• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권4호
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• pp.635-652
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• 2023

이 연구는 초등학교 수준에서 '선'의 학습 내용 즉, 선분, 직선, 반직선 등의 학습 내용과 학습 계열을 분석하였다. 수학과 교육과정 및 수학 교과서에서 1차부터 7차까지, 그 이후 2007 개정, 2009 개정, 2015 개정, 2022 개정에 이르기까지 각 시기에 선분, 직선, 반직선을 도입하는 시기와 그 표현을 통하여 학습 내용을 분석하였고, 그 학습 순서 및 활동 중점을 통하여 학습 계열을 분석하였다. 학습 내용의 도입 시기와 정의 방식의 변화 분석에서 본다면, 선분, 직선, 반직선을 주로 2차원 평면도형의 그 구성 요소로서 즉, 다각형의 변이나 각의 변으로서 다루어왔지만, 수학과 교과서에 비추어 볼 때 기초 도형으로서 선분, 직선, 반직선이라는 다양한 선을 탐색할 기회가 부족하였다. 둘째, 선분, 직선, 반직선의 정의에서 점과 선의 관계 설정 및 선들 사이의 관계 설정에 따라 개념 형성에 영향을 주며 이들을 비교하여 그 장단점을 교수학습 관련 연구 및 근거들이 요구된다. 셋째, 선분에서 곧은 선(최단거리)의 아이디어와 직선과 반직선에서 끝없이 나아가는 선(무한성)의 아이디어는 수학의 핵심적인 아이디어로서, 생활 주변의 여러 사물에서 선의 개념을 형성하고 점차 구체적인 선을 이상화하여 유클리드 기하의 도형으로 나아가도록 상상하고 경험하는 활동이 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권2호
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• pp.210-224
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• 2011

이 연구의 목적은 2007 개정 교육과정에 새롭게 도입되는 자유 탐구 활동이 중학생의 과학 탐구능력에 미치는 영향을 알아보고 그와 함께 자유 탐구 수행에 대한 학생들의 인식을 분석해 보고자는 것이다. 연구를 위하여 중학교 1학년 여학생 8개 학급 262명을 연구 대상으로 4개 학급은 자유 탐구 활동을 실시하고 4개 학급은 전통 수업을 실시하였다. 리커트 설문조사에 의하면 학생들은 자기 주도적으로 탐구활동을 하며 모둠별 탐구 활동과 토의 활동을 통해 협동성을 배우고 있고 자유 탐구 활동을 그다지 어렵지 않은 활동으로 생각하였다. 또한 자유 탐구 활동이 과학 공부에도 도움이 되고 흥미롭고 재미있는 활동이라는 긍정적인 반응을 보였다. 그러나 자유 탐구 활동이 잘하는 1~2명에 의해 이루어진다거나 방과 후 시간 여유가 없어 모둠원이 함께 모이는 것 자체에 어려움을 겪는 등 자유 탐구 활동의 운영에 있어 문제점과 어려움이 있는 것으로 나타났다. 자유 탐구 활동은 중학생의 과학 탐구능력 신장에 유의미한 영향을 주지 않았다. 통합탐구능력 향상 역시 유의미한 차이의 영향을 주지 않았으나 기초탐구능력 향상에는 유의미한 차이의 영향을 주었다. 특히 기초탐구능력의 하위 요소 중 예상 능력을 향상시켰다.

• 대한화학회지
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• 제59권4호
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• pp.296-307
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• 2015

이 연구의 목적은 초의 연소과정에서 기체 농도를 측정할 수 있는 실험을 개발하고, 그 적용 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위하여 성별, 교사 경력, 6학년 교수경험, 2007개정 6학년 교수 경험 등을 고려하여 15명의 초등교사들을 선정하였다. MBL을 이용한 이 실험은 아크릴통 안에서 초가 연소하는 동안 산소와 이산화탄소의 농도를 시각적으로 확인할 수 있도록 고안되었다. 이 실험 방법은 다음과 같다. 1) 아크릴 통에 2쌍의 구멍을 만들고, 그 구멍에 2개의 산소 센서와 2개의 이산화탄소 센서를 넣는다. 2) 초를 아크릴통 안에서 연소시키면서 그 변화를 관찰한다. 이 실험은 산소의 농도와 이산화탄소의 농도가 수치로 나타나고 그래프로 그려지므로 기체 농도의 변화를 실시간으로 확인할 수 있다. 이 실험을 적용한 결과, 연소에 대하여 과학적 개념을 가지고 있지 않았던 많은 초등교사들이 ‘집기병 속의 촛불이 꺼지는 이유’와 ‘연소 전과 후의 산소와 이산화탄소의 농도’에 대하여 과학적 개념을 형성하게 되었다. 또한 약 절반의 초등교사들이 ‘연소의 정의’와 ‘연소 후 이산화탄소의 위치‘에 대해 과학적 개념을 형성하게 되었다. 따라서 초의 연소과정에서의 기체 농도 측정 실험은 초등교사들의 연소 개념 향상에 도움을 주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권2호
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• pp.143-152
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• 2011

이 연구는 2007 개정 과학과 교육과정에서 신설된 자유탐구활동을 위한 학년별 자유탐구활동 주제 내용 의 특성을 알아보고, 학년에 적합한 자유탐구활동 주제를 선정 할 수 있도록 지도하는데 도움을 주고자 하였다. 연구대상은 서울특별시에 소재한 I 초등학교 3, 4, 5, 6학년 470명을 대상으로 하였다. 연구방법은 학생들이 작성한 자유탐구활동 실험계획서를 분석기준에 따라 분석하였다. 분석 기준은 자유탐구활동 주제 선정 이유 및 도움 정도, 주제 내용, 주제의 적합 여부로 나누어 분석하였다. 연구결과 호기심을 가지고 있었던 주제와 흥미로운 주제를 자유탐구활동 주제로 선정하는 경향이 있었으며, 도움을 받아 자유탐 구활동 주제를 선정할 때는 중학년은 가족, 고학년은 인터넷의 도움을 많이 받은 것으로 나타났다. 자유탐구활동 주제 영역은 생물 영역에 관한 주제가 많았으며, 고학년으로 갈수록 화학과 물리영역에 관한 것이 많아졌다. 탐구 방법은 주로 실험이나 조사 활동이 많았고, 탐구 기간은 '1주'정도가 가장 많았다. 초등학생들이 정한 자유탐구활동 주제는 내용 수준, 방법 수준, 과학적 의문, 안전과 생명 존중의 면에서 지도가 필요한 부적합한 주제도 많았다. 그러므로 초등학생들이 자유탐구활동 주제 선정 시 고려할 점은 초등학생들이 평소 알고 싶었던 과학적 의문점이나 흥미로운 주제를 자유탐구활동 주제로 선정할 수 있도록 지도해야 한다. 자유탐구활동 주제 선정을 위한 대략의 큰 영역을 학년별로 제시해야한다. 초등학생들이 자유탐구활동의 성공을 경험하여 탐구에 대한 긍정적 생각을 가질 수 있도록 탐구하고자 하는 주제에 대하여 어느 것을 얼마나 탐구할 것인가에 대하여 자유탐구활동 주제에 대한 구체적 진술을 하도록 지도해야한다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제23권3호
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• pp.1-18
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• 2011

지식기반사회에서 고등사고력이 강조되면서 교육평가도 고등사고력 중심의 평가에 초점을 맞춤으로써 학습자의 다양한 개성과 잠재 능력을 길러주고 사고력과 문제해결력을 키우며 인성 및 창의성을 신장시키는 방향으로 요구되고 있다. 이에 본 연구는 학생의 사고 능력을 제고시키고, 습득한 지식과 기능 토대로 생활에서의 문제해결능력, 의사결정능력, 창의력과 같은 고등사고 능력을 신장시킬 수 있는 평가문항을 개발하는데 목적이 있다. 먼저 내용요소 선정을 위해서 국가수준의 성취기준과 평가기준에 따라서 중학교 기술 가정 교과서의 '주생활' 영역을 중심으로 2007 개정교육과정에 따른 9종 교과서의 내용요소와, 교과서에 실린 평가문항, 공공기관에서 운영하고 있는 온라인 문제은행 사이트의 평가문항을 분석하였다. 그 결과에 따라 '가족의 생활' 단원에서 21 개, '가정생활의 실제' 단원에서 7개의 내용요소를 선정하여 총 28개의 평가 내용요소를 선정하였다. 다음으로 고등사고력에 관한 문헌 고찰을 토대로 평가문항 제작 시 고등사고력을 신장시킬 수 있는 방안을 모색하여 '다원목적분류표 사용', '다양한 자료 활용', '평가문항 유형의 다양화', '평가문항 구성의 다양화'라는 4가지 지침을 적용하여 대문항 80개, 소문항을 포함하면 총 175 개의 펑가문항을 개발하였다. 완성된 평가문항에 대해 교사 5인을 대상으로 실시한 타당도는 평균 4.9로 매우 높아 이 연구에서 개발된 평가문항은 개별학교 교육 상황에 맞게 재구성하여 활용함으로써 학생들의 고등사고력 신장에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 앞으로 이 연구에서 개발된 분항 대한 타당도와 신뢰도, 효과성에 대한 객관성을 높이는 후속 연구를 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권6호
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• pp.1139-1153
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• 2013

과학교육에서 오개념은 오래된 주제이지만, 아직도 학교현장에서는 오개념으로 인한 문제들이 제기되고 있다. 본 연구에서는 초등예비교사들과 초등현장교사들을 위해 초등과학 교과의 내용과 직접적으로 관련된 오개념을 조사 분석하고 이의 교정을 위한 오개념 교정 소책자를 개발하였으며, 이를 초등예비교사들을 위한 생명영역 교재연구 강좌에 적용하여 과학 교수 효능감과 생명영역 오개념의 교정 효과를 검증하였다. 소책자의 개발을 위해 선행연구결과를 수집하고, 초등예비교사들의 오개념을 조사하였으며, 이를 2007 개정 과학과 교육과정의 초등과학 생명영역 단원의 내용을 분석틀로 하여 분석하였고, 그 결과를 현장에서 쉽게 사용할 수 있도록 작은 소책자 형태로 제작하였다. 제작한 소책자의 효과 검증을 위해 연구에 참여한 초등예비교사는 총 107명으로 소책자를 활용하여 교재연구강좌를 수강한 실험집단이 46명, 소책자를 사용하지 않고 교재연구강좌를 수강한 비교반이 61명이었다. 두 집단을 대상으로 일원변량분석과 공변량분석, 대응표본 t검정, 상관분석을 실시하였다. 연구 결과 본 연구에서 개발한 소책자를 사용한 실험 집단은 과학교수효능감과 생명영역 오개념 교정에 있어서 통계적으로 매우 유의한 수준에서 비교반보다 높은 점수를 얻었다. 따라서 본 연구에서 개발한 소책자는 초등예비교사들의 과학 교수효능감을 증진하고 오개념을 교정하는데 효과가 있음이 검증되었다. 본 연구를 통해서 초등예비교사들의 생명과학 영역 오개념 교정을 돕고, 궁극적으로 초등학생들의 올바른 생명영역 개념 형성을 도울 수 있으며, 초등예비교사들의 고양된 교수효능감은 초등학생들의 과학 수업에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한화학회지
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• 제56권3호
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• pp.363-370
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• 2012

2007개정 과학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학 교과서 11종을 대상으로, '물질 영역'에 속하는 '물질의 세 가지 상태', '분자의 운동', '상태변화와 에너지'라는 세 단원에 제시된 모형의 유형 및 특성을 조사하고 과학적 모형 분석틀을 개발하였다. 연구를 통해 개발되어진 과학적 모형 분석틀은 표상 양식과 표상의 속성으로 나누어져있으며, 표상 양식은 활동 모형, 비유적 모형, 상징적 모형, 이론적 모형으로 분류하고, 표상의 속성은 정적 모형과 동적모형으로 분류하였다. 개발되어진 과학적 모형 분석틀을 가지고 교과서에서 사용되고 있는 모형의 유형과 빈도수를 분석하였다. 연구 결과, 표상 양식에서는 활동 모형과 비유적 모형이 가장 많이 사용되었고, 표상의 속성에서는 동적 모형이 많이 사용되고 있었다. 물질 영역에서는 입자 개념을 다루며 학생들이 일상생활에서 접하는 거시적인 현상들을 분자의 배열이나 운동과 같은 미시적 관점으로 이해하는 것을 목표로 하고 있다. 이 연구의 결과는 현 교과서들에 나타난 과학적 모형 사용의 제한점과 바람직한 방향을 모색하게 할 뿐 아니라, 앞으로 집필되어질 교과서와 수업을 구성하는데 유용한 정보를 제공해 줄 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권5호
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• pp.720-733
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• 2011

본 연구에서는 문제 중심 학습(problem-based learning, PBL) 전략의 자기 주도적인 수업 방식과 교육적 효과가 2007 개정 교육 과정에 도입된 자유 탐구의 목적과 부합한다는 측면에서 PBL을 적용한 자유탐구 수업 전략을 개발하고, 이를 한 학기 동안 경기도에 있는 두 개의 중학교 1학년 학생 202명을 대상으로 적용해 보았다. 에너지를 주제로 PBL 문제를 개발하였고, ‘‘문제 이해하기’, ‘탐색하기’, ‘문제 해결하기’, ‘발표 및 평가하기’의 4단계로 수업을 진행하였다. 수업을 통하여 학생들은 ‘문제 해결 계획표 작성하기’, ‘토의하기’, ‘자료 조사하기’, ‘보고서 작성하기’의 활동을 수행하였다. 자유 탐구 수업 시작전에 가설생성능력 검사와 과학에 대한 태도 검사를 시행하였고, 수업이 모두 끝난 후 설문을 통하여 학생들의 PBL 수업에 대한 인식을 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 전체 학생의 40.6%가 PBL 수업에 대하여 긍정적인 인식을 나타냈으며 특히, 학생들은 ‘문제 해결 계획표 작성’이 유용했다고 응답하였다. 하지만, 학생들은 ‘자료 조사’와 ‘보고서 작성’이 어려웠다고 응답하였다. 둘째, 남학생들이 여학생들보다 PBL 수업에 대해 긍정적인 인식을 가지고 있었으며, 과학에 대한 태도가 긍정적인 학생들이 그렇지 않은 학생들보다 PBL 수업에 대하여 긍정적으로 생각하고 있었다. 셋째, 학생들의 과학에 대한 태도는 PBL 수업에 대한 인식과 유의미한 상관이 있었다(p<.01). 이러한 결과를 바탕으로 교사가 PBL 수업을 자유탐구에 적용하고자 할 때 고려해야 할 점들을 제안해 보았다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.68-78
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• 2013

그동안 예술활동과 과학교육을 통합하는 연구는 학생들의 예술교육에 직접적으로 관여하는 유아교육과 초등교육분야에서는 꾸준히 진행되어 왔다. 그러나 일부 과학교육자들은 STEAM 교육을 통해 디자인의 원리를 이용하여 산출물을 시각화하거나 실험결과를 표현하는데 주된 관심을 보였다. 이에 미술활동이 과학교육과 통합된 수업을 실시할 때, 학생들의 능력 변화에 대한 연구가 필요하다. 그래서 이 연구의 목적을 미술활동과 연계한 과학실험활동이 초등학생들의 자기주도학습능력과 창의적 성격에 미치는 영향을 알아보는 것으로 하였다. 이 연구는 창원에 있는 C초등학교 4학년 30명(남 16, 여 14)을 대상으로 하였다. 수업자료는 2007 개정 교육과정 초등과학교과서와 '신나는 과학을 만드는 사람들' 실험자료집에서 추출되었다. 수업처치는 5가지 주제에 대해 10차시로 진행되었으며, 사전-사후검사로 G-TAGAS가 실시되었다. 그 결과 미술활동과 연계한 과학실험활동은 자기주도학습능력과 창의적 성격에서 유의미한 향상이 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.890-902
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• 2012

본 연구의 목적은 과학 교과서에 나타난 과학-예술통합 활동의 현황을 파악하고, 예술적 요소를 탐색하는 것이다. 이를 위해 2007 개정 교육과정 초등학교 과학 교과서에 나타난 과학-예술통합 활동을 선정하고, 이를 예술 활동의 형태, 기능, 역할에 따라 분석하였다. 또한 Baron과 Eisner(1997)의 디자인 요소를 바탕으로 예술적 요소 분석틀을 개발하여 과학-예술통합 활동에 포함된 예술적 요소를 분석하였다. 연구결과, 교과서에 제시된 과학-예술통합 활동에 사용된 예술 형태로는 미술이 가장 많았고, 두 가지 형태를 가진 혼합형, 언어 등이 많이 나타났다. 예술 활동의 기능 측면에서는 학생들에게 직접적으로 예술 활동을 요구하는 직접적 기능이 많은 것을 알 수 있었다. 또한 예술 활동의 역할에 관련해서는 응용 및 적용이 가장 높게 나타났으며, 동기 유발과 개념 이해가 같은 비율로 나타났다. 예술적 요소 분석 결과에서는 공감의 증진 요소가 가장 많이 나타나고 있음을 알 수 있었다. 분석 결과를 바탕으로 미술 형태 위주의 과학-예술통합 활동뿐 아니라 음악, 무용 등 다양한 예술형태를 사용하는 것이 필요하다고 여겨지며, 예술 활동의 역할측면에서도 동기 유발, 개념 이해도 강조해야 할 것이다. 또한 다양한 예술적 요소를 고려한 과학-예술통합 활동의 개발이 이루어질 필요가 있다.