• 영재교육연구
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• 제18권1호
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• pp.139-165
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• 2008

본 연구는 과학영재들을 위한 지구과학 영역 해파 실험 모듈을 개발하고 그 활용가능성에 대해 알아보고자 하였다. 과학영재들을 위한 해파 실험 모듈은 참여, 탐색, 설명, 정교화 및 확장 등 5단계로 구성된 특징을 가지고 있다. 실험 모듈의 교육적 효과를 알아보기 위하여 대전광역시교육청 지정 영재교육원 교육생으로 고등학교 10학년에 재학 중인 16명의 영재들을 대상으로 연구를 수행하였다. 수업 중의 연구보고서를 바탕으로 과학탐구능력과 사전 사후 검사에 의한 지식성취토의 변화를 분석하였다. 그 결과 변인 통제, 실험 설계, 실험과정 중의 도구의 선택과 활용 측면에서 효과적인 것으로 나타났으며, 지식 성취도에 있어서도 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로부터 과학영재를 위한 실험 모듈의 활용은 과학성을 기르기에 매우 유의미하며, 과학영재들의 적합한 다양한 실험모듈의 개발과 활용이 필요하다고 하겠다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권7호
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• pp.341-350
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• 2018

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 과학적 사고력과 과학적 감성을 계발하기 위한 과학 에세이 쓰기 활동을 개발하여 그 효과를 분석하는데 있었다. 연구를 위해 우리나라 G지역의 교사 양성 기관에 다니고 있는 1학년 학생 60명이 선택되었다. 60명의 초등 예비교사는 모두 '과학 탐구'와 관련된 교양 강의를 선택한 학생들이었다. 연구결과, 과학적 사고력과 관련된 글에서는 과학적인 방법인 '귀납'의 방법을 사용하는 것을 확인할 수 있었으며, 과학적 감성과 관련된 글에서는 이야기의 배경, 매개체, 목적과 관련된 서술이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 초등 예비교사들은 글쓰기가 거듭되면서 글쓰기 능력이 향상되었으며, '과학'에 대한 이미지도 많은 부분에서 긍정적으로 변화함을 확인할 수 있었다. 아울러 이번 연구는 과학 글쓰기 능력 향상을 위해서 다양하고 흥미로운 과학 탐구 활동이 필요함을 시사해 준다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.43-63
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• 2019

2015 개정 과학과 교육과정의 생명과학II 교과서에 수록된 탐구활동 유형을 추출하여 6개의 대단원과 5종의 출판사별로 비교 분석하였다. 탐구활동 유형 중 조사 토의 및 발표(IP)의 수가 많이 늘어난 것과 표현하기(EX)가 각 단원마다 수록되어 있다는 것은 2015 개정 교육과정에서 지향하는 교실 수업을 학생중심활동으로 전환하기에 충분한 것으로 해석할 수 있다. 실험 관찰, 모의 활동, 조사 토의 및 발표 등의 학생중심 활동 영역의 탐구활동 유형이 2009 개정 교육과정의 약 27% 정도를 차지한 것보다 증가한 약 41% 정도를 차지하였다. 그러나 여전히 자료 해석 유형이 가장 많기 때문에 앞으로 교과서 개발이 필요할 때 학생들의 창의성과 사고력을 신장시키기 위해서 자료 해석의 유형을 줄이고 모의 활동이나 표현하기의 유형이 더 늘어나도록 해야 할 것이다. 교사들은 생명공학 기술의 발전뿐만 아니라 교과서마다 각기 다른 다양한 과학 소재를 재구성한 후 학생들에게 활용하여 균형 잡힌 사고를 유도하고, 표현력, 창의력, 논리력, 비판적 사고력을 신장시키기 위한 노력이 필요하다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제38권2호
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• pp.263-274
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• 2019

The purpose of this study is to investigate the effect of STEAM program on students' academic achievement, creative problem-solving ability, scientific inquiry ability and scientific interests of elementary school students. For this, we developed a STEAM program to utilize animation production about 'structure and function of the our body' unit in 5th grade. The STEAM program was developed for a total of 9 sessions and was applied to the experimental group. The theoretical lesson of the 2009 revised curriculum was consisted of 11 sessions and was applied to the comparative group. The results of study showed significant differences of the students' academic achievement, creative problem-solving ability to the experimental group participating in the STEAM program and also showed significant effects in the domains of subject contents and teacher preference, which are the areas of scientific interests compared to the comparative group. This means that the STEAM program to utilize animation production about 'structure and function of the our body' developed in consideration of the characteristics of elementary students positively influenced the academic achievement, creative problem-solving ability and scientific interests of elementary school students. In the future we need to develop STEAM programs more variously that utilize animation production and that it needs to be applied to elementary schools.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.63-78
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• 2014

통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권1호
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• pp.22-29
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• 2001

이 연구의 목적은 피드백을 고려한 포트폴리오 평가를 적용한 수업이 초등학교 학생들의 과학 지식, 탐구 능력, 포트폴리오 평가에 대한 자기 인식에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이 연구를 위하여 시근교에 위치한 초등학교 5학년 2반을 선정하였다. 한반은 실험반으로 피드백을 고려한 포트폴리오 평가를 적용한 수업을 실시하였으며, 다른 반은 비교반으로 피드백을 고려하지 않은 포트폴리오 평가를 적용한 수업을 실시하였다. 연구자가 직접 이 반을 모두 가르쳤다. 연구 결과, 과학 지식에서는 실험반과 비교반이 통계적으로 차이가 있었다. 과학 지식의 하위 요소들을 분석한 결과, 피드백의 효과는 기억과 이해 영역에서 긍정적이었으나, 적용 영역에서는 효과적이지 못하였다. 탐구 영역에서도 효과가 나타나지 않았다. 포트폴리오 평가에 대한 인식을 알아본 문항에서는 실험반 학생들이 수업의 효과에 대한 인식과 과학에 대한 태도의 인식에서 비교반보다 더 긍정적으로 반응하였다. 그러나 비교반 학생들은 자신의 포트폴리오 작품에 대한 인식과 피드백의 필요성에 대한 인식이 실험반보다 더 긍정적이었다.

• 영재교육연구
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• 제25권1호
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• pp.59-76
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• 2015

본 연구는 초등과학영재의 가설설정 능력과 가설설정에서 나타나는 특성을 탐색하고 메타인지와의 관계를 분석하는 데 목적을 두었다. 본 연구의 연구대상은 2013학년도 광역시 소재 대학교 부설 과학영재교육원 초등과학반 19명으로 선정하였으며, 가설설정 서술형 검사지, 메타인지 검사지, 과학수업방법 선호도 조사지를 활용하여 자료를 수집하였다. 가설설정 검사지의 서술형 응답자료는 가설의 내용이 과학지식에 기반하고 논리적으로 설정한 과학적 가설인지 또는 비과학적 가설인지로 분류하였으며, 비과학적 가설의 특성을 분석하였다. 연구결과, 초등과학영재들이 제시한 가설에서 과학적 가설은 47%(38개 가운데 18개)로 나타나 낮은 수준이었다. 특히 비과학적 가설은 53%로 인과관계가 분명하게 드러나지 않거나, 검증 불가능한 가설을 제시하는 특성이 가장 빈번하게 나타났다. 또한 가설설정 능력 및 가설의 특성은 탐구문제와 변인을 추출하는 과정을 제시하는지 여부에 따라 차이가 나타났다. 탐구문제와 변인추출과정이 제시된 경우에 더 높은 가설설정 능력을 보여주었다. 메타인지는 선행연구의 연구대상인 과학영재보다 높은 수준으로 나타났으며, 계획, 점검, 조절 가운데 점검 전략을 가장 빈번하게 사용하였다. 탐구문제를 스스로 제시하고 변인을 스스로 추출해야 하는 비구조화된 상황에서는, 가설설정 능력과 메타인지의 하위요소 조절 사이에 유의미한(p<.05) 상관이 있었으며, 메타인지의 계획과 조절 사이에도 높은 상관을 보였다. 메타인지의 조절 수준이 높은 학생들과 낮은 학생들의 가설설정 능력과 선호하는 과학수업방법에서도 차이나 나타났으며, 메타인지의 조절 수준이 낮은 학생의 경우는 가설을 스스로 설정하고 변인을 스스로 추출하는데 어려움을 겪는 것으로 나타났다.

• 새물리
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• 제68권12호
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• pp.1338-1346
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• 2018

본 연구의 목적은 과학 영재 핵심 역량을 바탕으로 대학부설 과학영재교육원 교육과정을 분석하고, 이를 통해 영재원 교육의 개선 방향을 제안하는 것이다. 이를 위하여 과학교육 및 영재교육 전문가의 설문을 통해 다음과 같은 12개의 핵심역량을 선정하였다. 선정된 핵심 역량은 기초 및 전문지식, 창의력, 과학적 사고력, 탐구능력, 문제해결능력, 융합능력 등의 인지적 역량군과 과제 집착력, 자기주도 학습능력, 동기강화 및 도전, 의사소통능력, 협업능력, 리더십 등의 비인지적 역량군이었다. 과학 영재 핵심 역량을 기반으로 한 영재원 교육과정의 분석 결과, 인지적 역량군, 비인지적 역량군의 여러 역량들이 교육과정에 모두 반영되어 있었다. 그러나 몇 개의 역량들은 프로그램이 진행되는 과정에 잠재적으로 포함되어 있는 수준이었다. 본 연구에서는 역량별로 영재원 교육 사례를 제시하였고, 영재원 교육의 발전을 위한 의견을 추가로 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권5호
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• pp.620-636
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• 2006

The purpose of this study was to analyze one science teacher's understanding of student argumentation and his explicit teaching strategies for implementing it in the classroom. One middle school science teacher, Mr. Field, and his students of 54 participated in this study. Data were collected through three semi-structured interviews, 60 hours of classroom observations, and two times of students' lab reports for eight weeks. Coding categories were developed describing the teacher's understanding of scientific argumentation and a description of the main teaching strategy, the Claim-Evidence Approach, was introduced. Toulmin's approach was employed to analyze student discourse as responses to see how much of this discourse was argumentative. The results indicated that Mr. Field defined scientific inquiry as the abilities of procedural skills through experimentation and of reasoning skills through argumentation. The Claim-Evidence Approach provided students with opportunities to develop their own claims based on their readings, design the investigation for evidence, and differentiate pieces of evidence from data to support their claims and refute others. During this approach, the teacher's role of scaffolding was critical to shift students' less extensive argumentation to more extensive argumentation through his prompts and questions. The different level of teacher's involvement, his explicit teaching strategy, and the students' scientific knowledge influenced the students' ability to develop and improve argumentation.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제19권4호
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• pp.1397-1408
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• 2008

Mathematics develops the ability to solve a problem and the spirit of inquiry by logical thinking, and statistics develops the ability to making a decision scientifically or rationally by various data processing techniques. Even though mathematics is a compulsory subject in most of IT-related departments, the reality of Korean education is serious. This research studies on the necessity of mathematics/statistics education for a person studying IT and analyzes the contents of mathematics/statistics among IT-related subjects. And the research makes a plan for specializing IT-related departments by use of specialized education programs using mathematics/statistics and examines a development plan in the short or long term period for connectivity with mathematics/statistics fields. This connectivity between IT-related departments and mathematics/statistics in the 21st century would certainly contribute to creating more practical or technical knowledge.