• 한국과학교육학회지
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• 제30권6호
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• pp.785-798
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• 2010

본 연구는 과학 교사들을 대상으로 과학 교사 양성을 위해 필요한 교과목과 내용에 대한 인식 및 요구를 파악하고 학교 현장의 경험을 바탕으로 현재 사범대학에서 운영하고 있는 과학 교사 양성 교육과정에 대한 의견을 조사하고 분석하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 연구자들은 설문지를 개발하였으며, 설문지는 크게 4개의 영역, 즉, 기초적인 응답자의 배경에 관한 것, 대학에서 배우는 과학교육 관련 교과목에 대한 과학교사들의 의견을 묻는 것, 교과교육학 필수교과목(교육론과 교재연구 및 지도법)이 현장에 실질적인 도움을 주기 위한 개선점에 대해 질문, 교과교육학 필수교과목 이외에 현장에서 필요한 교과목에 대한 의견을 묻는 것 등으로 구분되어 있다. 본 설문에 참여한 교사는 중등과학교사로 총 215명이다. 학교급 별로는 중학교 교사가 100명이고 고등학교 과학교사가 115명, 그리고 성별로는 남자가 92명이고 여자가 118명이었다. 본 연구의 결과는 첫째, 과학 교사들은 현재 과학교사 양성을 위해 필수 과목으로 되어있는 '과학교육론'과 '과학교재연구 및 지도법' 과목만으로 과학교사로서의 전문성을 확보하는 데 충분하다고 응답한 교사는 1/3에 불과하였고, 1/5은 부족하다고 응답하였다. 특히, 과학교사들은 창의성과 영재교육, STS와 일상생활속 과학 학습지도, 과학탐구지도, 그리고 과학실험/시범장치 개발에 대한 내용이 가장 부족하다고 응답하였다. 그리고 과학교사의 6/7의 응답자가 이론중심보다는 실제를 강화해야 한다는 하였고, 응답자의 1/2과 1/3은 각각 교과교육과목수를 확대하거나 이수학점을 확대해야 한다고 응답하였다. 마지막으로 연구를 통해 추가로 개설될 과목으로 추천할 과목은 과학실험 및 시범장치의 개발 실습, 과학적 창의성 지도법과 과학영재교육, 과학학습자료 개발 실습, 과학탐구학습과 지도이다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제36권3호
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• pp.439-467
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• 2022

미래 사회에는 지식뿐만 아니라 창의성과 협동심, 융합적 사고 등을 포함하는 다양한 역량이 필요하다. 본 연구는 중요한 수학 교과 역량인 수학 문제해결력, 의사소통 능력 등의 함양을 기대하며 수학 정보과학 융합을 위한 프로그램을 개발하였다. 선행지식이 크게 요구되지 않고, 일상언어와 쉽게 접할 수 있는 도구만으로 동기유발이 가능하며 다자간 협력이 필수적인 창의적 문제해결 활동 기반 프로그램이다. 활동의 참가자 수가 증가함에 따라 수학의 유용성과 엄밀성을 경험할 수 있으며, 이론적 원리는 유한체 위에서의 행렬 이론을 바탕으로 한다. 또한 정보과학에서 주요 주제 중 하나인 오류정정코드와의 관련성을 강조할 수 있도록 구성하였다. 본 프로그램의 실세계 맥락이 수학적 의사소통 능력의 함양과 수학의 가치 경험 기회 제공에 도움이 되기를 바라고, 코딩을 수반하지 않는다는 점에서 교사들의 접근성이 높기를 기대한다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.729-738
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• 2019

R&E 프로그램은 연구 중심의 자기주도적 학습을 통하여 과학영재들이 과학적 탐구능력과 창의적인 문제해결 능력을 신장시킬 수 있도록 하며, 관심 분야 전문가와의 긴밀한 만남과 과학탐구 경험을 통해 과학자로서의 연구 태도와 품성 및 자질을 함양하고, 창의성을 계발하도록 하는 것에 목적이 있다. R&E 프로그램의 교육적 효과로 미래과학기술 인력의 질적 향상뿐만 아니라 과학자들의 교육참여를 유도함으로써 교육 인력의 저변 확대를 통한 과학영재 교육의 질적 내실화를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 R&E 프로그램이 미래 과학기술인력으로써 필요한 창의인재역량과 첨단과학기술 분야 진로 지향성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 KAIST 과학영재교육연구원의 R&E 프로그램에 참여한 D과학고등학교 1학년 학생 62명을 대상으로 집중연구 사전, 사후에 걸쳐 창의인재역량과 과학진로지향의 변화를 설문을 통해 분석하였다. 그 결과 학생들은 R&E 프로그램 참여 후 창의인재역량 중 인지적, 정의적 특성이 유의미하게 증가하였고, 사회적 특성에서는 유의한 변화가 없었으나 세부영역에서는 유의미한 증가를 확인하였다. 또한, 과학진로지향과 관련하여 과학학습, 과학진로에 대한 선호도, 과학진로에 대한 가치 인식 및 과학진로 정보의 필요성 항목에서 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 R&E 프로그램의 교육적 효과를 보여줌으로써 대상과 지도목표에 따른 R&E 프로그램 모델의 개선방안을 제안하고자 하며, 나아가 연구역량 교육 및 과학진로진학을 지도하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제41권1호
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• pp.111-134
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• 2017

이 연구의 목적은 '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 개발하고 초등학교에 적용하여 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위해 경기도 소재 초등학생 110명이 참여하였다. 54명은 실험 집단으로, 56명은 비교집단으로 배치하였으며 프로그램 적용 전후에 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도 검사를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 미래지향 시간관 전체 점수와 2개 하위 영역 모두에서 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 둘째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 진로인식 전체 점수와 4개 하위영역 점수가 비교 집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 셋째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 과학적 태도 전체 점수와 7개 하위영역 점수가 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 넷째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램에 대한 실험집단 학생의 만족도를 조사한 결과 '나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다'라는 항목에서 가장 높은 긍정적 인식을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서 개발 적용한 STEAM 프로그램이 초등학생의 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도를 향상시키는 데 효과적임을 시사한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.76-89
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• 2017

본 연구는 충북 영동군 지역의 금강과 화석산지, 다양한 지질구조를 교육자원으로 하여 과학학습장을 개발하고, 이를 활용하여 지구과학 학습과 토포 필리아를 함양할 수 있는 교육 프로그램을 구안하는 것이다. 영동 퇴적층(백악기)은 금강을 따라 신선한 노두가 잘 발달되어 있어서 다양한 지질구조와 식물화석, 공룡 발자국 화석을 쉽게 찾을 수 있고, 건열과 연흔, 사층리 등 뚜렷한 퇴적구조가 잘 나타난다. 교육과정과 교과서 분석, 전문가 패널의 협의를 통해 야외학습장(관찰지점 6곳)을 개발하여 융합교육 프로그램으로 구안했다. 개발 프로그램에 대한 내용타당도 검증 결과, 모든 검사 항목에서 양호했다($CVR{\geq}0.88$). 야외학습 모형에 따라 수업에 적용한 결과 수업 만족도는 매우 긍정적으로 평가되었다(4.18). 과학학습장에서 진행된 야외 수업과정을 관찰한 결과, 학생들은 금강의 아름다운 경관 이미지를 새롭게 형성하였으며 다양한 구체물(모래사장, 징검다리, 공룡 발자국 화석, 퇴적구조 등)에 대한 개념과 가치, 의미를 새롭게 인식하게 되면서 토포필리아를 갖게 되었다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1166-1169
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• 2008

이 논문에서는 정보 영재의 사고력 신장을 위한 교수-학습 프로그램으로 트리 구성과 트리 탐색에 기반을 둔 모형을 제시하고 분석한다. 제시된 교수-학습 모형은 문제를 표현하는 트리의 유형에 따라 세 가지 유형으로 구분되며, 각 모형은 다시 네 가지 단계의 학습 단계로 구성된다. 구성되는 트리의 모형에 따라 적용되는 알고리즘에는 recursion, heuristic, minimax 탐색 방법 등이 도입되어 적용된다. 이 모델은 저 수준의 사고력을 요구하는 간단한 모형에서 출발하여 고 수준의 사고력을 요구하는 복잡한 모형으로 발전시키는 교육 방법을 제시함으로써 사고력 신장의 정도에 따라 초등학교 학생들로부터 중학교, 고등학교 학생들에 이르기 까지 대상을 확대하여 점진적으로 적용할 수 있는 교육 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다. 이 교육 프로그램 모형을 실제 교육 현장에서 적용하여 교수-학습 프로그램 유형별로 학습 단계간의 적용 결과를 비교 분석한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1162-1165
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• 2008

이 논문은 정보영재 교육 중에서 프로그래밍을 위한 사고력 신장에 적합한 교육 프로그램 모형을 개발하고 이의 구현을 위하여 실제적인 예를 보여 교육 프로그램의 타당성과 유효성을 검증하였다. 이 논문은 트리와 트리 탐색을 이용한 사고력 신장 교육 프로그램으로 4단계로 구성되는 교육 프로그램을 제안하였으며, 구성되는 트리의 유형과 탐색 방법에 따라 세 가지 모형으로 세분화된다. 이 모델을 통하여 학생들은 문제를 트리로 표현하는 방법을 학습하게 되며, 트리로 구성된 문제를 해결하기 위하여 각각의 트리 모형에 따른 적절한 트리 탐색 방법을 통하여 문제를 해결하는 방법을 배우게 된다. 이 교육 프로그램 모형을 실제 교육 현장에서 적용하여 각 모형별로 그 결과를 비교 분석한다.

• 영재교육연구
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• 제23권6호
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• pp.1077-1098
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• 2013

자기주도학습을 암묵적으로 다루는 과학내용수업과 명시적으로 다루는 자율학습자수업으로 구성되어 있는 과학영재 프로그램에 참여한 중학생들에게 매 수업마다 평가의 일부로 수업에서 만족스러운 점을 서술하도록 하였다. 본 연구에서는 이 두 가지 수업에 대한 학생들의 평가에서 언급되는 자기주도학습 관련 요소들을 비교하였다. 첫째, 자기주도 학습 관련 하위요소의 대부분이 학생들의 평가에 언급되어 있었다. 수업 평가에서 만족스러운 이유를 조금이라도 구체적으로 서술한 경우, 거의 언제나 자기주도학습 관련 요소들을 포함하고 있었으며 분류기준에 있는 대부분의 하위요소가 언급되었다. 그러므로 대부분의 학생들이 자기주도학습 관련 요소들을 인식했고, 그에 대해서 만족스러워했음을 알 수 있다. 둘째, 두 가지 수업에 대한 평가에서 자주 언급되는 자기주도학습 관련 요소와 빈도에 차이가 있었는데, 자율학습자수업에 대한 평가에서 더 많은 요소들이 더 높은 비율로 언급되었다. 예를 들어 탐구기반 차원의 하위요소인 조별활동은 두 수업에서 동일하게 수행되지만, 자율학습자수업에 대한 평가에서 더 자주 언급되었다. 자율학습자수업 평가에서 더 자주 언급된 하위요소들로 인지차원에서 조직화, 계획, 점검, 동기차원에서 자아효능감과 성취가치, 행동차원에서 행동 통제 등이 있다. 한편 일반인지 차원의 하위요소인 지식의 정교화는 주로 과학내용수업 평가에서 언급되었으며, 동기차원의 하위요소인 목적지향은 두 수업에서 모두 많은 학생들이 언급하였으나 과학내용수업 평가에서 더 많은 학생들이 언급하였다. 따라서 두 가지 수업에서 학생들이 인식하는 자기주도학습 관련 요소들에 차이가 있으며 두 수업이 서로 보완적이며 두 가지 수업이 모두 필요한 것으로 보인다.