• 제목/요약/키워드: scientific inquiry learning

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고등학교의 과학적 탐구력 신장을 위한 과학 학습지도 방법과 자료의 개발에 관한 연구 II (A Study on the Teaching/Learning Strategies and Materials for the Enhancement of Scientific Inquiry Skills of High School Students : Part II, Instructional Materials)

  • 조희형;이문원;조영신;지찬수;강순희;박종윤;허명;김찬종
    • 한국과학교육학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.133-148
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    • 1995
  • This study has been performed in order to achieve three objectives. They are as follows: To analyze, based on the research literatures, the nature of scientific inquiry ability and the characteristics of its constitutive elements. To identify inquiry skills and techniques essential to such areas as physics, chemistry, biology. and earth science. To develop instructional models and materials for enhancing inquiry ability on the part of high school students. It was found in the study that the scientific inquiry was interpreted in terms of different meanings according to the viewpoint of the person who are interested in the nature of science. The scientific inquiry has been viewed as the process of knowledge formation, scientific method, inquiry process or process skills depending on the epistemological, methodological, educational perspectives, respectively. It was also identified that certain kind of skills or techniques would be used for inquiry in only one specific area of the science. This study drew a conclusion based on the findings that the skills and techniques will effectively be learned when those are taught with specific knowledge in each area of the science. Reported in this paper are the materials developed, for fostering scienctific inquiry skills on the part of the high school students. The materials were developed, using two themes of a theoretical-abstract chemistry topic and a conceptual-concrete biology topic. Those materals were designed for an experiment and an observation, respectively.

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ASI 프로그램이 과학영재 학생들의 과학 창의적 문제해결력과 과학 학습 동기에 미치는 효과 (The Effect of the ASI Program on the Scientific Creative Problem Solving Skill and Science Learning Motivation of Science Gifted Students)

  • 이상균;김순식
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.31-41
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    • 2012
  • This study investigates the effect of ASI program on the improvement of gifted students' scientific creative problem solving skill and science learning motivation. ASI developed by reflecting the characteristics of scientific inquiry. The study was aimed at Twenty elementary gifted students from C Gifted Education Program participated in the sixteen sessions of ASI curriculum from June 2010 to October 2010. First, we found that the ASP program is effective to improve the gifted students' scientific creative problem solving skill overall. Specifically, the ASI was effective in the sub-catagories of scientific creative problem solving skills such as 'fluency', 'flexibility', 'originality', and 'appropriateness'. However, there was no significant change in the sub-category of 'reliability' and 'elaborateness' Second, we found that the ASP program is effective to improve the gifted students' sscience learning motivation overall. Specifically, the ASI was effective in the sub-catagories of science problem solving skills such as 'intrinsic motivation', 'correlation with personal goal', 'self-determination', and 'fear of evaluation'. However, there was no significant change in the sub-category of 'extrinsic motivation' and 'self-efficacy'. summary, the ASI program was shown to be effective for improving their scientific creative problem solving skill and scientific learning motivation; This study implies that the ASI curriculum would be a effective tool to help gifted students to improve their ascientific creative problem solving skill and their motivation to learn science.

Argument Structure in the Science Writing Heuristic (SWH) Approach

  • Choi, Ae-Ran
    • 한국과학교육학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.323-336
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    • 2010
  • The purpose of this study was to evaluate students' written arguments embedded in scientific inquiry investigations using the Science Writing Heuristic (SWH) approach. Argument components defined in this study are questions, claims, questions-claims relationship, evidence, claims-evidence relationship, multiple modal representations, and reflection. A set of criteria for evaluating each argument component was developed to evaluate writing samples of students from college freshman general chemistry laboratory classes. Results indicate that students produced, on average, moderate to powerful questions, claims, and evidence. They also constructed reasonable questions-claims relationship and claims-evidence relationship. Compared to other component scores, the average score for reflection was relatively low. Overall, the average Total Argument score was 21.4 out of a possible 36, that is, the quality of the written arguments using the SWH approach during a series of inquiry-based chemistry laboratory investigations was moderate to powerful. The findings of this study suggest that students, on average, developed reasonable scientific arguments generated as part of scientific inquiry. In other words, students are capable of putting together reasonable arguments as they participate in inquiry-based laboratory classrooms.

과학탐구에 대한 중등 초임교사의 인식: Hands-on, Minds-on, Hearts-on의 관점으로 (Secondary Beginning Teachers' Views of Scientific Inquiry: With the View of Hands-on, Minds-on, and Hearts-on)

  • 박영신
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.798-812
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    • 2010
  • 과학교육의 목표인 과학탐구에 대해서 초임과학교사들은 어떻게 인식하고 있는지를 조사하였다. 교사의 과학탐구에 대한 인식은 학생들의 과학탐구에 대한 인식에 영향을 미치는 것을 고려할 때 연구의 의미가 있다고 할 수 있겠다. 126명의 초임교사들을 대상으로 일반적인 과학탐구에 대한 인식과, 과학의 본성, 그리고 과학-기술-사회의 관계에 대한 인식을 파악할 수 있는 설문지를 개발하였다. 초임과학교사에 의한 과학의 본성과 과학-기술-사회 관계에 대한 인식을 포함하여 전반적인 과학탐구에 대한 인식은 코딩작업을 통해 파악되었으며 이 과정을 통한 자료수집 및 분석의 타당성 및 신뢰성은 과학교육전문가와의 토론을 통해 구축되었다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 초임교사들은 과학탐구를 실험적인 절차적 기술과 과학적 사고를 함양하는 기회로 정의하고는 있지만 과학탐구를 하는 이유와 과학탐구를 실행하는 데 있어 교사의 역할은 실험적인 절차적 기술을 함양하는 기회로 파악하고 있었다. 과학탐구에 대한 정의나 목적 또는 교사의 역할에 대해서는 정의적 영역에 해당하는 요소는 거의 파악되지 않았다. 과학의 본성에 대해서는 과학적 관점보다는 순수한 관점으로 인식하고 있었으며 과학-기술-사회의 관계에 대한 인식은 긍정적인 태도를 보여 주었었다. 초임교사를 위한 조직적인 교사교육을 개발할 필요가 있다.

중학교 8학년 과학 "지구의 역사와 지각변동" 단원에서 정보통신기술(ICT) 활용 수업의 효과 (The Effects of Learning Using Information Communication Technology(ICT) in Earth History and Crust Movement Units of Science Textbook for Eighth Graders)

  • 정진우;문병찬;정재구;이미영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.1094-1105
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    • 2004
  • 이 연구는 중학교 8학년 과학 '지구의 역사와 지각 변동' 단원에서 ICT 활용 수업 과정안을 개발 적용하여 ICT 활용 수업이 학생의 과학 탐구 능력과 과학에 관련된 정의적 특성에 미치는 효과를 알아보는 데 그 목적이 있다. 이 연구를 위해 충청남도에 소재한 D 중학교 2학년 2개 학급을 선정하고 교수-학습 방법을 달리하여 약 6주간 수업하였다. 1개 학급은 실험집단으로 ICT 수업 과정 안을 개발하여 lCT를 활용한 수업을 실시하였으며, 1개 학급은 통제집단으로 교과서 위주의 전통적 방법으로 수업하였다. 학습을 하기 1주일 전에 두 집단을 대상으로 과학 탐구 능력과 과학에 관련된 정의적 특성에 대한 사전 검사를 실시하였으며, 수업이 끝난 뒤에 사후 검사를 실시하였다. 그 결과, lCT를 활용한 실험집단과 전통적 학습을 실시한 통제집단의 과학 탐구 능력 검사에서는 실험 집단에서 유의미한 차이가 나타났다. 또한, 과학에 관련된 정의적 특성에 대한 검사에서 실험집단에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았지만, 3개의 과학에 관련된 특성 범위 중에서 흥미 범위에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 이는 lCT 활용 수업이 학생들의 과학에 관련된 정의적 특성에도 긍정적인 효과가 있음을 시사하는 것이다.

암실 속 과학탐구를 경험한 과학교육자들의 시각장애학생의 학습상황에 대한 인식 (Science Educators' Perceptions About the Learning Situation of Visually Impaired Students through Scientific Inquiry in the Darkroom)

  • 김학범;박승재;차정호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.609-618
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    • 2015
  • 과학교육자들이 암실 속 과학탐구의 경험을 통해서 시각장애학생의 과학학습상황에 대해 어떠한 인식을 갖게 되는가를 조사하려는 것이 연구의 목적이다. 한국과학교육학회에 참석한 과학교육자 중 24명에게 '얼음의 분자 구조' 및 '눈의 구조와 기능'에 대한 모형의 접촉과 대화를 통해 '암실 속 과학탐구' 활동을 하게 하였다. 활동 전, 후에 설문을 하였고 활동 중의 개방적 대화와 끝난 다음의 자유토론을 녹음하여 전사한 뒤 분석하였다. 분석 결과, 암실 속 과학탐구를 통해 과학 교육자들은 시각장애학생의 과학교육이 필요하며 가능할 뿐 아니라, 이들의 학습상황에 대해 더욱 깊게 이해하게 되었음을 알 수 있었다. 특히 시각장애학생을 지도해 본 경험이 있는 교사들은 자신들이 학생들을 제대로 이해하지 못하고 지도하였음을 알게 되었음을 고백한 바있다. 또한, 참여자들은 암실 경험을 통해 시각장애학생뿐 아니라 학습에 소외된 일반 학생의 입장을 더욱 깊게 이해해야 한다는 생각을 하게 되었음을 알 수 있었다. 이러한 결과에 기초하여 '암실 속 과학탐구' 활동의 교육학적 함의를 논의하였다.

탐구 기반 모의 수업 실연이 예비 교사들의 과학적 자기 효능감, 과학 내재 동기에 미치는 영향 (Enhancing Science Self-efficacy and Science Intrinsic Motivation through Simulated Teaching-learning for Pre-service Teachers)

  • 이현동
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제42권4호
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    • pp.560-576
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    • 2023
  • 이 연구에서는 교원양성 과정에서 예비 교사들이 수행하는 과학과 탐구 기반 모의 수업 실연에 대한 개선 방안을 도출하고, 예비 교사들이 개선 방안이 반영된 모의 수업을 실연하면서, 모의 수업 전과 후 과학적 자기 효능감에 따른 과학 내재 동기 차이를 분석하고자 하였다. 연구 대상으로는 현직 초등과 중등 교사 5인이 탐구 기반 모의 수업 실연 개선 방안 도출에, 교육대학교 3학년에 재학 중인 예비 교사를 대상으로 과학 내재 동기 차이 분석을 실시하였다. 탐구 기반 모의 수업 실연 개선 방안 도출에는 전문가 협의회에 계층분석과정(AHP)을 적용하였으며, 모의 수업 실연 전과 후 과학적 자기 효능감에 다른 과학 내재 동기 차이 분석에는 이원분산분석과 MANOVA 명령문을 통한 사후 분석을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 탐구 기반 모의 수업 실연 개선에는 디지털·생태 소양과 민주 시민 의식 함양을 위한 활동과 과학과 핵심역량 함양을 위한 과학 탐구·학생 활동 중심의 수업·소집단 활동이 포함될 필요성을 제안하였다. 그리고 개선 사항을 반영하여 예비 교사들이 초등학교 과학의 '지구와 우주' 영역에서 7차시에 걸쳐 교수-학습 과정안을 작성하고 모의 수업을 실연하였다. 과학 내재 동기의 경우 모의 수업 전과 후, 과학적 자기 효능감의 모든 수준에서 유의미한 차이가 나타났으며, 모의 수업 실연 여부와 과학적 자기 효능감과의 상호작용 효과에도 유의미한 차이가 나타났다. 특히, 과학적 자기 효능감이 낮은 집단에서 모의 수업 실연에 따른 과학 내재 동기에 차이가 크게 나타난 것을 도출할 수 있었다. 학교 현장의 학생들의 과학 성취와 정의적 영역 향상을 위해서는 교사의 과학적 자기 효능감과 내재 동기 함양이 필요하다. 이를 위해서는 예비 교사 교육과정에서부터 학교 현장성을 반영한 탐구 기반 모의 수업 실연을 실시할 필요성이 있음을 제안한다.

LISREL을 이용한 과학에서의 태도에 관한 구조방정식모델의 구축 (Construction of a Structural Equation Model on Attitudes to Science Using LISREL)

  • 이경훈
    • 한국과학교육학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.301-311
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    • 1997
  • 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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MBL 활용 수업이 중학교 학생들의 과학탐구능력과 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 효과 (The Effects of MBL-Used Instruction on Scientific Inquiry Skill and Graph Construction and Interpreting Abilities of Middle School Students)

  • 최성봉
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.487-494
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 7학년 "해수의 성분과 운동" 단원에서 MBL 실험 수업이 학생들의 과학탐구능력과 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 효과를 알아본 연구로 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 6차시에 걸쳐 MBL 수업을 실시하고 사후 t-검정을 통해 학생들의 과학탐구능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간 과학탐구 능력 결과에서 유의미한 차이가 나타나 MBL 수업이 학생들의 과학탐구능력 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다. 둘째, 사후 t-검정을 통해 학생들의 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간에 그래프 작성능력에서는 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 그래프 해석능력에서는 두 집단 간 유의미한 차이를 나타내고 있어 MBL을 활용한 수업이 학생들의 그래프 해석능력의 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다.

서귀포 화석층에 대한 초등학생들의 남녀간 관찰, 예상, 추리 능력 비교 분석 (Comparative Analysis of Observing, Predicting and Inferring Ability between the Male and Female Groups of Elementary School Students for Seogwipo Fossil Formation)

  • 김대성;홍승호
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제30권2호
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    • pp.129-140
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    • 2011
  • As one of the casting plans to improve the scientific inquiry ability of the students, the aims of this study are to develop and apply a basic inquiry program for the inquiry subject of Seogwipo fossil formation, and analyze the basis inquiry ability of the students to show in the inquiry activity process actually. The results obtained in 5th grade 48 elementary school students of Seogwipo-city are as follows; Students executed observing activity using an appropriate senses such as senses of vision and touch, and showed the tendency which tries to observe the form overall rather than the partial form of the fossil formation. But the ability to utilize appropriately for predicting and inferring with the facts which could depend on observing activity was low. And we found out that the misconceptions influence on inquiry activity. Therefore, to help understanding deeper for the students' basic inquiry element, it is thought that a study of the various educational guidance ways is necessary to this. The teachers also have to study the various ways to induce the scientific conception through the application of proper teaching-learning for correction of misconceptions because misconceptions have an influence on inquiry activity together. If various inquiry programs considering the regional-specific characteristics are developed to cause students' interest, students would come to participate in inquiry activity aggressively a little more.