• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.66-72
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• 2020

급격히 변화하고 있는 21세기 현대 사회에서 국가 경제력을 갖춘 인재 양성을 위해 최근 미국, 영국 등 선진국을 중심으로 STEM(Science Technology Engineering Mathematics) 교육이 점차 강조되고 있으며 우리나라에서는 Arts(예술)를 추가하여 STEAM(Science Technology Engineering Arts Mathematics) 교육이 나타났다. 융합(STEAM) 교육 목표는 기존의 주입식 및 암기식 교육이 아닌 학습자들의 흥미도와 학습에 대한 동기 부여를 강화하여 체험, 탐구, 실험이 중심이 되어 융합적 사고와 실생활 문제를 해결할 수 있는 능력을 갖추어 국가 경제력을 강화하는 것이다. 본 연구가 이루어진 Y 초등학교에서는 세계 공용어로 자리매김한 영어와 4차 산업 혁명으로 인한 발전으로 거의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 과학을 융합하여 학습자들이 주도적으로 수업에 참여하여 문제해결능력을 향상할 수 있는 PBL 모형과 ADDIE 모형이 기반이 된 수업 모형을 설계하였다. 이 모형은 크게 5가지 절차로 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implementation), 평가(Evaluation)로 구성된다. 국가 경제력을 갖춘 인재 양성이라는 목표도 중요하지만, 교육 현장에 있는 교사들이 융합(STEAM)교육의 중요성을 인지하고 이에 알맞은 수업 설계에 관한 연구가 지속하며 강화되어야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.507-518
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• 2008

본 연구에서는 10명의 화학교육 석사과정 과학교사들을 대상으로 빛 단원 지도에 대한 어려움, 교사의 학습 경험, 교사의 지도 방식, 교사의 사고 유형에 대해 면담을 하였다. 그 후 귀추적 사고를 위한 토론 수업을 12시간 동안 실시하였다. 토론수업에 참여한 교사들 중에서 4명으로부터 개별 면담 자료와 보고서를 받았다. 연구 결과, 토론 수업 전에 대부분의 교사들은 빛 단원을 지도할 때 어려움을 겪은 것으로 나타났다. 또한 대부분 작도법을 사용하여 지도하려고 노력하였으나, 교육적 효과는 거의 없었다. 그리고 자신이 가르치는 방식은 자신이 학생이었을 때 배웠던 방식과 유사하였다. 토론 수업 중 교사들은 자신이 빛의 경로를 직접 관찰할 수 없으며, 상을 통해 빛의 경로를 추론해야 한다는 사실을 깨닫게 되었다. 빛 단원에 대한 귀추적 사고 과정을 거쳐 교사들은 상의 의미를 깨닫고, 학생들을 지도하는 구체적인 방안을 획득하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.344-364
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• 2021

이 연구는 두 명의 초등교사가 컴퓨팅 사고를 어떻게 인식하고 이를 교육과정 재구성에 어떻게 반영하고 수업을 하게 되는지를 장기간의 걸친 교사연수과정을 통해 탐색한 것이다. 컴퓨팅 사고는 과학교육에 연계하는 새로운 교육정책 방향이기에 초등부터 나타나는 교사의 인식을 조사하고자 하였다. 교사와의 9번의 교사회의를 가졌으며 이는 매회 2시간 정도의 시간이 소요되었고, 그 시기에 교수하게 될 한 단원을 각자 인식아래 재구성을 하여 11차시의 수업과정안을 개발하였다. 자료수집은 9개월간에 걸쳐서 인터뷰, 교사회의, 수업과정안에서 수행되었으며, 이 자료는 수업 전후의 교사회의를 통한 논의, 수업과정안 등을 통해 수집되었으며, 컴퓨팅 사고를 인식하면서 나타난 초등교사의 컴퓨팅 사고의 인식은 다음과 같이 나타났다. 첫 번째, 과학교육의 목적인 과학적 소양의 정의가 확장되었음을 볼 수 있다. 즉 문제인식에서부터 창의적인 문제해결자를 양성하는 것이 과학적 소양이라고 인식하였다. 두 번째, 과학적 사고가 강조된 개념형성단계와 컴퓨팅 사고가 강조된 개념활용단계로 수업차시를 구분하였다. 세 번째, 컴퓨팅 사고는 인지적 사고과정이며, ICT는 기능적 도구라고 인식하였다. 네 번째, 컴퓨팅 사고 요소는 중복되어 반복적으로 나타나며, 순차적이지 않을 수 있다는 것이다. 마지막으로 컴퓨팅 사고의 활용을 통해 STEAM 교육을 활성화할 수 있다고 인식하고 있음을 보여주었다. 이 연구를 바탕으로 컴퓨팅 사고의 실천은 STEAM 교육의 활성화를 위한 도구로 사용될 수 있고 이를 위해서는 일회성이 아닌 지속적이고 전문적인 교사연수를 통해 컴퓨팅 사고 전문역량 강화를 할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권2호
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• pp.291-303
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• 2010

이 연구에서는 15주 동안 자유탐구를 경험한 초등 예비교사들이 자유탐구 중에 어떤 어려움을 겪었으며, 경험한 이후에 자유탐구에 대해 어떤 생각을 가지고 있는지 조사하였다. 예비교사들은 자유탐구를 경험하면서 주제 선정, 제반 여건, 외부 변인에 의한 실험 실패, 탐구 과정의 이해부족, 배경지식의 부족과 관련하여 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 특히, 주제선정과 탐구과정의 이해부족으로 인해 많은 어려움을 겪는 것으로 나타나 현장 적용을 앞두고 있는 자유탐구와 관련된 이에 대한 준비가 필요하리라고 생각된다. 다음으로 이 연구에서는 자유탐구에 대해 예비교사들의 인식을 들어보았다. 예비교사들 대부분은 자유 탐구 경험을 긍정적으로 생각하고 있었으며, 자유탐구 후 과학적 호기심이 증가되었고, 탐구를 적극적으로 실천하고자 하는 등 과학적 태도가 변화되었다고 응답하였다. 이러한 인식은 예비교사들에게 자유탐구가 과학학습에 좋은 영향을 미칠 것이라고 판단하게 하였으며, 자유탐구를 경험한 학생들은 과학교과에 대한 인식이 긍정적으로 바뀔 것이며, 과학에 대해 흥미를 갖게 될 것이라고 생각하게 하였다. 이러한 연구결과는 2010년부터 현장에 적용되게 될 자유탐구에 대한 교사교육의 필요성과 자유탐구 지도에 대한 방향설정에 도움을 주리라 생각된다. 학생들이 자유탐구 중 겪을 수 있는 어려움을 최소화하기 위해서, 그리고 자유탐구의 안정된 정착을 위해서 자유탐구에 대한 올바른 이해, 탐구과정에 대한 지도와 같은 노력이 요구된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제17권4호
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• pp.803-811
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• 2023

BACKGROUND/OBJECTIVES: Nutrition knowledge has been reported to have a weak positive effect on healthy eating behavior. This study aimed to determine if there was a difference in nutrition knowledge depending on the choice of science subject in high school and whether that affected the actual eating habits of college students in Japan. SUBJECTS/METHODS: The subjects were 514 college students, the majority first-year students, in 3 cities in Japan. A questionnaire survey was conducted on elective subjects in science in high school, diet (11 items), lifestyle (5 items), and nutrition knowledge (34 questions). The preliminary survey was conducted on 47 students in the fall of 2019, and the full-scale survey was conducted in May-June and October-November 2021 at the end of lectures for the first-year students. RESULTS: The students in the high-score group (24-31 points, n = 180) had a higher intake of vegetables (odds ratio [OR], 1.78; 95% confidence interval [CI], 1.12-2.82; P = 0.015) and breakfast (OR, 1.64; 95% CI, 1.03-2.60; P = 0.035), and a reduced intake of fast food (OR, 0.27; 95% CI, 0.14-0.51; P < 0.001) than those in the low-score group (6-19 points, n = 150). Only the biology and chemistry students had significantly higher nutrition scores than the other groups (all: P < 0.001), but no significant difference was found between the other groups. Understanding nutrition learned in elementary and junior high school is appropriate, while molecular structure, recommended amount, and food poisoning were insufficient. CONCLUSIONS: Knowledge of nutrition appears to have a positive effect on the actual eating habits of college students. Although biology and chemistry in high school may help students understand the foundations of good nutrition, specialized food education may be required to make informed dietary choices.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.599-610
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• 2018

이 연구의 목적은 파브르의 탐구 과정에서 나타난 메커니즘 추론을 분석하고, 분석 결과에 기반하여 메커니즘 추론 모델을 개발하는 것이다. 이를 위해 Russ et al.(2008)의 분석틀을 수정 보완한 메커니즘 추론 분석틀로 "파브르 곤충기 1~10" 가운데 추론요소가 등장하는 30개의 챕터를 분석하였다. 분석결과 첫째, 파브르의 탐구 과정에서 나타난 메커니즘 추론의 하위 과정 요소는 선지식확인, 대상속성확인, 시작조건확인, 활동확인 등의 과정이 반복적으로 일어났다. 뿐만 아니라 이 메커니즘 추론의 과정 요소들의 순서는 탐구 주제, 의문 유형, 선지식이나 주어진 상황 등에 따라 다르게 나타났으며, 비선형적이고 반복적인 형태로 나타났다. 둘째, 메커니즘 추론의 과정 요소가 나타난 순서에 기반하여 메커니즘 추론 모델을 개발하였다. 파브르의 탐구 과정 분석을 통해 제안되는 메커니즘 추론 모델은 실체확인형 메커니즘 추론 모델(MIE), 활동확인형 메커니즘 추론 모델(MIA), 실체 속성확인형 메커니즘 추론 모델(MIP) 3가지였다. 이러한 결과는 인과 메커니즘을 밝히고자 하는 탐구를 수행하는 학생들에게 교사가 Why 뿐만 아니라 How, If, What과 같은 다양한 발문을 통해 탐구를 진행하도록 유도할 수 있음을 시사해준다. 또한 교사는 자연 현상의 기저에 존재하는 여러 실체들을 인식하는 메커니즘적 이해가 요구되며 학생들에게 다양한 가설을 생성하도록 하는 기회를 제공해야함을 시사해 준다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.296-306
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• 2006

본 연구의 목적은 미국 퍼듀대학의 하계 GERI 프로그램에 참가한 부산 영재고등학교 학생들의 창의성 개발 학습에 대한 효과를 분석하는데 있다. 연구자들은 12명의 학생들을 대상으로 과학관련 수업을 참관하여 교사와 학생간의 상호작용 및 창의성 개발을 위한 교수학습 전략을 분석하였다. 그리고 이중 6명의 학생들을 대상으로 구체적인 과학 학습과 창의성 개발 과정에 대해 심층 면담을 실시하였다. 연구 결과, 3단계의 심화 학습으로 이루어진 GERI 프로그램은 교사의 창의적인 교수 방식 및 그룹 토의와 개별 연구를 통한 학습으로 학생들에게 창의적인 사고 기능을 촉진하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 면담을 실시한 대부분의 학생들은 영어에 대한 부담에도 불구하고 GERI 프로그램이 재미있고 쉽게 학습할 수 있으면서도 창의적인 사고 기능 개발에 효과적인 것으로 인식하고 있었다. GERI 프로그램은 우리나라와 비교할 때, 과학 지식의 수준이 다소 떨어지고, 체계성이 부족한 경향이 있었으나 학생들에게 다양한 학습 방법을 활용하여 새로운 과학 세계에 접할 수 있도록 도와주는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 우리나라 영재 학생들의 창의성 향상을 위한 교수학습 프로그램을 개발하는데 의미 있는 시사점을 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권5호
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• pp.315-326
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• 2004

본 연구의 목적은 자연사 박물관에 대한 학생, 교사, 학부모들의 관람 유형과 관람 만족도 간의 관계를 조사하는 것이다. 연구 대상은 전국 소재 초, 중, 고 학생, 교사, 학부모, 그리고 대학생들 204명이었고, 연구 결과는 교차 분석과 카이 제곱 검증 등을 통해 검증되었다. 구체적으로 자연사 박물관 관람의 지배적인 행동 유형을 알아본 후, 그 다음 이것과 관람 만족도 간의 관계를 알아보았다. 그 결과 첫째, 지배적인 관람 행동 유형은 '가족 단위'의 관람, '여가와 단순 관람'의 목적, '설명카드'를 읽으면서 관람하는 방식, 그리고 평균 '2시간 이상'의 관람인 것으로 나타났다. 둘째, 동행인이 가족과 혼자인 경우, 과학에 대한 관심으로 관람하는 경우, 설명카드나 설명을 들으면서 하는 관람 등은 관람 만족도가 높은 편이었다. 셋째, 학교 단체 관람객, 여가 및 단순관람의 목적, 과제탐구의 목적 그리고 전시물만 보는 관람방식은 관람 만족도가 낮은 편이었다. 넷째, 관람 시간이 길수록 관람 만족도가 높았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.13-33
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• 2019

이 연구는 과학 교육 분야에서 인성 교육의 가능성과 구체적 실행과정을 밝히고자 하는 목적을 바탕으로 다양한 과학 학습 상황에서 드러난 구체적 인성 요소를 살펴보고, 과학 교과 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 요소와 관련 학습 상황에서의 발현 양상을 이해하고자 했다. 본 연구에서는 인성의 의미를 확대하여 도덕성, 사회성, 감성을 포함하는 다차원적 관점에서 접근했다. 연구 참여자는 서울시 소재 중학교 1~2학년 11명의 학생들로 선정했으며 2014년과 2015년에 걸쳐 '과학 선생님 되어보기' 멘토멘티 프로그램의 개발 적용했다. 자료 수집은 수업 관찰, 학생 산출물, 교사 및 학생 일지, 면담 등을 통해 이루어졌으며 반복적 비교분석법을 통해 수집한 질적 자료를 분석했다. 분석 결과 11개의 인성 요소를 추출했으며, 각 인성 요소 간의 관계를 바탕으로 다양한 학습 상황에서 드러난 16개의 구체적 인성 요소로 재조직했다. 16개의 구체적 인성 요소 중 과학 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 8개의 구체적 인성 요소인 '과학 지식 구조의 위계성으로 인한 가르침 행위에의 책임, 과학적 개념 형성을 위한 소통, 과학 학습 경험 기반의 공감적 배려, 탐구 방법의 합리성 증진을 위한 협력, 인간의 과학적 노력에 대한 긍정적 인식, 연구에 대한 과학자의 태도 존중, 앞으로의 과학 탐구 참여에 대한 자신감, 시행착오 과정에서의 끈기'와 관련 학습 상황을 주요 연구 결과로 제시했다. 구체적 인성 요소의 발현 과정의 특성은 다음과 같다. 일부 구체적 인성 요소는 동일한 인성 요소임에도 발현 과정은 기존의 과학 교육에서의 인성 관련 연구 결과와 다르게 나타났으며 발현 과정에서 각 요소 간 상호 관련을 가지고 있음이 드러났다. 복합적 관계를 맺고 있는 과학 학습 맥락 속에서 다양한 대상과의 상호 작용을 통해 구체적 인성 요소가 발현되었다. 학생들은 단계적 성찰을 통해 상호 긍정적 자극을 주었고, 성취를 경험할 수 있는 과학 활동을 통해 정서적 측면에서의 변화와 성장이 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 추후 과학 교육 분야에서의 혁신적인 교육적 시도를 통한 새로운 인성 요소 발견, 인성 요소 간 상호 관계의 특유성에 기반하여 발현될 수 있는 구체적 인성 요소에 대한 심층적 탐색, 공동체 기반 활동을 통해 참여 주체 간의 긴밀한 상호작용 촉진에 기여할 수 있는 과학 학습 환경 구축의 필요성을 제안했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권1호
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• pp.89-101
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• 2001

본 연구에서는 창의력 계발을 위한 교수 학습 자료를 개발하고 초등학생의 창의력에 미치는 효과를 조사하였다. 본 교수 학습자료는 초등학교 5,6학년 교육과정 속에서 적용 가능한 창의력 구성 요소와 창의활동을 선정하여 학생용 활동지와 교사용 지도서로 개발하였다. 학생용 활동지는 흥미를 유발하는 도입, 자세한 안내와 자료를 제공하고 확산적 발문으로 생각하며 스스로 하게 한 실험 활동, 정리활동인 마인드 맵, 심화활동인 '생각해봅시다'로 구성되어 있다. 연구대상은 초등학교 5학년 학생 156명이며 이를 두 집단으로 나누어 실험집단에는 본 연구에서 개발한 교수학습 자료를 적용하였고 비교집단에는 교과서에 의한 전통적인 수업을 실시하였다. 3개월 동안의 실험에서 창의력 사전 사후 검사를 실시하였다. 또한 실험집단을 창의력 점수를 기준으로 3집단(상, 중, 하)으로 구분하여 면담과 관찰을 하였다. 본 연구의 결과, 사후검사에서 실험집단이 비교집단보다 창의력점수가 높게 나타났다(p<0.01). 실험집단의 면담과 관찰결과 과제수행 능력에서 상위집단은 주어진 시간 안에 과제를 잘 완수하였고 중위집단은 시간이 지남에 따라 과제의 완성도가 높아졌으며 심화과제 해결정도도 향상되었으나 하위집단은 거의 해결하지 못했다. 전체적으로 언어적 표현보다 시각적 표현활동에 홍미를 갖고 참여하였다. 상위집단은 마인드 맵을 이용하여 학습 내용을 체계적으로 정리하였고 생각이나 느낌의 독창적인 표현능력이 향상되었다. 중위집단도 초기보다 정돈된 모습을 보였으나 하위집단은 어려워하였다. 상상하여 글이나 그림으로 표현하는 창의활동에서 상 중위 집단의 표현이 점차 유연해지고 독창적으로 되어갔다. 활동지 전체에서 학생들은 민감성, 재구성력, 정교성 등이 높아졌다. 학습활동에 있어서 전체적으로 다양한 표현방법을 이용하였고, 특히 그림이나 만화를 창의적으로 표현하는 활동에 흥미를 가지고 참여하였다.