• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.425-443
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• 2013

이 연구는 과학자의 연구과정을 반영한 문제해결형 탐구학습 프로그램을 이용하여 고등학교 과학 영재학급 학생들을 대상으로 수업을 한 후, 문제해결형 탐구활동 수업에 대한 학생들의 인식, 활동 내용 및 수업의 효과를 분석한 것이다. 이를 위해 고등학교 부설 영재학급 1학년 학생 12명을 대상으로 사전 실험설계 능력 검사(DCT)를 한 후, '주기가 일정한 흔들이 만들기', '표면성장 실험', '메트로놈의 동기화현상'의 세 모듈을 적용하여 수업을 하였고, 그 후 사후 실험 설계능력 검사, 설문과 학생 면담을 실시하였다. 각각의 모듈은 과학적 의문의 생성, 해결 방안 모색을 위한 실험설계, 문제 해결 활동과 같은 일련의 과정들로 이루어져 있어 이를 통해 학생들이 문제해결형 연구 형태를 경험할 수 있도록 하였다. 조사 결과 학생들은 주어진 과정에 따라 기계적으로 하는 기존의 학교 수업과는 달리 자기주도적으로 실험을 설계하고, 해결 방안을 다양한 각도로 모색하여 직접 문제를 해결한다는 점에서 문제해결형 탐구 활동과 기존 수업과의 차별성을 인식하였다. 수업 과정 중 학생들은 발견한 문제를 해결하기 위해 끊임없이 사고하고 실험을 설계 해 보고, 직접 실험을 수행하면서 마침내 처음에 발견했던 문제를 해결할 수 있었다. 이러한 반복적인 과정을 통해 학생들은 과학자의 연구과정의 한 형태를 경험할 수 있었으며, 문제 해결형 연구과정에 대한 이해를 바탕으로 과학자의 연구과정에 대한 인식의 변화도 생겼음을 확인할 수 있었다. 수업의 효과 면에서 본 프로그램은 학생들의 체계적인 실험설계 능력의 향상, 현상의 원인에 대해 자유롭게 생각해 보고 의견을 발표하는 기회를 갖게 한 점 등에서 학생들에게 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 실험 설계 능력 사전 사후 검사 점수를 비교한 결과, 수업 후 대부분의 학생들은 실험설계 능력에 향상을 보였다. 기존의 따라 하기 식 실험에 익숙해져 있던 학생들은 처음에는 스스로 실험을 설계하는 데 다소 어려움을 느꼈지만 두 번째, 세 번째 수업을 하면서 체계적으로 실험을 설계하여 문제를 해결해 나가는 데에 조금씩 익숙해진 것을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.307-320
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• 2020

본 연구에서는 탐구 수업 설계 강좌에서 공동의 탐구 수업을 설계하고 시연하였음에도 탐구 수업에 대한 서로 다른 인식적 이해를 보여준 예비교사인 도형과 진우에게 주목하여, 강좌에서 그들의 위치짓기가 탐구 수업에 대해 서로 다른 인식적 이해를 구성하는 과정에 어떻게 반영되었는지 탐색하였다. 이를 위해 두 예비교사의 탐구 수업 설계 및 시연 과정에서 만들어진 산출물들을 수집하고 수업 시연을 녹화 및 전사하였으며, 두 예비교사와의 논의를 녹음 및 전사하여 본 연구의 분석 자료로 활용하였다. 연구 결과, 도형은 강좌 전반에 걸쳐 교수자에게 평가받는 대상으로 위치한 것이 부각된 반면, 진우는 평가 대상으로 위치함과 함께 탐구 수업에 대한 이해를 구체화하고 수업 설계에 관한 전문성을 향상시키는 예비교사로 위치한 것 또한 강좌 전반에 걸쳐 나타났다. 도형과 진우의 위치짓기는 그들이 탐구 수업 설계 및 시연 과정에서 탐구 수업에 대한 인식적 이해를 정교화하는 과정에 반영되었다. 탐구 수업 설계 과정에서는 도형과 진우 모두 탐구 수업을 학생이 교사의 안내 하에 가설을 설정하고 검증하는 사고와 실행 과정을 수행하는 것으로 설명했다는 점에서 공통된 이해를 보였으나, 수업 시연에서 예상치 못한 상황을 마주하면서 상이한 인식적 이해를 구성하는 양상을 보였다. 도형은 자신이 계획대로 수업에서 일어날 수 있는 상황을 예상하고 그에 반응하여 좋은 평가를 받기 위해 학생들이 실험을 진행하여 교사가 예상한 실험 결과가 나오는 수업이라는 통제된 탐구 수업을 추구하였다. 그에 반하여 진우는 학생의 선지식을 바탕으로 한 추론 과정을 중시하면서 탐구 수업을 학생들이 그들의 선지식을 바탕으로 과학자들과 같은 추론 과정을 따라가 지식을 구성하는 과정이라고 이해하였다. 예비교사 교육 과정에서 예비교사의 위치짓기가 그들의 인식적 이해에 어떻게 반영되는지 탐색한 본 연구 결과는 탐구 수업에 대한 예비교사의 인식적 이해 정교화를 지원하는 전략을 마련하는 데에 기여할 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제18권2호
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• pp.35-46
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• 1999

The most of elementary school science textbook contents are composed of observation and experiment activities. When students study natural phenomena, observation and experiment are st rongly emphasized to improve understanding of scientific concepts and inquiry abilities. The purpose of this study is deep understanding about experimental science classes. This ethnographic study is conducted by observations of experimental science classes in natural setting and interviews of teachers, students of the 5th grade. The conclusions of this study are as follows: First, the general process of the elementary science experimental classes is 'identifying learning purposes -1 planning experiments -1 predicting the results -1 experimenting-t summarizing the results.' The experiments are conducted by group activities and the teachers conceived that the me st difficult step considered by students is 'planning experiments'. Second, students like hands-on activities, but they feel difficulty on less guided experiments. Students perform results oriented-activities. Third, in group activities, students prefer to work with the same gender or collaborative peers.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.75-88
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• 2008

이 연구는 과학탐구실험을 진행하는 과정에서 나타나는 상호작용의 변화양상을 분석하여 상호작용의 특성과 상호작용의 변화에 영향을 미치는 요인을 알아보고자 하였다. 이를 위해 1년 동안 13개의 탐구실험활동이 진행되는 동안 교사가 추천한 두 동질모둠을 관찰하면서 녹음/녹화하였다. 40차시의 녹음/녹화자료는 모두 전사되었으며, 자료는 메모하면서 보고 듣는 과정을 반복하는 방법을 기초로 분석하였다. 분석결과 두 동질모둠의 변화방향은 현저히 달랐는데, 모둠 A는 모둠원간 감정대립이 심해 상호작용을 통한 학습이 불가능하게 된 반면, 모둠 B는 상호작용의 수준이 높아지고 있었다. 두 모둠의 상반된 변화는 모둠원의 의견이나 감정을 중재할 수 있는 동료의 존재여부에 의해 가장 크게 영향 받는 것으로 보인다. 전반적으로 볼 때, 학생들은 동료의 의견을 받아 논의하는 방법에 서툴렀고, 보고서 완성을 중시하였으며, 성취도가 낮은 학생이 소외되는 경향이 있었다. 또한 목표를 이해에 두는가, 동료의 의견을 존중하는가, 동료를 배려하는가, 분위기의 중재자가 있는가에 의해 상호작용의 변화방향이 달라지고 있었다. 이로부터 상호작용을 강조한 활동의 진행과 모둠구성에 대한 시사점을 얻을 수 있었으며, 이에 대해 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권2호
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• pp.146-161
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• 2005

이 사례 연구는 두 명의 중학교 과학 교사들의 실험 수업에 대한 신념에 관한 것이다. 이를 위하여 척도형 설문지와 개방형 설문지, 구조화된 면담과 반구조화된 면담을 실시하였으며, 수업을 관찰하고 수업 계획서와 수업 자료들을 수집하였다. 그리고 각 교사의 수업을 듣는 학생들을 대상으로 수업에 대한 이들의 생각을 알아보기 위한 면담을 하였다. 자료는 귀납적인 방법으로 분석되었다. 삼각측정법과 동료검증의 방법으로 타당성을 확보하였다. 연구 결과, 교사들의 실험 수업에 대한 신념은 구성주의적이었으나, 이러한 교사들의 신념은 실제 수업과 일치하지 않았다. 결론적으로 학생들의 탐구 수준에 대한 부적절한 판단과 그로 인한 탐구 활동의 부적절한 재구성 등이 교사의 신념과 실제 수업 사이에 발생하는 괴리의 원인으로 판단되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.576-585
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• 2004

이 연구는 국민공통기본교육과정 해양영역의 용어, 학습개념, 탐구를 대상으로 학습 연계성을 분석하였다. 분석 대상 교과서는 제 7 차 교육과정에 의해 집필된 초등학교 4학년, 중학교 7학년, 고등학교 10학년 과학교과서를 사용하였다. 용어의 사용 빈도는 초등학교에서 중 ${\cdot}$ 고등학교로 학교급이 올라가면서 증가하였으나, 용어의 해설은 고등학교로 갈수록 감소하였다. 학습개념은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에 관계없이 구체적 개념이 형식적 개념보다 많은 것으로 조사되었다. 탐구상황은 순수 과학적 상황이 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교 전 과정에서 통해서 가장 높았다. 탐구과정은 초등학교에서 중학교, 고등학교로 올라감에 따라 기본적 탐구과정에서 통합적 탐구과정의 비율이 증가하는 것으로 조사되었다. 탐구활동은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에서의 토의, 실험, 조사의 탐구활동이 많았으나, 고등학교에서는 견학 및 과제 연구가 전혀 제시되지 않았다. 이러한 결과에서, 기본 교육자료인 교과서에는 학교급에 상관없이 주요 용어에 대한 설명이 필요한 것으로 보인다. 또한, 학습개념과 탐구상황은 학생들의 인지발달과 과학${\cdot}$기술${\cdot}$사회와의 관계에서 전인적 학습이 가능하도록 할 필요가 있다. 특히, 지구과학교육에서 탐구활동은 야외학습을 통한 교육적인 효과가 크기에 적절한 적용이 요구된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권10호
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• pp.1489-1501
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• 2012

본 연구에서는 개방형 탐구문제를 해결하는 과정에서 학생들이 실제 어떠한 어려움에 직면하고 어떠한 해결 전략이 효과적이었는지에 대한 학생과 교사의 인식을 비교해 봄으로써, 효과적인 개방형 탐구의 지도 전략을 모색하고자 하였다. 연구대상이 된 과학고등학교 학생들은 KYPT 개방형 탐구 문제 해결과정을 겪으며 공통적으로 '실험' 단계에서 어려움을 겪었다고 이야기한 반면, 지도 교사들은 학생들이 '자료 해석'이나 '결론 도출'에서 어려움을 겪었다고 인식하고 있었다. 개방형 탐구 문제 해결 전략에 대해서는 학생들은 '팀원들 간의 토의'가 가장 활용 빈도가 높았으며, 또한 효과적이라고 답한 반면, 교사들은 '교재 및 논문'이나 '지도교사와의 토의'의 전략이 효과적이라고 답하여 학생들과 인식차이를 보였다. 교사들은 학생들이 효과적인 해결전략이라고 이야기했던 '팀원들 간의 토의'에 대해 학생들만큼 효과적이라고 생각하지 않고 있었다. 그러나 학생들이 공통적으로 도움을 받았다고 답변한 '팀원들 간의 토의'에 주목할 필요가 있으며, 학생들이 개별적인 문제를 해결하는 상황에서도 팀을 구성하여 팀원들 간의 토의가 활발히 일어나도록 장려해 줄 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.355-366
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• 1999

자료의 해석과 분석 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력 보다 과학 개념을, 탐구의 설계 및 수행 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력과 과학 개념을 강조하는 학습법의 적용이 유효할 것으로 기대된다. 과학 탐구 문제를 해결해 가는 사고 과정을 심층적으로 분석해 보면 현재와 같이 성공자에게는 1점, 실패자에게는 0점을 부여하는 이분법적(dichotomous)인 평가 방법으로는 문제를 해결해 가는 과정이 동일한데도 불구하고 성공자와 실패자를 완전하게 별별하고 있지 못해 과학 교육 활동의 전반적인 정치(replacement) 활동에 문제가 내재할 가능성이 있음을 유추할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 밝혀진 바와 같이 과학 탐구 문제 해결 사고 과정 분석에 의한 제 1유형에는 1점, 제 2유형에는 0.8점, 제 3유형에는 0.6점, 제 4유형에는 0.4점, 제 5유형에는 0.2점, 제 6형에는 0점을 부여하는 대안적 다단계 평가 방법에 대한 이론적 실천적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권1호
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• pp.80-93
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• 2010

이 연구에서는 확산을 이론적으로 정리하고, 확산에 관한 탐구실험을 개발하여 예비교사의 확산에 대한 이해를 조사하였다. 이 탐구실험을 수행한 3개 대학의 41명을 대상으로 설문조사를 하였고, 이 중 20명이 면담에 참여했다. 탐구실험을 수행하는 과정에서 3개 모둠에서 6명의 실험과정을 녹음, 녹화하였다. 예비교사의 개념에 대한 이해를 돕기 위해 면담과 녹음자료의 전사본, 보고서와 설문지, 확산에 대한 시험 답안지를 분석하였으며, 공동연구자와 결과에 대해 논의하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 분출과 확산 그리고 확산 중 등압확산과 등유량확산에 대해서 논의하였다. 둘째, 예비교사들은 분출과 확산 등을 Graham의 확산속도법칙에 의해 기계적으로 이해하고 있었으며 대부분의 학생들이 확산에 대한 오개념을 가지고 있는 것으로 조사되었다. 셋째, 탐구실험과정에서 예비교사들은 등압 및 등유량의 두 가지 확산실험에 대해 직접 관찰하였으나, 대부분의 경우 두 실험의 개념적 차이를 구별하는데 실패하였다. 탐구실험 후, 확산에 대한 개념의 수정이 이루어진 예비교사는 약 40%였다.

• 과학교육연구지
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• 제40권3호
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• pp.203-218
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• 2016

이 연구에서는 반성적 사고를 강조하는 실험보고서를 도입하여 이러한 실험보고서의 적용이 학습자의 메타인지능력과 탐구능력에 미치는 영향을 살펴보았다. 일반물리실험을 수강하는 대학교 1학년 학생을 대상으로 한 학기 동안 반성적 사고를 강조한 실험보고서 작성을 도입한 후 일반적인 실험보고서를 작성한 학생들과 메타인지능력과 탐구능력의 변화를 비교하고, 반성적 사고를 강조한 실험보고서를 사용한 학생들의 의견을 조사하였다. 반성적 사고를 강조한 실험보고서를 작성한 학생의 메타인지능력이 일반적인 실험보고서를 사용한 학생에 비해 유의미하게 상승하였으며, 이들의 탐구능력도 일반적인 실험보고서를 사용한 학생들과 마찬가지로 상승한 것으로 나타났다. 설문 결과, 설문 참여자들은 대체로 이러한 실험보고서가 복습과 메타인 지능력 및 탐구능력의 향상에 도움이 되며, 향후 교사가 되면 이 보고서 양식을 사용할 의향이 있다고 응답하였다.