이 연구는 초등학교에서 과학적 관찰 전략을 적용한 과학 수업이 관찰지식 생성에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이를 위하여 교육과정 분석을 통해 관찰과 관련된 수업주제를 선정하고, 관찰의 방법과 대상에 따라 체계적인 관찰이 이루어지도록 학습지와 스토리보드를 개발하였다. 이 연구를 위해 초등학교 6학년 학생을 대상으로 실험집단 38명, 통제집단 37명을 선정하였다. 실험집단에는 14차시에 걸쳐 과학적 관찰 전략을 적용한 수업을 실시하였으며, 통제집단에는 실험집단과 동일한 주제와 차시에 걸쳐 전통적 수업을 적용하였다. 실험 집단과 통제 집단 모두 수업처치 전후에 촛불 관찰 과제로 과학적 관찰 전략을 적용한 수업의 효과를 검증하였다. 연구 결과, 과학적 관찰 전략을 적용한 과학 수업이 전통적 수업에 비해 다양한 관찰 지식을 생성하는데 효과적이었다. 생성된 관찰 사실들에 대한 관찰 지식의 수와 다양도 측면에서 학생들의 관찰력을 정량적으로 평가한 결과, 수업 처치 후 실험집단의 관찰지식의 수와 다양도에서 유의미한 차이가 보였다. 또한 절대 관찰력 지수에서도 실험 집단이 통제 집단보다 관찰력 지수가 높아졌음을 알 수 있었다. 이는 과학적 관찰에 대한 체계적인 지도 전략은 학생들의 과학적 관찰 지식 생성력을 향상시키는데 효과적일 수 있음을 시사한다.
많은 초등교사들의 과학적 지식 부족은 과학 교수활동에서 여러 가지 문제점으로 나타난다. 따라서 초등교사의 과학적 지식 향상이 필요하지만 교사 양성 과정이나 재교육 과정에서 주로 수행되는 강의 기반 활동을 통해서는 초등교사의 과학적 지식 부족을 해결하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 과학 교사교육 개선 방안을 탐색하고자 한다. 초등학교 과학과 교육과정 내 물질 영역에 대한 내용 지식을 향상시키기 위해 실행연구를 수행한 연구자 3명에 대해 심층면담을 실시했다. 면담결과를 토대로 3명의 연구자들이 실행연구 과정에서 수행한 과학적 실천에서 공통적으로 겪은 어려움과 성장한 부분을 분석했다. 심층면담에서 3명의 교사들은 자신이 특정 개념을 어떻게 이해하고 있는지, 무엇을 이해하지 못하고 있는지, 무엇을 더 공부해야 하는지를 파악하는데 어려움을 겪었다. 그리고 탐구 실천 계획을 수립하는 과정에서 명시적으로 배웠던 절차적 지식을 실제 맥락 속에서 어떻게 적용시켜야 하는지 모르는 상황도 겪었다. 또한 선언적으로 이해하고 있던 지식은 실제 현상에서 관찰되는 내용과 차이가 있어 어려움을 겪기도 했다. 하지만 교사들은 이러한 어려움 속에서 주제 분석, 탐구 계획, 탐구 수행, 결과 논의의 과정을 스스로 실천한 결과 내용 지식뿐만 아니라 의도하지 않았던 절차적 지식에 대한 이해까지 향상되었다고 진술했다. 또한 기존에 이해하고 있던 내용 지식을 통합적으로 이해하는 것도 도움이 되었다고 했다. 그리고 교사들은 과학 실천이 개별적으로 수행되기보다 주변 동료들과 공동체를 구성하여 논의하고 점검하는 기회를 가진다면 더 효과적인 학습이 될 수 있을 것이라는 제안을 했다. 이러한 점에 비추어 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 교사교육의 방향은 교사들이 학습 공동체 속에서 현상이 발생되는 맥락에 대해 직접 탐구하고 그 결과를 바탕으로 과학 개념을 이해하는 형태로 개선될 필요가 있다. 이는 교사의 실천과 이해를 통합시켜 과학 교수 활동 개선에도 기여할 것으로 판단된다.
This paper is an exploratory study to analyze the flow of knowledge in science and technology in order to predict technology innovation. Here, we need to look into the characteristics of how knowledge is created in science, technology and industry to start with. Based on the characteristics we find, we have to understand the relationships between science, technology and industry, and construct a model to link them to each other for future empirical studies. In this study, we take a general view of the existing study results and theoretical models on the characteristics and linkage of scientific and technological knowledge. Moreover, we examine the preliminary framework to link science to technology to industry for further study on the knowledge flow of science and technology. Finally, we present the direction for future study by using the examined models and framework.
This study sets out to assess the scientific literacy of secondary school students and to describe their differences according to gender, grade, course. This study involved 112 middle school students and 213 high school students. Their scientific literacy was measured by the Scientific Literacy Test designed by Manhart (1997). A 70-item multiple-choice test was used to assess their scientific literacy. The constructs of science factor included 36 items making up physical science, life science, and earth science subtests. The social aspects of science factor consisted of 34 items in nature of scientific inquiry/knowledge, science as a human endeavor, science and technology, and societal perspectives. A two-way analysis of variance (ANOVA) and t-test were conducted using the SPSS program. The scientific literacy score of the middle school students was 45.17. There was no significant difference according to gender but boys tended to perform better than girls on both the constructs of science factor and the social aspects of science factor. The scientific literacy score of the high school students was 51.79. There was no significant difference according to gender. But, boys tended to perform better than girls on the constructs of science factor. Girls tended to perform better than boys on the social aspects of science factor. The students taking a course on natural science got statistically higher scores than the students taking a course on humanities. The high school students got statistically higher scores than the middle school students.
The purpose of this study was to examine the effects of a brain-based science teaching and learning model on the science related attitudes, scientific inquiry skills and science knowledge of the 2nd graders in Intelligent Life course. For this study, 117 elementary students from four classes of the 2nd grade in Seoul were selected. In the comparison group, traditional instruction was implemented and in the experimental group, instruction according to brain-based science teaching and learning model was implemented for four weeks. The results of this study were as follows : There were little differences between the comparison and experimental groups in terms of the science related attitudes except for the sub-domains of interest and curiosity. And brain-based science teaching and learning model programs improved a few scientific inquiry skills, especially observation and classification. In addition, the experimental groups showed a positive effect on science knowledge. In conclusion, brain-based science teaching and learning model programs were more effective in improvement of the science related attitudes, scientific inquiry skills and science knowledge of elementary students.
이 연구에서는 디지털 탐구도구로 측정한 데이터를 활용하는 과학 탐구 수업에서 초등학생의 지식정보처리역량과 협력적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 경남 S시의 초등학교 5학년 3개 학급을 실험집단, 3개 학급을 통제 집단으로 선정하였다. 통제집단은 전통적인 강의식 수업을 하였고, 실험집단은 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업을 하였다. 수업 후 검사를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생들의 지식정보처리 역량 향상에 도움을 주었다. 둘째, 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생의 협력적 문제 해결력을 신장시켰다. 이상의 결과로부터 과학데이터를 활용하는 과학 탐구 수업은 초등학생의 지식정보처리역량과 협력적 문제해결력 향상을 위해 필요함을 알 수 있었다. 이번 연구를 바탕으로 향후 디지털 탐구도구로 측정한 데이터를 활용하는 과학 탐구를 활성화할 수 있는 구체적인 교수·학습 환경에 관한 연구가 필요하다.
이 연구는 중학생들의 과학 지식의 본성에 대한 이해와 개념 이해 및 학습 젼략 사이의 관계를 조사하였다. 인천 지역의 중학교 1학년 162명을 대상으로 과학 지식의 본성 검사와 학습 전략 검사를 실시하였다. 밀도에 대한 컴퓨터 보조 수업 후 개념 검사를 실시했다. 연구 결과, 학생들의 개념 이해와 심층적 및 피상적 학습 전략은 과학 지식의 본성에 대한 이해와 유의미한 상관이 있었다. 학생들의 복합적인 학습 전략의 유형을 확인하기 위해 군집분석을 실시하였다. 그 결과, '심층적 전략 점수는 높고, 피상적 전략 점수는 낮은 집단(군집 1)', '심층적 전략 점수는 낮고, 피상적 전략 점수는 높은 집단(군집 2)', '심층적, 피상적 전략 점수가 모두 높은 집단(군집 3)'으로 구분 되었다. 일원 변량 분석 결과, 과학 지식의 본성 검사와 개념 검사 모두에서 군집 3의 점수가 다른 군집들 보다 유의미하게 높았다. 또한 개념 검사에서는 군집1이 군집2에 비해 보다 높은 성적을 보였다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.
본 논문에서는 우선 기술혁신에 있어서 과학기술 지식의 연계관계에 관한 연구동향을 몇 가지 과정에서 정리하고, 기술혁신 과정에 있어서 과학과 기술 간의 상호작용 또는 지식흐름이 어떠한 역할을 하는지를 검토한다. 이어서 과학과 기술의 지식흐름 측정을 위한 통계적 방법과 양적 지표를 검토하고 지식흐름에 있어서 인적요인의 역할을 고찰하고자 한다. 다음으로, 한국의 기술혁신이 기반하고 있는 과학기술 지식의 특성을 분야별로 분석한다. 이를 위해 미국특허청에 등록된 한국인 특허를 대상으로 이들 특허 표제면에 수록되어 있는 비특허문헌 중 과학논문에 대한 정보를 추출한 후 기술혁신 분야와 주체별로 과학지식 연계정도와 인용된 과학지식의 최신성을 규명한다. 끝으로, 예측가능한 미래에 이루어질 새로운 발전을 향한 관점에서 결론과 시사점을 도출하고자 한다. 이는 지역혁신 시스템 혹은 국가혁신 시스템이라는 맥락에서 과학연구와 기술개발 사이의 관계에 대한 복잡하고 역동적인 네트워크를 설명하고 평가하기 위해 특허에 기반을 둔, 그리고 발명자에 기반한 통계의 디자인과 활용을 위한 새로운 방향을 제안한다.
본 연구의 목적은 과학영재들의 과학 지식에 대한 과학철학적 관점을 조사하고, 토론과 읽기 활동에 따른 관점의 변화 양상을 분석하는 것이다. 이를 위해 과학영재 교육프로그램에 참가하는 중학교 2학년 10명을 연구대상으로 선정하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 활동 전 학생들의 과학 지식에 대한 관점은 상대주의(n=2), 반증주의(n=2), 상대주의와 절충주의의 경계(n=1), 반증주의와 절충주의의 경계(n=3), 상대주의, 반증주의 및 절충주의의 경계(n=1), 귀납주의와 절충주의의 경계(n=1)에 위치하는 것으로 나타났다. 이 결과는 대부분의 학생들이 과학 지식에 대한 현대적인 과학철학적 관점을 가지고 있음을 의미한다. 둘째, 토론 및 읽기 활동이 학생들의 과학 지식에 대한 관점의 변화에 영향을 미치기는 하였지만, 일부 문항들에서 귀납주의 항목을 선택했던 학생들은 토론과 읽기 활동에도 불구하고 지속적으로 같은 응답을 유지하는 견고성을 보였다. 이는 전통적 과학철학 관점에서 현대적 과학철학 관점으로의 변화가 용이하지 않음을 시사하는 한 예이다.
The primary purpose of this study is to investigate the applicability of content and formal schemata for processing the scientific texts which encompass the human knowledge of the physical world. In general, schema theory is based on the culture-oriented background of a text. From this point of view, the problem as to whether both content and formal schemata are applicable to the comprehension of a scientific text deserves a focal attention in terms of information processing modes. The results of empirical study indicate that whereas the universality of general knowledge content about the natural world attenuates the tenets of schema theory, the rhetorical organization of scientific texts encourages the application of the schema-based approach; the reader's familiarity with the structural patterns of a text facilitates his reading comprehension.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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