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수록정보
수록범위 : 1권1호(2007)~15권1호(2021) |수록논문 수 : 352
현장과학교육
15권1호(2021년 02월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1진앙 위치 및 진원 깊이 결정 탐구 프로그램 개발

저자 : 엄주영 ( Jooyoung Eom ) , 박용철 ( Yongcheol Park ) , 이규호 ( Gyuho Lee ) , 임영경 ( Young-kyung Lim ) , 서기원 ( Ki-weon Seo )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-18 (18 pages)

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현대적인 지진계가 전 세계 지진을 관측하기 시작하면서, 지진학은 눈부시게 발전하여 지구 내부 구조 규명 및 판구조론을 뒷받침하는 결정적인 과학적 증거를 제시하였다. 지진 연구의 시작은 발생한 지진의 진앙과 진원 결정에서 출발하며, 고등학교 교과서에서도 진앙의 위치를 찾고 진원의 깊이를 계산하는 탐구활동이 과거 교과 교육과정에서부터 현 2015 개정 교과 교육과정까지 이어지고 있다. 하지만, 교과서에는 제시되는 진원 깊이 탐구방법은 그 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 과학자들이 사용하지도 않아 교과서 내용으로 부적절하다. 이 연구에서는 과학자들이 진원을 결정하는 여러 방법 중 고등학교 교실에서 실현 가능한 방법을 소개하고, 실측 자료를 이용한 결과를 제시하였다. 또한 관측 자료를 단순화한 탐구 자료를 제시하여 실제 수업에 바로 활용될 수 있는 예를 소개하였다.


Since modern seismometers have been installed globally, seismology has played a critical role to understand Earth's internal structure and provided important observational evidences of moving plates. Seismologists first examine epicenters and focal depths when earthquakes occur. Such examination is also important in high school curriculum, and thus students have been instructed to find an epicenter and focal depth using seismograms. However, methods for focal depth in the textbook are difficult for students to understand, and even worse seismologists don't use the methods in their research. Therefore, the methods should be replaced by an alternative in science text books. In this study, we present one of methods that seismologists have used to determine focal depths and show a result using real seismograms as an example. Furthermore, we simplify the method and data to be used in classrooms as a new inquiry program.

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2물리 수업 유형이 메타인지 활성화에 미치는 영향에 대한 신경과학적 분석

저자 : 박동규 ( Dong-kyu Park ) , 최혁준 ( Hyuk-joon Choi ) , 류광수 ( Kwang-su Ryu )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 12-28 (17 pages)

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본 연구에서는 물리 수업 유형이 학생들의 메타인지 활성화에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시간 뇌 활성화 변화를 측정할 수 있는 기능적 근적외선 분광법을 이용한 신경과학적 방법을 사용하였다. 물리교육과 학부생을 연구 대상으로 하였으며, 수업 유형은 강의식 수업, 자기질문식 수업, 토론식 수업의 세 가지로 분류하였다. 메타인지와 관련이 있는 전측 전전두엽의 뇌 활성화 데이터를 비교한 결과, 강의식 수업과 자기질문식 수업과는 달리 토론식 수업에서 메타인지 관련 뇌 활성화가 통계적으로 유의미하게 크게 일어난다는 것을 알 수 있었다. 또한, 토론식 수업에서 수업 진행 단계별 실시간 뇌 활성화 데이터를 분석한 결과, 학생들의 토론 단계에서부터 메타인지 관련 뇌 활성화가 크게 증가함을 알 수 있었다. 이는 토론 과정에서 나타나는 학생들의 말하기를 통한 상호작용이 메타인지 관련 뇌 활성화에 큰 영향을 끼친 것으로 생각된다.


In this study, we used a neuroscientific method using a functional near-infrared spectroscopy that can measure the changes in the real-time brain activation in order to investigate the effect of physics class types on the metacognitive activation of students. Undergraduate students in physics education students were the subjects of the study, and the class types were classified into three classes such as the lecture, the self-questioning, and the discussion type classes. As a result of comparing the brain activation data of the anterior frontal lobe related to metacognition, it was found that the metacognition-related brain activation was statistically significant in the discussion type class, unlike the lecture type and self-questioning type classes. In addition, as a result of analyzing the real-time brain activation data for each class progression in the discussion type class, it was found that metacognitive brain activation is significantly increased from the students' discussion stage. We think that the interaction of students through the speech that appears in the course of discussion has a great influence on metacognitive brain activation.

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3우리나라 과학 수업에서 이루어지는 교수법에 대한 인식 - PISA 2015 설문을 중심으로

저자 : 김현정 ( Hyun Jung Kim )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 26-36 (11 pages)

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본 연구는 PISA 설문 결과를 토대로 우리나라 과학 수업에서 실행되는 교수법에 대한 인식 차이를 살펴보았다. 구체적으로 과학 성취수준 집단, 남학생과 여학생, 과학 교사와 학생의 인식 차이를 살펴보았다. 이를 위하여 PISA 2015 학생 설문과 과학 교사 설문 중 과학 교수법 관련 설문 문항을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 수업에서 이루어지는 교수법은 과학 성취수준별로 인식의 차이가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 남학생보다는 여학생이 과학 수업에서 교수법의 발생 빈도가 높은 것으로 인식하고 있었다. 셋째, 과학 교사들은 과학 수업에서 탐구 실험보다는 강의와 설명 등을 진행하고 있었으며, 학생들에 비해 과학 수업에서 교수법의 발생 빈도가 더 높은 것으로 인식하고 있었다.


Based on the results of the PISA questionnaire, this study examined the differences in perception of science instruction practiced in Korean science classes. Specifically, the difference in perception between the science achievement level group, male and female students, and science teachers and students was examined. For this purpose, among the PISA 2015 student questionnaire and science teacher questionnaire, questionnaires related to science instruction were analyzed. The results of the study are as follows: First, it was found that there was a difference in perception of science instruction in science class according to the level of science achievement. Second, most of the science instructions in science class were perceived male students to be more frequent in class than female students. Third, science teachers were conducting lectures and explanations rather than inquiry experiments in science classes, and perceived that the frequency of science instruction was higher in science classes than students.

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4다니엘 전지에서 염다리의 역할에 대한 예비교사들의 개념조사 및 실험 연구

저자 : 이지영 ( Ji Yeong Lee ) , 이상권 ( Sang Kwon Lee )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 37-51 (15 pages)

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이 연구는 고등학교 화학Ⅱ 교과서와 대학 교재에 서술된 염다리의 역할에 대한 내용 및 그림 자료를 분석하고, 예비교사들이 염다리의 역할에 대해 가지고 있는 인식을 조사하였다. 또한 다니엘 전지를 이용한 실험을 통해 염다리의 역할을 규명하고자 하였다. 고등학교 화학Ⅱ 교과서 6종, 일반화학 교재 5종, 분석화학 교재 2종을 분석한 결과 염다리의 역할은 이온의 이동에 의해 용액의 전기적 중성을 유지하는 것이라는 개념을 포함하고 있었다. 그러나 일반화학 교재 4종만이 염다리가 회로를 완성시킨다는 내용을 다루고 있었으며 다니엘 전지 그림 자료에서는 이온의 이동 방식이 교재마다 다르게 묘사되어 있었다. 대다수의 예비교사들은 염다리의 역할에 대해 이온이 이동하여 용액이 전기적 중성을 유지한다는 개념은 가지고 있었으나 염다리가 회로를 완성시키는 역할을 한다는 개념은 매우 부족하였다. ICP-MS(유도결합 플라즈마 질량분석기)분석 및 질량 분석 실험 결과 반쪽 전지에 들어있는 전해질 이온이 염다리를 통과하여 반대쪽으로 이동하는 것이 아니라 염다리 속에 들어있는 전해질 이온만이 이동하였다. 예비교사들이 정확한 과학개념을 형성하기 위해서는 관련 교재들이 염다리의 역할에 대해 통일된 설명과 올바른 그림 자료를 제시해야 하며, 예비교사들의 교육과정에서 다니엘 전지와 관련된 정확한 내용의 교육이 이루어져야 한다.


The purpose of this study was to analyze the contents and picture materials about the role of the salt bridge described in high school chemistry 2 and college textbooks, and to investigate their conception on the role of the salt bridge in pre-service teachers, and also to clarify the role of the salt bridge through the Daniel cell experiment. We analyzed 6 high school textbooks, 5 general chemistry textbooks, and 2 analytical chemistry textbooks. The results showed that the role of the salt bridges was to maintain the charge balance of the solution migration of ion Four kinds of general chemistry textbooks suggested the fact that the salt bridge completes the circuit. In the Daniel cell picture material, the way of ion movement was described differently in each textbook. Most of pre-service teachers had the concept that the role of the salt bridge was to maintain the electrical neutrality of the solution by the movement of the ions, but the concept that the salt bridge plays a role in completing the circuit was insufficient. As a result of ICP-MS (inductively coupled plasma-mass spectrometer) and mass analysis, electrolyte ions in the halfcell did not move through the salt bridge to the opposite side, but only the ions in the salt bridge moved. In order to form concepts in pre-service teachers, the related textbooks should provide unified explanations and accurate picture materials on the role of the salt bridge, and pre-service teachers should be taught the exact details of the Daniel cell.

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5일식과 월식에 대한 교과서와 상위·하위집단 학생의 언어네트워크 비교

저자 : 정동권 ( Dong-gwon Jeong ) , 연유상 ( Yu Sang Yeon )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 52-66 (15 pages)

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본 연구는 일식과 월식에 대한 교과서와 상위집단, 하위집단 학생의 개념구조를 언어네트워크로 비교하여 어떠한 차이가 있는지 알아보는 것에 목적이 있다. 이를 위해 2015 개정 교육과정에 따라 일식과 월식에 대해 다루고 있는 중학교 2학년 교과서 5종과 집단별 학생 8명을 대상으로 분석하였다. 교과서와 상위집단, 하위집단 모두 달, 태양, 지구가 네트워크 중심에 위치하는 공통적 특성을 보였으며 특히 달의 빈도수와 연결정도가 높게 나타났다. 단, 집단별 언어네트워크에서는 그림자, 본그림자와 반그림자를 식 현상과 관련 짓는 데 다소 차이가 있었다. 교과서와 집단별 용어에 대해 위세중심성을 분석한 결과 교과서는 빛과 그림자 용어에 대해 낮은 위세를 갖는 반면, 학생들은 이에 대해 높은 위세중심성을 나타냈다. 또한 천체의 위치와 배열에 관한 용어에 대해 교과서와 하위집단은 낮은 위세를 보였으나, 상위 집단에서만 높은 위세중심성을 나타냈다. 교사는 이러한 차이를 고려하여 식 현상에 대한 학생들의 개념형성을 조력할 수 있다는 것에 의미가 있다.


The purpose of this study is to compare textbooks on solar eclipse and lunar eclipse with the conceptual structure of students in upper and lower groups by using semantic networks to find out what differences are there. For this, based on the 2015 science curriculum, 5 textbooks for 2nd grade middle school students dealing with solar and lunar eclipses were targeted, and 8 students per group were analyzed. The textbooks, the higher group, and the lower group all showed common characteristics in that the moon, sun, and earth were located at the center of the network, and the frequency and degree of connection of the moon were particularly high. However, in the concept networks of each group, there were some differences in relating shadows, umbra and penumbra to the eclipse. As a result of analyzing textbooks and concepts of each group, textbooks have a low influence on the concepts of light and shadow, while students have a high influence on them. In addition, textbooks and lower group showed low eigenvector centrality for the concept of the location and arrangement of celestial bodies, but only the higher group showed high eigenvector centrality. It is meaningful that teachers can help students form concepts about eclipse considering these following differences.

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6과학 흥미가 감소한 두 초등학생들의 개인적 특성 및 과학 관련 활동 사례 탐색 - 생태학적 이론의 미시체계를 중심으로 -

저자 : 최윤성 ( Yoon-sung Choi )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 67-90 (24 pages)

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이 연구의 목적은 과학 흥미가 감소한 두 초등학생들의 개인적 특성과 포토저널에서 볼 수 있는 과학과 관련된 활동(Science Activity Task, SAT)들의 특징을 생태학적 이론의 미시체계를 중심으로 탐색하는 것이다. 서울시 두 초등학교 201명을 대상으로 6개월 단위 총 세 차례 과학흥미 검사와 과학과 관련된 활동의 참여도와 선호도에 대한 설문조사를 실시하였다. 과학 흥미에 유의미한 변화를 보인 학생들을 대상으로 사례연구 참여자를 모집하였다. 7명의 학생들이 12주에 걸쳐 포토저널(photo-journal)을 작성하였다. 연구 참여자들은 2주에 한 번씩 총 6번 연구자를 만나 심층면담과 반-구조화된 인터뷰에 참여하였다. 과학 흥미가 감소한 두 학생(RD, SP)을 대표 사례로 선정하였다. 그 결과 RD 학생은 학교에서 선생님과 부정적인 상호작용의 결과물로서 과학 흥미가 낮아지기 시작했다. 과학 흥미가 감소할수록 과학과 관련된 활동의 참여도나 선호도가 모두 감소하였다. SP 학생은 개인 내적 동기가 과학보다는 미술 교과와의 관련성을 보였다. SP 학생의 미시체계는 미술 교과와 관련된 상호작용의 결과물이었다. 이 연구는 과학 흥미가 감소한 두 학생들의 삶을 포토저널을 사용하여 간접적으로 통찰하였으며 두 학생들의 과학흥미를 개인의 내적 요인과 외부 환경과의 상호작용의 결과물로써 분석하였다. 결론적으로 이 연구는 과학 흥미가 감소한 두 학생들의 특성을 제시하는 것으로 과학교육 관련 종사자들에게 교육적 함의를 제공한다.


The purpose of this study was to examine individual characteristics of two students who declined interest in science based on the Science Activity Task and Bronfenbrenner's Ecological Theory(microsystem). A survey was conducted to investigate 201 students' interest in science, engagement and preference in science activities three times a year in Seoul. The case study participants had been identified as interested. We asked seven students to create photo-journals over 12-week. We engaged the students in six semi-structured interviews designed to have students discuss their journals. Two students who declined interest in science were analyzed to ascertain individual characteristics. Results suggested that the more declining interest in science, the more decreasing preference and engagement in science activity. Declining interst in scinece RD was resulting from having a negative interaction with a teacher on microsystem. SP is one of the lowest interest in science. She has internal motivation about art rather than science. Microsystem are interactions between Art and environments. This study not only serves insight into lives of two students' based on photo-journal by using ecological theory but also provides implication to characteristics of declining interest in science cases by showing both individual characteristics and environments aspects.

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7실시간 비대면 실험실 탐방 프로그램

저자 : 황요한 ( Yohan Hwang ) , 문공주 ( Kongju Mun ) , 김재근 ( Jae Geun Kim ) , 전상학 ( Sang-hak Jeon ) , 박혜경 ( Hyekyung Park ) , 이성재 ( Seongjae Lee ) , 정대홍 ( Dae Hong Jeong )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 15권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 91-98 (8 pages)

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이 자료는 코로나19로 인해 전 세계적으로 대학 연구실의 접근이 제한되는 상황에서 효과적인 비대면 실험실 탐방 프로그램의 운영 방안을 제안한다. 본 교육 자료에서는 녹화된 비디오를 통해 연구 내용 및 장비를 소개하는 일반적인 온라인 랩투어 방법의 일방향적인 정보전달의 문제점을 해결하기 위해 프로그램이 제공된다. 첫 번째는 홍보용 사전영상보기, 두 번째는 실시간 양방항 랩투어 행사, 세 번째는 행사 후 리뷰영상이다. 지금까지 운영한 8가지 프로그램 운영으로부터 이 같은 실시간 비대면 실험실 탐방 프로그램은 현재와 같은 팬데믹 상황에서 효과적인 연구현장 탐방 교육의 방안이 될 수 있으며, 코로나 이후에도 대학 연구실에 접근성이 낮은 지역 학생들의 참여를 돕는 방안으로 이용될 수 있음을 확인했다.


This educational material illustrates an effective method of non-face-to-face real-time lab tour program operational under restricted access of university labs caused by COVID-19. In order to figure out one-directional content provision of typical on-line lab tour programs, this program provides 3 step material. The first is pre-view video before the real-time event, the second is real-time bi-directional on-line lab tour, and the third is review video posted on-line after the real-time event. Based on six programs operated to date, it is confirmed that this method can be an effective alternative of lab inquiry under COVID-19 pandermic and even after the pandermic this can widen opportunities of students who are less accessible to university labs.

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