• 대한화학회지
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• 제51권5호
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• pp.423-432
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• 2007

이 연구에서는 제7차 중학교 3학년 과학 교과서에서 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료의 유형 을 조사하고, 그 해석 과정을 기호학적 관점에서 분석했다. 원자 및 분자 개념은 구 도식, 일상생활의 사물, 공 과 막대기, STM 그래픽 등으로 다양하게 표현되고 있었다. 모형의 조작 가능성 여부를 기준으로 원자 및 분 자 개념을 이미지로 표상한 시각자료와 사물을 이용하여 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료를 구분했다. 이 시각자료들을 해석하기 위해 필요한 과정을 구조화 과정과 번역 과정을 포함하는 기호학적 모델을 이용하여 체계적으로 분석했다. 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료를 해석하는 것은 여러 단계의 해석 작업을 필요 로 하는 복잡한 과정이었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

• 과학교육연구지
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• 제35권2호
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• pp.230-239
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• 2011

이 연구는 중학교 일기변화 단원의 개념 검사지를 개발하여 지식상태 분석법으로 일기변화 관련 개념의 위계를 분석하였고, 개별 학습자의 지식상태와 위계에 따른 수업효과를 알아보았다. 일기변화 관련 개념에 대하여 중학생들이 갖고 있는 지식상태의 위계구조는 '습도 ${\rightarrow}$ 기단 ${\rightarrow}$ 구름 ${\rightarrow}$ 강수 ${\rightarrow}$ 전선 ${\rightarrow}$ 일기' 순이었다. 일기변화 개념 검사에서 같은 점수를 획득하여 학습능력이 비슷할 것으로 추정되는 개별 학습자의 지식상태가 서로 다르게 나타나는 사례가 있었다. 즉, 지식상태의 구조화 정도가 달랐는데, 이는 학습자의 지식상태 구조에 따라 서로 다른 교수-학습 처방이 이루어져야 함을 시사한다. 학습자의 지식상태 분석은 개별 학습자마다의 학습 처방과 선수학습평가의 역할을 할 수 있다. 학습자의 지식상태에 따른 개념의 위계를 고려한 교수-학습 효과를 알아보기 위해 교과서의 내용 제시 순서와 비교하여 수업한 결과, 학습자의 지식상태를 고려하여 수업한 경우에 개념의 성취도가 유의미(p < .05)하게 더 높았다. 이는 교사들이 일기변화 단원을 지도할 때, 학습자의 지식상태를 파악하여 교육과정을 토대로 교과서의 학습 내용을 재순서화 함으로써 더 효과적인 교수-학습이 이루어질 수 있음을 보여 준다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.297-317
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• 2017

본 논문은 과학과에서 사회정서학습(Science Social and Emotional Learning, SSEL)의 적용 가능성을 탐색하기 위하여 과학과 사회정학습 요소를 제안하고, 그에 따라 중학교 과학 교과서의 물질 분야 및 고등학교 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 과학과 사회정서학습의 가능성과 필요성은 과학교육의 목표인 과학적 소양과 과학의 본성에서 찾을 수 있었다. 과학과 사회정서학습의 요소는 '수리(Numeracy),' '정보통신활용(Information and Communication Technology, ICT),' '비판적 사고(Critical Thinking),' '창의적 사고(Creative Thinking),' '사회적 기술(Personal and Social Capability),' '윤리적 이해(Ethical Understanding),' '문화적 이해(Intercultural Understanding)' 등으로 구분하여 제시하였고, 그에 따라 과학 교과서 중 물질의 분야 및 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 분석 결과에 따르면, 과학과 물질분야의 교과서 내용 및 화학I 교과서의 내용에 수리, 정보통신활용, 비판적 사고, 창의적 사고가 60~70% 이상 포함되어 있으나, 사회적 기술능력, 윤리적 이해 능력, 문화적 이해 능력 등은 제한적으로 반영된 것으로 나타났다. 교과서의 부족한 요소들에 대해서는 추후 교과서의 내용의 수정 또는 교사의 수업을 통한 보완 등이 필요하다. 또한 과학 교과에서 얻고자 하는 과학적 탐구 능력과 사회정서적 역량을 동시에 기를 수 있는 과학과 활동이나 실험 활동 등 구체적인 적용 방안에 대한 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1094-1105
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• 2004

이 연구는 중학교 8학년 과학 '지구의 역사와 지각 변동' 단원에서 ICT 활용 수업 과정안을 개발 적용하여 ICT 활용 수업이 학생의 과학 탐구 능력과 과학에 관련된 정의적 특성에 미치는 효과를 알아보는 데 그 목적이 있다. 이 연구를 위해 충청남도에 소재한 D 중학교 2학년 2개 학급을 선정하고 교수-학습 방법을 달리하여 약 6주간 수업하였다. 1개 학급은 실험집단으로 ICT 수업 과정 안을 개발하여 lCT를 활용한 수업을 실시하였으며, 1개 학급은 통제집단으로 교과서 위주의 전통적 방법으로 수업하였다. 학습을 하기 1주일 전에 두 집단을 대상으로 과학 탐구 능력과 과학에 관련된 정의적 특성에 대한 사전 검사를 실시하였으며, 수업이 끝난 뒤에 사후 검사를 실시하였다. 그 결과, lCT를 활용한 실험집단과 전통적 학습을 실시한 통제집단의 과학 탐구 능력 검사에서는 실험 집단에서 유의미한 차이가 나타났다. 또한, 과학에 관련된 정의적 특성에 대한 검사에서 실험집단에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았지만, 3개의 과학에 관련된 특성 범위 중에서 흥미 범위에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 이는 lCT 활용 수업이 학생들의 과학에 관련된 정의적 특성에도 긍정적인 효과가 있음을 시사하는 것이다.

• 대한화학회지
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• 제48권1호
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• pp.77-84
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• 2004

이 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 물질과 관련된 개념 이해에 대한 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시하는데 목적이 있다. 연구를 위하여 과학 교과서 중 관련 단원 내용을 분석하여, 공-막대(ball-and-stick) 모형을 개발하고 이를 이용한 수업의 효과를 분석하였다. 연구 대상은 서울 지역 여자 중학교 2학년 130명이며, 전통적인 강의식 수업과 공-막대 모형을 이용한 수업의 효과를 중학생들의 인지 수준에 따라 살펴보았다. 수업 전에는 학습자의 특성을 알아보기 위해 논리적 사고력 검사를 실시하였고, 수업 후에는 개념 검사, 과학에 관련된 태도 검사 등을 실시하였다. 그리고 10개월 후에 파지 효과를 알아보기 위해 개념 검사를 다시 한번 더 실시하였다. 연구 결과에 의하면 공-막대 모형을 이용한 수업을 실시한 실험 집단이 과학 개념의 이해도와 파지 효과에서 유의미하게 높은 효과가 있었으며, 또한 과학에 대한 태도와 과학 교과에 대한 태도에서 모두 긍정적인 효과가 있었다. 그리고 인지 수준별로는 구체적 조작기의 학습자에게서 파지 효과가 높았다. 이러한 연구 결과로 볼 때, 구체적 조작기와 과도기가 많은 중학생들에게는 모형을 이용하여 직접 조립하고 구체적으로 물질의 형태를 만들어 보도록 하는 것이 학습 흥미도를 높여 주며, 물질이라는 거시 세계와 원자라는 미시 세계를 연결시켜 주어 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는데 효과적인 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권2호
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• pp.149-160
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• 1998

본 연구는 창의적 문제해결력 신장을 위한 중등 과학 프로그램 개발의 기초연구를 위해 수행된 것이다. 기초 연구로서 제 6차 과학과 교육과정에는 창의적 문제해결력에 관한 내용이 어떻게 반영되고 있으며, 교실현장에서는 창의적 문제해결력 신장을 위한 수업이 이루어지고 있는지에 대하여 알아보았다. 이를 위하여 제 6차 중 학교 과학과 교육과정의 성격, 목표, 방법에 나타난 창의적 문제해결력의 요소를 조사하였으며, 과학 수업 관찰, 교사면담을 실시하였다. 중학교 과학과 교육과정은 특정, 총괄목표, 하위목표 모두 창의성 및 문제해결력이라는 용어를 명시함으로써 창의적 문제해결력을 강조하였다. 그러나 현 중학교 과학교육에 있어 창의적 문제해결력은 교육과정의 성격 및 총괄 목표에만 포괄적으로 기술되어 있을 뿐, 실제적으로는 실시되지 못하고 있음이 드러놨다. 또한 과학 교사들은 창의적 문제해결력에 대하여 대체로 이해하고 있었으나 교과진도 문제, 학급당 과다한 학생수, 지식중심의 교과 내용, 입시와 연관된 평가, 교사의 준비 부족으로 인하여 창의적 문제해결력 배양을 위한 수업은 거의 하지 못하고 있음을 밝혔다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.194-202
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• 2017

본 연구는 교육과정 개정에 따라 광학 개념 및 활동이 어떻게 변화되어 왔는지 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 제7차 교육과정, 2007년 개정 교육과정, 2009 개정 교육과정, 2015 개정 교육과정의 중학교 과학 교과에 제시된 광학 성취기준과 각 교육과정에 의해 개발된 교과서에 제시된 광학 내용들을 비교 분석하였다. 광학 내용은 물체를 보는 과정, 빛과 색, 반사와 굴절, 거울과 렌즈의 상 등의 4가지 개념으로 구분하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육과정 개정에 따라 특정 광학 개념의 추가, 삭제, 이동 등의 변화가 나타났다. 특히 물체를 보는 과정, 분산, 반사와 굴절 등의 개념에서 변화가 나타났다. 둘째, 거울과 렌즈에 의한 상의 형성의 내용이 교육과정 개정에 따라 점차 축소되었으며, 활동의 수준도 조절되었다. 셋째, 학생들이 일상 속에서 경험할 수 있는 현상 및 도구에 연계하여 교과서의 내용이 제시되는 시도가 점차 증가하였다. 추가적으로 교육과정과 교과서의 내용을 분석한 결과를 바탕으로 광학교육에의 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.61-75
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• 2020

이 연구에서는 2015 개정 교육과정 7학년 과학의 물질 영역인 '기체의 성질'과 '물질의 상태 변화' 단원에 제시된 외적 표상을 분석하여 표상을 활용한 과학교육을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 표상의 유형, 표면적 특성의 해석, 본문과의 관련성, 캡션의 존재와 특성, 복합적 표상에서 표상 간 관련성, 표상의 기능의 여섯 가지 범주로 구성된 분석틀을 이용하여 다섯 종의 교과서에 나타난 표상의 특성을 분석하였다. 또한, '기체의 성질'과 '물질의 상태 변화' 단원의 성취기준을 설명하는 각 교과서에 제시된 대표적인 표상의 특징을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 먼저 표상의 유형에서는 거시적 표상이 가장 높은 빈도로 나타났으며, 표면적 특성의 해석 범주에서는 명시적 특성을 가진 표상의 빈도가 가장 높았다. 본문과의 관련성 범주의 분석 결과, 대부분의 표상이 완전한 연관성과 연결 또는 완전한 연관성과 비연결에 해당하여 표상과 본문 내용은 일관성 있게 연관되어 있는 것으로 나타났다. 캡션의 존재와 특성 범주에서는 적절한 캡션이 존재하는 표상의 빈도가 가장 높았고, 복합적 표상에서 표상 간의 관련성은 충분히 연결된 표상이 대부분이었다. 표상의 기능 범주에서는 완성형이 가장 높은 빈도를 보였으나 탐구 활동에 제시된 표상에서는 미완성형이 높은 빈도를 나타냈다. 성취기준과 관련된 대표적인 표상을 분석한 결과, 표상의 유형, 표상에 제시된 정보및 기호의 사용 등에서 교과서별로 차이를 나타냈다. 연구의 결과로부터 7학년 물질 영역의 표상 활용과 관련된 교육적 시사점을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.163-174
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• 2008

본 연구의 목적은 달의 위상 변화 원인에 관한 교과서의 탐구활동과 학습자의 정신 모델을 비교하여 효과적인 교수 설계를 위한 시사점을 찾는 데 있다. 이를 위해 중학교 3학년 교과서 9종과 25명의 학생들을 조사하여 현직 교사를 포함한 9인의 과학교육 전문가들이 교차 분석하였다. 그 결과 탐구활동은 현상을 관측하고 공간 모델을 설정하여 검증하는 활동으로 이루어져 있었고 탐구활동에서 다루는 과학 개념은 달의 공전, 태양광선의 평행과 달의 반사면, 태양-지구-달의 위치관계, 지구에서 보는 달의 위상에 대한 개념이었다. 이 개념들은 모델 설정 및 조작, 시공간 관계의 사용, 추론, 의사소통 기능과 연결되어 있지만 과학자들의 실제 탐구에 필요한 중요 기능이 생략되어 있었다. 한편 학생들의 정신 모델은 과학적 모델, 혼재형 모델, 대안적 모델로 나누어 각 유형별로 논의하였다. 지식 통합의 관점에서는 교수 설계 시 다양한 탐구 경로를 통해 학습자의 선개념과 새로운 개념의 연결을 권장하고 있으나 이상의 결과는 개념 연결을 강화할 기회가 충분하게 제공되지 않음을 보여준다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.446-456
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• 2015

2009 개정 7학년 과학 1 교과서에 제시된 끓는점 실험을 할 때 측정에 영향을 미치는 요인을 분석하였으며, 실험을 통해 교과서에 제시된 실험 방법의 오류를 확인한 후 이를 개선하기 위한 방안을 제안하였다. 2009 개정 7학년 과학 1 교과서 9종에 제시된 끓는점 측정 실험을 분석하여 끓는점에 영향을 미치는 요인을 찾아보았더니 온도계의 종류, 가열 도구, 마개 밀폐 여부, 온도계의 위치, 가열 용기의 모양, 물질과 가열용기의 부피비와 같은 6종류의 요인을 확인하였다. 물질의 끓는점을 측정하는 실험을 수행할 때, 둥근바닥 플라스크의 10%만 물질로 채운 후 MBL 온도 센서를 가지 부근에 위치하게 하고, 마개를 막아 핫플레이트로 가열하는 것이 가장 효과적인 결과를 나타내는 것을 확인하였다. 이를 토대로 2009 개정 7학년 과학 1 교과서 9종과 비교하였더니 대부분의 교과서에서 수정되어야 할 점이 많은 오류가 있음을 발견하였다. 따라서 끓는점 측정에 대한 학생들의 학습 이해도를 높이고 오개념을 방지하기 위해 과학 1 교과서에 제시되어 있는 실험들이 보다 정확하게 개선되어야 할 것이다.