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  • : 한국현장과학교육학회
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  • : KCI등재
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  • : 연3회
  • : 2093-7407
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수록정보
수록범위 : 1권1호(2007)~12권3호(2018) |수록논문 수 : 258
현장과학교육
12권3호(2018년 10월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1연잎 구조의 초발수 효과를 구현한 실험자료 개발

저자 : 손미현 ( Mi Hyun Son ) , 정대홍 ( Dae Hong Jeong )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 291-296 (6 pages)

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생체모방기술에 대한 중고등 학생들의 관심은 매우 크다. 하지만 생체모방 기술에 관련된 실험의 경우 첨단실험이 많아 학교 현장에서는 직접 실험을 실시하기보다 관련 사진과 동영상으로 학습에 대한 관심을 충족하고 있다. 이에 본 연구에서는 연잎 구조를 이용한 초발수 효과에 대한 첨단 실험을 학교 현장에서도 가능한 형태로 변형한 실험 자료를 개발하였다. 초발수 효과와 관련된 논문과 실제 연구자의 조언을 토대로 개발된 본 실험 과정은 간단한 시약과 실험도구를 이용하여 초발수 효과를 종이나 유리 등에 구현해 볼 수 있다. 또한 단순한 실험 뿐 아니라 탐구실험으로 변형하여 적용할 수 있도록 수업방법을 안내하고 있다. 이 실험 자료로 인해 학생들의 첨단 과학과 생체모방기술에 대한 관심과 흥미가 높아질 수 있을 것으로 사료된다.


Middle and high school students are interested in biomimetic technology. However experiments related to biomimetic technology require advanced equipment. Therefore, it is difficult to conduct experiments related to biomimicry in general schools. In this study, we developed an experiment related to Superhydrophobic effect in a possible form at school. Experiments were developed on the basis of a paper related to Superhydrophobic effect and the advice of a scientist who study it. This experiment is possible with a simple instruments and can be applied as an inquiry experiment. This materials will increase students' interest in biomimetic technology.

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2예비 과학 교사가 생각하는 인식론적 관점과 불일치 실험 상황에 나타난 예비 과학 교사의 반응 비교

저자 : 조예향 ( Yehyang Cho ) , 최원호 ( Wonho Choi )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 297-308 (12 pages)

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본 연구에서는 예비 과학 교사의 인식론적 관점을 이해하기 위해 예비 과학 교사 자신이 생각하는 인식론적 관점과 구체적인 중학교의 교수학습 상황에서
나타나는 예비 과학 교사의 인식론적 관점을 비교하였다. 이를 위해 예비 과학 교사들에게 중학생들이 불일치 실험 상황에서 겪을 것으로 예상되는 어려움을 해결하기 위한 지도 방안을 서술하게 하였다. 그리고 이 지도 방안에서 나타난 인식론적 관점을 예비 과학 교사 자신이 생각하는 인식론적 관점과 비교하였다. 연구 결과, 예비 과학 교사들은 대체로 자신이 구성주의적 관점을 가지고 있다고 인식하고 있었지만 실제 지도 방안에는 전통적 관점이 더 많이 나타나고 있었다. 실제 지도 방안에서 전통적 관점을 가진 예비 과학 교사들은 시간 부족, 학생 수준과 배워야할 개념 수준의 차이 등을 이유로 불일치 실험 상황에서 학생들의 인지적 어려움을 해결하는 가장 효율적 방안이 개념 설명이라고 생각하고 있었다. 따라서 예비 과학 교사들의 사범대 수업에서 논의를 통한 지식 구성 경험을 확대하고, 이것이 과학 교육과정의 목표에 부합하는 것임을 인식할 수 있도록 노력할 필요가 있다.


In this research, to understand the epistemological views of pre-service science teachers, the epistemological views of the pre-service science teacher himself and the epistemological views of the pre-service science teacher in the concrete teaching and learning situation of junior high school were compared. For this, pre-service science teachers were asked to describe a teaching plan to solve the difficulties which middle school students were expected to experience in the experiment of discrepancy. And the epistemological views in this teaching plan were compared with the epistemological views of the pre-service science teacher himself. As a result, preservice science teachers generally perceived themselves as having a constructivist views, but the actual teaching plan showed more traditional epistemological views. Pre-service science teachers with traditional epistemological views in the actual teaching plan thought that the concept explanation was the most effective way to solve the cognitive difficulties of the students in the experiment of discrepancy because of the lack of time, the difference of the level of the students and the concept level to be learned. Therefore, it is necessary to make efforts to increase the experience of knowledge construction through discussion in pre-service science teachers' classes and to recognize that it is in line with the goals of the science curriculum.

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3서책형교과서와 디지털교과서에 제시된 외적 표상의 특징 비교: 2009 및 2015 개정 교육과정의 중학교 '힘' 관련 단원을 중심으로

저자 : 김노아 ( Noah Kim ) , 장진아 ( Jina Chang ) , 송진웅 ( Jinwoong Song )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 309-330 (22 pages)

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초연결성이 강조되는 앞으로의 사회에서 디지털교과서는 학습 자료와 교실에서의 소통 방식을 확장시킬 수 있는 중요한 매체가 될 것이다. 본 연구에서는 현 디지털교과서가 서책형교과서와 얼마나 차별화된 방식으로 의미 있게 구성되었는지 살펴보기 위해 디지털교과서에 제시된 외적 표상의 유형과 특징들을 서책형교과서에 제시된 외적 표상과 비교하여 살펴보았다. 특히 2009 및 2015 개정 교육과정에서 검정 받은 디지털교과서 간의 비교를 통해 교육과정에 따른 크고 작은 변화들을 진단하고 앞으로의 발전 방향을 모색하고자 하였다. 분석 결과, 디지털교과서는 물리적 한계를 넘어서는 공간 속에서 양적으로 확장된 자료들과 표상들을 제공하고 있었으나 이러한 표상들이 주로 언어적 표상에 집중되는 모습을 보였다. 이러한 경향성은 두 교육과정의 교과서에서 동일했으나 2015 개정 교육과정에서 좀 더 다양한 유형의 표상들이 발견되었다. 표상의 기능적 측면에서 디지털교과서의 표상들은 서책형교과서와 같이 설명적 기능과 예시적 기능을 가장 많이 수행하고 있었다. 하지만 디지털교과서에서는 보충적 기능의 표상들이 급증하였고, 서책형교과서와는 차별화된 요약적 기능, 수행적 기능의 표상들이 추가되었다. 다만, 2015 개정 교육과정의 교과서에서는 2009 개정 교육과정에 비해 보충적 기능의 표상이 약간 줄고, 요약적 기능과 수행적 기능을 하는 표상들이 상대적으로 많이 활용되었다. 표상의 제시방법 측면에서 디지털교과서에서는 클릭을 하면 팝업창이나 화면 전환 기능을 통해 여러 표상들을 제시하는 방법으로 공간을 활용하고 있었으며, 특히 2015 개정 교육과정의 교과서에서는 화면 전환 기능을 통한 제시 방법이 많이 활용되었다. 끝으로 이러한 분석 결과가 디지털교과서 개발 및 과학수업 개선의 측면에서 갖는 시사점을 제안하였다.


Digital textbooks will be an important media for expanding learning materials and ways of communicating in the classroom in a 'hyper-connected society'. The purpose of this study is to compare the types and features of external representations presented in paper textbooks and digital textbooks to see how they were constructed meaningful in a different way. In particular, through comparison of digital textbooks that were approved by the 2009 and 2015 national science curricula, this study intended to diagnose large or small changes depending on the curriculum and seek directions for future developments. As a result, digital textbooks provided quantitative extended data and representations in space beyond physical limits, but these representations were focused on linguistic representations. This tendency was the same in both curricula textbooks, but more diverse types of representations were found in the 2015 national science curriculum. In addition, in the digital textbooks, illustrative and explanatory representations was used the most, such as the paper textbooks. How-ever, in the digital textbooks, complementary representations were much bigger than the paper textbooks and summative and performative representations were added. In the digital textbooks of the 2015 national science curriculum, the complementary representations were slightly reduced, and summative and performative representations were relatively more used. Also, in the digital textbooks, space was used as a way of presenting various representations through the pop-up and screen switching functions by click. In particular, in the digital textbooks based on the 2015 national science curriculum, many screen switching functions were presented. Finally, this study suggested implications for the improvement of digital textbooks and science classroom.

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4실제 야외지질답사와 가상 야외지질답사의 수업효과 비교

저자 : 천종배 ( Jong Bai Cheon ) , 김희수 ( Hee Soo Kim )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 331-340 (10 pages)

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본 연구에서는 실제 지질답사를 시행하기 어려울 경우 가상 지질답사로 대체 가능한지 알아보기 위해 계룡산 국립공원 내 수통골 일대의 야외 지질답사 프로그램 및 가상현실 기술을 적용한 지질답사 프로그램을 개발하여 비교집단과 실험집단에 각각 적용하였다. 지질구조 공간능력 검사 및 지질단원 지식검사를 실시한 결과 두 가지 영역 모두 가상 지질답사를 실시한 실험집단에서 더 높은 향상을 보였으며, 사전 사후 결과에 유의미한 결과가 나타났다(p<0.05). 또한 개별 면담 결과를 통해서도 가상 지질답사의 긍정적인 부분에 대해서 확인할 수 있었다. 이에 학교 현장에서 시간, 비용, 안전 등의 다양한 제한점으로 인해 야외 지질답사를 시행할 수 없을 때 가상 지질답사를 하나의 간접적 상황학습으로 대체 가능할 것으로 생각된다.


In this study, we developed a real field trip program and a virtual field trip program in the Sutonggol area in Gyeryongsan National Park in order to find out if it is possible to substitute virtual field trip if it is difficult to conduct real field trip. The program was applied to the comparison group and the experimental group respectively.
As a result of the geological spatial capacity test and the geological knowledge test, both of the two areas showed higher improvement in the experimental group with virtual geology exploration, and the change was significant(p < 0.05). Also, we could confirm the positive part of virtual geological exploration through individual interview results.
This study suggests that virtual geological exploration can be replaced by an indirect situational learning when the outdoor geological survey can not be carried out due to various limitations such as time, cost, and safety at the school site.

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5초등학생이 직접 디자인한 초등 과학 교과서 앞표지 분석 및 선호도 분석

저자 : 조효원 ( Hyo-won Cho ) , 박지선 ( Jisun Park ) , 박일우 ( Il-woo Park )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 341-352 (12 pages)

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The purpose of this study is to get implications for the elementary science textbook cover design by analyzing the elementary science textbook covers that elementary students designed by themselves. Seventy eight 6th-grade students in elementary school participated in this study and they were asked to design the elementary science textbook they want to learn. We analyzed the textbook covers by typography, visual image, and layout. We also asked students what textbook cover is the most preferred one and we conducted the semi-structured interview with twenty four students to get more information about their preference. We found that many students used the gothic black or blue letters as the title of the textbook. The images related to unit about 'electricity' were most frequently presented and most of images in the textbook covers include the experimental tools such as light bulb and flask. Based on these results of this study, we suggested the elementary science textbook design that elementary students would prefer.


The purpose of this study is to get implications for the elementary science textbook cover design by analyzing the elementary science textbook covers that elementary students designed by themselves. Seventy eight 6th-grade students in elementary school participated in this study and they were asked to design the elementary science textbook they want to learn. We analyzed the textbook covers by typography, visual image, and layout. We also asked students what textbook cover is the most preferred one and we conducted the semi-structured interview with twenty four students to get more information about their preference. We found that many students used the gothic black or blue letters as the title of the textbook. The images related to unit about 'electricity' were most frequently presented and most of images in the textbook covers include the experimental tools such as light bulb and flask. Based on these results of this study, we suggested the elementary science textbook design that elementary students would prefer.

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6분자개념을 도입한 Peer Instruction 수업이 5학년 학생의 물질의 상태 분류 능력 및 기준에 미치는 영향

저자 : 송아람 ( Ahran Song ) , 양성호 ( Sung Ho Yang )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 353-366 (14 pages)

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분자개념을 도입한 Peer Instruction(PI) 수업이 초등학교 5학년 학생들의 물질의 상태 분류 능력과 분류 기준에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. 고제, 액체, 기체, 혼합물 등으로 물질의 상태를 분류하기 어려워하는 사물들을 선별하여, 분자개념 도입 혹은 PI 적용 여부에 따라 물질의 상태 분류 능력이 어떠한 차이를 보이는지를 분석하였다. 분자개념을 도입한 PI 수업이 분자 개념 혹은 PI만을 적용한 수업에 비해 학생들의 분류 능력을 크게 향상시켰다는 사실과 분류 기준이 거시적 관점에서 미시적 관점으로 변화한다는 사실을 확인하였다. 특히, 2주 후 실시된 사후테스트에서도 분자개념을 도입한 PI 수업 적용집단의 분류 능력이 대조집단에 비하여 유의미하게 높게 유지되었다. 이러한 결과는 PI 수업 전에 획득된 분자 개념이 소집단 토론 중에 활발히 활용되어서 학생들의 학습에 큰 도움을 주었기 때문으로 설명하였다. PI와 같은 소집단 토론으로 학습 효과가 향상되기 위해서는 토론에서 활용할 개념적 소재가 필요함을 알 수 있다. 개념의 이해가 중요한 물리 교육에 많이 사용된 PI를 화학 교육에 효과적으로 적용하기 위해서는 개념적 토대가 되는 분자 개념의 제시가 효과적일 것으로 예상한다.


Peer instruction (PI) based on the molecular concept influenced 5th grade students'understanding on states of matter. After selecting some materials causing cognitive conflict among states of matter (solid, liquid, gas, mixture), we examined effect of 3 teaching methods on classification of matters: PI based on the molecular concept, PI without teaching molecular concept, and the traditional teaching methods introducing the molecular concept. PI based on the molecular concept was the most effective in enhancing classification of matters and changed the criteria on classification of matters from macroscopic view to microscopic view. Particularly, in the post test two weeks later, the group applied PI based on the molecular concept still maintained classifying ability better than control groups. The result is explained by the fact that the molecular concept was actively used as a material for discussion in PI. Generally, it needs conceptual materials for efficient discussion in PI.

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7중학교 교과서에 도입된 용해도 측정 실험의 한계점 분석 및 대체 실험 제안

저자 : 손원기 ( Won Ki Son ) , 김준영 ( Joon Young Kim ) , 정대홍 ( Dae Hong Jeong )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 3호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 367-376 (10 pages)

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용해도는 화학에서 중요하게 다루어지는 물질의 고유 성질 중 하나로, 대부분의 중학교 과학 교과서에서 용해도를 정량적으로 측정하거나 비교하는 실험을 제시하고 있다. 그러나 학교 실험실 환경에서 제시된 실험 방법으로 용해도 측정 실험을 하면 문헌값과 오차가 매우 크다. 본 연구에서는 교과서에 제시된 4 가지 용해도 측정법에 대해서 실제 실험을 수행하여 오차 원인을 규명하였다. 주요 오차 원인으로 용기에 의한 용액 온도 감소, 재결정법에서 냉각 과정에서 과포화 현상, 고체 용질에 대한 육안 관찰의 한계, 가열 과정에서 용매 증발로 인한 용해도 변화가 용해도 측정에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 같은 요인을 최소화할 수 있는 실험 방법을 고안하였고, 학교 실험실 환경에서 측정한 질산 칼륨과 염화 나트륨의 용해도 값이 문헌값과 매우 근사함을 확인하였다.


Solubility is one of important concepts in chemistry, and most textbooks of middle school introduce experiments that quantitatively measure or compare solubility. However, the experimental methods cause large experimental errors compared with the literature. This study identified the orgins of experimental errors by performing solubility measurements based on 4 methods introduced in the textbooks. The main origins include the temperature decrease of solution by apparatus, super-saturation in the cooling process in the recrystalization method, limit of sight measurement of solid solute, and concentration change caused by solvent evaporation during heating process. An experimental method that minimizes these factors was devised, which allowed solubility measurements of potasium nitrate and sodium chloride close to literature values.

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