• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.434-444
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• 2015

탐구 중심 실험은 과학 지식에 대해 이해할 수 있는 기회와 과학의 본성에 대한 올바른 인식을 얻을 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구에서는 중등 예비교사들이 탐구 중심 실험 수업에서 경험했던 어려움에 대하여 조사하고 분석하였다. 22명의 예비교사가 낮은 수준으로 문제를 해결하는 문제 해결 기반 탐구로 계획된 강의에 13주 동안 참여하여 탐구를 진행하였고, 이 과정에서 경험한 어려움에 대해 설문과 심층 면담을 통해 조사하였다. 예비교사들은 주로 실험 설계 과정과 자료해석 과정에서 어려움이 큰 것으로 나타났으며, 실험 목표에 대한 이해, 선지식이 부족하다는 인식, 탐구에 대한 자신감, 실험 도구 및 장비에 대한 이해 부족 등에서도 어려움이 나타났다. 연구 결과, 탐구에 대한 적절한 지도를 위하여 예비교사를 양성하는 기관에서는 충분한 탐구를 경험할 수 있는 환경을 조성하고, 체계적인 프로그램으로 지원해야 할 필요가 있음을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권4호
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• pp.318-327
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• 2007

본 연구의 목적은 고등학교 화학II 교과에서 Small Scale Chemistry(SSC)를 적용한 수업이 학생들의 과학 탐구 능력과 과학관련 태도에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 연구 대상은 인문계 고등학교 3학년 학생 112명이며, 실험 집단과 비교 집단으로 나누었다. 화학II 교과서의 기존 실험을 대치할 수 있는 SSC 실험을 7개 선정하여 이를 실험 집단에 적용하고, 비교 집단에는 교과서에 제시된 기존 실험을 적용하였다. 연구 결과 두 집단 간에 과학 탐구 능력의 향상에는 유의미한 차이가 있었으나, 과학관련 태도의 향상에는 유의미한 차이가 없었다. 세부 분석 결과 과학 탐구 능력의 차이는 기초 탐구 능력의 차이에 의한 것으로 나타났다. 실험 집단 학생들은 SSC 실험이 기존 실험에 비해 많은 장점(예를 들면, 개별 실험, 실험과 이론의 동시 학습, 짧은 실험 시간, 안전성, 친환경성 등)이 있음을 인식하고 있었다. 이러한 결과는 고등학교 화학 과목에 SSC 실험을 적용할 가치가 있음을 나타내며 현 교과서의 기존 실험을 대치할 수 있는 다양한 SSC 실험을 개발하여 보급할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권5호
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• pp.387-394
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• 2005

본 연구는 과학 영재 프로그램을 개발하고 개선하는데 반영하고자 2002년도 서울 대학교 과학 영재 교육센터에서 운영된 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 학습 목표, 과학적 모형, 과학 탐구의 인지 과정을 분석하였다. 교육 목표와 과학적 모형, 탐구 활동의 세 요소들은 과학 교육 과정의 구성에 있어서 중요하다는 판단 아래 각 요소들이 제시된 정도를 파악한 후 이들의 수준이 영재 학생들의 인지적 요구를 충족시키는지에 초점을 두어 분석 결과를 해석하였다. 이에 따라 교육 목표의 인지 영역 중에서 상위 사고력 영역에 해당하는 종합 영역, 과학적 모형 중에서 상위수준의 추상성과 복잡성 모형인 다 개념-과정 모형, 과학 탐구의 인지 과정 중 창의성 영역에 해당하는 실험 설계의 인지 과정이 과학 영재 학생들을 가르치는 데 중요한 항목임을 전제하였다. 분석 결과 서울 대학교 과학 영재 프로그램의 각 주제에 제시된 교육 목표는 상위사고력 영역과 하위사고력 영역이 비슷한 비율로 나타나며, 그 중에서 종합 영역은 낮게 나타났다. 과학적 모형은 다 개념-과정 모형보다는 단일 개념 모형이 많았으며 추상성 수준은 중간 정도였다. 과학 탐구의 인지 과정은 실제 과학 탐구의 인지 과정을 고르게 다루지는 않았다. 특히 실험 설계의 인지 과정은 적게 다루고 있었다. 따라서 분석한 과학 영재 프로그램이 과학 영재들의 인지적 요구를 충족시키기 위해서는 종합 영역의 교육 목표, 다 개념-과정 모형, 실험 설계의 인지 능력을 더 많이 반영해야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.870-880
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• 2007

이 연구에서는 과학실험활동에서 이루어지는 학습자의 상호작용 과정을 심층적으로 분석함으로써,인지수준별 모둠구성에서 나타나는 상호작용의 변화형태와 특성을 확인하여 상호작용 과정에 대한 실질적 이해를 돕고자 하였다. 이를 위해 1년 동안 13개의 탐구실험 활동이 진행되는 동안 교사가 추천한 두 모둠을 관찰 하면서 녹음/녹화하였다. 40차시의 녹음/녹화자료는 모두 전사되었으며,자료는 메모하면서 보고 듣는 과정을 반복하는 방법을 기초로 분석하였다. 이질모둠의 상호작용은 3A(형식적조작초기)학생이 문제해결을 주도하고 나머지 학생들은 상호작용에 참여하지 못한 채 일방적인 설명을 듣거나 답을 베끼는 식으로 변화하였다. 한편 낮은 능력의 학생은 상호작용에서 소외되고 있었으며,중간수준의 두 학생사이에 새로운 상호작용이 형성되고 있었다. 이로부터 상호작용을 강조한 활동의 진행과 모둠구성에 대한 시사점을 얻을 수 있었으며,이에 대해 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제45권5호
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• pp.470-480
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• 2001

이 연구의 목적은 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 개발하여 이를 적용한 수업이 학생들의 탐구능력 신장에 미치는 효과를 알아보고, 실험을 수행하는 과정에서 일어나는 상호작용을 학생들의 인지수준에 따하 분석하는 것이었다. 이를 위하여 남녀공학 중 학교 2학년 197명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험 수업을 통제집단에는 전통적인 실험수업을 한 학기에 걸쳐 적용한 후 과학 탐구능력 검사를 실시하였으며, 학생들의 인지수준에 따른 상호작용을 분석하고 이 실험 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 적용한 수업이 전통적인 실험 수업에 비하여 학생들의 과학 탐구능력 신장에 효과가 있있다. 탐구실험 수업 과정을 살펴보면, 학생들의 인지 수준에 따라 상호작용 참여 정도에 차이가 있었으며, 같은 인지수준이더라도 모둠 구성 방식에 따라 상호작용의 형태에 차이가 있었다. 인지수준이 높은 학생은 학생들 사이의 상호 작용에서 주도적이며 교사와의 상호작용에도 적극적으로 참여하였고, 인지수준이 낮은 학생은 인지수준이 높은 학생을 추종하는 경향이 있으며 교사와의 상호작용에는 소극적이었다. 실험 수업에 대하여 학생들은 탐구실험 수업이 모둠원들과 상호작용 할 기회를 제공함으로써 토론을 많이 하게 되고, 동료로부터 도움을 받아 어려움을 해결할 수 있었다고 응답하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권5호
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• pp.385-393
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• 2006

연구에서는 고등학교 화학 수업에서 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시하고, 학생들의 인지 수준에 따른 과학 탐구능력, 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과와 수업에 대한 인식을 알아보았다. 서울에 소재한 남자 고등학교 2학년 4개 학급의 학생들(92명)을 대상으로 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습을 실시한 처치집단과 실험과정이 모두 제시된 실험 수업을 실시한 통제집단으로 배치한 후, 화학의 ‘금속과 그 이용' 단원에 대해서 수업을 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 개방적 가설검증 학습모형을 적용한 과학 탐구학습은 과학 탐구능력 향상에 관해서 실험설계, 자료 변환 및 해석, 가설검증의 영역에서 유의미한 효과가 있었으며 문제 파악 및 정의, 가설설정의 영역에서는 효과가 없었다. 한편, 개방적 과학 탐구학습에서 학생들의 역할 및 수행할 과제의 증가로 인해 과학 수업에 대한 태도는 처치집단에 부정적인 효과가 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권4호
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• pp.364-373
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• 2006

이 연구의 목적은 중학교 초임 과학 교사들의 실험수업을 관찰하여 실험 수업에 참여한 교사들의 탐구 수준을 알아보는데 있다. 신규 임용된 교사를 대상으로 전화 면접을 통해서 8명을 선발한 후, 구두 면담을 통하여 최종적으로 4명이 선정되었다. 실험 주제는 학생들의 조작적 활동이 많은 내용으로 교과서에 있는 실험으로 연구자가 제시하였으며, 수업 기술 발달 분석을 목적으로 1년 후에 같은 주제로 수업을 하였다. 이러한 과정을 통하여 알아낸 참여 교사들의 탐구 수준은 확인 탐구 수준 또는 구조화된 탐구 수준으로 나타났으며, 1년 후에 조사한 참여 교사들의 탐구 점수가 범주별로 약간 증가하기는 하였지만 여전히 확인 탐구 수준과 구조화된 탐구 수준을 벗어나지 못하였다. 이 연구는 초임 과학 교사들의 수업 발달에 대한 기초 연구와 실험 수업을 개선하는데 이바지 할 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권5호
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• pp.509-524
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• 2007

The purpose of the study is to compare elementary school science textbooks ($3^{rd}$ grade) in Korea and the U.S., centering on the ways to present scientific concepts and inquiry process in the units of 'matter.' The analysis is focused on: a) general structure of the units; b) how to present scientific concepts in terms of its connections and complexity; c) how to present inquiry process in terms of its types and skills. The findings of the study are as follows. First, the contents of 'matter' units are scientific discipline-based in both countries. The general structure of the units in Korean textbooks is unrestricted compared to those in the U.S. Second, the connections among the concepts are poor and the level of complexity is low in Korean textbooks, which are contrary to those in the U.S. textbooks. Third, it is a common feature that the inquiry process is based on learners' everyday experiences with simple experiments in two countries' textbooks. However, the inquiry process in the U.S. textbooks is provided with detailed instructions while the process in Korea is presented with diverse activities without formal guidelines. Based on the results, the study suggests three recommendations to improve Korean textbooks: a) science contents should be linked to other disciplines in order to promote practical applications; b) scientific concepts are required to be tightly connected and provided with in-depth explanations; c) inquiry process is needed to be presented with specific guidance to facilitate scientific thinking.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권3호
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• pp.346-356
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• 2015

The purpose of this study was to explore the characteristics of elementary science gifted students' modification of scientific explanations based on evidences. For this study, sixteen $6^{th}$ elementary students were participated. The subjects of this study were enrolled in the program for the science gifted. Students were asked to generate initial hypotheses before experiment, and to modify and revise their scientific explanations based on the experiments about water rising in burning candle(s). All the processes of small group discussion during the inquiry were audio-recorded. Students' modification of their scientific explanations were appeared in three types: 1) appropriate connections among evidences, reasoning, and claims, 2) disconnections among evidences, reasoning, and claims and/or use of inappropriate reasoning, 3) scientific explanations without their own understanding. Other problems that students encountered in the processes of modification of their explanations were also discussed.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권4호
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• pp.731-747
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• 2004

The scientific inquiry enterprise consists of formulating hypotheses, testing hypotheses, evaluating evidence, and revising hypothesis. Scientific inquiry in the science classrooms requires students' background experience and knowledge with the phenomenon in order to ask appropriate questions, identify and define variables operationally, formulate hypotheses, and design clear and complete experiment. The ability to test hypotheses has been postulated to play a central role in cognitive processes. The purpose of this study was to analyze what the change of the quantity and quality of the hypothesis, the rejecting or accepting of the hypothesis, and the use results in the repetitional hypothesis activity experiments. To examine the problems, this study analyzed 5 classes which were designed and administered to 16 students of the 7th grade. The results of this study showed that students preferred the engineering method to scientific method and the quality of a second hypothesis got low. The quality of the hypothesis came to be higher through a repetitional hypothesis and the number of hypothesis was reduced. The results of the experiments did not play central roles in revising hypotheses and accepting or rejecting hypothesis.