• 한국과학교육학회지
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• 제42권5호
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• pp.487-499
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• 2022

본 연구는 초등 과학 교과서 연구의 동향과 특징을 파악하기 위해 2001년부터 2021년까지 과학과 관련 학술지에 게재된 논문 중, 초등 과학 교과서와 관련된 연구 156편을 분석하여 교과서 분석에 관한 연구 동향을 살펴보았다. 분석 기준은 '형식'과 '주제' 두 개의 대범주로 구성하고, '형식'의 하위 범주로 '발행연도', '대상 교육과정', '분석 학년', '과학 내용 영역', '분석 대상', '발행 기관'을 '주제'의 하위 범주로는 '비교 연구', '내용 분석', '삽화', '탐구활동', '교과서에 대한 인식', '기타'로 설정하였다. '형식'에 대한 분석 결과 거의 매년 교과서 관련 연구가 수행되고 있었고 2009 개정 교육과정기에 가장 많은 연구가 수행되었으며, 전 학년(3~6학년) 및 과학의 전 영역을 대상으로 다룬 연구가 대부분을 차지하였다. 또한 과학교육 관련 학회지뿐만 아니라 비관련 학회지에서도 과학 교과서에 관한 연구가 수행되었다. '주제'에 대한 분석 결과 비교 연구, 내용 분석, 삽화, 탐구활동, 교과서에 대한 인식 순으로 연구 비율이 높았다. 초등 과학 교과서 연구 동향에 대한 분석을 바탕으로 초등 과학 검정 교과서에 대한 시사점을 얻고자 하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.325-337
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• 2022

본 연구는 2015 개정 초등학교 과학과 교육과정부터 도입된 과학핵심역량이 검정 교과서에 반영된 실태를 분석하고, 교사와 학생들의 인식을 분석하여 과학핵심역량교육의 효율적이고 효과적인 시행에 시사점을 주고자 함이다. 이를 위해 검정을 통과한 7종의 초등학교 3~4학년군 과학 교과서의 과학핵심역량 반영 실태를 분석하였다. 또한 검정 교과서 선정과정에 참여한 초등학교 교사 네 명과 심층 면담을 진행하고, 초등학교 3~4학년 156명을 대상으로 진행한 설문 조사를 통해 과학핵심역량에 대한 교사와 학생의 인식을 파악하였다. 분석 결과 첫째, 교과서 전체에 1586개의 과학핵심역량이 반영되어 있었으며, 역량별 반영 비율을 살펴보면 탐구 > 사고 > 의사소통 > 문제해결 > 참여 순이었다. 교과서별로 평균 227개를 반영하고 있었으며, 영역별로 살펴보면 생물 영역이 가장 많았다. 둘째, 교사들은 이전의 과학교육과 과학핵심역량교육의 차이를 느끼지 못하고 있었다. 셋째, 과학핵심역량에 대한 남학생과 여학생의 인식은 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며, 과학적 사고력에 대한 인식의 평균이 가장 높게 나타났다. 이를 통해 본 연구에서는 과학핵심역량교육이 실현된 교육과정으로 정착되기 위하여 교과서가 핵심역량교육의 취지에 맞게 구성되어 실제적인 변화를 추구할 필요가 있으며, 교육을 실행하는 구성원들의 인식을 전환할 수 있는 노력이 필요하다는 결론을 얻었다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.655-674
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• 2023

본 연구의 목적은 한탄강 세계지질공원 연천 지역의 "자기-안내식 해설" 매체가 방문객이 이해하기 쉽고 배경지식수준에 맞춰 작성되어 있는지 탐색하는 것이다. 이를 위해, 2022년 9월과 11월 2차례에 걸쳐 한탄강 세계지질공원을 현장 조사하고, 지질명소의 형성 시대와 지질 특성이 다양한 연천 지역을 분석 대상으로 선정하였다. 연천 지역에 존재하는 총 36개의 자기-안내식 해설 매체를 대상으로 지질명소별 해설 매체의 현황, 이독성 수준, 그래픽의 특성, 과학과 교육과정 반영 정도를 분석하였다. 연구 결과, 연천 지역 해설 매체 종류는 안내판이 가장 많고, 지질명소를 안내한 내용이 주를 이루었다. 해설 매체 텍스트의 분량은 12학년 과학 교과서보다 많고, 평균 어휘 등급은 11-12학년군 과학 교과서 수준과 유사하고, 복문의 비율이 높아 이독성이 다소 낮았다. 해설 매체에 포함된 그래픽의 종류는 사진이 가장 많고, 대부분 예시적 기능이며, 다중 구조 그래픽이 사용되어, 지질 형성 과정을 이해하는 데 도움을 주었다. 해설 매체에서 사용하는 과학 용어 중 86.3%가 2015 개정 교육과정의 "고체지구" 영역에 포함된 용어를 사용하였으며, 교육과정에 포함된 과학 용어는 4학년 수준의 용어가 가장 많았다. 선택 교육과정인 11학년 수준의 용어가 두 번째로 많고, 전체 과학 용어 중 13.7%는 교육과정에 포함되어 있지 않은 용어였다. 또한, 지질명소에 따라 해설 매체에 사용된 과학 용어 수준 차이가 나타났으며, 특히 안내판보다 홈페이지에 사용된 용어 수준이 일반적으로 높은 경향을 보였다. 본 연구 결과를 통해 연천 지역의 지질명소별 해설 매체에 따라 방문객 스스로 이해하는 데 어려움을 주는 요인을 구체적으로 파악할 수 있었다. 일반 관람객의 지질자원 교육을 활성화하고 지질학 분야의 발전을 기대할 수 있는 자기-안내식 해설 매체의 개선 방향에 대한 후속 연구를 제언하였다.

• 과학교육연구지
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• 제47권2호
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• pp.117-126
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• 2023

초등 과학 교사용 지도서에서 초등교사들이 과학수업을 준비하고 진행하는 과정에서 느끼는 어려움을 해결하는 데 도움을 줄 수 있는 각론은 중요하다. 2022 개정 교육과정 초등 과학 교사용 지도서를 개발하는 데 시사점을 얻기 위해서는 지도서 각론에 대한 초등교사들의 인식과 요구 조사가 필요하다. 이에 본 연구에서는 초등 과학 교사용 지도서 각론의 구성 요소와 디자인에 대한 분석을 바탕으로 설문지를 개발하여 초등교사들의 인식과 요구를 알아보고자 하였다. 이를 위해 먼저 초등교사들이 현재 사용하고 있는 지도서 각론의 구성 요소별 필요성, 만족도와 활용도에 대한 인식을 조사하였다. 다음으로 지도서 각론의 구성 요소와 디자인 등에 관한 교사들의 요구를 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 첫째, 수업 준비와 진행에 도움이 되는 구성 요소들에 대해 초등교사들의 만족도가 상대적으로 높았다. 둘째, 초등교사들은 수업에 필요한 구성 요소들을 한눈에 파악할 수 있는 배치와 가독성 높은 디자인 구성을 원하였다. 결론적으로 초등 과학 교사용 지도서 각론은 과학 교수·학습에 필요한 수업 준비, 수업 흐름, 교수·학습 자료 등을 한눈에 파악하고, 가독성 높게 구성해야 함을 알 수 있었다. 이 연구 결과를 토대로 향후 초등교사들이 실제 수업에 활용할 수 있는 교과용도서가 될 수 있게 새로운 접근과 시도를 해야 할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.93-108
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• 2022

이 연구의 목적은 2025년 전면적으로 시행되는 고교학점제에 활용 가능한 융합교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 그 타당성과 효과성을 알아보는 것이다. 융합교육(STEAM) 프로그램은 2015 개정 교육과정과 고교학점제 선행연구를 분석을 통해 얻어진 '수소연료', '기후위기', '데이터 사이언스', '적정기술', '바리스타'라는 5개의 최신 이슈를 주제로 개발되었다. 프로그램은 연구팀이 자체 개발한 고교학점제 융합교육(STEAM) 프로그램 개발형식(틀)에 맞춰 집단 숙의의 과정을 통해 7개월간 개발되었다. 고등학생의 진로·직업을 간접적으로 체험할 수 있도록 개발된 5종 29차시의 융합교육(STEAM) 프로그램 초안은 2인의 융합교육(STEAM) 교육 전문가에게 자문을 통해 검증을 받았으며, 프로그램의 현장 적합도를 판단하기 위해 5개 고등학교 627명을 대상으로 시범 적용하였다. 시범 적용 결과, 학생들의 융합교육(STEAM) 태도는 사전보다 사후가 통계적으로 유의미하게 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 프로그램에 대해서 학생들의 높은 만족도를 확인할 수 있었다. 또한 시범 적용 교사 면담을 통해 '프로그램의 내용과 수준이 적합하며, 실생활 문제를 해결하는 경험을 통해 관련 교과의 내용 지식을 적용하고 진로 체험의 기회를 가질 수 있다'는 긍정적인 평가를 받았다. 시범 적용의 결과를 바탕으로 5종 29차시의 학생용·교사용 고교학점제 융합교육(STEAM) 프로그램을 최종 완성했다. 마지막으로 고교학점제에서 적용할 수 있는 차시대체형 STEAM 프로그램 개발 및 운영이 활발하게 이루어져야 할 것과 고교학점제가 바람직하게 정착되고 운영될 수 있도록 교사의 전문성 향상 방안 마련, COVID-19로 촉발된 블렌디드 수업 설계의 필요성 등을 제언하였다. 이 연구는 2025년 전면적으로 시행되는 고교학점제에서 융합교육(STEAM) 프로그램 개발 및 운영 방안에 대한 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.62-75
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• 2022

이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정 중 '태양'에 관한 내용 요소를 중심으로, 3D 프린터를 활용한 체험형 STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts & Mathematics) 프로그램을 개발하고, 이에 대한 효과성을 알아보고자 무선 표집된 2개의 중학교 77명의 학생들에게 이를 적용하여 창의적 문제해결력, STEAM 태도 및 수업만족도를 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 3D프린터를 활용하여 태양촉각모델을 제작하고 시각장애 체험을 통해 학생들이 체험 위주의 적극적인 학습이 가능하도록 프로그램을 개발하였다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서는 '소통', '유용성·가치 인식' 구인을 제외한 '흥미', '배려', '자아 개념', '자아 효능감', '이공계 진로선택' 구인에서 유의미한 통계적 검정 결과(p< .05)를 얻었다. 셋째, 3D프린터 활용 시각장애 중심의 체험형 STEAM 프로그램 적용 후에 실시한 만족도 검사에서는 하위구인들의 평균값의 범위가 3.66 ~ 3.97로, 전반적으로 수업에 대한 긍정적인 반응을 나타내었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.91-102
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• 2022

남해 해상 국립공원의 신수도는 다양한 형태의 지질구조와 화성활동, 화석 등을 관찰할 수 있어 지질학습과 지질관광에 적합한 곳이다. 본 연구에서는 2015개정 과학과 교육과정의 핵심 요소를 분석하여 신수도의 8지점 지질명소를 탐색하고 3D 파노라마 야외학습장을 개발하였다. 신수도의 지질명소 탐색을 통한 3D 파노라마 야외학습장은 3단계 야외학습 모형에 따라 개발하였다. 8차시로 구성된 3D 파노라마 야외학습장은 모둠별 협동 학습으로 구성하여 자율적인 탐구 활동이 이루어지도록 하였다. 석회암 단괴, 박리작용, 염풍화 작용, 천공 조개 구멍, 퇴적구조와 퇴적환경, 공룡의 서식지, 화산활동을 통한 지질학습과 더불어 창의와 인성을 학습할 수 있는 융합 교육이 실현될 수 있도록 구성하였다. 5명의 전문가에 의해 델파이 분석방법을 활용하여 수정 및 보완되었고, 개발 목적과 방향에 대한 타당성을 검증받았다. 3D 파노라마 야외학습장에 대한 전반적인 만족도는 4.52로, 전체적으로 야외학습에 대한 높은 만족도를 나타내었다. 3D 파노라마 야외학습장과 관련한 학생들의 면담 의견을 반영하여 개인의 수준을 고려하고 안전교육을 강화하여 신수도의 야외학습장을 완성하였다. 신수도의 3D 파노라마 야외학습장은 지질학습 및 관광을 하면서 과학적 이해와 더불어 심미적으로 감상하고 추억을 생성할 수 있는 지질학습 및 관광의 좋은 사례가 될 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제46권2호
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• pp.151-164
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• 2022

2015 개정 과학 교육과정의 6학년 1학기 교과서에서는 일상적으로 관측되는 천문 현상인 '낮과 밤'이 생기는 원인에 대해 설명하고 있다. 교과서상에서는 낮과 밤이 생기는 원인을 설명하기 위해 우주 기반 관점의 시각 자료만 사용되고 있다. 본 연구에서는 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 추가로 제시하였을 때 지구 기반 관점과 우주 기반 관점의 공간 표상 형성에 어떤 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 제시하였을 때 학생들의 지구 기반 관점은 물론 우주 기반 관점의 공간 표상 또한 변화시킬 수 있다. 둘째, 지구 기반 관점의 시각 자료가 학생들의 공간 표상 유형이 여러 측면에서 달라질 수 있는 가능성을 확인하였다. 셋째, 같은 지구 기반 관점의 시각 자료를 학생들에게 제시하더라도 성별, 공간 표상의 수준에 따라 각 관점의 공간 표상에 미치는 효과가 다르게 나타난다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.136-147
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• 2024

최근 과학교육에서는 실생활에서 발생하는 여러 문제나 위험에 대해서 과학적으로 인식하여 대응할 수 있는 '과학적 참여와 실천' 역량을 기를 수 있는 수업이 강조되고 있다. 본 연구에서는 초등 예비교사들이 설계한 '과학적 참여와 실천' 수업의 특징을 살펴보기 위하여, 예비교사들이 작성한 교수학습 과정 안을 분석하고 시사점을 도출하였다. 이를 위해, 2022 개정 과학과 교육과정 초등학교 3~4학년군에 제시된 '소음'과 관련한 성취기준에 대해서 예비교사들이 설계한 교수학습 과정안을 수집하고, '문제 인식', '자료수집 및 분석', '실행 및 공유' 관점에서 나타나는 특징을 분석하였다. 연구 결과, 초등 예비교사들이 설계한 교수학습 과정안에서는 '문제해결형', '탐구형', '조사형', '행동촉구형' 활동이라는 4가지 특징이 도출되었다. 이렇게 도출된 4가지 특징들은 다양한 수업의 맥락에 따라 2~3가지 특징이 함께 결합되기도 하고, 한 수업에서 한 가지 특징만 나타나는 경우도 있었다. 이러한 결과를 토대로, 초등학생을 위한 과학적 참여와 실천 수업을 설계하는 교사들을 조력하기 위한 시사점을 교수학습 방법적 측면과 교사교육적 측면으로 나누어 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권4호
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• pp.429-438
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• 2022

본 연구에서는 2015 개정 교육과정 지구과학 교과서를 중심으로 인포그래픽 유형을 분석하고 교사들의 그래픽 제작 도구 활용 실태를 점검함으로써 인포그래픽 제작 연수 프로그램을 통한 과학교사 전문성 신장 방안을 제안하고자 하였다. 이를 위해 지구과학 교과서에 제시된 시각화자료를 분석하여 인포그래픽의 유형에 따른 특징을 파악하였다. 또한, 인포그래픽 제작 연수 프로그램의 실행 결과를 유형별로 제시하고 연수 프로그램 이수 전후 설문 조사를 통해 과학교사들의 인포그래픽에 대한 인식 및 역량 변화를 분석하였다. 교과서 분석 결과 지구과학 교과에서는 도표형, 지도형, 비교분석형 인포그래픽을 가장 많이 사용하고 있으며, 주로 텍스트 보조형 인포그래픽으로 제시하였다. 과학교사 112명을 대상으로 인포그래픽 제작 연수프로그램을 5회 진행한 결과 완성형, 텍스트 보조형, 불완전형, 그레이디언트형 인포그래픽을 제작하였으며, 평가 문항 출제를 위한 불완전형 인포그래픽의 제작 수요가 가장 높았다. 설문 조사 결과에 따르면 대부분의 과학교사는 인포그래픽의 중요성을 인지하고 있으나, 인포그래픽을 제작해 본 경험이 없어 양질의 인포그래픽을 제작할 수 있는 역량이 부족한 것으로 나타났다. 연수 이수 후, 74.1%의 교사들이 수업자료와 평가 문항의 질이 향상되었다고 느꼈으며, 새로운 유형의 인포그래픽을 개발하는 과정이 전공 지식 재교육과 교수-학습방법 개선에 도움이 된다고 응답하였다. 연구 결과를 토대로 인포그래픽 제작 연수 프로그램을 통한 과학교사의 전문성 신장 방안을 제안하였다.