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Journal of Science Education

  • : 경북대학교 과학교육연구소
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수록정보
수록범위 : 1권0호(1977)~44권3호(2020) |수록논문 수 : 699
과학교육연구지
44권3호(2020년 12월) 수록논문
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12015 개정 교육과정 통합과학 교과서의 과학의 본성(NOS) 분석

저자 : 전영빈 ( Young Been Jeon ) , 이영희 ( Young Hee Lee )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 44권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 273-288 (16 pages)

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본 연구에서는 2015 개정 교육과정 고등학교 통합과학 교과서에 나타난 과학의 본성(NOS) 분포를 분석하였다. 분석 대상은 2015 개정 교육과정으로 출판된 통합과학 교과서 5종 모두를 분석하였으며, 분석의 개념적 틀로는 과학적 소양 기반 4가지 영역의 과학의 본성(NOS)(Lee, 2013)을 활용하였다. 4가지 영역의 과학의 본성(NOS)은 1. 과학지식의 본성(nature of scientific knowledge), 2. 과학적 탐구의 본성(nature of scientific inquiry), 3. 과학적 사고의 본성(nature of scientific thinking), 그리고 4. 과학과 기술 및 사회의 상호작용의 본성(nature of interactions among science, technology, and society)이다. 분석은 2명의 분석자가 수행하였으며, 두 분석자간의 신뢰도는 Cohen's kappa 계수 0.83 ~ 0.96으로 비교적 높은 신뢰도 값을 나타냈다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 2015 개정 교육과정 통합과학 교과서에서는 과학의 본성(NOS) 4가지 측면 중에서 '과학탐구의 본성(nature of scientific inquiry)' 영역을 전반적으로 가장 강조하고 있었다. 이것은 통합과학 교과서 5개 출판사 전체 영역에서 '과학 탐구의 본성(범주 II)'의 분포가 평균 약 44 %로 나타나는 것에서 확인할 수 있었다. 둘째, 2015 개정 교육과정 통합과학 교과서는 출판사에 상관없이 '과학탐구의 본성(범주 II)'을 가장 강조하고 있었지만, 그 외 다른 측면의 과학의 본성(NOS) 부분은 출판사별로 다소 차이가 나타나고 있었다. 따라서 통합과학 교과서들은 과학적 내용과 활동을 탐구하는 방법으로서 주로 제시하면서 출판사별로 다소 다르게 과학의 본성(NOS) 특징을 강조하고 있다고 말할 수 있다. 셋째, 2015 개정 교육과정 통합과학 교과서에서 강조하는 과학의 본성(NOS) 측면은 4. 환경과 에너지 단원을 제외하고 모든 단원에서 유사하게 나타났다. 이것은 과학의 본성(NOS) 단원별 분석 결과가 대부분의 단원에서 전체 교과서 분석 결과와 유사한 양상이었으며, 4. 환경과 에너지 단원에서만 범주 II의 '과학 탐구의 본성' 영역 다음으로 '과학-기술-사회와 상호작용하는 과학의 본성 (STS)(범주 IV)'이 강조되고 있는 것에서 확인할 수 있다. 이와 같은 결과는 2015 개정 교육과정 통합 과학 교과서가 지난 교육과정에 비하여 비교적 다양하고 균형 있는 과학의 본성(NOS) 측면을 제시하고 있으며, 2015 개정 교육과정의 목표인 과학적 문제해결력과 창의력 증진을 위하여 과학적 탐구를 강조를 하고 있다는 것을 알 수 있었다.


This study aims to investigate the presentation of the Nature of Science (NOS) in integrated science textbooks of the 2015 revised curriculum. The five integrated science textbooks published by the revised 2015 curriculum were analyzed with the conceptual framework of the four themes of the Nature of Science (NOS) (Lee, 2013) based on scientific literacy. The four themes of the NOS are 1. nature of scientific knowledge (theme I), 2. nature of scientific inquiry (theme II), 3. nature of scientific thinking (theme III), and 4. nature of interactions among science, technology, and society. The reliability of the textbooks analysis was measured between two coders by the Cohen's kappa and resulted in between 0,83 and 0,96, which means the results of analysis was consistent and reliable. The findings were as follows. First, overall theme II, nature of scientific inquiry emphasized on the integrated science textbooks of the 2015 revised curriculum by devoting the contents over 40 % in the all five publishing companies' textbooks. Second, while the theme II, nature of scientific inquiry was emphasized on the textbooks regardless of the publishing companies, other themes of the NOS were emphasized in different portions by the publishing companies. Thus, the focus among other three themes of the NOS was presented differently by the publishing companies except that in theme II, nature of scientific inquiry was most emphasized on integrated science textbooks. Third, the presentation of the NOS was identified similarly across the topics of integrated science textbooks except on topic 4. Environment and Energy. The theme IV, nature of interactions among science, technology, and society was emphasized reasonably only in the topic of Environment and Energy of the textbooks. Finally, the presentation of the NOS in the integrated science textbooks of the 2015 revised curriculum were more balanced among the four themes of the NOS with focus on the scientific inquiry compared to the previous curriculum textbooks.

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2중학교 천문학 용어에 대한 학생의 오개념 유형 탐색

저자 : 최영진 ( Youngjin Choi ) , 신동희 ( Donghee Shin )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 44권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 289-299 (11 pages)

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이 연구에서는 2009 개정 교육과정 중학교 지구 과학 교과서에 제시되는 천문 영역의 과학 용어 113개에 대한 중학교 3학년 학생 5인의 용어에 대한 체감 난이도, 이해 확신도와 정의를 검사지를 통해 살펴보고, 추가 면담을 통해 천문 용어에 대한 학생들의 오개념 유형과 그 대표적인 용어 - 오개념의 예시를 분석했다. 학생들이 제시한 용어의 정의는 크게 정답과 낮은 수준의 이해, 오답으로 분류되었으며, 낮은 수준의 이해는 상위 수준의 정의 서술, 개념의 미분화로 하위 분류되었고, 오답은 과학적 오인에 의한 방해, 사전 지식 미비 등으로 하위 분류되었다. 용어로 인한 오개념과 선행 오개념이 구분될 수 있다는 점에서, 용어로 인한 오개념은 용어 변경이라는 방법을 통해 오개념 형성을 미연에 방지할 수 있으므로 효율적 처방이 될 수 있다. 또한, 은유적 용어로 인한 장점과 단점을 학생들이 인식하고 있으며, 자신의 이해 수준을 잘 파악하고 있다는 점은 학습자 스스로가 자신의 오개념을 인지하는 것이 오개념 수정의 첫 번째 단계임을 고려할 때 좋은 출발점이 될 수 있을 것으로 기대된다. 과학 교육에서의 용어는 중요한 논의 대상으로, 시대에 따라 적합한 용어의 선정을 위해 노력하고 있으며 과학 용어가 바뀌기도 한다. 이 연구 결과가 용어의 수정에 대한 논의의 기초 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.


In this study, the definition, the level of difficulty, and the certainty of the understanding of 113 astronomy terminologies from 2009 revised middle school geoscience textbooks were examined. And through further interviews, the types of students' misconceptions about astronomy terminologies and their representative terms - examples of misconceptions were analyzed. The definitions of the terms presented by the students were largely classified as correct, low-level, and incorrect understanding. And low-level understanding was subdivided into high-level definition descriptions, undifferentiated concepts, and incorrect answers were subdivided into interference by scientific misconception and lack of prior knowledge. Given that the misconceptions due to terminologies can be distinguished from the prior misconception, the misconceptions due to terminologies can be effectively prevented by changing the term itself. In addition, students were aware of the advantages and disadvantages of metaphorical terms, and the recognition of their level of understanding is expected to be a good starting point considering that recognizing their own misconceptions is the first step in correcting them. Terminologies in science education is always an important subject of discussions, striving to select the right term according to the times, and scientific terms may change. It is expected that the results of this study will be the basis for discussions on the modification of terms.

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이 연구의 목적은 2015 개정 교육과정 초등 과학 교과서 내 지구과학 영역에 제시된 개념과 탐구 활동의 내용을 분석하고 개선 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 교과 교육 전문가 2인과 초등교사 3인이 함께 교과서 내 개념과 탐구 활동 문제점 탐색과 개선 방안 조사를 위한 설문지를 개발하였다. 설문은 두 차례에 걸쳐 진행되었으며 모두 30명의 초등학교 교사와 3명의 지구과학 내용학 전공 교수가 설문에 참여하였다. 연구 결과 초등학교 교과서의 고체 지구 영역에서는 8개의 개념 요소, 유체 지구 영역에서는 3개의 개념 요소, 우주와 통합 단원에서는 1개의 개념 요소에서 오개념이 포함되어 있는 것으로 조사되었다. 탐구 활동에서도 고체 지구에서 7개 유체 지구에서 3개, 우주와 통합 단원에서 1개씩 탐구 활동 내용에 보완이 필요한 것으로 조사되었다. 따라서 앞으로 교과서가 개정될 경우 내용 요소의 검정 과정을 강화할 필요가 있으며 나아가 교과서에 제시되는 개념의 경우 연계와 위계뿐 아니라 개념이 발달해 나가는 과정도 고려할 필요성이 있을 것이다.


The purpose of this study is to suggest improvements in the science concepts and inquiry activities presented in the earth science section in the 2015 revised curriculum elementary science textbooks. For this study, two science educator and three elementary school teachers developed a survey questionnaire to investigate science concepts, inquiry activities, and suggest improvements. The survey was conducted two times, and 30 elementary school teachers and three earth science professors (geology, meteorology, astronomy) participated in the survey. As a result, it was investigated that eight concepts in the solid section, three concepts in the fluid section, and one concept in universe and integration section contained misconceptions. It was investigated that the content of inquiry activity needs to be supplemented, with seven elements in solid section, three elements in fluid section, and one in the universe and integration section. According to the research results, if the textbook is revised, it is necessary to accurately confirm the science concepts or content of inquiry activities. Also in the case of science concepts presented in textbooks, it will be necessary to consider not only the scope and sequence of contents but also the process of learning progression.

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4과학중점고등학교 학생들의 직업가치관 유형 탐색 및 종단변화

저자 : 신세인 ( Sein Shin ) , 이준기 ( Jun-ki Lee ) , 하민수 ( Minsu Ha )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 44권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 318-330 (13 pages)

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이 연구는 과학중점고등학교 학생들에게서 나타나는 계열별 직업 가치관의 유형과 종단적 변화를 확인하기 위하여 이루어졌다. 본 연구를 위하여 11개 직업 가치관 문항을 포함한 직업가치관 검사도구를 사용하여 과학중점고등학교 학생 174명의 3차에 걸친 종단자료를 분석하였다. 연구 결과 첫째, 과학중점고등학교 학생들의 직업가치관은 세 가지 유형으로 나타났다. 둘째, 과학중점고등학교 학생들의 직업가치관은 계열에 따른 차이가 없었다. 셋째, 과학중점고등학교 학생들의 상당수는 직업가치관은 측정 시점에 따라 거의 변화하지 않으며, 이들 중에는 직업가치관적 고려가 거의 없는 상태로 유지되기도 하였다. 그러나 이들과 혼재되어있는 전혀 다른 성향을 보여주는 집단인 직업가치관 급변 집단들도 함께 발견되었다. 본 연구결과는 학생들의 직업 가치관의 변화추세와 그에 따른 잠재집단 유형에 기반을 둔 맞춤형 진로교육의 필요성을 시사한다.


This study has been conducted to identify the types and longitudinal changes in the career values of students in science core school. Data collected from 174 students in science core school were analyzed using 11 career value items. First, this study found that there are three types of career value shown in students in science core schools. Second, the career value of students in science core school did not differ by their track. Third, many students of science core high schools have little or no change in their career value values depending on the time of collecting data. However, some students show rapidly changing career values. These findings suggest the need for individualized career education based on the changing trend of students' career values.

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5한국과 캐나다 초등학교 수학 교과서 비교 분석 - 초등학교 5, 6학년 수와 연산 영역을 중심으로 -

저자 : 김애경 ( Aekyong Kim ) , 류희수 ( Heuisu Ryu )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 44권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 331-344 (14 pages)

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본 연구는 한국과 캐나다의 수학 교과서 중 수와 연산 영역을 초등학교 5, 6학년을 중심으로 비교·분석하여 한국 초등학교 수학교육과정 및 교과서 개발에 의미 있는 시사점을 찾는 데 목적이 있다. 이를 위해 한국과 캐나다 초등학교 수학과 교육과정 및 수학 교과서의 교과서 구성 체제를 비교·분석하고, 수학 교과서 수와 연산 영역의 학년별 도입 시기 및 초등학교 5, 6학년 수와 연산 영역의 학습 내용을 비교·분석하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 학습한 수학적 개념과 연산을 사칙연산의 종류나 수학 영역에 구애받지 않고, 실생활과 밀접하게 연관된 문제 상황 속에서 자연스럽게 도입하여 통합적으로 문제를 해결할 수 있는 교과서 구성이 필요하다. 둘째, 실제 사진과 수학, 과학, 기술, 공학, 예술 등의 소재를 사용한 문항 구성 및 읽을 거리로 수학의 필요성과 유용성을 느낄 수 있도록 하는 교과서 구성이 필요하다. 셋째, 다양한 실제 교구 및 수학 모델의 사용을 통한 충분한 수학 원리 학습, 공학 도구를 사용하여 문제해결 전략에 초점을 맞춘 교과서 구성이 필요하다. 넷째, 분수와 소수 학습에 대한 학습 지도 시기나 학습 내용 구성 및 전개 방법에 대한 깊이 있는 논의가 필요하다.


This study aims to find meaningful implications for the development of Korean elementary school math education courses and textbooks by comparing and analyzing the number and arithmetic areas of Korean and Canadian math textbooks in fifth and sixth grades. To this end, the textbook composition system of Korean and Canadian elementary schools was compared and analyzed, and the number and timing of introduction of math textbooks and math textbooks by grade, and the number in fifth and sixth grade and the learning contents of math textbooks were compared and analyzed. The following conclusions were obtained from this study: First, it is necessary to organize a textbook that can solve the problem in an integrated way by introducing the learned mathematical concepts and computations naturally in the context of problems closely related to real life, regardless of the type of private calculation or mathematics area. Second, it is necessary to organize questions using materials such as real photography and mathematics, science, technology, engineering, art, etc. and to organize textbooks that make people feel the necessity and usefulness of mathematics. Third, sufficient learning of the principles of mathematics through the use of various actual teaching aids and mathematical models, and the construction of textbooks focusing on problem-solving strategies using engineering tools are needed. Fourth, in-depth discussions are needed on the timing of learning guidance for fractions and minority learning or how to organize and develop learning content.

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