• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권2호
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• pp.252-263
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• 2015

This study analyzed the effects of science outdoor activity applying a Brain-Based Evolutionary (ABC-DEF) approach on elementary school students' interest and academic achievement. Samples of the study were composed of 3 classes of 67 sixth graders in Seoul, Korea. Unit of 'Ecosystem and Environment' was selected as a object of the research. Textbook- and teachers' guidebook-based instruction was implemented in comparison group, brain-based evolutionary approach within classroom in experimental group A, and science outdoor learning by a brain-based evolutionary approach in experimental group B. In order to analyze the quantitative differences of students' interests and achievements, three tests of 'General Science Attitudes', 'Applied Unit-Related Interests', and 'Applied Unit-Related Achievement' were administered to the students. To find out the characteristics which would not be apparently revealed by quantitative tests, qualitative data such as portfolios, daily records of classroom work, and interview were also analyzed. The major results of the study are as follows. First, for post-test of interest, a statistically significant difference between comparison group and experimental group B was found. Especially, the 'interests about biology learning' factor, when analyzed by each item, was significant in two questions. Results of interviews the students showed that whether the presence or absence of outdoor learning experience influenced most on their interests about the topic. Second, for post-test of achievement, the difference among 3 groups according to high, middle, and low levels of post-interest was not statistically significant, but the groups of higher scores in post-interest tends to have higher scores in post-achievement. It can be inferred that outdoor learning by a brain-based evolutionary approach increases students' situational interests about leaning topic. On the basis of the results, the implications for the research in science education and the teaching and learning in school are discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.667-680
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• 2018

이 연구에서는 온라인 주석시스템을 이용한 과학교과서 독해 과정에서 학생들이 동료들에게 요청한 지식의 종류, 학생들이 동료들에게 제공한 지식의 정확성, 지식공유행동의 빈도, 협력적 독해의 효과성에 대한 학생들의 평가, 그리고 동료 간 신뢰의 정도를 조사하였다. 중학교 2학년 241명의 학생이 과학 교과서의 2개 대단원을 온라인 주석시스템을 이용하여 작성한 주석(질문과 답변)을 Bloom의 개정된 분류틀과 답변의 정확성 분석틀을 이용하여 분석하였다. 또 효과성 설문지, 인지기반 신뢰와 정서기반 신뢰 측정 도구를 사용하였다. 학생들이 교과서를 읽으면서 만든 질문의 80%는 '이해 질문'이었고, 이 유형의 질문은 개인의 독해를 위한 메타인지 전략과 유사하였다. 이러한 요구에 의해 학생들 간에 공유한 지식은 71%가 과학적으로 올바른 지식이었다. 지식공유행동의 빈도를 살펴보면 학생들은 온라인 주석시스템을 이용한 독해과정에서 활발하게 지식공유행동을 수행하였으나, 행동의 빈도는 보상에 크게 영향을 받는 것으로 보인다. 학생들은 온라인 주석시스템을 통해 수행한 지식공유행위가 학습에 도움이 되었다고 평가하였다. 또한 학생들끼리 서로를 지식공유자로서 신뢰하는 비율은 80% 이상으로 나타났다. 이 연구를 통해 온라인 주석 시스템을 사용하여 독해를 하였을 때 학생들이 지식공유를 함으로써 독해과정에서 발생한 어려움을 극복할 수 있었음을 알 수 있다. 또한 온라인 주석 시스템을 사용한 협력적 독해는 일방향적인 정보전달에 그쳤던 기존의 교과서 읽기와 달리, 쌍방향적이고 역동적으로 지식을 공유하게 함으로써 인지적 개별화 교육이 가능하도록 함을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제46권2호
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• pp.169-176
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• 2002

본 연구에서는 1999년에 국제적으로 실시된 제3차 수학${\cdot}$과학 성취도 국제 비교 반복 연구(TIMSS-R)중 우리 나라 중학교 2학년 학생들의 화학 성취도를 분석하였다. 총 143개 문항 가운데 ''물질의 분류'', ''물질의 구조'', ''화학 반응과 변환'', ''물리적 성질과 변화'', ''열과 온도'', ''원자의 구성 입자'', ''오염'', ''과학적 방법'', ''과학적 측정'' 영역에 속하는 31문항을 우리 나라 제 6차 교육과정상의 화학 문항으로 선정하였다. 각 문항에 대한 정답률을 분석하여, 제6차 교육과정의 장단점을 논의하였다. 교육과정이나 교과서 개발에 대한 시사점을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.750-756
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• 2002

본 연구는 중학교 과학 학습부진아들에게 그들의 성취도와 과학에 대한 태도의 향상을 위한 2학년 교과 내용 중 '전압과 전류'수업에서 처치프로그램을 개발하여 기존의 수업방법과 비교하여 그 효과를 알아보려는 목적으로 수행되었다. 독립변인으로 수업처지와 부진아 유형을 선정하였고, 종속변인으로는 성취도와 과학에 대한 태도를 선정하였다. 연구목적에 따라 설정된 가설을 검증하기 위한 측정도구로 성취도 검사지, 과학에 대한 태도 검사지가 사용되었으며, 대구 시내의 O중학교 2학년 남학생 171명(이들 중 부진아는 54명)을 대상으로 연구를 수행하였다. 통계기법으로는 수업처치 및 부진아 유형에 따른 종속변인의 차이를 알아보기 위해 t 검증을 실시하였다. 기초지식 부족과 학습동기 결핍을 해소하도록 협동 학습의 LT모형을 채택한 프로그램을 제작하여 학습 부진아들에게 적용하였더니, 처치 프로그램은 학습부진아들의 성취도와 과학에 대한 태도를 유의미하게 증진시키는 것으로 나타났다. 이러한 효과는 학습 부진아 중에서 기초지식의 부족과 학습동기가 결핍된 부진아들에게서 주로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권6호
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• pp.741-750
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• 2009

개화기는 우리나라에서 과학교육이 도입되고 전개되던 시기이다. 당시 발간된 과학 교과서는 한국 근대 학교 과학교육에서 중요한 역할을 하였다. 이런 의미에서 과학교과서를 저술하였거나, 발행한 이들은 개화기 한국의 과학 교육을 주도한 중심인물들이었다고 여겨지는데, 이들 중에 역관이었던 현채와 그의 아들 현공염이 있다. 현채는 역관 집안에서 태어나 역과에 급제하였고, 역관 관련 관직을 거쳤으며, 외국어학교, 한성사범학교 부교관으로 있었다. 학부에서는 번역 및 저술 업무를 수행하였다. 현채가 저역술 또는 출판한 순수과학도서로 26종이 된다. 그 중 이과교과서는 자연과학의 전 분야를 다루어 학생들이 반드시 알아야할 지식을 적절한 방법으로 제시하였으며 학생들의 흥미를 유발하였다. 또한 실험을 제시하여 오늘날 과학교과서와 비교할 때 전혀 손색이 없었다. 과학교과서를 저역술한 현채의 과학교육활동은 그를 사학계에서 이중적으로 평가하는 것과는 달리, 개화기 과학교육이 정립되는 시기에 매우 중요한 역할을 하였음을 알 수 있다. 그것은 당시 과학교과서가 부족했기 때문에 과학이라는 새로운 학문의 보급에 있어 과학교과서의 저역술과 출판 활동은 큰 의의가 있는 것이다. 나아가 과학교과서의 편저자나 발행자 중 외국어를 알고, 외국과의 교류 주체 중 중요 인물이었던 역관 현채의 역할과 그의 과학교육 활동은 우리나라 과학 교육의 역사 중 일부분이 되었다고 평가할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권2호
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• pp.120-129
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• 2008

본 연구에서는 중학교 3학년 "유전과 진화"단원 학습을 위해 만화를 활용한 형성평가 문항을 총 17개 개발하고, 이를 실험집단 73명과 통제집단 78명을 대상으로 적용하였다. 이에 학생들의 평가에 대한 인식 및 태도와 학업성취도 변화에 효과적인지를 알아보았다. 그 결과 만화를 활용한 형성평가는 학생들의 평가에 대한 부정적인 인식과 태도를 긍정적으로 변화시키는데 효과적인 것으로 나타났으며 특히, 학생들이 평가의 유용성을 인식하고(p<.05) 시험에 대한 불안감을 감소시키는 데 효과적인 것으로 나타났다(p<.01). 또한 개발된 만화를 활용한 형성평가는 서술형 지문의 형성평가에 비해 학생들의 학업성취도 향상에 긍정적인 효과를 갖는 것으로 나타났다(p<.05). 이는 "유전과 진화"단원의 추상적인 개념들을 그림으로 표현하여 학습내용과 문항의 이해를 더 쉽게 하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 만화를 활용한 형성평가는 학습내용의 이해와 흥미도의 향상에 기여하며 수업에 적극 활용했을 때 학생들의 평가에 대한 불안을 극복하고 평가에 대한 긍정적인 인식을 줄 수 있는 평가방법이라고 할 수 있다.

• 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.

• 영재교육연구
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• 제20권3호
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• pp.721-741
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• 2010

이 연구는 중학교 일반학급과 영재학급의 과학수업을 관찰하여 교사의 발문과 피드백, 학생의 응답에 대한 유형과 빈도 분석을 통해 교사와 학생사이의 언어적 상호작용을 비교 분석한 것이다. 연구 결과, 일반학급의 과학수업에서 교사들은 교과서의 내용을 정리해서 묻거나 그대로 안내하는 발문을 많이 사용하였고, 재진술 형태의 즉각 피드백을 주로 사용하였다. 학생들은 네, 아니오, 와 같은 단순 확인 단답형 응답을 많이 사용하였으며, 언어적 상호작용 모형은 인지 기억적 사고 발문-단답형 응답-즉각 피드백 순서가 가장 많았다. 영재학급의 과학수업에서 교사들은 이유가 뭐에요? 왜 그런 거예요? 와 같은 개방적 발문의 확산적 사고 발문과 평가적 사고 발문을 사용하였고, 설명형 형태의 즉각 피드백을 주로 사용하였다. 일반학급과 비교하여 지연 피드백은 높게 나타났으나 즉각 피드백은 낮게 나타났다. 학생들은 짧은 단어나 간단한 문장 형태의 단답형으로 응답하였으며, 수업참여가 보다 적극적이었다. 언어적 상호작용 모형은 인지 기억적 사고 발문-문장 형태 단답형 응답-지연 피드백 순서가 많았다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권4호
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• pp.417-428
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• 2022

이 연구는 다가오는 2022 개정 과학과 교육과정, 이를 바탕으로 하는 교과서 저술 및 새 교육과정 실행 관련 과학교사 연수에 기초자료를 제공하고자 2015 개정 과학과 교육과정에서 새로이 도입된 8가지 과학 교과의 '기능'의 바탕이 되는 과학실천이 얼마나 어떤 수준으로 교과서에 반영이 되고 있는지 분석하였다. 중학교 검정교과서 14종과 고등학교 통합과학 교과서 5종에 제시된 1,378개의 학생활동을 과학실천의 정의와 수준을 분석틀로 활용하여 분석하였다. 연구 결과 모든 학년의 교과서에서 대부분의 학생 활동이 3개의 실천에 집중된 것으로 밝혀졌고, 이전 교과서 분석 연구 결과와 달리 '정보를 얻고, 평가하고, 소통하기' 실천이 더 많이 강조된 것으로 정보화 사회에 따른 변화를 반영한 것으로 드러났다. 하지만 학생 주도형 과학학습의 중요 요소가 될 수 있는 '질문하기' 실천은 여전히 교과서에서는 거의 찾을 수 없고, 과학실천에 대한 최근의 이해를 반영하는 '모형 개발하고 사용하기', '수학 및 컴퓨팅 사고 사용하기', '증거에 기초하여 논의하기'는 많이 다루어지지 않는 것으로 드러났다. 한편, 교과서에 제시된 실천의 수준은 '설명 구성하기' 실천을 제외하고는 대부분이 초등학교 수준으로 드러났다. 다수의 학생이 중학교 과학과 통합과학 이후 과학을 거의 이수하지 않는다는 점을 고려할 때, 이러한 낮은 수준의 일부 실천에 반복적으로 노출된다는 것은 다수의 미래 시민이 이해하는 과학실천이 일부 활동으로 인식되고, 중학교 이하의 수준에 머무를 수 있음을 암시한다. 이러한 연구 결과로부터 학생 수준에 맞춘 다양한 실천의 강조가 필요하다는 시사점을 도출할 수 있다. 새 교육과정에서는 현재 교육과정 문서에 명시되지 않은 과학적 기능의 정의, 과학적 기능별 학생들에게 기대되는 수준을 제시하여 교육과정이 교과서 저술에 충분한 안내가 될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 이러한 노력에는 해외 교육과정에 대한 벤치마킹, 학생들의 실천 능력과 수준을 탐색하는 연구, 교실 수업에서 이루어지는 과학실천에 관한 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.