• 한국과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-60
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• 1996

The purpose of this study is to develope and analyze a test for the assessment of physics inquiry experiment. To do this, three experiments about 'analysis of motion', 'the relation of force and acceleration', and 'free fall motion' in high school physics textbooks were chosen, and 5 scientific inquiry domains and 16 science process skills have been specified. For each experiments, test sheet of $29{\sim}44$ questions for assessing students' ability about physics inquiry experiment were developed on the basis of the scientific inquiry processes developed earlier. After instruction about 3 experiments mentioned above, a test was administered to the students who took experiment. After the adminstration of a test, the ratio of correct answers, discrimination index, and reliability were analyzed. Using the ratio of correct answers, we can determine item difficulty. Through the D.I(discrimination index), we can find which items can discriminate the students who took experiment well from those who took experiment badly, and we can also find the stability of a test result by the reliability analysis. The test developed in this study were also administered to the students who did not take experiments, and the results were compared with the those of the students who took experiments. With the comparison by chi-square method, we could find which items can discriminate the students who took experiments from those who did not take experiments.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제39권2호
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• pp.243-254
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• 2020

This study analyzed the characteristics of "free inquiry" products for scientifically-gifted elementary school students. To do this, 5~6 graders (n=99) at a gifted science education institutes in Seoul were selected. The products (n=82) of "free inquiry" submitted by the students in 2018 and 2019 were analyzed according to their contents and method types. The analysis of the results showed that the free inquiry outputs of scientifically-gifted students tended to not include the scientific knowledge of the upper grades than the corresponding students. In the outputs, the scientific knowledge in different grades were often not linked. There were relatively many cases of convergence of knowledge in various science and/or non-science subjects and knowledge of 'physics', whereas knowledge of 'earth science' were the least. The outputs were more often aimed at "finding scientific facts" than "development and invention" and tended to target non-living things rather than living things. The scientifically-gifted students tended to conduct free inquiry using 'experimental-centered inquiry' by themselves rather than by group. They were also most likely to conduct experiments only once, and did not clearly write down the period of their inquiry. Educational implications of these findings are discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권2호
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• pp.245-256
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• 1998

본 연구는 물리학에서 중요한 역할을 하는 이상화가 물리학습에 주는 시사점을 세가지 측면에서 논의하였다. 첫째, 이상화에 대한 이해는 물리세계에 대한 이해에 도움을 준다. 이것은 물리학에서 사용되는 용어나 개념, 물리법칙이나 공식을 유도하는 과정, 그리고 자연현상을 설명하거나 문제를 해결하는 활동 속에 여러 가지 이상조건이 포함되어 있기 때문이다. 툴째, 이상화는 실제 세계와 물리 세계와의 관계를 이해하는 데 도움을 준다. 즉, 이상화의 적용범위와 한계를 이해함으로써 물리 세계와 실제 세계와의 격차를 이해할 수 있으며, 나아가 이상조건을 조정하거나 제거하면서 물리세계에서의 예측이 어떻게 달라지는지를 이해함으로써 실제 세계에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 이러한 측면을 돕기 위한 하나의 학습 전략으로 컴퓨터 시뮬레이션의 활용을 재안하였다. 셋째로, 창의적인 탐구 활동에서 이상화는 중요한 역할을 한다. 탐구 활동에서 중요한 출발점 중의 하나는 탐구하고자 하는 변인을 설정 하고, 나머지 변인들을 통재하는 활동인 데, 이때 이상조건의 설정이 필요하게 된다. 또한 실제 실험에서는 가능하지 않은 극한 상황의 분석을 위해서나, 사고 실험을 위해서도 이상조건의 사용이 필요하게 된다. 본 연구에서는 위의 3가지 측면을 구체적인 예와 함께 논의하였으며, 박종원 등(1998)의 연구와 함께 이상조건에 대한 학생과 교사의 이해조사를 위한 이론적 근거를 제시하고있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권3호
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• pp.227-240
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• 2008

Cognitive conflict is well recognized as an important factor in conceptual change and is widely used in developing constructivism-based curricula. However, cognitive conflicts can also contribute to student anxiety during learning, which, when not properly addressed, can have negative impacts on students' motivation and achievement. Therefore, instructors need to be aware of the impacts of introducing cognitive conflicts in their instruction. We need a practical instrument that can help identify the existence and features of cognitive conflicts introduced by the instruction and the resulting anxiety. Based on the literature on studies of cognitive conflicts and student anxiety, we developed a quantitative instrument, the In-class Conflict and Anxiety Recognition Evaluation (iCARE), and used it to monitor the status of students' cognitive conflicts and anxiety in Physics by Inquiry (PBI) classes. In this paper, we introduce this instrument and present the types of information that can be obtained. Research and pedagogical values of this instrument are also discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권4호
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• pp.417-428
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• 1995

This study investigated Korean science teachers' concerns and needs regarding inquiry testing to cope with the innovation called College Scholastic Abilities Test(CSAT), which was officially first administered as the nation-wide college entrance exam in 1994. This study adopted Concerns Based Adoption Model(CBAM) as the theoretical framework developed by Hall et al. 60 high science teachers (30 physics, 20 earth science, 10 others) were involved for the main study in August, 1992. In general. science teachers demonstrated a concern profile similar to that of 'nonusers'. They showed high level of concerns on the 'information' and 'personal' stage, while low level of concerns on 'management' and 'consequence' stage. Science teachers expressed their strong needs for knowledge and support to facilitate inquiry teaching and testing, text books written in inquiry mode. It is recommended that in-service trainings be provided based on the concerns and needs of teachers for a better teacher training and successful implementation of the innovation.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 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.

• 영재교육연구
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• 제12권4호
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• pp.108-119
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• 2002

제1회 한국물리탐구토론대회에는 10개의 문제가 출제되었는데 본 연구에서는 이들 10개의 문제 중 ${\ulcorner}$접착 테이프(Adhesive tape)${\lrcorner}$ 문제를 해결한 5개 팀의 보고서를 비교 분석하였다. 그 결과 학생들은 접착 테이프를 갑자기 뗄때 빛이 발생하는 원인을 정전기 발생, 전자의 이동, 에너지의 변환 등으로 해석하였다. 그러나 탐구의 과정에서 확산적 사고를 가지고 창의적 아이디어를 제시한 팀은 소수에 불과하였다. 본 대회는 탐구 토론대회이므로 탐구의 과정별로 새로운 아이디어를 제안하여 결론에 이르는 창의적 탐구의 과정이 제안되어야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권3호
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• pp.263-271
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• 2007

이 연구의 목적은 고등학생들의 독창적인 문제발견 능력과 과학 학업 성취도, 과학 탐구능력, 창의적 성격 사이의 관계를 알아보는 것이다. 발견된 문제의 독창성을 평가하기 위해 빈도수에 의한 평가와 교사와 학생에 의한 주관적 판단에 의한 평가 방법을 사용하였다. 그 결과, 세 가지 평가 방법은 큰 차이가 없었으나, 빈도수에 의해 평가할 경우 친숙한 문제가 더 높은 점수를 받을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 전체 학생들의 독창적인 문제발견 능력은 학업 성취도 및 창의적 성격과 정적 상관이 있었으나, 과학 탐구능력괴는 상관이 없었다. 그러나 독창성 점수가 높은 상위 집단에서는 창의적 성격과 정적 상관이 있었으며, 하위 집단에서는 학업 성취도와 정적 상관이 있었다. 또한 독창성 점수가 높은 상위 집단과 하위 집단 간의 과학 탐구능력과 창의적 성격은 유의미한 차이가 없었으며, 학업 성취도는 물리I과 화학I 과목에서만 유의미한 차이가 있었다. 앞으로 문제발견 능력을 평가하기 위한 평가 방법에 관한 연구와 함께 독창적인 문제발견 능력에 영향을 미치는 다양한 변인에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 영재교육연구
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• 제17권1호
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• pp.193-213
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• 2007

물리교육에서의 창의성에 대한 서양적 중심 사상인 생산성과 동양적 중심 사상인 깨달음을 조합하여 무아래 무늬를 이용한 창의성 신장 과학탐구 프로그램(PEPC)을 개발하였다. 무아래 무늬를 활용한 PEPC(Program for Enlightened and Productive Creativity)는 5단계 나선형 과학탐구과정으로 구성되어 있고, 각 단계마다 창의성을 신장시킬 수 있는 기본 요소를 제시하였다. 그리고 이 프로그램을 과학영재, 물리교사, 일반학생들에게 적용한 결과 과학영재반 학생들이 확장성과 직관력에서 일반학생들보다 높게 나타났다. 특히 직관력과 종합성은 교사반이 과학영재반 학생들보다도 낮게 나타났다. 그리고 창의성의 10개 요소 중 분석력은 모든 집단에서 낮게 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.375-382
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• 2015

교과서는 교육과정의 구체적 산물이며, 교수-학습-평가의 가장 중요한 자료이기 때문에 교육과정의 의도에 맞게 잘 만들어진 교과서가 필요하다. 특히 교과서에 기술된 학습목표는 학습자에게 학습의 대상을 명확하게 제시하여 학습을 촉진하는 역할을 하므로 명확하게 진술될 필요가 있다. 본 연구에서는 우리나라 고등학교 물리I, 물리II 교과서에 진술된 학습목표에 사용된 서술어의 특징을 정리하고, 미국과 싱가포르 물리 교과서의 경우와 비교하였다. 우리나라 물리 교과서 2종에 기술된 학습목표의 특징을 정리해 본 결과 서술어에 사용된 동사의 종류가 22종, 14종으로, 미국과 싱가포르 물리 교과서의 65종, 26종에 비해 적었으며, 주로 '이해하다', '알다'와 같은 추상적이고 포괄적인 뜻을 가진 동사가 사용되고 있다는 점이 문제점으로 드러났다. 미국 물리 교과서의 경우 65종이나 되는 다양한 동사를 서술어에 사용했을 뿐만 아니라, 10% 이상 사용된 것이 없고 소수로 사용된 동사가 대부분이라는 점이 두드러지게 나타났다. 학습목표를 영역별로 분류했을 때 우리나라의 경우 2종의 교과서에서 인지적 영역에 해당되는 학습목표가 98~99%를 차지하고 있으며, 탐구과정 영역에 해당되는 학습목표는 1~2%에 불과했다. 이는 학습목표의 진술 형태가 구체적이지 않을 뿐만 아니라 교과서의 탐구활동이나 읽기자료 등의 내용이 학습목표에 명시되지 않았기 때문에 학습목표의 대부분이 인지적 영역에 해당될 수밖에 없는 것으로 나타났다. 미국 물리 교과서의 경우 탐구 영역이 타 교과서에 비해 많은 비중을 차지하고 있었으며 이 영역의 학습목표 서술어 진술에 사용된 동사의 종류도 또한 많은 것으로 나타났다. 싱가포르의 경우 학습목표가 인지적 영역에 치우쳐있는 것은 우리나라의 경우와 비슷하나 학습목표의 서술어가 행동동사를 사용해 구체적인 형태로 진술되어 있다는 점에서 차이가 났다.