• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.707-715
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• 2019

학생들의 과학핵심역량을 신장시키기 위하여 학생 중심의 자기주도탐구는 중요한 교수학습법이다. 학생들은 탐구과제를 수행하는 과정에서 다양한 어려움을 경험하게 되고, 때로는 원하는 결과물을 산출하지 못하거나, 예상했던 것에 비하여 의미 없는 탐구를 수행하는 등의 실패를 경험하게 된다. 이 연구는 학생들의 자기주도적 과학탐구에서의 어려움과 실패 원인을 확인하기 위해 진행되었다. 이 연구는 과학고등학교 및 과학중점 고등학교에서 과제연구의 경험이 있는 고등학생 16명을 대상으로 하였다. 자료 수집은 반구조화된 개방형 질문을 중심으로 한 심층면담으로 이루어졌다. 질적 자료 분석은 면담 원자료로부터 참여자들이 경험한 어려움과 실패 상황과 그 원인이 드러낼 수 있는 문단을 찾아 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 대부분의 실패 원인은 능력 부족, 불완전한 절차, 어려운 과제의 선정으로 나타났다. 학생들의 과잉확신, 계획오류, 집단사고 등 다양한 인지편향도 원인으로 분석되었다. 연구 결과들을 토대로 학생들이 자기주도 탐구에서 논리적, 반성적, 합리적 문제해결 역량을 발휘하여 실패와 시행착오의 단계를 최대한 줄이도록 충분한 준비를 할 수 있도록 해주는 교육 전략의 개발이 필요하다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.170-185
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• 2013

본 연구의 목적은 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적인 모형을 규명하는 것이다. 이를 위해 생명 과학 탐구에서 과제 집착에 대한 다양한 문헌들을 분석하여 과제 집착에 대한 가설적인 인지적 모형을 고안하였다. 이 후, 고안한 모형의 규명을 위해 과제 집착의 분석을 위한 과제를 개발하고 사고 발성법과 회상적 면접법을 이용하여 연구 참여자의 프로토콜을 수집, 분석함으로써 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적 모형을 규명하였다. 연구 결과, 문헌 기반의 모형을 고안하고 프로토콜 분석을 통하여 규명한 과제 집착의 인지적 모형을 크게 과제 집착 유발, 과제 집착 강화, 과제 집착 유지의 세 단계의 과정으로 구성하였다. 과제 집착 유발 단계에서는 과제에 대한 관찰, 과제 관련 경험 표상, 탐구 예비 수행, 목표 평가의 하위과정으로 구성하였다. 과제 집착 강화 단계는 경험 기반 탐구 계획 설정 또는 경험 미기반 탐구 계획 설정, 적극적인 수행 및 소극적인 수행, 탐구 수행중 자기 평가, 가설 검증까지 반복적인 수행의 하위 과정으로 구성하였다. 과제 집착 유지 단계에서는 완료 후 피드백 수행, 자발적인 후속 탐구 수행의 하위 과정으로 구성하였다. 각 단계마다 과제 집착 구성 요소인 자신감, 목표설정, 주의집중이 변화하는 것으로 구성하였다. 위 연구 결과에 의해 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적 모형을 통해 생물 분류 탐구에서 과제 집착 향상을 위한 구체적인 교수-학습 전략을 구성하기 위한 기초 정보를 제공할 수 있으며 탐구과정에서 과제 집착의 단계적인 평가와 피드백 제시에 도움이 될 것이다.

• Educational Technology International
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• 제17권2호
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• pp.229-251
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• 2016

This study was designed to investigate the relationship between middle school students' smart media competency and online learning outcomes. The context of this study was on online inquiry-based mathematics and science learning environment, and four-hundred and fifty-five (455) 7^th to 9^th grade students in Korea participated in this research. To assess students' smart device competency, Smart Media Literacy Quotient (SMLQ) which consisted of 18 items regarding the operation ability of smart media and its application (14 items) and positive beliefs of smart media (4 items) was administered to each student. The findings of this study first showed that students' smart media literacy varied according to their characteristics such as gender, grade, class (subject), and socio-economic status. Female students' scores were higher in overall smart media literacy operation and learning ability of smart media than male students. 7^th grade middle school students represented lower smart media literacy scores, compared to 8^th and 9^th graders. Also, minority students were significantly lower in smart media literacy, operation and learning ability of smart media, and positive belief of smart media than the non-minority students. Second, overall smart media literacy and operation and learning ability of smart media varied among high, medium, and low score achievers in inquiry tasks. Low scored students in inquiry tasks were significantly lower in overall smart media literacy and operation and learning ability of smart media than medium scored students. Lastly, smart media literacy also varied by students' dropout/completion. Students who dropped out reported significantly lower scores in overall smart media literacy, operation and learning ability of smart media, and positive belief of smart media.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.930-943
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• 2007

이 연구에서는 과학자들의 연구 수행에서 나타나는 인식론적 특성을 반영한 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고,이 과정에서 학생들이 실제로 과학의 인지과정을 경험하면서 참탐구 인식론을 반영한 추론 특성을 보이는지를 알아보고자 하였다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생 86명을 연구 대상으로 하였으며,4주 동안 비교집단 2개 학급의 학생들은 전통적인 학교 탐구 활동을 수행하게 하고 실험집단 2개 학급의 학생들은 개방적 참탐구 활동을 수행하게 한 후 학생들이 제기한 질문을 비교하였다. 그 결과 두 집단의 학생들이 제기한 질문의 빈도는 크게 차이가 없었으나,질문의 유형에는 차이가 있었다. 실험집단에서 사고 질문의 빈도가 높게 나타났고,질문의 세부 유형에서도 비교집단 학생들의 질문과 유의미한 차이를 보였다(p <.01) 특히 사고를 확장시키는 질문과 변칙 데이터에 대한 질문의 빈도에서 큰 차이가 있었다. 또한 실험 집단에서 제기된 질문 가운데에는 과학적 방법,변칙 데이터,추론의 불확실성과 같은 참과학의 인식론을 반영하는 질문들이 발견되어 개방적 참탐구 수행에서 학생들이 과학적 인식론을 이해하게 될 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 탐구주제에 따른 질문 비교에서 개방도가 높아질수록 변칙탐지 질문과 전략질문의 빈도가 높아지는 경향이 있었고,귀납적 질문과 유추적 질문의 경우에는 개방도보다는 탐구 주제와 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권5호
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• pp.694-708
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• 2011

본 연구에서는 과학 수업에서 학생들이 과학 현상을 근거 있게 설명하고 주장할 수 있도록 인지적 발판이 포함된 과제를 개발하였고, 과제가 소집단 논변 발달에 미치는 영향을 알아보았다. 이를 위해 한 학급에서 이질적인 소집단을 구성한 후, 개발된 과제를 수업중에 활용하였다. 소집단 논변활동에서 학생들은 먼저 각자의 의견을 적고, 서로의 의견을 공유한 후 가장 그럴듯한 의견을 선택하였다. 학생들의 사전 사후 논변 검사지와 논의가 활발하게 일어난 한 소집단의 담화 전사본, 학생들의 반 구조화된 인터뷰, 수업관찰 노트를 통해 과제가 소집단 논변에 미치는 영향을 분석하였다. 개발된 과제는 모순된 논변 예시를 포함하여 학생들이 증거를 가지고 반박할 수 있도록 하였으며, 친구의 생각과 비교하고 설득하는 활동을 통해 소집단 논변이 활발히 이루어지도록 하였다. 그 결과 학생들의 논변 검사 점수가 향상되었으며, 증거와 추론이 포함된 주장을 하였다. 또한 과제를 진행함에 따라 학생들의 논변은 높은 향상 발화의 빈도와 긴 추론 고리의 특성을 보이면서 그 수준이 높아졌다. 학생들은 과제를 수행하면서 제시된 예시 의견에 대해 반성적, 비판적으로 사고하여 타당한 증거와 추론이 포함된 정교한 주장을 하였으며, 자료를 바탕으로 다양한 근거를 제시할 수 있는 과제는 학생들로 하여금 자발적으로 의견을 제시하도록 하여 다양한 참여로 이끌었다. 본 연구는 발달된 소집단 논변 활동의 맥락에 대한 이해와 일반 중학교 과학 탐구수업에서 학생들의 논변 활동을 조력하는 교수 학습 상황에 대한 정보를 제공하였다는 점에서 의의가 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.171-182
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• 2006

초등 과학과 학습은 관찰이나 실험 등의 탐구 활동을 소집단 중심으로 수행하는 경우가 많다. 학습자는 다양한 의견을 교류하면서 협력적 상호작용을 통하여 실험 및 관찰 결과로부터 결론을 도출할 수 있어야 한다. 오프라인과 온라인의 장점을 활용하는 새로운 교육방법인 블랜디드 러닝(Blended-Learning)을 활용하여 오프라인 상의 실험, 관찰 활동을 보완하고 온라인 커뮤니케이션 기능을 실험의 전 과정에 밀착 적용하여 학습자들의 다양한 상호작용을 강화함으로써 학습자들이 탐구학습에 보다 적극적으로 참여하도록 한다. 이러한 관점에서 제안된 웹 기반 탐구학습 시스템은 온라인 커뮤니케이션 기능을 사용하여 오프라인 탐구학습 과정에서 발생한 다양한 의견을 모으고 생각을 정리하여 아동들이 반성적 사고의 기회를 갖게 함으로써 탐구학습을 효율적으로 수행하도록 도와주는 것이다. 웹 기반 탐구학습 시스템을 초등학교에 실험한 결과 과학과 탐구학습에 대한 관심과 흥미도가 높아졌고, 학업 성취도가 향상되었으며 탐구학습 방법의 습득으로 탐구 능력이 향상되었다.

• 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.

• Educational Technology International
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• 제19권1호
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• pp.93-122
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• 2018

It is crucial to understand the characteristics of learner questioning due to the effects it has on learning. This study focuses on the effects of middle school students questioning on their academic achievement in an online inquiry learning environment. A survey of 827 middle school students was conducted; the students took part in an online math and science program offered by a center for the gifted. Throughout the survey, learner questioning was analyzed, and its correlation with academic achievement was investigated. An analysis was based on questioning categories of a low- and high-level questions from previous studies. Through the survey, it was found that the number of learner questions asked in the online environment was small, but the number of low- and high-level questions were almost equal. Secondly, the higher the academic achievement level of the student, the higher the possibility they would ask either low- or high-level questions. Lastly the group of students in both low- and high-levels of questioning earned the highest average scores on formative evaluations and inquiry tasks. This indicates that regardless of the level of questions, the act of questioning itself is highly related to the academic achievement. However, in the case of advanced learning projects, the quality of questioning and high-level questioning affected the academic achievement of students. Based on these results, implications for the encouragement of learner questioning and support for asking high-level question are suggested.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.40-53
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• 2019

이 연구는 예비교사들이 삼엽충을 분류하면서 보이는 탐구 특성을 분석하는 것이다. 연구를 위해 교사 양성 대학에 다니는 예비교사 70명이 참여하였다. 연구에 이용된 분류 과제는 삼엽충 화석 사진 9장이었다. 예비교사들의 탐구활동은 그룹별로 삼엽충 화석을 관찰한 후 삼엽충의 진화 과정을 분류한 후 계통도를 구성하는 것이었다. 구체적인 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 예비교사들은 삼엽충의 외형적인 특징을 잘 관찰해내고 그 내용을 바탕으로 체계적인 분류 결과를 도출하였다. 둘째, 예비교사들은 다양한 분류 기준을 사용하여 삼엽충을 분류하였다. 셋째, 예비교사들의 계통도와 과학자들의 계통도는 매우 유사하였다. 예비 교사들은 과학자들이 주장하는 삼엽충 화석의 일반적인 진화 과정인 단순한 형태에서 복잡한 형태로의 변화를 관찰과 추리를 통해 분석해낸 후 이를 근거로 계통도를 구성하였다. 이러한 결과는 충분한 시간이 제공되는 그룹별 탐구활동이 매우 효과적이며 예비교사들에게 탐구 활동에 대한 경험이 매우 중요함을 다시 한 번 시사해주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-92
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• 2014

본 연구의 목적은 과학교사의 논변 수업 전문성 증진을 위해 실질적인 논변활동의 경험을 제공할 수 있는 탐구기반 논변과제를 개발하는데 있다. 이를 위해 샤를의 법칙과 관련된 탐구 실험을 활용하여 논변과제를 개발하였고, 3차에 걸쳐 총 8명의 참여자들을 대상으로 논변활동을 적용하였다. 적용과정에서 드러난 쟁점들을 분석하여 논변활동이 촉진될 수 있는 방향으로 문항을 수정하였고, 이러한 수정의 효과는 참여자 논변 양상의 변화를 통해 확인하였다. 본 연구의 교사 전문성 신장을 위한 논변 과제 개발에서 나타난 세 가지 쟁점은 논변 주제의 구조화, 인지 갈등 유발과 의견 수렴의 연계, 다양한 증거의 활용과 활용 방법 결정이다. 논변 주제를 과학적인 접근을 할 수 있는 형태의 문항으로 구성하고, 의견 수렴을 위한 전략을 사용한 결과 논변 구조가 질적, 양적으로 발전했으며, 논변 양상도 복잡하게 나타났다. 실험 활동의 사용 여부는 논변 양상에는 큰 영향이 없었으나, 문항의 특성에 따라 실험 결과의 관찰이 논의의 가장 핵심적 근거로 사용됨을 확인하였다. 앞으로 과학교사에게 논변 활동의 경험을 갖게 하는 보다 다양한 프로그램이 개발될 필요가 있으며, 본 연구의 결과는 이러한 프로그램 개발에 실질적인 시사점을 줄 수 있다.