Research into scientific inquiry methods indicates that providing various types of inquiry methods can enhance students' science loaming in terms of providing students with actual science in various ways' more so than exposure to one type of inquiry method. This article develops a framework for an analysis of scientific inquiry types based on the nature of scientific enterprise. We selected three types of scientific inquiry: these were minds-on activities, hands-on activities, and experimenting. Elementary science textbooks in the 7th national science curriculum were analysed according to the following subject areas; earth science, physics, biology, and chemistry. A total of 61 teaching units from 3rd through 6th grade science textbooks were investigated. The frequencies of each type of scientific inquiry method were slightly different among four science subject areas. The most frequent type which appeared in physics and chemistry was the hands-on type, while the minds-on activity type was the most frequent type which appeared in earth science and biology.
The purpose of this study was to describe the elementary teachers' teaching behavior procedure in verification-type laboratory instructions. In order to do this, we should know first what constituted the teaching behavior elements in the teachers' instructions, before the teaching behavior can be analyzed. Thirty sets of instructions were recorded and their transcripts were used in this study. The results of this study indicated that the number of teaching behaviors numbered twenty four in total, and that the teaching behaviors could be classified into nine categories, and finally the procedure used in verification-type laboratory instructions generally followed seven steps. These steps can be described as follows; reminding subjects of the preliminary learned concept, presenting inquiry type questions or introducing the main concept, explaining the method used or presenting the predictable outcome/matter for verification, performing lab-based activities, presenting the outcomes, applying the main concept, and finally closing the instruction. For the purpose of promoting more authentic scientific inquiries using these types of instructions, the authors's claims were discussed.
The purpose of this study was to examine the effects of teaching-learning programs from the perspective of brain-based learning science. Four units in 5th grade elementary science programs of the Revised 2007 National Curriculum were selected as contents to study. As the brain-based learning science analysis method, equations of the brain compatibleness index (BCI) and contribution degree on the brain compatibleness index (BCICRE) were applied to them. This study showed that there were qualitative and quantitative differences among the analyzed teaching-learning programs through the unit and curriculum. The results showed that hands-on activities like experiments or open inquiry activities improved their evaluation of the teaching-learning programs. From the analyzing, teachers can judge whether each teaching-learning program made considered the brain of the learners. Furthermore, this study can provide useful information to consult of various science teaching-learning programs brain-based learning.
이 연구는 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행한 초등학교 교사들의 경험을 현상학적 연구 방법을 사용하여 이해하는 것이다. 4명의 초등 교사가 참여했으며, 심층 면담을 실시하였다. 사용한 질문은 Seidman(1998)과 Schuman(1982)이 제시한 면담법을 재구성하였으며, Giorgi(1985)의 현상학적 체험 연구 방법 4단계를 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 교사들은 수업 중에 시스템 사고를 증진시키는 확산적 발문을 많이 하였고, 학생 중심의 물리적, 심리적인 환경을 조성하여 시스템 사고를 향상시켰다. 둘째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 교수학습 예시 자료의 부족과 수업 주제 선정의 어려움을 언급하였다. 또한, 평가 도구와 측정 방법이 부족하여 학생들의 학습 내용과 과정을 올바르게 평가하는 것이 어렵다고 지적하였다. 초등학생들의 탐구 활동 능력 부족으로 시스템 사고를 기반으로 한 과학 탐구 수업의 효과를 극대화 시키는 데 한계가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 초등학교 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 여러 역할을 수행하고, 어려움을 겪으면서도 더 나은 수업의 방향을 찾고 있었다. 이 연구 결과는 앞으로 초등학교 수업 현장에서 시스템 사고를 적용하는 데에 가치 있게 활용될 것으로 기대된다.
The purpose of this study was to investigate beginning elementary teachers' characteristics and improvement of their teaching skills in science class. The methodology of this study was a qualitative approach that included interviews, classroom observations, and teaching materials. In urban area, low beginning elementary teacher were selected. Four beginning elementary teachers were observed and recorded with VCR in their classroom at seven-times. The results showed that the beginning elementary teachers did not improve in their teaching skills in science teaching, and their characteristics of teaching skills in science were summarized as following; 1) their teaching methods were not inquiry-based science teaching, but explaining-based science teaching, 2) their main aims of the science teaching were focused on the science knowledges, 3) there were little students' science processes involved in their classes, 4) they focused on using textbook as teaching materials, 5) there were little waiting times after their questioning, and they usually used closed-questions rather than open-ended questions.
지식정보화 사회가 되면서 기존과는 다른 유형의 사회 문제들이 발생하고, 이를 파악하고 해결하는데 필수적인 역량으로 지식정보처리역량을 꼽을 수 있다. 지식정보처리역량은 정보의 수집과 분석, 활용을 할 수 있는 역량으로 학문 분야에 따라 그 적용이 달라질 수 있으므로 일반 소양적인 측면과 교과 맥락적인 측면으로 나누어 교육할 수 있다. 과학에서의 지식정보처리역량 함양 교육은 이제까지는 일반 소양적인 측면에서 주로 실행됐으므로, 과학 탐구 활동을 통해 교과 맥락적인 측면에서의 교육이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 학교 현장에서 일반적으로 적용 가능한 지식정보처리함양을 위한 데이터 기반 과학탐구 모형과 수업전략을 개발하였다. 모형과 수업전략은 설계·개발 연구방법론에 따라 문헌연구를 바탕으로 모형과 수업전략을 1차 개발하고 전문가의 조언을 듣는 내적 타당화 과정과 실제 현장에 적용하는 외적 타당화 과정을 통해 수정, 개선하여 완성하였다. 자원기반학습 이론을 바탕으로 과학탐구 모형, 데이터 과학의 특징, 통계적 문제 해결력 모형에 대한 문헌 연구를 실시하였고, 전문가 5인의 자문을 받아 CVI, IRA 값을 구하고 면담을 통해 모형과 전략을 개선하였으며 두 번의 외적 타당화 과정을 거치며 현장 적용성 높은 모형과 전략을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 탐색적 과학 데이터 분석 탐구모형(Exploratory Scientific Data Analysis Inquiry Model, 이하 ESDA 탐구모형)으로 학교의 상황에서 실행가능한 도구를 먼저 선택하고 데이터를 수집하며, 그 후 분석 과정에서 질문을 찾고, 이를 새로운 가설로 설정하여 또 다른 탐구를 진행하는 형태를 갖는다. 수업 전략은 최종 7가지 원리로 세분화 되었는데, 도구 탐색의 원리, 실생활 데이터 수집의 원리, 데이터 변형의 원리, 데이터 해석의 원리, 문제 구체화의 원리, 문제 해결의 원리, 표현과 공유의 원리이다. 각 원리는 탐구 모형과 연계되어 있으며, 교수 전략 뿐 아니라 탐구를 수행할 수 있는 환경 구성의 조건을 포함하고 있어 현장 적용성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일반적인 대규모의 학생을 대상으로 양적 연구를 실시하지 못했다는 한계가 있으나 지식정보처리 역량을 과학탐구의 관점에서 접근하여 실제적 모형과 전략을 개발했다는 점에서 의의가 있다.
The purpose of the study is to specify the evaluative objectives of science process skills and to serve as an evaluative criterion for the development of university competency test. The followings are the results of this study. (l) Five steps as a teaching and learning model of science are suggested for the improvement of science inquiry skills. (2) Three dimensional taxomony was presented to evaluate the science process skills of university competency test. (3) Sixteen behavioral elements were selected from the science process model and defined operationally. (4) 146 evaluative objectives were specified according to each behavioral element based on the results presented above, the science inquiry model and the evaluative objectives wilt be contributed to teaching and learning strategies for the improvement of science process skills including basic concepts and contents, and problematic situation in science.
In the elementary science classroom, inquiry-based learning activities are often limited to students' hands-on experiences. As a result, students often overlook core concepts they are supposed to acquire from the inquiry activities and show difficulties in applying those concepts in a real life context. To make a connection between the hands-on activities and the concept leaning, a small-group discussion can be considered. In this study, we designed a team-based learning (TBL) model for the elementary science classroom. We developed teaching and learning materials for the "Comfortable Environments" unit in the 6th grade curriculum based on the TBL model. After appling the model with 32 6th grade students, we compared the TBL participants' level of concept understanding and attitudes toward science before and after the intervention, and also compared them with their counterpart control group who participated in a traditional classroom. The results showed that the level of concept understanding of the TBL participants were higher than that of the control group. However, there was no statistically significant difference found in attitudes toward science between the TBL participants and the control group. In addition, the interviews with the TBL participants showed that they positively perceived the TBL experiences.
이 연구에서는 생활 속 위험 문제 중 하나인 '소음'에 대해 예비교사들이 수행한 과학탐구 사례를 중심으로 서로 다른 유형의 데이터 활용에서 나타나는 인식적 특징을 탐색하고 비교하였다. 이를 위해, 소음에 대한 탐구 보고서를 수집하고, 탐구 보고서에서 1차 데이터와 2차 데이터가 어떻게 과학탐구에 활용되는지, 데이터의 유형에 따라 탐구 설계, 자료 수집 및 분석 과정이 어떻게 달라지는지를 분석하였다. 연구 결과, 센서 기반의 1차 데이터는 핵심 현상을 측정하고 관찰하는 주체가 탐구자 자신이지만, 2차 데이터는 공공 기관에서 이미 측정 대상과 방법을 결정하여 데이터로 제시하였기 때문에 예비교사들은 공공 데이터의 특징을 먼저 조사하고 탐구 목적에 맞게 선별적으로 활용하였다. 이러한 차이로 인해 탐구 과정에서 요구되는 인식적 고려 사항과 방식이 서로 달랐다. 끝으로 이러한 연구 결과가 과학탐구 교수학습 및 탐구 지도를 위한 교사교육, 그리고 변동성과 불확실성이 극대화될 VUCA 시대를 대비한 위험 대응 역량 교육의 측면에서 갖는 교육적 시사점을 논의하였다.
The purpose of this study is to construct a structural equation model and to analyze causal relationships among variables related to attitudes to science using structural equation modeling(SEM) with LISREL VII. The sample consisted of 483 10th grade boys from a general high school in Pusan, Korea. The questionnaires (ABC-attitude scale: affection, behavioral intention, cognition scale of attitude towards science) were developed by the researcher through a pilot study. And other instruments have modified previous ones. Five instruments were used in this study: GALT(group assessment of logical thinking), MTSlS(modified test of science inquiry skill), ABC-attitude scale, MSAS(modified scientific attitude scale), CSAT(common science achievement test). Structural equation modeling with LISREL VII($J\ddot{o}reskog$ & $S\ddot{o}rbom,$ 1993) was employed to estimate the causal inferences about hypothesized relationships among observed data sets. Three competing models consisted of five latent variable(scientific thinking ability, science inquiry skill, attitude towards science, scientific attitude, science achievement) - lP(inquiry preceding) model, AP(attitude preceding) model and AM(attitude mediating) model - were developed. Among these competing models, IP model satisfied the observed data sets. The causal relationships among "attitudes to science" and other latent variables were reliably identified. According to the results of the present study, science inquiry skill was the most significant variable that can predict science achievement. But scientific thinking ability has not directly influenced science achievement. This study suggests that inquiry based teaching-learning processes should be offered to students for improvement of science achievement. At the same time, it seems to be important to develop positive attitude towards science. Understanding of relationships among variables related to attitudes to science will be helpful to the development of science curriculum and to the design of science teaching and learning process. LISREL has been recognized as a useful approach in testing a SEM. However, in this study, LISREL approach was estimated as much more useful method for research design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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