• 한국과학교육학회지
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• 제40권1호
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• pp.29-40
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• 2020

본 연구의 목적은 한 고등학교 과학 교사(E 교사)가 약 1년 3개월간 교사공동체 탐구에 참여하며 어떻게 과학적 모델링에 관한 이해와 실행을 변화시켜나갔는지를 탐색하는 것이었다. 상황 학습 관점을 기반으로 본 연구에서는 E 교사의 사회적 상호작용들로부터 모델링에 관한 그녀의 프레임들을 탐색하였다. E 교사는 1년 3개월간 총 6회의 "스튜디오"라는 교사 연수에 참여해 같은 학교의 과학 교사들과 연구자들, 코치들과 협력하였다. 매 스튜디오에서 참여자들은 함께 모델링 기반 수업을 계획하고, 실행하고, 그에 관해 반성하였다. 본 연구에서는 먼저 E 교사가 수업을 진행한 2회차, 6회차 스튜디오에 초점을 맞추어, E 교사의 교사공동체 및 교실 상호작용으로부터 드러난 모델링에 관한 그녀의 프레임들을 질적으로 탐색하고, 그로부터 E 교사의 이해와 실행에 변화가 있었는지 탐색하였다. 다음으로, 교사공동체 탐구가 E 교사의 이해와 실행 변화에 어떻게 영향을 미쳤는지 탐색하기 위하여, 1-6회차 스튜디오에서 진행된 교사공동체 탐구가 질적으로 분석되었다. 연구 결과, 2회차 스튜디오에서 E 교사는 과학적 모델링을 학생들이 활동지에 정답을 채워 넣는 활동으로 보고 있었다. 반면 6회차 스튜디오에서 E 교사가 드러낸 과학적 모델링에 관한 프레임들은 그녀가 모델링을 학생들이 협력을 통해 증거를 사용하여 자연현상에 관한 설명을 구성하는 과정으로 보고 있었음을 보여주었다. E 교사가 속한 교사공동체는 모델링 기반 교수를 발전시키고자 하는 목표를 바탕으로, 매 스튜디오에서 학생들의 모델링을 돕고, 학생들의 설명과 추론을 분석하였다. 또한 그들은 여러 스튜디오들에 걸쳐 탐구 초점들과 교수 실행들을 구체화시키고 발전시켜나갔다. 이러한 공동체 탐구의 초점들은 E 교사의 과학적 모델링에 관한 이해와 실행 변화에 반영되었다. 본 연구의 결과는 교사공동체 탐구나 교사 전문성 발달을 지원하고자 하는 연구자, 실행가들에게 유용한 정보를 제공할 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제5권3호
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• pp.225-234
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• 2012

The Purpose of this study is searching the effect of the flow level increasing by using flow learning on scientific achievement and attitude toward science in 4rd grade elementary school student's scientific learning factors, and the better way to approach scientific institude than now in used. Participants included 52 elementary school students. For this study, two classes were divided into experimental class and control class. The control class takes a regular instructions and the experimental class takes a flow learning instructions. Two chapter were selected, 'Plant's World' and 'Fossil and Rock', for this study. Students were treated for 18 hours. The results were as follows: First, flow learning related program about plant's world, fossil and rock is increasing 4rd grade elementary school students' flow level in science class. Second, students are not increasing their scientific achievement according to increasing their flow level. Third, students are not increasing their attitude toward science according to increasing their flow level. But in attitude toward scientific inquiry, adoption of attitude toward science and preference of job related science subordinated, students are increasing subordinate factors of attitude toward science.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권4호
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• pp.385-394
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• 2007

In order to investigate elementary school students' readiness to write on scientific subject, we analyzed the participants' draft in elementary student section [National Student Science Writing Contest] which is sponsored by a daily press. As a first step, we designed an assessment framework to analyze the students' writing. It is composed of three domains: scientific thinking, logical validity, creativeness. Each domain has three sub-domains. By using the framework, seven raters scored the students' inquiry reports. The findings reveal that the students needed the training for scientific writing. Especially they had great difficulty in the sub-domain of 'suggestion of rational alternative solution' in scientific thinking domain, the sub-domains of 'clearness' and 'coherence' in logical validity domain, and in the sub-domains of 'creative problem solving' and 'creative presentation' in creative domain.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제60권4호
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• pp.267-275
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• 2016

일반적으로 실험은 과학의 꽃으로 인식되고 있고 학교 과학에서도 중요한 위치를 차지한다. 과학자들은 확증이든, 입증이든, 사고실험이든, 어떤 형태든 실험이라는 형태를 거친다. 과학교육의 주요 목표 중 하나는 탐구능력을 향상키는 것이다. 이에 학생들에게도 실험을 하도록 하는 것은 당연한 것으로 여겨진다. 그러나 학교 실험이 과학을 이해하고 학습하는데 있어서 과연 무엇이며 어떤 역할을 하는지에 대한 의견과 논의는 항상 긍정적이지만은 않다. 또한, 학교 과학 실험의 이론적 당위성이 자리 잡고 있다고 하더라도 실제 과학자들이 수행하는 실험과는 간극이 존재한다. 이 연구에서는 학교 과학 실험과 도구의 의미를 탐색하였다. 또한 하나의 사례로 중학교 과학 교과서와 고등학교 화학 교과서에 수록되어 있는 화학관련 탐구 실험의 유형 및 도구 사용 수준을 분석하여, 학교 과학 탐구에서 실험과 도구의 의미를 재조명하고자 하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-12
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• 2013

20 preservice teachers at college level participated in this study and interacted with students at elementary and middle school levels during science camp offered by science center in Taiwan. Preservice teachers displayed moderate (above the average, 4 point out of 5) understandings about scientific literacy and scientific views in all aspects of the nature of science before the camp. Then, the researchers designed science camp programs which were expected to promote students' scientific literacy; scientific knowledge, inquiry skills for experimentation as well as for argumentation, affective domain such as the attitude toward science and the understandings about nature of science and the relationship among STS (Science-Technology-Society), all of which were embedded in the programs. Preservice teachers seemed to perceive scientific literacy pretty well (over 4 point) before the camp, however, preservice teachers' understandings about scientific literacy were not much scored (around 3 point, but still moderate scores of average) as expected after concrete inquiry activities. The reasons why this happened could be that preservice teachers were not trained to employ theory into the context to be more practical or the researchers did not develop camp program which included the aspect of scientific literacy successfully. The discussion and implication were made in teacher education in that preservice teachers must be prepared how to bridge theory into practice, and informal science education in that educators at science centers must be trained to be experts in providing the envisioned educational programs to meet the goal of science education, scientific literacy.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.545-562
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• 2019

이 연구의 목적은 고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하고, 그 적용 효과를 탐색하는 것이다. 이를 위해 문헌 연구 및 선행 연구 결과를 토대로 통합 탐구 기능 교육을 위한 수업용 자료 1종과 학생들이 자신의 탐구 능력 수준에 맞추어 선택적으로 학습할 수 있는 개별 학습용 자료 2종을 포함한 인지적 스캐폴딩 도구를 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 수준을 조사하기 위한 도구로 가설-연역적 탐구 형식으로 구성된 사전, 사후 검사용 탐구 과제를 1개씩 개발하였다. 인지적 스캐폴딩 도구의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 추리 통계를 실시하였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구의 적용 여부에 따른 고등학생들의 통합 탐구 능력을 Rasch 모형에 따른 Wrightmap을 산출하여 비교하였고, 통합 탐구 기능의 각 요소에 대한 학생들의 수준 변화 양상을 확인하였다. 연구 결과, 인지적 스캐폴딩 도구를 사용했던 실험군은 대조군에 비해 탐구 설계, 자료 수집 및 변환, 자료 해석, 결론 도출 등 모든 평가 요소에서 유의미하게 높은 점수를 보였다. 또한, 인지적 스캐폴딩 도구를 활용했던 학생들은 전반적으로 통합 탐구 능력이 향상되었고, 통합 탐구 기능의 각 요소에서 높은 수준으로 뚜렷하게 변화되는 양상을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 학생들이 과학 탐구를 수행하는 과정에서 직면하는 기능적 장벽을 완화 또는 제거하기 위해 인지적 스캐폴딩 도구를 적극적으로 활용할 필요가 있음을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.116-125
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• 1995

This study is to consider hypotheses with integral view on the respect of creative thinking. Subjects of this study are Korean students in the 5th grade who participated in the Field Trip Contest of the second Korean Youth Science Festival, an openended inquiry investigation. Objectives of this study are as follows: 1) to measure the inquiry level of the Field Trip Contest activity 2) to find how many hypotheses were made on different types in the inquiry investigation 3) to measure the quality level of hypotheses made in the scientific inquiry investigation 4) to find out the correlation between the 1st and 2nd hypotheses and the final activity score in the two staged scientific investigation In the consequence of it, inquiry level of the Field Trip Contest was very high with good activity topics and openended way of investigation. Hypotheses were made in the prediction, plan, and conclusion parts in the field trip activity report. They used hypothesis-as-prediction typed statements(3.41/team) more than hypothesis-as-explanation(1.28/team) and descriptive hypothesis(0.03/team) types. Content-related hypothesis(5.03/team) and process-related hypothesis(6.16/team) were usually coupled each other. Most of them had difficulties in hypothesis-from-evidence(0.31/team, 10/32 teams) in the comparison of hypothesis-from-simple conjecture(10.62/team). The quality level of content-related hypotheses(0.74point/statement) and process-related hypotheses(1.98point/statement) were very low by the hypothesis-quality scale(Quinn and George, 1975) for the content-related hypotheses and the process-related hypothesis quality scale developed in this study. There was considerable correlation between the activity score and the 1st and 2nd hypothesis in the 2 staged inquiry investigations with the 2nd and 3rd topics($0.41{\ast}$, $0.59{\ast}{\ast}$ repectively).

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.870-880
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• 2007

이 연구에서는 과학실험활동에서 이루어지는 학습자의 상호작용 과정을 심층적으로 분석함으로써,인지수준별 모둠구성에서 나타나는 상호작용의 변화형태와 특성을 확인하여 상호작용 과정에 대한 실질적 이해를 돕고자 하였다. 이를 위해 1년 동안 13개의 탐구실험 활동이 진행되는 동안 교사가 추천한 두 모둠을 관찰 하면서 녹음/녹화하였다. 40차시의 녹음/녹화자료는 모두 전사되었으며,자료는 메모하면서 보고 듣는 과정을 반복하는 방법을 기초로 분석하였다. 이질모둠의 상호작용은 3A(형식적조작초기)학생이 문제해결을 주도하고 나머지 학생들은 상호작용에 참여하지 못한 채 일방적인 설명을 듣거나 답을 베끼는 식으로 변화하였다. 한편 낮은 능력의 학생은 상호작용에서 소외되고 있었으며,중간수준의 두 학생사이에 새로운 상호작용이 형성되고 있었다. 이로부터 상호작용을 강조한 활동의 진행과 모둠구성에 대한 시사점을 얻을 수 있었으며,이에 대해 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1199-1213
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• 2011

이 연구는 자유탐구의 주제 선정과정에서 중학생들이 겪는 어려움의 유형을 파악하기 위해 실시되었다. 연구목적의 달성을 위해 중학교 1학년 학생 11명이 참여하였고, 자유탐구 활동지와 심층면담의 분석을 통해 귀납적 분석을 실시하였다. 학생들은 자유탐구를 경험하면서 주제선정단계에서 한번 이상의 어려움을 경험하였고, 어려움의 경중은 개인차가 있었지만 주제 선정과정의 체계화된 안내가 필요함을 확인하였다. 자유탐구활동의 주제선정단계 중 탐구대상선정의 어려움으로는 제한 없는 탐구대상 선정에 대한 부담감, 과학적 탐구대상의 이해 부족, 학생들의 과학적 탐구 호기심 부족이 나타났다. 탐구대상을 제한하는 것에 대해서는 학생 선택이 필요하다. 대상선택의 기회제공 유무를 판단하여 자유탐구의 본 취지가 수용된 전략적 지도가 필요하다. 자유탐구활동의 주제선정단계에서는 과학적이지 못한 주제 선정, 단답형식의 해결 가능한 주제 선정, 탐구의 실현 가능성 여부, 주제에 관한 선언적 지식의 부족, 재미에만 집중된 주제를 선택하여 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 참가학생들은 자유탐구활동에 대한 경험 부족, 주제선정단계별 실패로 인한 흥미 저하, 자유탐구활동 자체에 대한 부담감을 이유로 자유탐구활동을 중단하는 것으로 나타났다. 자유탐구활동의 성공적 실행을 위해 주제선정단계에 대한 구조화된 안내가 이루어져야 한다.