• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.184-192
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• 2009

과학의 본성에 대한 이해는 과학적 소양의 요소로서 그 중요성이 강조되고 있으며, 우리나라에서는 제5차 교육과정에 과학의 본성에 대한 이해가 과학교육의 목표로 제시되기 시작했다. 학교수업에서도 과학의 본성을 가르치려는 시도들이 이루어졌는데, 우리나라에서는 주로 과학사 소재를 수업에 도입하는 방법에 국한되어 진행되어 왔다. 이외에 과학의 본성을 가르치는데 있어 적합한 방법으로 실험수행을 들 수 있다. 또한, 반성적 접근 방법을 적용한 과학의 본성수업이 제안되고 있는데, 이것을 조합하여 현장에서 보편적으로 이루어지는 실험수업에서 실험에 대한 반성과 토의를 강조하면 학생들이 과학의 본성을 이해하는데 효과적일 것이라 예상하였다. 따라서 이 연구에서는 반성을 강조한 실험수업을 중학생들에게 적용하였고, 과학의 본성에 대한 설문지를 통해 과학실험 활동에서 적극적인 반성과 토의 과정이 과학의 본성의 대한 이해의 증진에 도움을 주는지 알아보았다. 연구 결과 반성을 강조한 실험수업은 관찰과 추론 관계, 자료 해석의 다양화, 탐구와 사회적 제반 상황과의 관련 영역에서 과학의 본성 이해에 특히 효과적이었으며, 그 외 과학적 탐구기능과 과학적 탐구의 사회성 모든 영역에 대한 학생의 이해에 효과적이었다. 연구 결과를 통해 반성을 강조한 실험 수업은 과학의 본성 이해에 효과가 있다고 말할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권2호
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• pp.169-179
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• 2008

본 연구에서는 과학의 본성을 진술하는 총 42개의 진술문 각각에 대해서 1년간에 걸쳐 과학의 본성 지도자료 46개를 개발하였다. 개발한 자료는 구체적인 과학적 상황에서 과학의 본성을 이해할 수 있도록 과학개념과 탐구기능이 포함되도록 하였다. 각 자료는 학생용 활동지와 교사용 안내서로 개발되어 현장에 직접 적용할 수 있는 형태로 개발되었다. 개발된 자료 중, 과학적 사고의 본성에 대한 11개 자료를 과학 영재 3명을 대상으로 시험 적용하였다. 시험 적용 결과, 난이도는 적절했으며, 학생들은 과학개념이나 탐구활동 경험보다는 과학적 사고 자체에 대해 배웠다고 반응하였고, 마찬가지로 과학적 사고 자체가 흥미로운 내용이었다고 보고하였다. 그리고 학생의 반응과 교사의 관찰로부터 과학적 사고의 본성 이해가 과학적 탐구활동을 보다 참답게(authentic) 수행하는데 도움을 줄 수 있다고 판단되었다. 또한 학생들은 과학적 사고의 본성 이해가 과학적 창의성 개발에도 도움을 준다고 하였으며, 그러한 반응이 이전의 이론적인 논의(박종원, 2007a)와도 일치하여 과학적 사고의 본성 이해가 창의력 개발 프로그램으로 활용할 수 있다는 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.701-724
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• 2022

이 연구에서는 과학의 본성(NOS)에 대한 초등학생들의 인식을 구체적으로 드러내기 위해 개방형 질문지 형식의 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하였고, 그 타당도와 효과를 조사하였다. 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하기 위해 기존 NOS 검사 도구를 초등학생들에게 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 분석하였고, 이를 토대로 검사 도구의 개발 방향을 설정하였다. 또한 초등학생의 수준에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정한 후, 유형별로 기존의 검사 도구 문항을 수정·보완하거나 새로운 문항을 개발하여 예비 검사 도구를 제작하였으며, 과학교육 전문가 그룹의 내용 타당도 검증을 거쳐 최종적으로 NOS의 각 유형과 관련된 7개 문항에 '과학에 대한 포괄적 인식'을 묻는 1개 문항을 추가하여 총 8개 문항으로 구성된 NOS 검사 도구를 개발하였다. 개발한 검사 도구의 실질적 효과를 검증하기 위해 서울에 있는 두 초등학교에서 6학년 2개 학급 50명의 학생을 대상으로, 한 학급에서는 '기존 검사 도구→개발 검사 도구', 다른 학급에서는 '개발 검사 도구→기존 검사 도구'의 순서로 사전·사후 검사를 실행하였고, 수집된 자료는 요약적 내용분석을 통해 비교 평가하고 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실행하여 분석하였다. 기존 NOS 검사 도구와 개발한 NOS 검사 도구에 대해 학생들이 응답한 내용을 비교·분석한 결과, 개발한 검사 도구를 사용할 때 NOS에 대한 학생들의 관점이 더 다양하게 나타났고, 문항의 의도를 잘못 해석하여 발생했던 응답의 오류가 줄어들었다. 또한 개발한 검사 도구를 사용할 때 통계적으로 유의미한 수준에서 과반 정도 학생들의 응답 내용이 더 구체적으로 변화하였다. 이 연구에서는 이러한 결과를 바탕으로 초등학생들에게 적합한 NOS 검사 도구의 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제43권2호
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• pp.207-226
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• 2019

본 연구는 대학 교양교육의 융학과학 프로그램을 통한 이공계열 대학생들의 과학의 본성(NOS)에 대한 이해 및 융합인재소양(STEAM Literacy)에 대한 영향을 탐구하고자 수행하였다. 수도권 소재 종합대학 이공계열 대학생들을 대상으로 개발된 다학문적 접근의 융합과학 프로그램을 온라인 교과목으로 처치하고 프로그램 전후 4가지 영역의 과학의 본성(NOS) 관련 설문조사(Lee, 2013) 및 융합인재 소양(STEAM Literacy) 검사(Choi et al., 2013)를 수행하여 사전-사후 비교 분석을 하였다. 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합과학 프로그램은 이공계열 대학생들의 과학의 본성(NOS) 이해에 효과적이었다(p < 0.01). 둘째, 과학의 본성(NOS)에 대한 이해에 이공계열 대학생들의 성별에 따른 차이는 없었으나, 전공에 따른 차이는 나타났다(p < 0.05). 셋째, 융합과학 프로그램은 이공계열 대학생들의 융합인재소양(STEAM Literacy) 중 융합 및 창의 영역의 향상을 나타났으나, 배려 영역은 오히려 유의미한 수준으로 감소가 나타났다(p < 0.01). 끝으로 융합과학 프로그램은 이공 계열 학생들의 전공에 따른 융합인재소양에는 차이가 나타나지 않았다(p < 0.05).

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.45-57
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• 2019

맥락과 학습자의 흥미를 무시하는 기존의 과학사 교육은 과학의 본성(NOS)에 대한 이해를 방해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대륙이동설의 역사에 대한 스토리텔링의 풍부한 맥락을 통해 NOS 요소를 전달하고자 한다. 스토리텔링을 전달하는 다양한 매체 중에서 개인의 몰입을 이끌어내는 강력한 매체는 바로 컴퓨터 게임이며, 그 중에서도 스토리가 주가 되는 장르는 롤플레잉게임(RPG)이므로, 본 연구에서는 대륙이동설을 중심으로 과학사 롤플레잉 게임(SHRPG)을 개발하고자 한다. 게임 개발을 위한 모델은 Kim(2017)의 4F 프로세스를 적용했으며, 이 모델은 현황 분석, 목표 설정, 게임화 설계, 마무리 단계로 구성되어 있다. 목표 설정 단계에서 교육 게임화 범위는 대륙이동설의 역사에서 두드러지게 나타나는 4 가지의 NOS 요소(Lederman et al., 2002)를 포함하였다. 즉, 창의력과 상상력의 요구, 주관성, 사회 문화적 특성, 잠정성이다. 메커닉스와 룰은 퀘스트, 보상, 퀴즈, NOS 점수와 랭킹을 포함했다. 최종 단계에서는 4번의 테스트가 수행되었다. 마지막 4차 테스트인 베타테스트에서 고등학생들을 대상으로 VNOS-C 사전 사후 설문, 만족도 조사, 면담을 통해 본 연구가 교육게임화가 추구하는 결과인 '재미도 있고 배운 것도 많은 수업'인지 확인했다. 그 결과, SHRPG에서 의도한 NOS 요소 4 가지에 대해 학생들이 게임의 스토리인 대륙이동설의 맥락을 통해 이해하고 있었으며, 4 가지 요소 중에서도 '창의력'요소에서 가장 뚜렷한 효과를 보였다. SHRPG에 대한 만족도 또한 매우 높게 나타났는데, 스토리에서 가장 큰 재미를 느꼈으며, RPG 형식의 교육을 통해 쉽게 이해할 수 있었다는 의견이 가장 많았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.399-413
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• 2020

이 연구에서는 과학탐구실험 수업에서 나타나는 과학교사의 NOS-PCK를 분석하였다. 수도권에 소재한 고등학교에서 과학탐구실험을 담당하고 있는 4명의 과학교사가 연구에 참여하였다. 이들의 NOS 수업을 관찰하였고, 교수학습 자료를 수집하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 수집한 자료를 NOS-PCK의 다섯 가지 요소에 따라 분석하였다. 연구 결과, NOS와 관련된 교육과정에 대한 이해와 고려가 부족한 경우가 있었다. 그리고 주어진 탐구 활동이나 교과서의 구성이 NOS 교수에 효과적이지 않다고 생각하여 교육과정을 적극적으로 재구성하였다. 교수전략의 측면에서 교사들의 수업은 명시적인 접근에 가까웠으나 반성적인 접근은 대체적으로 부족하였다. 교사들은 NOS에 대한 견해가 개인의 주관적인 것이라거나 NOS가 인지적 학습의 영역이 아니라는 등의 이유를 들어 NOS에 대한 평가에 소홀한 모습을 보였다. 교사들은 평가 결과에 기반하기보다는 자신의 경험에 의존하여 학생들의 상태를 추측하였다. 마지막으로 NOS 교수에 대한 의지는 교사의 수업 전반에서 중요한 역할을 하였으며 교사들은 NOS 학습의 가치 중 특정 측면에 주목하였다. 이상의 결과를 바탕으로 NOS 교수에 대한 과학교사의 전문성을 높이기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.549-555
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• 2015

이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 의한 융합형 과학의 효과를 실증적으로 조사하기 위하여, 융합형 과학이 고등학교 1학년 학생들의 과학의 본성(NOS)과 STS에 대한 견해, 과학에 대한 흥미와 포부에 미친 영향을 조사하였다. 연구 대상은 서울특별시 소재 고등학교 1학년 학생 214명으로, 융합형 과학 이수 전후에 검사를 실시하였다. 분석결과, NOS에 대한 견해 점수는 융합형 과학의 이수 전후에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 그러나 NOS의 하위영역인 과학 지식의 임시성과 상상력의 사용의 경우에는 이수 후 검사 점수가 이수 전검사 점수에 비해 유의미하게 낮았다. STS에 대한 견해나 과학에 대한 흥미 및 포부에서는 융합형 과학 이수 전후의 검사 점수에서 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 이는 융합형 과학 이수가 학생들의 NOS와 STS에 대한 견해, 과학에 대한 흥미와 포부를 향상시키지 못하였음을 의미한다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권3호
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• pp.207-212
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• 2014

The national reform document, Science for All Americans (AAAS, 1990), and the Next Generation Science Standards (NRC, 2012) emphasize the importance of the nature of science in guiding science educators in accurately portraying science to students. Therefore, it is important that textbook materials convey an accurate conception of the nature of science. This study employs content analysis to examine the content of textbooks in US and Korea elementary science textbooks with regard to the four aspects of the nature of science: (a) nature of scientific knowledge; (b) nature of scientific inquiry; (c) nature of scientific thinking; and (d) nature of interactions among science, technology, and society (Chiappetta, Fillman, & Sethna, 2004). Intercoder reliability was determined by calculating Cohen's kappa (Cohen, 1960). Findings show that while US elementary science textbooks are not balanced in presenting the four aspects of the nature of science regardless of the publishing companies, the presentation of the nature of science in Korean elementary science textbooks have better balanced treatment of the four themes across the grade levels. On the other hand, both US and Korean elementary science textbooks are attempting to convey an idea of what science is by emphasizing scientific knowledge and investigation.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.150-162
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• 2022

이 연구에서는 예비과학교사의 NOS 수업 계획 및 시연을 분석하여 이들의 NOS-PCK를 조사하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학에 재학 중인 4명의 예비교사가 연구에 참여하였다. 이들에게 2015 개정 교육과정에 따른 '과학탐구실험' 교과의 맥락에서 NOS 수업을 계획 및 시연하도록 하였다. 이들이 제작한 교수학습 자료를 수집하였고 수업 시연을 관찰하였으며 반구조화된 면담을 실시하였다. 분석 결과, 예비교사들은 수업에서 목표로 하는 NOS를 선정할 때 교육과정과 교과서를 주로 참고하였으나, 교육과정과 교과서가 수업에서 다루어야 할 NOS를 명확하게 제시하고 있지 않아 어려움을 겪었다. 모든 예비교사가 명시적인 접근을 취했으나, 개방적이고 발산적인 반성적 접근은 많지 않았다. 또한 예비교사들은 고등학생들이 과학 지식을 절대적이라고 생각할 것이고 NOS 수업에도 거부감을 가질 것이라고 예상하였다. NOS에 대한 평가는 거의 이루어지지 않았으며, NOS 평가에 대한 인식도 부정적이었다. 마지막으로 일부 학생들에게만 NOS의 학습이 필요하다는 부정적인 인식을 가진 예비교사가 많았다. 이상의 결과를 바탕으로 NOS 수업에 대한 예비과학교사의 전문성을 향상하기 위한 교육적 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제66권5호
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• pp.362-375
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• 2022

이 연구에서는 과학교사의 NOS 수업을 직접 관찰하고 이 수업에서 나타나는 특징을 분석하였다. 2015 개정 교육과정에 따른 '과학탐구실험'의 수업에서 NOS를 가르치고 있는 과학교사 3명이 연구에 참여하였다. 이들의 NOS 수업을 관찰하였고 수업의 전후에 면담을 실시하였다. 수집한 자료는 분석적 귀납법과 지속적 비교 방법을 사용하여 분석하였다. 분석 결과, NOS에 대한 교사들의 전통적 관점이 수업 중에도 그대로 드러났으며 면담에서 현대적인 관점을 보이더라도 수업에서는 전통적인 관점으로 모순된 모습을 보이는 경우도 있었다. 세 교사가 가르친 NOS의 영역은 다양하였으나 '잠정성'은 모두 가르쳤으며 이를 중요한 목표로 생각하였다. 교사들은 주로 자신의 전공과 관련된 내용으로 NOS를 가르치고자 하여 NOS 교수는 교사의 전공과 깊은 관련이 있는 것으로 나타났다. 교사들은 미지의 탐구 대상을 추론함으로써 NOS를 학습하는 활동에서 활동의 규칙과 달리 탐구 대상을 공개하기도 하였는데 이것이 오히려 학습 효과를 높일 수 있을 것이라는 견해를 보였다. 마지막으로 교사들은 NOS의 중요성을 강조하였으나 NOS에 대한 평가를 실시하지 않거나 제한된 방법으로만 평가를 실시하는 등 평가에서 부족한 모습을 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 교사교육과 후속 연구의 방향을 제안하였다.