• 정보교육학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.653-664
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• 2021

본 연구는 디지털 신기술인 VR(Virtual Reality)과 대중문화 요소인 웹툰을 접목하여 중학생 대상의 진로탐색형 STEAM 프로그램을 제안한다. 제안하는 프로그램은 학생들이 미래의 유망 분야를 조사하고, 진로를 기획·제작 및 가상체험하는 과정을 자기주도적으로 진행할 수 있게 설계되었다. 그리고 STEAM 교수학습 준거 항목에 진로탐색을 고려하여 설계하되 2015 개정 교육과정과 연계하여 기존 교과목들에서 학습 효과를 높일 수 있다. 특히, COVID-19 상황으로 인해 대면 수업이 어려운 경우를 대비하여 대면·비대면 혼합형 교육이 가능하도록 프로그램을 설계하였다. 제안하는 STEAM 프로그램의 교육목표는 창의·융합형 인재양성에 있다. 정성적으로는 디지털 신기술을 교육에 접목한 교육기반을 마련하고, 정량적으로는 관련 프로그램 개발 및 중학교 교육 현장의 프로그램 적용하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 개발 프로그램을 서울시 A중학교 2학년을 대상으로 시범 적용하였다. 본 연구에서 제안한 진로탐색형 프로그램을 통해 학생들이 과학과 기술의 진입장벽 없이 디지털 신기술을 활용하는 방법을 배우고, 미래 진로를 탐색하고 고민하는 데 도움 되기를 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.334-350
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• 2017

이 연구의 목적은 첫째, 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 둘째, 자유학기제 교육과정의 중학생에게 적용하여, 학생들의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감 및 관련 진로 선택에 미치는 효과를 살펴보는데 있다. 프로그램 개발을 위해 문헌 조사와 선행 연구를 바탕으로 개발의 방향을 과학 탐구 중심으로 정하고 프로그램 주제 및 개발 모형을 선정하였다. 개발된 프로그램 초안의 적절성을 위해 2회에 걸쳐 예비 적용과 전문가 집단의 컨설팅을 통해 수정 보완하였다. 연구의 대상은 2015년부터 자유학기제가 전면 시행된 광역시 소재 G중학교 1학년 92명이며, 프로그램 적용 전 후에 학생들에게 나타나는 흥미, 자기효능감 및 진로 선택 변화를 알아보고자 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검정을 실시하였다. 프로그램의 적용은 2015년 10월 첫째 주부터 10월 셋째 주까지 진행되었으며 사전 검사 및 사후 검사는 프로그램 처치 전 후 1주일 이내에 각각 실시하였다. 또한 학생들의 구체적인 반응을 알아보고자 14명을 선택하여 심층 면담을 실시하였다. 이에 따른 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 분석(Analysis)-설계(Design)-제작(Build)-평가(Assessment)의 4단계로 구성된 ADBA 모형을 적용하여 'RC 비행기' 주제의 융합인재교육을 개발하였다. 개발된 프로그램은 학생들의 흥미와 관심사에 기반을 둔 체계적 전문적 프로그램으로 학생들의 학습 동기를 유발한다는 점과 능동성을 갖춘 자기주도적 학습 경험을 제공할 수 있다는 점에 의의가 있다. 둘째, 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 교육과정 내 중학생의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감, 관련 진로 선택의 모든 정의적 영역에서 통계적으로 유의미한 효과를 미쳤다. 흥미 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대한 학생들의 인식 변화에 기인하며, 자기효능감 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대해 학생들의 성공적인 경험을 통해서 상승하였으며, 진로 선택 영역은 과학, 기술/공학, 수학이 실생활에 유용하고 해당 직업을 가지면 재미있을 것이라는 인식의 변화로 상승하였다. 이 연구로 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 정책의 교육 목적에 적합하며 자유학기제와 융합인재교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 중학생들의 '행복교육'과, '창의 융합형 인재' 양성에 기여할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제44권2호
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• pp.157-166
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• 2020

이 연구에서는 중학교 2학년 과학 교과서에서 제시하고 있는 과학 교과 역량의 반영 정도와 중학교 2학년 학생들의 과학 교과 역량에 대한 인식을 구체적으로 살펴보았다. 이를 위하여 중학교 2학년 과학 교과서에서 명시적으로 과학 교과 역량을 제시한 빈도를 분석하였으며, 충남 지역의 3개 학교 400명을 대상으로 과학 교과 역량에 대한 인식을 설문 조사를 통해 알아보았다. 설문 조사는 5단계 리커트 척도로 구성된 15개 문항과 5개의 자율 서열형 문항으로 구성되었다. 설문은 성실하게 응답한 327명의 응답을 분석하였으며, 설문 결과의 해석을 위하여 사후 면담을 실시하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 2학년 과학 교과서에서는 과학 교과 역량 중 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 의사소통 능력'의 비중이 크며, 학생들은 교과서에 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 문제 해결력'의 비중이 높은 것으로 인식하고 있었다. 둘째, 학생들은 학교에서 이루어 지는 평가에서 '과학적 탐구 능력'과 '과학적 문제 해결력'의 비중이 높고, '과학적 의사소통 능력'과 '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 비중이 매우 낮다고 인식하고 있었다. 셋째, 학생들이 인식하는 과학에서 가장 중요한 교과 역량은 '과학적 문제 해결력'이고, 과학에서 가장 얻고 싶은 역량은 '과학적 탐구 능력'이었으며, 미래사회를 살아가는 데 가장 필요한 역량은 '과학적 의사소통 능력'으로 나타났다. 넷째, '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 경우 과학 소양의 중요한 요소이나 과학 교과서를 구성하는 비율이 낮고 학생들도 과학에서의 중요성이나 필요성을 인식하지 못하고 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.133-140
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• 2019

2015 개정 교육과정의 궁극적인 목표는 창의융합형 인재육성이다. 본 연구에서는 과학 애니메이션을 활용한 영어 융합 수업을 통해 초등학교 6학년 학생들의 영어 듣기와 읽기 능력(이하 영어 능력)이 얼마나 향상되었는지를 검증하고자 하였다. 실험반(27명) 학생들은 영어수업 시작 전 융합수업을 받은 반면 통제반(28명) 학생들은 그 시간에 전 시간에 배운 수업을 복습하였다. 실험 시작 전, 2018년 3월에 C 교육청에서 실시한 초등학교 6학년 진단평가를 통해 동질집단인 것을 확인하였고 10개월의 실험기간 종료 후 2017년 3월 C 교육청에서 실시한 중학교 1학년용 진단평가를 통해 학생들의 영어능력 향상 여부를 알아보았다. 실험 결과, 융합수업을 받은 학생들의 영어 능력이 향상된 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 실험 전 후 영어학습에 대한 정의적 태도에 관한 설문조사 결과, 흥미도와 자신감 측면에서 향상이 있었음도 확인할 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.9-14
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• 2020

이 연구에서는 장애학생을 위해 개발된 통합교육 과학과 자료 e-book이 보편적 학습설계 측면에서 적합하게 구현되었는지 살펴보았다. 분석을 위해 2015 개정 교육과정 초등학교 과학과 3~6학년까지 일반 교과서 내용을 학습하기 어려운 장애학생을 위해 교수 적합화(adaptation)한 국가 수준 자료인 「장애학생 통합교육 교수-학습 자료: 과학과」를 선정하였다. 과학과 3~6학년 영역은 기초과학탐구, 물질, 생명, 운동과 에너지, 지구와 우주로 총 40개 단원으로 구성되어 있다. 내용분석기준은 CAST(2018)에서 제시된 UDL 3개 원칙에 따른 9개 항목의 세부항목을 기준으로 하였다. 연구결과 통합교육 과학과 e-book은 UDL 원칙 중 전략적 네트워크가 가장 많았으며, 운동과 에너지 영역에서 가장 많이 나타났다. UDL 원칙별로 살펴보면, 인지적 네트워크는 학습자에 맞는 정보제시 구현, 전략적 네트워크는 자료탐색 방식 다양화 등(4.1~5.2/6.3), 정서적 네트워크는 난이도를 최적화한 다양한 자료제시가 가장 많이 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권5호
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• pp.877-884
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• 2015

창의 융합형 인재 양성을 위해 교육현장에서 다양한 테크놀러지를 활용한 교육이 강조되고 있다. 특히 새로 도입된 3D 프린팅 기술은 학생들이 더 진보된 과학적 개념을 배울 수 있도록 하는 큰 잠재력을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 학생 그룹과 성인 그룹으로 나누어 "3D 프린트의 의미와 활용 방안 그리고 캐디안을 이용한 간단한 모형설계 및 제작 수업"을 2차시 분량으로 분배하여 수업을 진행하고, 3D 프린터를 학습에 활용하기에 적절한 연령과 연령별 특성을 알아보고자 세부 항목을 과제 가치(Task Value), 자기효능감(Self-Efficacy for Learning and Performance), 테크놀러지 불안(Technology Anxiety), 수업 만족감(Satisfaction of Class)으로 한정하여 설문을 실시하고 분석하였다. 연구 결과 학생 그룹이 성인 그룹보다 더 높은 과제가치, 자기효능감, 그리고 수업에 대한 만족도를 보이면서, 성인 그룹보다는 학생 그룹에서 3D 프린터 교육의 효율성이 더 높다는 것을 알 수 있다. 두 그룹 모두 과제가치와 자기효능감이 학습만족도와 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 또한 성인 그룹의 경우, 테크놀러지 불안이 수업만족도와 부적 관계가 있는 것으로 나타나, 성인학습자를 대상으로 하는 3D 프린터 수업에서는 테크놀러지 불안에 대한 교수 학습지원이 중요함을 알 수 있었다. 향후 3D 프린터가 더 보편화되고 3D 프린터를 활용한 수업이 늘어나 더 다양한 데이터 수집이 가능하게 되면, 보다 세부적인 학습자의 연령별 학습 특성도 비교 분석할 수 있을 것이다. 또한 최근까지의 선행 연구를 분석한 결과 3D 프린터를 이용하는, 학교 현장에서 활용 가능하고 실천적인 혁신 교육 방법에 대한 연구가 다양하게 이루어질 필요가 있음을 본 연구 과정에서 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.416-428
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• 2020

이 연구는 2015 개정 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학과 디지털교과서의 물질 단원에 제시된 외적 표상의 활용 실태를 분석하였다. 5종의 디지털교과서에 제시된 외적 표상의 수준, 양식, 제시 방법, 상호작용성을 분석하였다. 외적 표상의 수준은 거시적 수준의 외적 표상이 주로 제시되었고, 입자적 설명은 거시적 수준과 미시적 수준의 외적 표상이 함께 제시되었다. 외적 표상의 양식은 주로 시각언어와 시각비언어 표상으로 제시되었고, 청각언어 표상이나 청각비언어 표상은 거의 제시되지 않았다. 시각언어 표상과 청각언어 표상은 대부분 형식적인 형태로 제시되었고 시각비언어 표상은 운동성이 포함되지 않은 정화상이 가장 많이 제시되었다. 외적 표상의 제시 방법은 세 가지 측면에서 분석하였다. 첫째, 주로 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시되었고, 청각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우는 나타나지 않았다. 청각언어, 시각언어, 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우, 일부는 청각언어 표상의 정보가 시각언어 표상에서 중복적으로 제시되었다. 둘째, 학습 내용과 관계없는 청각비언어 표상이 다른 외적 표상들과 함께 제시되었다. 셋째, 시각언어 표상과 시각비언어 표상을 다른 페이지에 배치하는 형태는 거의 나타나지 않았고, 청각언어 표상과 시각비언어 표상은 항상 동시에 제시되었다. 외적 표상의 상호작용성에서 설명 영역은 조작 수준의 상호작용성이, 활동 영역은 피드백 수준의 상호작용성이 주로 제시되었고, 두 영역 모두 적응과 소통 수준의 상호작용성은 거의 나타나지 않았다. 이상의 결과를 바탕으로 디지털교과서 집필 방향에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.122-135
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• 2024

본 연구는 2022년에 4학년을 대상으로 처음 초등학교에 적용된 7종의 2015 개정 과학과 검정 교과서의 '혼합물의 분리' 단원에 제시된 혼합물의 분리 사례를 네트워크 분석기법을 활용하여 그 구조를 분석하고 상호관계를 파악하고자 하였으며, 교사와 학생의 혼합물 개념에 관한 이해를 파악하고자 하였다. 이를 위해 검정 교과서에 제시된 혼합물의 분리 사례를 3차례에 걸친 클렌징 과정을 거쳐 최종적으로 96개의 키워드를 추출하였다. 또한 교사와 학생의 개념 이해를 분석하기 위하여 경기도 소재 초등학교에 재직 중인 교사 32명의 응답을 받았으며, 2022년에 검정 교과서로 혼합물의 분리 단원을 학습한 경기도 소재 4학년 92명의 설문을 분석에 활용하였다. 그 결과 고체의 경우 전체 96개의 사례 중 54개(56.3%)로 가장 높은 비율을 보였으며, 학생들의 발달 특성에 맞게 가장 많고 다양한 사례가 제시된 것을 파악할 수 있었다. 그 다음으로 생물, 액체, 기타 물체 및 물질, 기체 순이었다. 혼합물의 사례를 분석하여 추출된 96개의 키워드에 대한 네트워크 분석을 통해 이들의 구조와 상호관계를 도식화하였고, 각 키워드가 서로 혼합물의 사례로 관련성을 갖는 연결을 분석하였다. 교사는 교과서에 제시된 복잡한 혼합물의 분리 사례를 부분적이었지만 바르게 이해한 경우가 있었으나, 학생의 경우 대부분 인지하지 못하고 있었으며, 설문으로 제시한 7개의 분리 사례에 대한 교사와 학생의 개념 이해를 분석한 결과 혼합물의 분리에 대한 명확한 개념 이해를 바탕으로 한 것이 아니라 개별 사례의 특성별로 다르게 응답하는 경향을 보였다. 따라서 다소 추상적일 수 있는 혼합물의 분리 개념을 학생이 명확하게 인식할 수 있도록 교육과정과 학습자의 특성에 맞게 보다 명확한 사례를 제시할 필요가 있다고 판단하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.504-519
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• 2020

해수의 서로 다른 물성이 만나는 해양 전선은 해수의 열교환 및 운동량 교환, 물성의 혼합과정과 같은 해양 역학적 과정과 해양-대기 상호작용으로 기상변화와 기후 변화를 조절하는 중요한 역할을 한다. 이러한 해양 전선이 중등학교 교과서에는 해류가 만난다는 의미를 가지는 '조경 수역'이라는 용어로 사용되고 있으며 동해 어장과의 관련성을 제시하고 있다. 그러나 고등교육과 해양과학자들은 지난 수십 년 동안 이 이 용어를 사용하지 않고 있어서 용어의 적절성이 조사되어야 하며 오개념을 제거할 필요성이 있다. 본 연구에서는 2015 개정교육과정에 기반한 중등학교 교과서 11종(중학교 5종, 고등학교 6종)을 활용하여 이와 관련된 교과 내용을 분석하였다. 또한 중등학교 과학교사 30인을 대상으로 설문 조사를 실시하여 이 문제에 대한 교사들의 인지 정도를 분석하였다. 조경 수역과 어장에 관한 교과서의 내용을 분석한 결과, 과학적 사실과 부합하지 않는 상당히 많은 오류와 오개념이 발견되었다. 교과서에서 조경 수역이라는 개념이 한류와 난류가 만나는 의미로 주로 활용되고 있으나, 수온, 염분, 밀도, 유속 등 해양의 서로 다른 물성이 접하는 '해양 전선'이라는 포괄적인 용어로 대체하는 것이 바람직하다. 교과서에서는 어장의 계절변동을 겨울에 남하하고 여름에 북상하고 북한한류의 계절변동과 연결하고 설명하고 있지만 이는 북한한류의 여름철 강화에 관한 그동안의 과학적 사실에 위배되는 내용이다. 동해의 어장은 동해안 좁은 영역에 국한된 것이 아니라 훨씬 더 넓은 해역에 광범위하게 분포하고 있다. 교사들의 설문 결과는 이러한 오개념이 지난 수십 년 동안 지속되어 왔음을 입증하였다. 본 연구는 조경 수역, 어장, 북한한류와 관련된 오개념을 수정하기 위한 과학적 지식의 중요성과 교육과정으로의 전달 과정의 중요성을 강조하였다. 향후 이 연구가 교과서 수정과 교사교육에 중요한 역할을 할 수 있기를 기대한다.

• 한국과학예술포럼
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• 제19권
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• pp.319-330
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• 2015

The characteristics of products and services that induce natural activities of people, namely affordances, play critical roles in making interactions successful and meaningful. Earlier a methodological framework for design for affordances has been devised where repositories of affordance features are used. Affordance features are retrieved from the repository so that the new affordance feature is to be designed through an analogical reasoning. In two classes of Product-Service Systems Design education, this design for affordance method has been introduced in a tutorial setting for designing a hand carrier cart. This paper describes how the method was introduced and shows new affordance features in their design proposals with source affordance features retrieved from the repository. Implications obtained from this tutorial effort are discussed to enrich practical application of the design for affordance method. The study tries to suggest new product design method by using affordance feature repository.