌아보기-모델 평가하기-모델 수정하기의 아홉 개의 단계로 이루어진다. 논의-기반 모델링 전략은 학생들이 자신이 설계한 임시모델을 다른 사람과 공유하기 위해 증거를 바탕으로 발표하고 반박하는 논의과정을 통해 증거 제시의 필요성을 인식할 수 있다. 논의과정 후 학생들은 주장과 증거를 다중표상으로 나타내는 것에 대해 되돌아보는 과정을 거치면서 주장-증거 적절성을 높이게 된다. 또한 모델을 평가하기 위한 기준을 만들고, 이를 바탕으로 자신의 모둠이나 다른 모둠의 모델을 평가하고 그 결과를 피드백 받으면서 수정하게 된다. 이러한 일련의 과정을 거치면서 관찰한 자연세계의 현상에 대한 자신의 설명체계를 만듦으로써 과학적 지식을 형성할 수 있는 기회를 제공받을 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권5호
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• pp.609-620
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• 2010

이 연구에서는 고등학교에서 이루어지고 있는 과학 선택 중심 교육과정 운영 실태와 문제점을 서울과 경기 지역 과학 교사 12명과의 면담을 통해 알아보았다. 학생들은 과학 선택 과목의 성격이나 내용에 대해 구체적인 안내가 미흡한 상태에서 과목을 선택하도록 되어 있으며, 자연계열 과목을 우선적으로 개설한 다음 교사 수급 및 시수 균등 배분을 고려해서 인문계열 과목을 개설하는 경향이 있어 특히 인문계열 학생의 과목 선택이 제한을 받고 있었다. 소수 희망 선택 과목의 경우, 인문계열에서는 학생들의 과목 선택에 대한 낮은 관심, 자연계열에서는 내신 산출에서 불이익 등 입시에서의 유 불리로 인하여 과목이 개설되지 않는 경우가 대부분이었다. 조사에 참여한 12개 학교 중에서 계열을 통합하여 내신을 산출하는 학교는 6개교였으며, 그 밖의 6개교에서는 이수 단위, 이수 학년이나 과목명을 달리하여 계열별로 따로 내신 성적을 산출하고 있었다. 참여자들은 평가에서의 제한, 별도 지도안 작성에 따른 부담 등으로 인해 계열별 학생 집단의 특성을 수업에 반영하는 것에는 어려움을 느끼고 있었다. 선택 중심 교육과정의 문제점으로는 인문 계열에서는 입시 영향이 적은 것으로 인한 낮은 학습 동기와 인문계열 학생에게 부적합한 개념 위주의 과목 성격, 자연계열에서는 대입 전형에서의 유불리와 관련한 과목 선택 편중화 등이 지적되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권6호
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• pp.535-547
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• 2014

이 연구의 목적은 영국, 호주, 뉴질랜드, 캐나다 온타리오주, 싱가포르 및 우리나라의 과학교과 핵심역량에 대한 동향을 조사하여 과학교육을 통해 기를 수 있는 핵심역량이 무엇인가을 알아보는 것이었다. 또한, 현장 과학교사들이 핵심역량 기반의 과학수업에 대해 어떻게 인식하고 있는지를 탐색하고, 특히 최근 핵심역량 기반의 과학교육과정을 접한 경기도 지역 교사들이 어떻게 인식하고 있는지를 알아보는것이었다. 외국의 역량 기반 과학과 교육과정을 탐색하기 위해 각종 문헌연구를 실시하였으며, 현장 과학교사들의 인식 조사를 위해, 135명의 초 중 고등학교 교사들에게 설문을 실시하였다. 외국의 역량기반 과학과 교육과정 탐색 결과, 각 국가들의 공통적인 특징으로 '범교과 역량과의 연계', '과학 내용과 과학 활동의 결합', '의사소통 능력중시', '역량별 성취 수준 제시' 등이 나타났다. 또한, 각국에서 강조하는 과학과 핵심역량으로는, '비판적 사고력', '창의적 사고력', '문제해결력', '탐구능력', '의사소통능력', '문화적 이해력', '학문간 통합능력', '적용능력', '개인적 역량과 사회적 역량'이 있었다. 현장 과학교사들은 현재 핵심역량에 대한 인지정도 및 과학수업에서의 실행 정도는 보통으로 생각하고 있었으나, 가르쳐야 한다는 움직임과 가르칠 의사에는 긍정적인 인식을 보임으로써, 필요성에 대해서는 공감하고 있었다. 중요한 핵심역량으로는, 초 중 고 세 학교급 모두에서 '창의적 사고력', '문제 해결력', '탐구 능력'을 꼽았으며, 교육 요구도가 가장 높은 역량은 '창의적 사고력'이었다. 경기도 지역의 교사들이 다른 일반지역의 교사들보다 핵심역량에 대한 인지정도가 높은 것으로 나타났으며, 핵심역량 기반의 과학 수업이 과학적 태도와 의사소통능력 형성에 큰 도움이 된다고 보았다. 그러나 수업 운영 방법에 익숙하지 않은 점, 많은 수업 준비시간 등을 어려운 점으로 꼽았다.