• 정보교육학회논문지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.507-518
• /
• 2016

본 논문에서는 STEAM 교육과 미래 유망직종인 컴퓨터 전문가 중 하나인 양자컴퓨터 전문가 대한 간접 체험의 기회를 제공하고자 국가수준 교육과정과의 연관성을 분석하여 초등학교 3-4학년을 위한 양자컴퓨터 전문가에 대하여 알아보고 자신의 진로와 연관지어 생각해볼 수 있는 STEAM 교육프로그램을 개발하였다. 하지만 초등학생들이 물리학 중 가장 어렵다는 양자역학을 근본으로 하는 양자컴퓨터의 기본이론을 이해하는 것이란 거의 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 게이미피케이션 메카니즘을 적용하여 양자역학 원리를 배울 수 있는 STEAM 프로그램을 제안하였다. 학생들이 흥미를 유발하고 양자컴퓨터의 가장 기본적인 원리 중 하나인 양자스핀과 양자컴퓨터와 연관된 양자암호, 그리고 아직 양자컴퓨터의 미완성 등을 간접적으로 체험할 수 있도록 교재를 개발하였으며, 이를 현장에 직접 적용하였다. 본 연구에서 제공하는 진로 STEAM 교육프로그램은 IT관련 진로 탐색과 관련 소양 함양에 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.75-88
• /
• 2001

근대교육기(1876${\sim}$1910) 중 1905년부터 1910년 사이는 우리 나라 교육에 대한 일제의 간섭이 가장 극심했던 시기였다. 이에 대응하여 우리 민족은 전국 단위나 지방 단위로 학회를 세웠고, 학회를 통하여 근대 교육을 실천하려는 의지를 보였다. 이 연구에서는 근대교육기에 국내에서 출판된 학회지 9종 132권을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 근대교육기에 발간된 학회지의 주요 내용은 민족의 정체성을 확립하기 위한 역사나 지리 등의 내용과 계몽적인 차원에서 서구의 정치나 경제 체제를 소개하는 글과 더불어 자연과학에 관한 논술도 상당한 비중을 차지했다는 점이다. 둘째, 과학 관련 논술을 분야별로 분석해보면 생리${\cdot}$ 위생을 포함한 생물학 분야와 지구과학 분야가 비교적 많았다. 반면에 물리학이나 화학 분야는 아주 적었다는 특징이 나타난다. 셋째, 학회지에 게재된 지구과학 관련 논술만 분석하더라도, 대부분 같은 저자에 의해 교과서적인 기초 내용을 연재한 논술이 많이 보인다. 이러한 의미에서 학술지에 게재된 과학 관련 논술은 근대 교육기에 우리 나름의 과학 교육을 확립하기 위한 노력으로 평가된다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.109-128
• /
• 1992

Elementary science textbooks are the major instructional materials which contain sceientific objectives to be acquired by students. The purpose of this study is to analyze the development system, to evaluate the inquiry activity in current elementary science testbooks, and to make suggestions for the improvement of them. The questionnaires were administered to 116 subjects that participated in development of the 5th elementary science textbooks, and 86 of the subjects responded. Based on the data gathered and analyzed in this study, the major findings are as follows. First, regarding the analysis and evaluation of elementary science textbooks. 1. The instructional objectives in elementary science textbooks are analyzed. The proportions of comprehension objectives is 38%, scientific inquiry process objectives 21%, experimental skills objectives 7%, scientific attitudes and interests objectives 4%. 2. The science concepts in elementary science textbooks of the 3rd grade required the preconcrete operational level(82%) and of the 6rd grade required the postconcrete operational level (73%) by J. Piaget 3. The inquiry activities in elementary science textbooks are emphasizing gathering and organizing results and evaluation, and hypothesizing and designing an experiment Inquiry index of the elementary science textbooks is 76. This is significantly higher than 35${\sim}$50 of America and U.K.. 4. The number of questions per class hour is mostly three, and most of them require the students to explain phenomena in nature or in experiment Second, regarding the development system of elementary science textbooks. 1. The budget for and the period of the development of elementary science textbook should be expanded. 2. For the improvement of elementary science textbooks, more abundant resources and time should be used for the basic study and the field trial of textbooks. 3. The elementary science textbook must include the affective objectives as well as the scientific knowledges and scientific inquiry skills. 4. It is not desirable to assign equal number of pages to the content of physics, chemistry, biology, and earth science. 5. Closer cooperation system is needed among the ministry of education, development research center and the field trial schools.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.563-571
• /
• 2019

본 연구의 목적은 2015 개정 과학과 교육과정에 의해 개발된 고등학교 과학에 해당되는 10개 과목의 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 분석하는 것이다. 이를 위하여 통합과학, 과학탐구실험과 물리학 I, II, 화학 I, II, 생명과학 I, II, 지구과학 I, II의 63종 교과서의 탐구 활동 중에서 교육과정에 제시된 탐구 활동과 부록에서 안전과 관련된 내용을 추출하여, 이를 안전교육 7대 표준안을 근거로 한 6개의 안전요소로 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육과정 탐구 활동 176개 중 안전 관련 내용이 최소한 1개 이상의 교과서에서 제시된 탐구 활동은 81개(46.0%)였고, 화학 교과서에서 많이 제시되었고, 과학탐구실험에 적게 제시되었다. 둘째, 안전내용은 '실험실 안전수칙'에 대한 내용이 가장 많았으며, 그 다음으로 안전기호, 보호장구 사용 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전내용은 주로 실험실 안전수칙과 사고대처요령을 중심으로 기술되어 있었다. 연구 결과를 바탕으로, 교과서 별로 안전 관련 내용의 기술에 차이가 큰 문제점, 안전 관련 내용이 구체적이지 않아 교육 효과가 떨어진다는 문제점, 안전 기호의 표준화가 되어 있지 않다는 문제점을 제시하였고, 이를 바탕으로 교과서 안전 관련 내용의 개선 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.741-750
• /
• 2009

개화기는 우리나라에서 과학교육이 도입되고 전개되던 시기이다. 당시 발간된 과학 교과서는 한국 근대 학교 과학교육에서 중요한 역할을 하였다. 이런 의미에서 과학교과서를 저술하였거나, 발행한 이들은 개화기 한국의 과학 교육을 주도한 중심인물들이었다고 여겨지는데, 이들 중에 역관이었던 현채와 그의 아들 현공염이 있다. 현채는 역관 집안에서 태어나 역과에 급제하였고, 역관 관련 관직을 거쳤으며, 외국어학교, 한성사범학교 부교관으로 있었다. 학부에서는 번역 및 저술 업무를 수행하였다. 현채가 저역술 또는 출판한 순수과학도서로 26종이 된다. 그 중 이과교과서는 자연과학의 전 분야를 다루어 학생들이 반드시 알아야할 지식을 적절한 방법으로 제시하였으며 학생들의 흥미를 유발하였다. 또한 실험을 제시하여 오늘날 과학교과서와 비교할 때 전혀 손색이 없었다. 과학교과서를 저역술한 현채의 과학교육활동은 그를 사학계에서 이중적으로 평가하는 것과는 달리, 개화기 과학교육이 정립되는 시기에 매우 중요한 역할을 하였음을 알 수 있다. 그것은 당시 과학교과서가 부족했기 때문에 과학이라는 새로운 학문의 보급에 있어 과학교과서의 저역술과 출판 활동은 큰 의의가 있는 것이다. 나아가 과학교과서의 편저자나 발행자 중 외국어를 알고, 외국과의 교류 주체 중 중요 인물이었던 역관 현채의 역할과 그의 과학교육 활동은 우리나라 과학 교육의 역사 중 일부분이 되었다고 평가할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2021

이 연구는 초등예비교사가 빛의 굴절 단원의 교사용 지도서를 읽을 때 생성한 질문을 분석함으로써 개념이해에 있어서의 어려움과 지도계획을 세울 때의 어려움에 어떤 것이 있는지를 분석하는 것을 목적으로 한다. 2015 개정 교육과정 6학년 1학기 '빛과 렌즈' 단원의 지도서를 읽고 초등예비교사 283명이 생성한 의미있는 질문은 총 592개였고 이 중 물리 개념이해를 위한 질문은 총 306개, 교육학적 질문은 총 286개였다. 분석 결과, 초등예비교사는 물리 개념이해 측면에서 굴절이 일어나는 원인, 빛을 산란시켜야 하는 이유, 볼록렌즈의 초점거리에 따른 상의 변화 원인 등 교과서에 제시된 현상이 일어난 '원인'의 개념 이해에 어려움을 가지고 있었다. 지도계획 측면에서는 개념의 설명방법에 대한 질문, 즉 초등학생에게 개념에 대한 설명을 하지 못하고 현상만을 지도하여야 하는 것에 대한 질문, 특정 개념에 대한 구체적인 설명방법, 실험 방법 등에 대한 질문 그 뒤를 이었다. 교사용 지도서에는 교사들의 개념이해를 돕기 위한 여러 가지 설명들과 보충자료가 포함되어 있음에도 불구하고 일부 개념에 대해서는 지도서를 읽고서도 의문이 해결되지 않는 초등예비교사가 많이 있다는 것을 알 수 있다. 질문의 빈도가 높은 개념에 대해서는 좀 더 알기 쉽게 지도서를 작성할 필요가 있다. 지도계획에 있어서는 교수법과 실험방법에 대한 질문이 많았기 때문에 교사용 지도서에서 개념의 설명방법에 대한 예시와 구체적 실험방법을 좀 더 제공할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권7호
• /
• pp.547-558
• /
• 2007

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교 분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 '예상한 것 검증하기' 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의 탐구 활동에서 참 과학 탐구를 반영하고 있는 정도에도 차이가 발견되었다. 한국에는 학생들이 스스로 연구 문제를 착안하는 활동이 전혀 없었으나 싱가포르에는 이러한 활동이 있었으며, 연구 설계 항목에서 한국의 탐구 활동에는 없는 변인 설정, 변인 통제 활동이 싱가포르에는 발견되었다. 연구 결과는 교과서 탐구 활동을 구성할 때 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도 등의 요소가 고르게 포함되도록 할 필요가 있으며, 참 과학 탐구 요소를 적절히 반영할 필요가 았다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.456-464
• /
• 2007

본 연구에서는 한국의 중등학교 과학 교육과정과 교과서를 분석하여 시각 개념 표현 방식과 연계성은 어떠한지를 분석하고, 개념의 수준을 고려하여 시각 개념을 이해시키기 위한, 연계성 있는 시각 개념 구성을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 연구의 방법은 문헌 분석 방법을 사용하였으며, 문헌 분석은 제7차 한국의 과학 교육과정과 제7차 과학 교육과정에 따라 개발된 과학 및 물리I 교과서를 분석하였다. 한국의 현행 교육과정과 현행 과학 교과서의 분석을 통한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 과학 교육과정상으로 보면 시각 개념의 연계성에 문제가 없어 보이지만 교육과정에 따라 실제로 집필된 교과서 내용상으로는 시각 개념의 연계성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 눈에서 수정체의 기능은 8학년에서 학습하도록 되어 있는데도 7학년에서 안경에 의한 시력 보정의 원리가 제시되고 있는 것은 개념 이해에 어려움이 있을 것으로 보인다. 둘째, Kepler는 Alhazen의 시각 개념에서 물체의 한 점에서 반사된 한 광선이 수정체의 한 점에 도달하여 그 점의 상을 맺을 수 있다는 설명에서 문제점을 발견하고 현대적인 시각 이론을 세웠지만 한국의 일부 과학 교과서는 여전히 Alhazen 방식의 망막 상 형성을 설명하고 있다. 셋째, 근시와 원시의 원인에 대한 설명의 일관성이 없는 경우가 있고, 대부분 두 가지 이유 중의 한 가지로만 설명하고 있다. 마지막으로, 개념 위계를 고려한 시각 개념의 연계적 구성에 있어서는 볼록렌즈에 의한 상에 대해 학습한 후에 우리 눈의 구조와 기능이 제시되어야 하며, 우리 눈의 구조와 기능을 학습한 후에 안경의 기능과 시력 보정이 제시될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.93-108
• /
• 1998

본 연구에서는 대한제국 후기부터 일제 식민지 초기에 사용된 과학교과용 도서의 목록과 그 출판 현황을 밝혀 당시의 과학교육에 대한 구체적 실태를 이해할 수 있는 하나의 지표를 시하기 위하여 한국의 초기 과학교육에서 기반의 전환이 있었던 대한제국 후기 과학교육의 현실을 보여줄 수 있는 과학 교과서의 출판실태를 1906-1915년을 중심으로 조사하였다. 학 교과서 목록을 작성하고 당시의 출판 상황 및 사용 내역의 실태를 조사하는 데는 학부( 部) 및 총독부에서 발간한 "교과용도서일람"(敎科用圖書一覽)의 $4{\sim}9$판을 기본 사료(史料)로 하고, 당시에 발간된 관계 자료와 이에 대한 연구 자료를 통하여 내용을 확인하여 보완하였다. "교과용도서일람"은 을사늑약 이후 학부에서 발간하기 시작하여 한 합방 이후에는 총독부에서 계속 발간한 것이다. 이 책자에는 당시 사용하던 교과용 도서 체가 수록되어 있다. 한국에서 1906년부터 1915년 사이에 사용된 과학 교과서는 이과, 이 학, 물리, 화학, 박물, 생리, 위생, 생리위생, 동물, 식물, 천문, 지문, 광물, 지질 등 다양한 름을 가졌다. 이들 교과서명은 정부에서 정한 교육과정 속의 과학교과명인 이과, 박물, 물리, 화학보다 범위가 넓었고, 오히려 각종 사립학교에서 정한 과학 교과명에 일치하였다. 따라서 이때 발간된 과학 교과서는 사립 학교에서 주로 사용되었다는 것을 알 수 있다. 그리고 기 과학 교과서 중 한국에서 발간된 것은 주로 1906년 이후부터 등장하며 이때 애국계몽운 동 영향으로 학교가 설립되고 교육을 받는 대상도 증가된다는 점에서 한국의 실질적인 과 교육은 1906 년 이후에 확립되었다고 할 수 있다. 또한 개화기 한국에서 발간된 과학 교 는 학부 또는 총독부로부터 그 사용에 대한 통제를 받았다. 1908년의 사립학교령과 교과 도서검 정규정, 그리고 1909년의 출판법은 교과서를 통제하는 주요 수단이었다. 한국에서 간된 62종의 과학 교과서중 사용금지를 당한 것은 18종인데 2종은 불인가, 13종은 검정무효 그리고 3종은 검정무효 및 검정불허가 처분을 중복으로 받았다. 이는 과학 교과가 학부나 총독부의 검열로부터 다른 교과에 비해 상대적으로 자유로운 편이었지만 일제가 점차 교 서 통제를 강화하면서 과학 교과서에도 통제를 가하고 있었음을 나타내는 것이다. 한국의 근대 과학교육은 1906년에 이르러 실질적인 체제가 확립되면서 사립학교를 중심으로 실시되었 데 이 시기에 비록 번역된 도서가 많이 있었지만 동시대적 지식을 담고 있었던 62종의 과학 과서가 한국에서 발간되었고, 76종에 달하는 일본의 과학 교과서가 도입되어 사용되었으며, 40여명의 한국인이 과학 교과서를 번역 또는 편술하는 등 한국 과학교육에 종사하였다는 에서 한국 과학교육의 자생적인 성장 가능성을 찾을 수 있었다. 그러나 불행히도 1910년 제에 주권을 상실 당하면서 그 성장력을 박탈당하고 말았다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.453-463
• /
• 1997

제6차 교육과정 개편에 따라 1996학년도부터 고등학교에서 가르치고 있는 '공통과학'과목의 교과 내용과 7종의 교과서를 대상으로 교과서 구성 체계 및 단원별 내용의 양적 분포, 교과 내용의 구성, 탐구 활동의 내용, Schwab의 탐구 활동 수준 분류, 부록의 구성, Slayer & Bay의 목적군을 이용한 분석, Romey의 정량적 분석 등을 실시했다. 교과서의 구성 체계는 모든 교과서가 교육부가 제시한 원칙에 크게 벗어나지 않았다. 교과서의 총 면 수는 7종의 교과서가 $471{\sim}519$면으로 구성되었고 '물질', '힘', '생명', '지구' 단원간의 배분을 적절히 유지하였으며 특히 통합 단원의 의미가 있는 '에너지'와 '환경'단원을 비중 있게 다루고 있다. '공통과학'은 통합 과학의 의미를 살리려는 의도는 엿보이나 아직도 교과 내용이 화학적 통합을 완전히 이루지 못하고 있다. 우리가 일상 생활에서 부딪히는 문제들을 주제로 그 원인과 과정을 밝히는 방법으로 구성하는 것도 하나의 대안일 것이다. 교과서에서 사용하고 있는 탐구 활동의 종류는 11가지 인데 대부분 '자료해석', '실험', '조사', '토의' 등이 많이 사용되었다. 탐구활동 중 실험은 96.1%가 Schwab의 탐구 요구 수준의 제1수준에, 3.9%가 제2수준에 해당하였고, 제3수준에 해당하는 실험은 없었다. 교과서의 부록은 총 26종이 제시되어 있는데 모든 교과서가 '교과서 내용 풀이'를 포함하고 있고 기타 특정 분야에 편중되는 등 다양한 자료를 담지 못하고 있다. Slayer & Bay가 제시한 종합 연구의 목적군을 이용해 분석한 결과 교과서의 내용이 대부분 학문적 준비에 치우쳐있다. 그러나 '환경' 단원의 경우는 사회적 필요에 따른 내용을 상당히 포함하고 있다. Romey의 정량적 분석 결과는 문장, 그림 및 도표, 장 끝의 질문, 학생의 학습 활동 수 등이 $0.4{\sim}1.5$ 사이의 값으로 학생 참여를 적절히 유도하는 발견 지향적 인 것으로 조사되었다. 그러나 장의 요약은 본문 내용을 반복하는 내용으로 구성되었다. 이와 같이 공통과학 과목은 새로운 현대 사회에 부응하는 교과 목표와 체계를 지향하고 있지만 아직도 통합과학으로서의 내용과 체계를 완전히 갖추고 있지 못할 뿐만 아니라 현재 사용되고 있는 7종의 교과서가 교육 목표를 충분히 반영하지 못하고 있다. 따라서 교사의 역할이 더욱더 중요하게 되었다.