• 한국과학교육학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.903-927
• /
• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.225-238
• /
• 2011

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제31권4호
• /
• pp.541-557
• /
• 2012

Interest is acknowledged to be a critical motivational variable that influences learning and achievement. The purpose of this study was to investigate the interest of the elementary students when free inquiry activities were performed through a brain-based evolutionary scientific teaching and learning model. For this study, 106 fifth grade students were chosen and performed individually free inquiry activities. The results of this study were as follows: First, after free inquiry activities, as to free inquiry science related attitude, a statistically significant difference was not observed. But they came to have positive feelings about the free inquiry. Especially students marked higher mean score in openness showed consistency in sub-areas of free inquiry science related attitude. Second, students had interests in various fields, especially they had many interests in area of biology. They chose inquiry subjects that seems to be easily accessible from surrounding and as an important criterion of free inquiry they thought the possibility that they could successfully perform it. And students who belong to the high level in the science related attitudes and academic achievement diversified more topics. Third, most of students failed to further their topics. However, the students who specifically and clearly extended their topics suggested appropriate variables in their topics. On the other hand, students who couldn't elaborate their topics were also failed to suggest further topics and their performance of inquiry was more incomplete. In conclusion, the experiences of success in free inquiry make the science attitude of students more positive and help them extend their inquiry. These results have fundamental implications for the authentic science inquiry in the elementary schools and for the further research.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.452-458
• /
• 1995

Science textbooks are very important materials in order to know elementary science learning in Japan and Korea. In this research the 5th grade science textbooks in Japan and Korea are analyzed by an analyzing category. The analyzing category is consisted of knowledge and scientific inquiry. Knowledge is divided by fact, concept, and rule. Scientific inquiry is divided by problem cognition, variable control, experiment planning, observing, measuring, categorizing, inferring, data transformation, predicting, correlation, cause and effect, result, communication, which are 13 subcategories. Analyzing methods are counting the frequency of each subcategory and tabulating the data. The results of this study are: 1. The frequency of scientific inquiry appeared in Korean 5th grade science textbooks is three times more than that in Japanese textbooks. 2. In scientific inquiry category, Japanese science textbooks emphasized observing, predicting, measuring and problem cognition; Korean science textbooks emphasized experiment planning, observing and problem cognition. 3. In knowledge category, fact subcategory is mostly emphasized in both countries.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.301-311
• /
• 1997

The purpose of this study is to construct a structural equation model and to analyze causal relationships among variables related to attitudes to science using structural equation modeling(SEM) with LISREL VII. The sample consisted of 483 10th grade boys from a general high school in Pusan, Korea. The questionnaires (ABC-attitude scale: affection, behavioral intention, cognition scale of attitude towards science) were developed by the researcher through a pilot study. And other instruments have modified previous ones. Five instruments were used in this study: GALT(group assessment of logical thinking), MTSlS(modified test of science inquiry skill), ABC-attitude scale, MSAS(modified scientific attitude scale), CSAT(common science achievement test). Structural equation modeling with LISREL VII($J\ddot{o}reskog$ & $S\ddot{o}rbom,$ 1993) was employed to estimate the causal inferences about hypothesized relationships among observed data sets. Three competing models consisted of five latent variable(scientific thinking ability, science inquiry skill, attitude towards science, scientific attitude, science achievement) - lP(inquiry preceding) model, AP(attitude preceding) model and AM(attitude mediating) model - were developed. Among these competing models, IP model satisfied the observed data sets. The causal relationships among "attitudes to science" and other latent variables were reliably identified. According to the results of the present study, science inquiry skill was the most significant variable that can predict science achievement. But scientific thinking ability has not directly influenced science achievement. This study suggests that inquiry based teaching-learning processes should be offered to students for improvement of science achievement. At the same time, it seems to be important to develop positive attitude towards science. Understanding of relationships among variables related to attitudes to science will be helpful to the development of science curriculum and to the design of science teaching and learning process. LISREL has been recognized as a useful approach in testing a SEM. However, in this study, LISREL approach was estimated as much more useful method for research design.

• 대한화학회지
• /
• 제56권3호
• /
• pp.371-377
• /
• 2012

이 연구에서는 대구 지역 중학교 2학년 165명이 작성한 자유 탐구 보고서를 주제 영역, 탐구 가설, 그리고 탐구 변인의 측면에서 분석하였다. 여름방학이 시작되기 전 2시간 동안 오리엔테이션을 진행하면서 탐구 과정에 대해 소개하고, 주제를 탐색하도록 하였다. 여름방학 동안 학생들은 주제 선정, 실험설계 및 수행, 자료 수집 및 분석, 결과 보고서 작성 등의 과정을 스스로 진행하였다. 여름방학 후, 결과보고서를 제출받으면서 학생들이 주제 선정에서 활용한 자료의 출처, 가설의 정의, 그리고 탐구 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 인식도 조사하였다. 보고서의 주제 영역은 물리, 화학, 생물, 지구과학, 생활 영역으로, 보고서에 기술된 가설은 예측 가설과 설명 가설로 분류하였고 가설의 정의에 대한 학생들의 인식과 비교하였다. 탐구 주제, 탐구 가설, 실험 설계 부분에 제시된 탐구 변인을 분석하여 범주형, 연속형, 불확실 유형으로 분류하였다. 연구 결과, 주제 영역 중 화학 영역의 보고서가 가장 많았고, 다음으로 생물과 생활 영역이 많았다. 전체 165개 보고서 중 130개에 탐구 가설을 포함하고 있었는데, 이들 중 대부분은 예측 가설에 해당하였다. 보고서에 제시된 탐구 변인을 분석한 결과, 탐구 주제와 탐구 가설에 기술된 독립 변인과 종속 변인은 불확실 유형이 많았다. 그러나 실험 설계 부분에 기술된 변인들은 불확실 유형이 많이 줄어들었고, 범주형 변인이 증가하였다. 탐구 수행 과정에서 가장 어려운 단계에 대한 질문에 학생들은 주제 선정 단계를 가장 많이 선택하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제33권4호
• /
• pp.773-783
• /
• 2014

In National Curriculum of Science revised in 2007, the Free Inquiry was newly introduced to increase students' interest in science and to foster creativity by having students make their own question and find answer by themselves. The purpose of the study was to analyze characteristics, in cognitive domain, appeared in the processes of performing the Free Inquiry activities applying a brain-based evolutionary science teaching and learning principles. For this study, 106 fifth grade students participated, and they performed individually Free Inquiry activities. In order to characterize of the diversifying, estimating-evaluating-executing, and extending-applying activities in cognitive domain (C-DEF), the Free Inquiry diary constructed by the students, observations by a researcher, and interviews with the students were analyzed both quantitatively and qualitatively. The major results of this study were as follows: First, at C-D step, many students (71.5%) had difficulty in searching the meanings of their results and the contents of interpretations were at the level of simple description of their results. A few students (15.2%) derived interpretations based on causal relationships between specific variable and result. Also, the tendency that the numbers of interpretation about meaning of their results were increased as the scores of science attitude and achievement was appeared. Second, at C-E step, the students showed tendency of considering facts exactly explaining inquiry topic and being appliable to daily life rather than objectivity or accuracy of scientific knowledge. Third, at C-F step, there were three types of extension and application: simple repetition (8.2%), extension (64.0%), and upward application (17.6%) types. Based on these findings, implications for supporting appropriate interpretation, evaluation, and application of inquiry results are discussed.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제43권1호
• /
• pp.18-34
• /
• 2024

본 연구는 데이터 시각화에 기반한 과학 학습 프로그램이 초등학교 과학영재의 과학 탐구 능력과 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 12차시의 테블로를 활용한 데이터 시각화 과학 학습 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 연구자가 지도하고 있는 3개의 영재학급 학생 61명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞게 수정된 과학 탐구 능력 검사지와 창의적 문제해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하였다. 연구 결과 데이터 시각화에 기반한 과학 학습은 과학 탐구 능력 중 기초탐구 능력에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 다만 하위영역 중 추리 영역에서만 유의미한 결과가 나타났다. 반면 기초 탐구 능력과 대조적으로 통합 탐구 능력에는 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 5개의 하위영역 중 자료변환, 자료해석, 변인통제 3개의 영역에서 유의미한 결과가 나타났다. 하지만 변인통제와 연관이 있는 가설설정의 경우 학생들이 변인통제 과정과 가설설정의 정확한 개념을 혼동한 것으로 나타났다. 한편, 프로그램 적용을 통해 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 탐색하였는데 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 4개의 하위영역 모두에서 유의미한 결과가 나왔다. 테블로의 기능을 학생들이 능숙하게 익히게 된 것과 토의 토론하는 협력학습, 절차적 사고를 중시하는 데이터 시각화 프로그램의 주제적 영향이 이와 같은 결과에 기인한 것으로 해석되었다. 본 연구를 통해 데이터 시각화에 기반한 과학 학습과 앞으로의 미래교육 방향에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.41-55
• /
• 2017

최근 관심을 받고 있는 피지컬 컴퓨팅 교육은 하드웨어와 소프트웨어 요소를 통합하여 의미 있고 창의적인 산출물을 개발함으로써, 과학적 탐구 태도를 함양시키는 데 효과적인 교육의 형태이다. 이에 본 연구는 피지컬 컴퓨팅 교육에서 주요 학습성과 변인으로 거론되는 과학적 탐구 태도를 교육성과 변인으로 상정하고, 이를 예측하는 요인을 규명하고자 과학경험, 교육지원, 학습몰입을 예측변인으로 상정하여 이들 변인의 예측력을 확인하였다. 이를 위해 초등학교 4학년에서 6학년인 영재교육프로그램 참가자 64명을 대상으로 피지컬 컴퓨팅 교육을 실시하여 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 기술통계, 상관분석, 다중회귀분석 및 매개분석을 통해 분석되었다. 연구 결과, 과학경험과 학습몰입은 교육성과인 과학적 탐구 태도를 유의하게 예측하는 것으로 나타났다. 또한 학습몰입은 과학경험과 과학적 탐구 태도, 교육지원과 과학적 탐구 태도 사이를 매개하는 것으로 나타났다. 이를 기반으로 피지컬 컴퓨팅 교육에서 과학적 탐구 태도 향상을 위해 과학경험 기회의 제공, 긍정적 교육지원의 필요, 학습몰입 촉진을 위한 전략이 필요함을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.674-683
• /
• 1999

본 연구의 목적은 문제를 스스로 진술하고 방법 및 해를 스스로 찾는 자유 탐구와 문제와 방법이 모두 주어진 안내된 탐구의 경우, 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 생각을 과학자와 비교하기 위한 것이다. 연구 대상은 서울 소재 중학교 1학년이다. 자유 탐구의 경우 3개 반에서 과학 성적이 상위 1/3 이내에 드는 학생들을 연구 대상으로, 연구자가 개발한 설문지를 이용하여 변인 판별과 실험 설계를 통한 변인 통제를 조사하였다. 안내된 탐구에서는 반 전체를 그 대상으로 하였다. 안내된 탐구의 경우 3반 모든 학생을 대상으로 하여, 대상 학생들에게 교과서 실험 제목과 과정을 제시하고 변인을 판별하도록 하였다. 안내된 탐구의 경우, 제시된 실험에서 제시된 문제의 변인이 두 개 임에도 불구하고, 문제와 관련된 변인을 하나 이상 판별한 학생들이 매우 적었다. 자유 탐구의 경우, 판별한 변인의 수는 2-3개로 증가하였으나 실험 설계를 통하여 학생들의 변인 통제를 조사한 결과, 독립 변인과 종속변인을 혼동하거나, 오개념으로 적절하게 판별하지 못하며, 공변화시키는 모습을 보였다. 이러한 결과로부터 학생들의 변인 판별 및 통제에 대한 2가지 수준을 판별하고, 이를 과학자들의 생각과 비교하였다.