• 한국과학교육학회지
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• 제24권2호
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• pp.226-233
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• 2004

이 연구의 목적은 뇌 신경세포 활동의 비동기화 정도는 두피에서 측정된 뇌파의 전극전위간의 상관계수와 관련이 있을 것이라는 가설을 검증하고 그 가설을 이용하여 과학적인 사고과정에서 나타나는 뇌파의 특성을 기술하는 것이다. 초등학교 6학년과 중학교 1, 2학년을 대상으로 실험 설계, 인지갈등, 연계, 초인지등의 4단계의 과학적인 사고과정으로 이루어진 구슬굴리기 과제를 수행하는 과정에서 나타나는 뇌파와 안정상태의 뇌파를 19개의 두피전극에서 측정하였다. 연구결과, 전극전위간 상관계수가 작아질수록 뇌 신경세포의 비동기화 정도가 커졌으며, 안정상태에 비해 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 전극전위간 상관계수가 감소하였다. 또한, 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 뇌세포가 가장 많이 활성화되었다. 뇌파를 이용한 과학적 사고과정의 연구에서 뇌파의 주파수 특성뿐만 아니라 전극전위간 상관계수를 분석함으로써 좀 더 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 생각한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.583-595
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• 2004

본 연구의 목적은 초등학생들의 힘에 대한 개념이 연모 실험을 설계하는 과정에 영향을 끼치고 있는 가를 탐색적으로 분석하는 것이다. 초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 힘에 대한 개념을 4개의 선다형 문항을 실시하여 응답 유형을 구분하였다. 힘 개념을 조사하는 문항과 짝을 이루도록 개발된 연모 실험의 4가지 과제를 동일한 학생들에게 해결하도록 하여 실험 설계 능력 중 가설 설정, 변인 통제 및 실험 방법의 요인으로 구분하여 조사하였다. 연구의 분석 결과 초등학생들을 힘에 대한 개념을 과학적 개념과 대안적 개념 집단으로 구별될 수 있었으며, 그 개념에 따라서 실험 설계 능력 중 가설 설정과 변인 통제 및 실험 방법에서 어떤 유형으로 구별되는 가를 분석하였는데, 과학적인 힘 개념을 가진 학생들이 연모 실험의 가설 설정과 변인 통제 및 실험 방법에서 차이를 보이지 못하였다. 이런 결과는 초등학생들의 힘 개념이 연모 실험을 설계하는데 아무런 영향을 주지 못하며, 결국 과학 개념이 실험을 설계하는데 긍정적인 역할을 하도록 한다는 가정이 유지되기 어렵다는 점을 시사받을 수 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.271-280
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• 2006

In this paper, an Online Scientific Inquiry Learning System was developed with the aim of improving student's scientific literacy and scientific inquiry ability. It was determined that there should be 4 distinct principles applicable to the design of the Learning system. First, it should enrich learner's motivation. Second, it should provide students with the chance for reflecting on the inquiry process. Third, it should emphasize multi-dimensional forms of interaction. Fourth, students should be able to create new information through it. The server system including the database, equation editor, reporting tool, search engine were all utilized for developing the learning system. In addition, the authors produced 24 web-based projects which were guided inquiry activities in which various inquiry abilities (reasoning, prediction, experiment design) could be developed. An Online Scientific Inquiry Learning System is not the only program which could be utilized in improving scientific inquiry abilities, but at the very least, such a system can serve as the prototype for developing an online learning system.

• 한국지구과학회지
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• 제30권6호
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• pp.759-772
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• 2009

본 연구의 목적은 8학년 학생들의 자기주도적인 과학탐구 보고서에 제시되어 있는 결론의 특징을 이해하려는 것이다. 이를 위해 '자기주도적인 과학탐구의 결론 분석'이라는 틀을 개발하였으며, 이 분석틀을 사용하여 학생들의 결론을 분석하였다. 다음으로는 학생들의 결론을 그들이 탐구하기 위해 생성한 질문과 비교하여 질문이 결론에 영향을 주는지에 대해 조사하였다. 더불어 학생들이 탐구 활동을 하면서 결론을 도출할 때 겪는 어려움을 이해하기 위해 실시한 설문지의 응답을 분석하였다. 연구 결과에 의하면 결론은 대체로 과학의 기초적 가정과 과학적 설명으로 범주화되는데, 학생들 결론의 약 절반 정도는 과학의 기초적 가정에 해당하였다. 그리고 과학적 설명으로 제시된 결론은 대부분 연역추론에 의한 설명과 귀납추론에 의한 설명이었다. 그리고 질문이 탐구질문일 때 과학적 설명이 과학의 기초적 가정보다 많이 나타나는 것으로 보아 결론의 형태는 학생들이 생성한 질문의 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 일부 학생들은 결론과 실험 결과가 차이가 있음을 인식하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.669-679
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• 2019

본 연구는 2015 개정 교육과정에서 처음 도입된 과학탐구실험 과목을 운영하면서 과학 교사들이 겪는 어려움을 파악하고, 이에 대한 지원방안을 모색해보는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 과학탐구실험 수업과 관련하여 수업 외적 요인, 수업 실천(준비, 실행), 수업에 대한 평가, 과학탐구실험 과목의 발전방향 항목으로 구성된 설문지를 개발하였고, 전국의 1674개교의 고등학교에 1교당 1명의 교사가 응답하도록 온라인 설문 조사를 요청하였다. 설문 결과 분석에는 설문지의 필수문항에 모두 답변한 814명의 응답 내용이 활용되었고, 결과 분석의 타당도 확보를 위해 집단 면담과 온라인 자문회를 실시하였다. 연구결과 교사들은 수업 준비 시간과 수업 시간의 부족을 호소하였고, 이를 해결하기 위해 실험 보조 인력의 활용, 양질의 자료 개발 및 공유를 강조하였다. 또한 과학탐구실험 과목의 목표 달성을 위해 블록타임제를 적극 활용하는 것이 필요하지만 실제로 운영하는 데에는 어려움이 있음을 토로하였다. 한편, 2019학년도에 변화된 평가 방식은 교사들에게 긍정적으로 인식되고 있었고 이로 인해 수행평가의 비율이 전년도에 비해 증가하였으나, 학생들이 직접 실험 기구를 다루는 실험의 횟수에는 큰 변화가 나타나지 않았다. 마지막으로, 이러한 결과를 종합하여 과학탐구실험 과목의 지원 방안에 대해 제언하였다.

• 영재교육연구
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• 제21권4호
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• pp.945-959
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• 2011

과학영재를 가르칠 때 고려해야할 중요한 요소로 거론 되는 것 중 하나는 창의성이다. 과학 영재들에게 창의성을 향상시키는 방법은 여러 가지가 있지만, 과학자처럼 사고하고 탐구할 수 있는 기회를 제공하는 것도 한 가지 방법이다. 이에 이 연구에서는 과학영재의 창의성을 신장시키기 위해 창의적 화학자 '폴링'의 연구과정을 분석하였다. 분석에 활용한 자료는 폴링의 일대기와 연구 사례, 인터뷰 자료들이다. 이러한 자료들을 분석하여 창의적 사고방법과 연구방법 요소들을 각각 추출할 수 있었다. 창의적 사고방법 요소로는 귀추적 사고, 모순, 관점의 전환, 모형화, 단순화, 은유적 사고, 발산적 사고, 수렴적 사고가 추출되었다. 연구방법 요소는 반복 실험, 공동연구, 이론과 실험의 병행, 과학자의 사회적 책임이 추출되었다. 이러한 요소들을 과학영재를 지도할 때 사용하는 교육프로그램에 포함시킨다면 과학영재들은 창의적 과학자와 같은 행동을 따라함으로써 창의성 신장에 도움이 될 것이다.

• 아동학회지
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• 제32권1호
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• pp.141-156
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• 2011

This research centers around an experiment conducted to determine the relative effectiveness of constructivist cooking activities as compared to traditional cooking activities for young children. Forty-six children, aged five years in two kindergarten classes were assigned to a experimental and comparative group. The experimental and comparative group participated in 12 units. The experimental group participated in the constructivist cooking activities, while the comparative group participated in the traditional cooking activities. Analysis of covariance revealed significant differences between the mean scores of the two groups on the posttests for scientific attitudes and creativity, indicating that the children in the experimental group performed significantly better on the tests than the children in the comparative group. The results of this study suggest that such constructivist cooking activities are able to improve the scientific attitudes and creativity of young children.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.757-767
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• 2002

사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험이 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에 미치는 효과에 대해 연구하였으며, 탐구실험 수업이 소집단의 구성방식에 따라 어떠한 차이를 나타내는지 알아보기 위해 인지수준이 동질인 집단과 이질인 집단의 효과를 비교하였다. 이를 위해 중학교 2학년 255명을 통제집단과 실험집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험 수업을, 통제집단에는 전통적인 실험 수업을 1년간 적용한 후 과학 학업성취도, 과학탐구능력, 학습동기 검사를 실시하였다. 사회적 상호작용을 강조한 탐구실험은 이끌어내기, 친숙해지기, 구성하기, 확장하기의 4단계로 구성되어 있으며, 관찰 현상을 학습과 연관시키고 실험을 설계하며 결론을 이끌어내는 과정을 통해 동료 및 교사와 상호작용을 할 수 있도록 구성되어 있다. 연구 결과 사회적 상호작용을 강조한 과학탐구실험은 학생들의 학업성취와 과학탐구능력 및 학습동기에서 유의미한 효과가 있었다. 모든 인지수준의 학생들에게 효과가 나타난 것은 아니었으나 대부분의 인지 수준에서 학업성취의 효과가 크게 나타났으며, 학업성취에 비해 과학탐구능력의 향상정도가 낮았다. 소집단 구성에 따른 효과에서는 동질집단이 이질집단에 비해 성취도와 학습동기에서 유의미한 향상이 있었다. 이러한 결과는 과학탐구실험에서 상호작용이 중요하며, 상호작용이 학생들의 성취도와 탐구능력 향상에 긍정적 영향이 있음을 시사한다.

• 대한화학회지
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• 제61권5호
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• pp.263-276
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• 2017

본 연구에서는 예비과학교사들의 개방형 탐구 경험이 과학 지식의 본성에 대한 이해와 과학 탐구에 대한 태도에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 서울 소재의 사범대학 내 과학교육과에서 개설된 '탐구화학실험' 수업을 수강하는 학생 40명을 대상으로 한 학기 동안 10개의 주제로 개방형 탐구 실험을 진행하였다. 개방형 탐구 실험은 제시된 현상을 관찰한 후 조별로 탐구문제를 설정하여 가설을 세우고, 직접 실험을 설계하고 수행하여 결론을 도출하는 방식으로 진행되었다. 학생들의 과학 지식의 본성에 대한 이해와 과학 탐구에 대한 태도 변화를 알아보기 위하여 세 차례에 걸친 검사지와 개인 면담 자료를 활용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 지식의 본성에 대한 이해는 통계적으로 유의미한 향상을 보였다(p<.05). 하위 영역 중에서는 창의성, 초도덕성, 사회성 영역에서 유의미한 변화가 나타났다. 이 외에도 개인 면담을 통해서 과학 지식의 주관성에 대한 이해에 영향을 미친 것이 관찰되었다. 둘째, 과학 탐구에 대한 태도는 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 학생들이 개방형 탐구를 경험한 초반에는 과학 탐구에 대한 태도가 다소 부정적이었으나 계속해서 경험할수록 긍정적인 태도가 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.787-795
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• 2007

본 연구의 목적은 SSC를 활용한 과학 실험수업이 고등학생의 과학성취도와 과학적 태도에 주는 효과를 알아보는 데 있다. 이 연구를 위해 몇 가지 SSC 실험들이 고등학교 과학 교과서의 5가지 실험 주제에 대하여 고안되었다. 부산에 있는 고등학교의 두 학급을 선정하여 비교집단과 실험집단으로 배치하였다. 34명으로 구성된 실험집단은 SSC를 활용한 과학 실험수업에 참가하였고, 37명으로 이루어진 비교집단은 전통적 실험수업에 참여하였다. 이 연구의 주요 시사점은 다음과 같다. 첫째,SSC를 활용한 과학 실험수업은 과학성취도 면에서 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이를 갖게 한다. SSC를 활용한 과학 실험수업은 파지효과가 있다. 둘째,SSC를 활용한 과학 실험수업은 과학적 태도 면에서 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이를 갖게 한다. SSC를 활용한 학습은 학생들의 과학적 태도 형성에 좋은 영향을 준다. 결론적으로 SSC를 활용한 과학 실험수업은 학생들의 과학성취도와 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미치므로 적극 개발하여 현 교실에 적용할 필요가 충분하다는 것이다. 이에 앞으로 학교 현장에 바로 투입할 수 있을 만큼 적합하고 다양한 SSC를 활용한 자료가 개발되는 것은 물론,실제 적용되어 현 수업의 질 향상에 영향을 줄 수 있기를 기대한다.