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Journal of the Korean Association for Research in Science Education

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수록정보
수록범위 : 1권0호(1978)~38권4호(2018) |수록논문 수 : 2,012
한국과학교육학회지
38권4호(2018년) 수록논문
최근 권호 논문
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1좋은 과학수업을 위한 예비교사의 도전 -수업 주제의 의미화 과정을 중심으로-

저자 : 김홍빈 ( Hongbin Kim ) , 이경호 ( Gyoungho Lee ) , 이은예 ( Eun Ye Lee ) , 이성은 ( Seongeun

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 451-465 (15 pages)

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본 연구의 목적은 '좋은' 과학수업 실천을 위한 핵심적인 과정이라 할 수 있는 수업 주제의 의미화 과정을 중심으로 예비과학교사들의 도전 과정을 알아보는 것이다. 구체적인 연구문제는 '수업 주제를 향한 예비교사들의 고민은 무엇이었는지?, 이러한 고민 속에서 예비교사들은 수업 주제의 의미를 어떻게 파악하였는지? 그리고 파악한 수업 주제의 의미를 드러내기 위하여 수업에서는 어떠한 방법을 사용하였는지?'이다. 본 연구의 참여자는 2017년 1학기에 개설된 '물리교과 수업실습 및 분석' 강의를 수강한 예비교사들 중 4명이다. 연구결과, 예비교사가 수업 주제를 의미화 하는 과정에는 몇 가지 공통적인 특징이 나타났다. 즉, 예비교사가 수업 주제의 의미를 고민하는 과정에서 왜 가르쳐야 하는지에 대한 본질적/실존적 대답을 추구하기 시작했고, 구체적인 주제어를 사용하여 수업 주제의 의미를 파악했으며, 수업에서는 주제를 중심으로 수업요소를 긴밀하게 연결시키고자 하였다. 이와 같은 도전의 과정은 그 자체가 교사의 정체성 형성 및 수업전문성 향상의 과정으로써 예비교사들에게 매우 의미 있는 경험이 되었다고 본다.


The purpose of this study is to investigate the challenges of pre-service teachers for good science teaching with focus on the process of imparting meaning of teaching subject. We have detailed research questions such as, 'What the pre-service teachers thought about teaching subject? How they grasped the meaning of the teaching subject? and What kinds of methods they have used to expose the meaning in their classes?'. We had four pre-service teachers who took the class 'Teaching methods in physics teaching' as voluntary participants in the first semester of 2017. The results show that there are common features in the process of imparting meaning of the teaching subject. The participants started to think about fundamental/existential answer to the question, 'Why should we teach science to students?'. In addition, they grasped the meaning of the teaching subject by using the specific key words. And they tried to link the teaching components with the teaching subject as the center. This challenging process led pre-service teachers to form teachers' identity and to enhance teacher professionalism.

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2플립러닝 기반 SSI 수업이 중학생의 과학기술 사회 시민으로서의 역량 및 인성 함양에 미치는 효과

저자 : 박동화 ( Donghwa Park ) , 고연주 ( Yeonjoo Ko ) , 이현주 ( Hyunju Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 467-480 (14 pages)

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본 연구는 플립러닝을 적용한 과학관련 사회쟁점 교수학습(FL-SSI)이 중학생의 시민역량과 인성발달에 미치는 영향을 탐색하는 것을 목적으로 하였다. 플립러닝은 교실 수업 전 교수학습 영상을 제공하여 기초 개념과 문제인식의 기회를 제공하고, 교실 수업에서는 이를 바탕으로 한 토의토론 활동을 진행함으로써 학생들이 보다 역동적이고 협력적으로 수업에 참여할 수 있도록 하는 전략이다. 이에 본 연구에서는 전통적인 SSI 수업에서 보고되는 시간과 정보의 제약이나 토의·토론 진행 등의 어려움을 해결하고자 플립러닝 전략에 기초한 과학관련 사회쟁점 교수학습 프로그램을 개발 및 적용하였다. 본 연구에는 중학교 2학년 학생 73명이 네 가지 주제의 12차시 수업으로 구성된 SSI 교수학습 프로그램에 참여하였다. 학생들은 매 차시 수업 전 교사가 웹에 게시한 동영상을 시청한 후, 본 수업에서는 영상에 대한 이해를 바탕으로 다양한 학생중심 활동에 참여하였다. 학생들은 수업 전후 과학기술 사회의 시민역량과 글로벌 시민으로서 갖추어야 할 인성을 측정하는 검사지에 응답하였으며, 수업 이후 포커스 그룹 면담에 참여함으로써 학생들이 인식한 플립러닝 기반 과학관련 사회쟁점 교수학습의 효과를 살펴보았다. 연구 결과, 플립러닝 기반 SSI 수업에 참여한 학생들의 시민역량과 인성은 수업 후 통계적으로 유의한 향상이 있었다. 특히 학생들은 시민역량의 네 영역(협업능력, 정보기술 및 미디어 활용능력, 비판적 사고와 문제해결능력, 의사소통능력) 모두에서 통계적으로 유의한 향상이 있었으며, 인성의 세 영역 중 두 영역(사회도덕적 공감, 과학관련 사회쟁점에 대한 책무성) 영역에서 유의한 향상이 있었다. 포커스 그룹면담 결과 또한 학생들이 SSI 수업에 플립러닝을 적용한 효과를 긍정적으로 인식하였음을 뒷받침하였다. 학생들은 플립러닝 전략을 통해 SSI 문제 상황에 대한 이해를 높였으며, 자료탐색과 의사결정의 시간을 절약함으로써 교실수업 시간을 SSI 문제 상황을 해결하는 데 온전하게 활용하였다. 또한 SSI 문제를 둘러싼 다양한 관점에 대해 이해할 수 있는 충분한 기회를 가질 수 있었다. 본 연구는 플립러닝 전략이 기존의 SSI 수업에서의 어려움을 보완하고 개선함으로써, SSI 수업을 효과적으로 운영할 수 있는 한 방안이 될 수 있음을 보여준다.


This study aims to investigate how flipped learning-based socioscientific issue instruction (FL-SSI instruction) affected middle school students' key competencies and character development. Traditional classrooms are constrained in terms of time and resources for exploring the issues and making decision on SSI. To address these concerns, we designed and implemented an SSI instruction adopting flipped learning. Seventy-three 8th graders participated in an SSI program on four topics for over 12 class periods. Two questionnaires were used as a main data source to measure students' key competencies and character development before and after the SSI instruction. In addition, student responses and shared experience from focus group interviews after the instruction were collected and analyzed. The results indicate that the students significantly improved their key competencies and experienced character development after the SSI instruction. The students presented statistically significant improvement in the key competencies (i.e., collaboration, information and technology, critical thinking and problem-solving, and communication skills) and in two out of three factors in character and values as global citizens (social and moral compassion, and socio-scientific accountability). Interview data supports the quantitative results indicating that SSI instruction with a flipped learning strategy provided students in-depth and rich learning opportunities. The students responded that watching web-based videos prior to class enabled them to deeply understand the issue and actively engage in discussion and debate once class began. Furthermore, the resulting gains in available class time deriving from a flipped learning approach allowed the students to examine the issue from diverse perspectives.

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3지구의 공전과 별자리의 겉보기 운동에 대한 초등학생들의 공간적 추론 발달 경로의 사례 연구

저자 : 맹승호 ( Seungho Maeng ) , 이기영 ( Kiyoung Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 481-494 (14 pages)

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이 연구는 3개월 동안 별자리의 움직임을 관찰하여 그것을 묘사하고 그와 같은 별자리의 겉보기 운동이 발생하게 된 원인을 별자리와 태양, 지구의 위치 관계를 그림으로 표현하는 다층 서답형 문항(multi-tiered constructed response items)을 초등학생들에게 시행하고, 그 결과를 바탕으로 지구의 공전과 별자리의 겉보기 운동을 이해할 때 나타나는 초등학생들의 공간적 추론의 유형을 구분하여 학습발달과정의 관점에서 분석하였다. 초등학교 네 곳의 6학년 학생들 65명이 연구에 참여하였으며, 지구와 달의 운동 단원을 학습하기 전과 단원 학습한 후에 각각 동일한 검사지로 검사를 행하여 응답하였다. 사전/사후 검사 응답 결과를 귀납적으로 범주화하여 지구의 공전 운동을 이해하는데 적용된 공간적 추론의 유형을 수준별로 구분하였다. 그리고 사전 검사와 사후 검사에서 각 수준별 학생들의 분포를 비교하여 교사의 교수활동을 통해 개별 학생들의 공간적 추론 수준이 어떻게 변화하였는지 파악하여 학습발달과정의 관점에서 서술하였다. 학생들의 응답 결과 하위 정착점은 별자리가 지구 주위를 돌고 있다고 해석하는 지구 중심 우주관에 근거한 서술이 있었다. 중간 단계 수준의 응답으로 지구의 운동을 평면적으로 이해하거나 지구가 태양 주위를 공전함에 따라 별자리도 지구를 따라서 움직인다는 직관적인 태양 중심 우주관에 해당하는 서술이 있었다. 학생들의 응답 수준이 높아짐에 따라 별자리의 운동을 지구의 공전에 따른 겉보기 운동으로 이해하고, 점차 지구에서 보는 관점의 관측 사실을 우주에서 내려다 보는 관점의 설명 모델로 전환하여 이해하는 서술이 있었다. 상위 정착점 수준의 학생들은 태양 중심 우주관에 근거하여 별자리의 겉보기 운동과 지구의 공전을 과학적으로 서술하였다. 학습발달과정의 선행연구와 비교할 때 학생들의 실제 응답 결과에 근거한 발달의 경로를 조사한 Evolutionary LPs 에 해당하며, 직관적 사고의 극복 여부, 지구에서 보는 관점과 지구 밖 우주에서 내려다보는 관점 간의 전환능력 등이 초등학생들의 학습발달의 경로를 결정하는 중요한 임계 포인트가 됨을 논의하였다.


This study investigated elementary students' understanding of Earth revolution and its accompanied apparent motion of constellation in terms of spatial reasoning. We designed a set of multi-tiered constructed response items in which students described their own idea about the reason of consecutive movement of constellations for three months and drew a diagram about relative locations of the Sun, the Earth, and the constellations. Sixty-five sixth grade students from four elementary schools participated in the tests both before and after science classes on the relative movement of Earth and Moon. Their answers to the items were categorized inductively in terms of transforming frames of reference which are observed on the Earth and designed from the Space-based perspective. We analyzed those categories by the levels of spatial reasoning and depicted the change of students' levels between pre/post-tests so that we could get an idea on the preliminary developmental pathway of students' understanding of this topic. The lower anchor description was that constellations move around the Earth with geocentric perspective. Intermediate level descriptions were planar understanding of Earth movement, intuitive idea on constellation movement along with the Earth. Students with intermediate levels did not reach understanding of the apparent motion of constellations. As the upper anchor description students understood the apparent motion of constellations according to the Earth revolution and could transform their frames of reference between Earth-based view and Space-based view. The features as the case of evolutionary learning progressions and critical points of students' development for this topic were discussed.

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42015 개정 과학과 교육과정에 기초한 과학과 핵심역량 조사 문항의 개발 및 적용

저자 : 하민수 ( Minsu Ha ) , 박현주 ( Hyunju Park ) , 김용진 ( Yong-jin Kim ) , 강남화 ( Nam-hwa Ka

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 495-504 (10 pages)

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이 연구는 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량에 관한 서술문을 기초로 학생들의 과학과 핵심역량을 측정할 수 있는 문항을 개발하고, 그 타당도와 신뢰도를 확인하기 위하여 진행되었다. 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습능력에 대한 설명을 근거로 각 역량별로 5개 문항씩, 총 25개 문항이 개발되었다. 개발된 문항은 전국 17개 시도에 고루 분포한 학생 참여형 과학수업 선도학교의 초등학교, 중학교, 고등학교 학생 11,348명을 대상으로 과학과 핵심역량을 조사하여 문항의 타당도와 신뢰도를 분석하였다. 타당도는 Messick(1995)이 제안한 6가지 타당도 중 내용 타당도, 실제 타당도, 내적 구조 타당도, 일반화 타당도 등 4가지를 확인하였다. 라쉬 모델의 문항 적합도(MNSQ)를 분석한 결과, 25개 문항 중 부적합 문항은 없었으며, 구조방정식을 활용한 확인적 요인 분석 결과 5개 요인 모델은 적합한 모델로 확인되었다. 성별과 학교급별에 따른 차별적 문항 반응을 분석한 결과, 부적합 값은 175개 중 2개에서 나타났다. 성별과 학교급별 다변량 이원분산분석을 실시한 결과, 학교급 간 및 성별 간에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, 교호작용 효과 역시 유의미하였다. 결론적으로 2015 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 설명에 기초하여 개발한 과학과 핵심역량 평가문항은 정신측정학적 관점에서 타당하며, 따라서 교육 현장에서 그 활용 가치가 있을 것으로 판단된다.


This study was conducted to develop items to measure scientific core competency based on statements of scientific core competencies presented in the 2015 revised national science curriculum and to identify the validity and reliability of the newly developed items. Based on the explanations of scientific reasoning, scientific inquiry ability, scientific problem-solving ability, scientific communication ability, participation/ lifelong learning in science presented in the 2015 revised national science curriculum, 25 items were developed by five science education experts. To explore the validity and reliability of the developed items, data were collected from 11,348 students in elementary, middle, and high schools nationwide. The content validity, substantive validity, the internal structure validity, and generalization validity proposed by Messick (1995) were examined by various statistical tests. The results of the MNSQ analysis showed that there were no nonconformity in the 25 items. The confirmatory factor analysis using the structural equation modeling revealed that the five-factor model was a suitable model. The differential item functioning analyses by gender and school level revealed that the nonconformity DIF value was found in only two out of 175 cases. The results of the multivariate analysis of variance by gender and school level showed significant differences of test scores between schools and genders, and the interaction effect was also significant. The assessment items of science core competency based on the 2015 revised national science curriculum are valid from a psychometric point of view and can be used in the science education field.

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5구성주의적 수행평가 워크숍에 참여한 예비 화학교사의 수행평가 과제 개발 과정에서 고려된 교과교육학 지식(PCK) 구성 요소 및 연계의 특징

저자 : 이재원 ( Jaewon Lee ) , 류고운 ( Goeun Ryu ) , 강석진 ( Sukjin Kang ) , 노태희 ( Taehee Noh

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 505-518 (14 pages)

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이 연구에서는 구성주의적 수행평가 워크숍에 참여한 예비 화학교사가 수행평가 과제 개발 과정에서 고려하는 교과교육학 지식(PCK) 구성 요소와 구성 요소 사이 연계의 특징을 분석하였다. 8명의 예비교사가 연구에 참여하였고, 이들은 3주간의 구성주의적 수행평가 워크숍 후 수행평가 과제를 개발하였다. 예비교사의 수행평가 과제 개발 과정을 조사하기 위해 발성 사고법을 사용하였고, 활동을 녹음 및 녹화하였으며 반구조화된 면담을 통하여 자료를 수집하였다. 분석 결과, 개별 수행평가 과제 개발 과정의 구상 단계에서는 과학 평가, 교수 전략, 학생, 내용에 관한 지식이 거의 동일한 비율로 나타났고, 구체화 단계에서는 과학 평가에 관한 지식이 주로 나타났다. 조별 논의 과정에서는 과학 평가, 교수 전략, 학생에 관한 지식의 비율이 거의 같았다. 그러나 과학교육과정에 관한 지식과 하위 요소 중 과학 과정 지식을 고려한 경우는 드물었다. PCK 구성 요소 사이의 연계는 개별 수행평가 과제 개발 과정의 구상 단계에서 과학 교수 전략에 관한 지식을 중심으로 나타났고, 구체화 단계와 조별 논의 과정에서는 학생에 관한 지식을 중심으로 나타났다. 그러나 과학교육과정과 내용에 관한 지식이 다른 PCK 구성 요소와 연계되는 경우는 적었다. 연구 결과를 바탕으로 교육적 시사점에 관하여 논의하였다.


In this study, we investigated the characteristics of the pedagogical content knowledge (PCK) components and their integrations in the processes of developing performance assessment tasks of pre-service chemistry teachers who participated in the constructive performance assessment workshop. Eight pre-service teachers participated in this study. After three weeks of the constructivist performance assessment workshop, they developed their own performance assessment tasks. The think-aloud method was used to investigate their developing processes. Their activities were recorded and videotaped, and semi-structured interviews were also conducted. The analysis of the results revealed that the PCK component considered in the planning step showed similar frequencies for assessment, instructional strategies, students, and subject matter components. In the embodying step, assessment component was most frequent. In the discussion step, the frequencies for assessment, instructional strategies, and students components were similar. However, curriculum component and the subcomponent of science process skill were rarely used. The integrations among the PCK components were found to be centered on the instructional strategies component in the planning step and the students component in the embodying and discussion step. However, curriculum and subject matter components were rarely integrated with other PCK components. On the basis of the results, educational implications are discussed.

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6고등학교 물리 교사들이 교과서 탐구 지도에서 겪는 어려움

저자 : 이세연 ( Seyeon Lee ) , 이봉우 ( Bongwoo Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 519-526 (8 pages)

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본 연구의 목적은 고등학교 물리 교사들이 물리 교과서에 제시된 탐구를 지도할 때의 어려움 정도와 어려움의 요인을 분석하는 것이다. 이를 위하여 고등학교 물리 교사 63명을 대상으로 설문을 실시하였다. 교사들은 물리 교과서에 제시된 탐구에 대해 지도하는 데의 어려움 수준을 표시하고, 지도하기 어려운 탐구에 대해 그 이유를 설명하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 물리 교사들의 교과서 탐구 지도의 어려움 수준은 평균 2.79로 보통 이하의 수준이었다. 가장 지도하기 어려운 탐구는 '마이스너 효과 실험'과 'Cu2O판과 ZnO가루를 이용한 다이오드 특징 탐색'이었다. 둘째, 교사들의 물리 교과서 탐구 지도의 어려움 요인은 환경 영역, 교과서 영역, 학생 영역, 교사 영역의 순으로 많이 제시되었으며, 특히 환경 영역에서 '실험기구 준비의 어려움'과 '안전 문제'와 관련하여 탐구 지도가 어렵다는 의견이 많이 제시되었다. 교과서 영역에서는 '실험 자체의 문제점', 학생 영역에서는 '조작 능력 부족'과 관련한 의견이 많이 제시되었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 고등학교 물리 교과서의 탐구를 활성화하기 위한 논의를 추가하였다.


The purpose of this study is to analyze the Korean high-school physics teachers' difficulties in teaching textbook physics inquiries. For this purpose, 63 high school physics teachers completed a questionnaire. We asked teachers to evaluate the degree of difficulty in teaching textbook physics inquiries. Additionally, we asked physics teachers to select the two most difficult inquiries to teach and to express their reasons for these selections. The main results are as follows: First, the degree of difficulty for all the inquiry is 2.79, indicating a little easy level of difficulty. The two most difficult inquiries are 'Meissner effect experiment' and 'Investigation of diode characteristics using Cu2O plate and ZnO powder.' Second, the difficulty reasons to teach physics inquiry was presented in the order of 'environment domain,' 'textbook domain,' 'student domain,' and 'teacher domain.' In particular, the biggest reasons for difficulty for teachers are 'preparation of experimental apparatus' and 'safety.' There are many opinions related to 'problem of the experiment itself' in 'textbook domain' and 'lack of ability to manipulate' in 'student domain.' Based on the results of this study, we added a discussion to activate the high school physics textbook inquiries.

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7Flash와 Actionscript 3.0을 이용한 과학 시뮬레이션 앱의 디자인 및 효과-중학교 과학 '물질의 구성' 단원을 중심으로-

저자 : 이창윤 ( Chang Youn Lee ) , 박철규 ( Chulkyu Park ) , 홍훈기 ( Hun-gi Hong )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 527-539 (13 pages)

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탐구실험 활동의 대안으로 시뮬레이션의 도입이 제안되고 있으나, 과학교육의 특수성에 초점을 둔 디자인 사례는 드문 편이다. 본 연구는 과학 교과에 특화된 시뮬레이션의 디자인을 제안하고자 이것의 정의와 요건을 제안하였고, 사용성을 고려하기 위하여 디자인 가이드라인을 설정하였다. 이어서 과학 시뮬레이션을 모바일기기용 앱의 형태로 개발하였다. 이때 개발도구는 교육적 활용성을 염두에 두고, 호환성, 기능성, 용이성, 모바일의 최적화를 고려하여 Flash와 Actionscript 3.0을 선택하였다. 실제로 과학 시뮬레이션 앱은 중학교 과학2 교과서 '물질의 구성' 단원을 기반으로 총 10차시 수업 중 7차 시 탐구활동을 위해 모두 6개 제작되었다. 본 연구는 각 앱의 디자인으로부터 예상되는 탐구활동의 이점을 탐색하였고, 본문에 제시하였다. 또한, 과학 시뮬레이션 앱들을 경기도에 소재한 남녀공학 중학교의 2학년 학생 연구참여자 134명 중 처치반 67명 학생에게 적용하였고, 대조반 학생 67명과의 통계적 비교를 기반으로 교육적 효과를 조사하였다. 연구 결과, 처치반 학생들의 학업성취도, 정서적 검사도구의 점수는 모두 대조반 학생들보다 유의하게 높게 나타났다(p<.05). 사용성에 관한 설문조사에서도 처치반 학생들은 대부분 과학 시뮬레이션의 디자인에 대해 긍정적으로 응답하였다. 본 연구는 과학 교과의 디자인 사례연구로, 과학 시뮬레이션의 디자인에 관한 지평을 확장하는 데 기여할 것으로 전망된다.


Although a simulation is proposed as a candidate for alternative contents of inquiry activities, design cases focused on the characteristic of science education are rare. This study suggested the definition and requirements of science simulation to clarify science subject-specific design and set up the design guidelines to consider usability. Then the science simulation was developed in the form of an app for mobile devices, where 'Flash and Actionscript 3.0' was selected as a development tool for compatibility, functionality, ease of use and optimization for mobile devices with educational applicability in mind. In effect, six science simulation apps were prepared for seven classes of inquiry activity in 10 science classes on the chapter of 'composition of material' in middle school science 2 textbooks. In this regard, the main advantages of the simulation apps expected from each design characteristic are also suggested in this article. In the implementation of the science simulation apps, educational effects were investigated based on the statistical comparison, while 134 students in the second grade in a coeducational middle school, Gyeonggi-do participated as an intervention group and a control group. Our results showed that the scores of academic achievement and affective test in the intervention group were significantly higher than those of the control group (p <.05). In the questionnaire survey on usability, most students responded positively to the design of the science simulation apps. This study will contribute to expanding the horizon of design about science simulation as a design case in science education.

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8자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표, 인식적 이해와 추론의 복잡성 탐색

저자 : 윤현정 ( Hyeonjeong Yun ) , 김희백 ( Heui-baik Kim )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 541-553 (13 pages)

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본 연구는 자유탐구 활동에서 나타난 과학고등학교 학생들의 인식적 목표와 인식적 이해가 추론 복잡성과 어떠한 관련이 있는지 알아보고, 자유탐구가 참과학 탐구의 성격을 띠게 하는 맥락을 탐색하였다. 1명의 교사와 12명의 2학년 학생이 연구에 참여하였으며, 연구에 참여한 6팀 중 인식적 측면과 추론의 복잡성이 뚜렷하게 구분되는 2팀을 초점 집단으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 학생의 활동과 면담을 녹화, 녹음한 후 전사한 자료, 참여관찰 자료, 학생이 작성한 인공물 등을 분석하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었다. 첫째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 인식 대상의 특성과 맥락에 따라 차이가 있었다. '현상 이해에 대한 가치 공유, 연구 가치에 대한 성찰 기회, 협업과 합의를 요구한 과제 특성, 팀원 간의 충분한 소통 기회'와 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 향상을 촉진했다. 반면, '연구 관련 문헌에 대한 비판적 검토 기회의 부재, 환경적 제약'과 같은 맥락은 학생들의 인식적 목표와 이해의 하락을 촉진했다. 둘째, 학생들의 인식적 목표와 이해는 추론의 복잡성에 영향을 미쳤다. '과학적 의미 형성'의 목표는 학생이 생성한 의문을 바탕으로 검증 가능한 가설을 설정하는 높은 수준의 추론에 영향을 미쳤다. 정당화에 대한 높은 이해는 대조군 설정에 의도적으로 주목하고 독창적인 실험 노하우를 개발하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 높은 이해는 논변을 들어 자신들의 연구를 방어하고, 후속 연구를 제안하는 높은 수준의 추론으로 이어졌다. 반면, '정답 찾기'의 목표와 정당화에 대한 낮은 이해는 자료의 의미를 해석하지 않고, 실험의 한계점을 조절하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 청중에 대한 낮은 이해는 연구를 적극적으로 방어하지 않고, 후속 연구를 고려하지 않는 낮은 수준의 추론으로 이어졌다. 본 연구는 자유탐구 지도와 관련하여 활동의 가치를 공유하고, 학생의 인식적 권위를 확인할 수 있는 소통 기회와 비판적 검토 기회를 제공할 것을 시사한다.


The purpose of this study is to explore the relationship between epistemic goals, epistemic considerations and complexity of reasoning of science high school students in an open inquiry and to explore the context on how open inquiry compares with the characteristics of an authentic scientific inquiry. Two teams were selected as focus groups and a case study was conducted. The findings are as follows: First, the contexts, such as 'sharing the value for the phenomenon understanding, reflection on the value of the research, task characteristics that require collaboration and consensus, and sufficient communication opportunities,' promote epistemic goals and considerations. On the other hand, contexts such as 'lack of opportunity for critical review of related literature and environmental constraints' lowered epistemic sides. Second, epistemic goals and considerations influenced the reasoning complexity. The goal of 'scientific sense making' led to reasoning that pose testable hypotheses based on students' own questions. The high justification considerations led to purposely focusing attention to the control designs and developing creative experimental know-how. The high audience considerations led to defending their findings through argumentation and suggesting future research. On the other hand, the goal of 'doing the lesson' and the low justification considerations led to reasoning that did not interpret the meaning of the data and did not control the limit of experiment. The low audience considerations led to reasoning that did not actively defend their findings and not suggest future research. The results of this study suggest that guidance should provide communication and critical review opportunities.

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9과학교육에서 인성교육의 필요성 및 인성의 구인에 대한 전문가의 인식

저자 : 강유진 ( Eugene Kang ) , 전란영 ( Ranyeong Jeon ) , 김지나 ( Jina Kim ) , 김희화 ( Heehwa Ki

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 555-563 (9 pages)

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인성교육은 주로 도덕교과에서 교육하는 주제로 인식되어져 왔지만, 최근에는 다른 교과에서도 통합적으로 교육되어야 한다는 주장이 제기되었다. 과학교과에서도 인성교육에 대한 몇 가지 시도가 이루어지고 있으며, 과학교과 고유의 인성교육의 필요성이나 인성구인에 대한 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 중등학교 교사, 과학교과 전공 대학교수, 및 연구소 연구원을 포함한 과학교육 전문가들을 대상으로 설문조사와 포커스 인터뷰를 통해서 인성의 필요성 및 인성 구인에 대한 인식을 조사하였다. 전문가들은 과학자들의 활동에 내재된 인성, 학교현장의 요구, 탐구적 지식 습득을 위해 과학교육에서 인성교육이 필요하다고 인식하였다. 인성의 도덕교육적 측면과 시민교육적 측면을 바탕으로, 본 연구에서 본질적 인성의 구인 4가지(정직, 공감, 관용, 자아존중), 실천적 인성의 구인 7가지(개인적 차원; 성실, 책임, 자기조절: 사회적 차원; 배려, 개방성, 소통, 협력)를 제시하였는데, 전문가들로부터 타당성과 중요도를 인정받았다.


Recently it has been claimed that character education should be applied not only in ethics but also in other disciplines including science education. With several attempts at character education in previous research on science education, the examination of its requisite and components is needed. This research investigates the necessity and elements of character education to be improved upon in science classes through questionnaires and focus interviews of experts in the field of science education such as secondary school teachers, professors, and researchers. They recognize that character education should be adopted in science education with three backgrounds: scientist activities, the field of secondary school, and inquiry education. Based on moral education and citizenship, elements of character education in science class are comprised of four essential character elements including honesty, sympathy, tolerance, and self-esteem, and seven practical character elements that are divided into personal qualities: sincerity, responsibility, and self-control and social qualities: consideration, openness, communication, and cooperation. Their validity and importance are accepted by experts.

KCI등재

10언어네트워크분석을 통해 본 과학중점학교 과학수업의 특징

저자 : 김진희 ( Jinhee Kim ) , 나지연 ( Jiyeon Na ) , 송진웅 ( Jinwoong Song )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 38권 4호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 565-574 (10 pages)

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본 연구는 과학중점학교 과학수업에 대한 학생들의 인식을 조사하여 과학중점학교 사업을 통해 우리나라 과학교육의 개선을 위해 시행된 과학중점학교에 대한 전략적 지원과 노력들이 수업에서 어떻게 나타나고 있는지 살펴보고자 하였다. 이를 위해 14개 과학중점학교의 학생 654명이 연구에 참여하였으며, 학생들은 과학중학교 과학수업의 특징과 과학중점학교가 일반 고등학교와 다른 점을 묻는 2개의 개방형 문항에 응답하였다. 학생들의 응답은 언어네트워크 분석방법을 사용하여 분석하였으며 그 결과는 다음과 같다. 먼저, 학생들은 교사와 학생의 원활한 소통, 학생들이 자유롭게 질문하고 서로 토론하며 적극적으로 수업에 참여하는 분위기, 과학 실험 활동, 어려운 과학 내용을 배우는 것, 학습된 지식을 공유하는 긍정적인 수업 분위기 등을 과학수업의 특징으로 인식하고 있었다. 학생들이 인식하고 있는 과학중점학교의 차별적 특성으로는 많은 수의 과학 관련 교과목(과제연구, 과학II 과목 등)의 이수, 관심 있는 분야의 비교과 체험 활동, 탐구 및 연구 중심의 학생활동과 이에 대한 학교의 지원, 좋은 수업 분위기, 과학과 관련한 많은 수업시간, 활발한 R&E 및 동아리 활동, 다양한 과학실험 활동 등으로 나타났다. 그리고 과학중점학교의 과학수업에 대한 '어렵고 힘들지만 적극적으로 참여하는' 수업이라는 이러한 분석결과는 선행연구들에서 밝혔던 좋은 과학수업의 모습과 많이 유사한 것이기도 하였다. 그동안 과학중점학교에 대해 이루어졌던 여러 행·재정적인 지원과 함께, 과학 교실수업에 대한 본 연구의 조사결과는 앞으로 이루어질 학교교육의 혁신 프로그램의 도입에 실질적인 도움과 벤치마킹 사례를 제공해 줄 것으로 기대한다.


The purpose of this study is to investigate the features of science classes of Science Core Schools (SCSs) perceived by students. 654 students from 14 SCSs were surveyed with two open-ended questions on the features of science classes. The students' responses were analyzed with NetMiner 4.5, in terms of the centrality (of betweenness and of degree) analysis and the community analysis. The results of the research are as follows: (1) the science classes of SCSs were perceived by students to be of the environment of free questioning, active participation and communication, caring teacher, more science experiments and advanced contents, and knowledge sharing; (2) science classes in SCSs were perceived to be different from those of ordinary high schools because SCSs provide more opportunities for science-related special courses (like project work, advanced science subjects), extra-curricular activities, inquiry and research activities, school supports, hard-working classroom environment, longer studying hours, R&E and club activities. The students' perceptions of SCS science classes appear to be in line with the characteristics of 'good' science lessons from previous studies. The SCS project itself and the features of SCS science classes would help us to see how we introduce educational innovations into actual schools.

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