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  • : 한국현장과학교육학회
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  • : 연3회
  • : 2093-7407
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수록정보
수록범위 : 1권1호(2007)~12권특별호(2018) |수록논문 수 : 266
현장과학교육
12권특별호(2018년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1유전자의 발현 조절 관련 연구의 현황과 미래 교육과정

저자 : 유금복 ( Kumbok Ryu ) , 김성경 ( Sungkyung Kim ) , 전상학 ( Sang-hak Jeon )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 377-388 (12 pages)

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현대의 과학기술은 눈부신 성장을 거듭하고 있으며, 특히 유전학 분야는 '유전자 혁명'이라고 불릴 만큼 획기적인 발전이 이루어지고 있다. 과학기술 분야에서 창의력을 갖춘 인재 양성을 위해서는, 새로운 과학적 발견과 학문적 발전을 어떻게 교육과정에 담아낼 것인가에 대한 깊은 고민을 필요로 한다. 본 리뷰에서는 유전체 등가성(genomic equivalence)의 의미와 업적을 살펴보고 교육과정 변천에 따라 유전자 발현 조절의 내용 요소가 어떻게 반영되었는지 알아보았다. 마지막으로 유전자 발현 조절 분야의 최근 연구 성과를 소개하고, 이러한 성과를 미래의 교육과정에 도입하는 것의 의미를 살펴보았다. 유전체 등가성의 증명으로부터 유전자 발현 조절의 중요성이 제기되었고, 이를 밝히기 위한 연구가 계속되고 있다. 과학과 교육과정에서도 유전자 발현 조절의 중요성을 인식하고, 연구 내용을 교육과정에 담기 위해 지속적으로 노력해왔다. 최근 유전자의 전사 후 조절 과정에서 중요한 역할을 하고 있는 다양한 종류의 RNA들이 발견됨에 따라, 유전자 발현 조절에 대한 연구의 중요성과 가치가 더욱 커지고 있다. 유전자 발현 조절에 대한 연구는 매우 중요한 과학적 의미를 가질 뿐 아니라 사회적으로 미치는 영향도 매우 크다. 따라서 과학적 소양의 함양과 생명 현상에 대한 심층적이고 통합적인 이해를 위하여, 교육과정에 유전자발현 조절과 관련하여 RNA 세계에 대한 내용을 추가 도입하는 것을 고려할 필요가 있다.


Modern science and technology has been growing remarkably, especially in the field of genetics, which is called 'genetic revolution'. In order to cultivate creative talents in the field of science and technology, it is necessary to deeply think about how to bring new scientific discoveries and academic progress into the curriculum. In this paper, we first looked at the meaning of genomic equivalence and the importance of regulation of gene expression. We then reviewed how the curriculum handled the regulation of gene expression. Finally, for future curriculum, we reviewed the recent trends of research on the regulation of gene expression at the level of RNA. The genetic equivalence inevitably invoked the importance of regulation of gene expression. To date, the curriculum has handled the regulation of gene expression at the level of the transcriptional level in prokaryotes and eukaryotes. However, recent studies showed that various kinds of RNAs, which include miRNA, siRNA, crRNA and lncRNA, play important roles in the regulation of gene expression and their abnormal function could cause disease. In addition, these RNAs are used today as a very useful tool for studying regulation of gene expression and especially crRNA for gene editing. Research on regulation of gene expression has not only high scientific value but also a great social impact. Therefore, for an in-depth and integrated understanding of scientific literacy and life phenomena, it is necessary to consider including the RNA world in terms of regulation of gene expression in the future curriculum.

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2PISA 과학 영역의 특징과 평가틀에 대한 논의

저자 : 김현정 ( Hyunjung Kim )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 389-398 (10 pages)

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본 연구의 목적은 PISA 과학 영역의 특징과 평가틀에 대한 논의를 바탕으로 우리나라 과학 교육에 대한 시사점을 도출하는 것이다. 연구로부터 도출한 시사점은 다음과 같다. 첫째, PISA에서 측정하고자 하는 과학적 소양을 참고하여 우리나라 과학 교육도 과학 지식과 과학 탐구 능력을 갖추는 것에서 더 나아가 과학 관련 쟁점에 참여할 수 있는 능력을 길러야 할 것이다. 둘째, PISA 2015 평가틀은 '맥락', '역량', '지식', '인지적 요구', '태도'로 구성되어, 학생들은 문항의 맥락 속에서 과학적 역량을 활용하여 문제를 해결해야 하므로 평가 문항 제작 시 역량 기반 평가의 국제적 표준 모델로 PISA 공개 문항을 참조하는 것이 가능하다. 또한 우리나라의 경우 문항으로 거의 구성되지 않는 '인식론적' 지식의 과학 교육에서의 중요성을 고려하여 향후 학교 교육을 통해 이를 어떻게 기를 수 있는 지에 대한 논의가 필요하다.


The purpose of this study is to suggest the implications for science education in Korea based on the discussion of characteristics and framework of PISA science assessment. The implications derived from the study are as follows. First, referring to the scientific literacy that PISA wants to measure, we need to also develop its ability to participate in scientific issues from having scientific knowledge and ability to explore science. Second, PISA 2015 science framework consists of 'context', 'competence', 'knowledge', 'depth of Knowledge', and 'attitude'. Students should solve the problem by using scientific competence in the context of the questions. Therefore, it is possible to refer to PISA open items as an international standard model for competency-based evaluation in the production of evaluation items. Also, considering the importance of 'epistemological' knowledge in science education, which is almost not composed of questions in Korea, it is necessary to discuss how to raise it through school education.

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3화학교과 실험교육 연구의 최근 사례 리뷰 및 현장교육 활용 방안 제안

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

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 399-416 (18 pages)

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과학 실험을 통해 학생들은 추상적이고 새로운 과학 내용을 구체적이고 흥미롭게 학습할 수 있다. 하지만, 실험 방법이 오류가 있거나 정확하지 않아서 실험결과가 잘못된 해석을 유도하거나 해석하기 어려운 결과를 만들거나 실험 자체가 수행하기 어려운 사례들이 있어서 과학 실험의 교육적 역할을 제대로 수행하지 못하게 된다. 본 논문에서는 최근 십여 년의 화학 실험 교육 관련 연구를 검토하고 교육적 함의가 큰 여러 사례를 재구성하여 리뷰하였다. 이를 통해 학교 실험은 개선의 여지가 많으며, 지속적인 관심을 가지고 학교 실험을 분석하고 문제가 발견되면 원인을 규명하고 더 나아가 학교 현장에서 활용할 수 있는 대안 실험을 개발할 필요가 있음을 확인할 수 있다.


Science experiment allows students to concretely and interestingly learn science contents that are abstract and new to them. However, when experimental methods have faults or incorrectly designed to lead incorrect interpretation, their results are difficult to interpret, or they are unable to perform, science experiments cannot play their pedagogical roles. This article analyzed studies on chemical experiment and reviewed several cases of school expethat have pedagogical significance. This review recognized there are rooms riment improvement and found the necessity of consistent interest of school experiment analysis and its problem solving as well as development of alternative experiments applicable to school lab.

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4복잡한 문제해결에 대한 복잡한 문제: 유형과 수준 그리고 과학교육 현장에서의 의미

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

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 417-436 (20 pages)

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이 연구의 목적은 최근 미래사회 핵심능력으로 주목받고 있는 복잡한 문제해결에 대한 과학교육 현장에서의 의미를 보다 명확히 파악하는 것이다. 연구목적의 달성을 위하여 의학교육, 경영학, 인지과학, 심리학, 교육학 등 다양한 분야의 선행연구를 분석하여 복잡한 문제 상황이 내포하는 '복잡한'의 의미와 '복잡한 문제 상황'의 유형과 수준을 파악하였다. 연구결과 복잡한 문제 상황의 유형은 알고리즘 문제, 이야기형 문제, 규칙활용문제, 의사결정문제, 고장수리문제, 진단처방문제, 전략문제, 정책분석문제, 설계문제, 딜레마문제로 나탔다. 복잡한 문제의 수준은 완전히 시계태엽장치 수준, 다소 시계태엽장치 수준, 다소 복잡한 수준, 완전히 복잡한 수준으로 나누어 볼 수 있었다. 문제 상황의 복잡성에 영향을 주는 요인은 1) 문제 상황의 유형(설계, 딜레마 등), 2) 문제 상황에서 제시된 요소의 수, 3) 문제 상황에서 제시된 요소들 간 상호작용(관계)의 수, 4) 문제 상황을 해결하는데 필요한 정보의 수, 5) 문제 해결에 따른 시간의 압박(제한시간의 유무), 6) 문제 상황이 암묵적으로 가정하는 사회문화적 환경, 7) 구성된 상황맥락의 해결자(학생) 관점에서의 친숙성으로 생각해 볼 수 있다. 이러한 내용은 과학교사들이 STEAM, SSI, STS와 같은 현실세계 기반 복잡한 문제 상황을 고안할 때 시사점을 줄 수 있을 것으로 기대된다.


The purpose of this study is to better understand the meaning of the complex problem solving, which has recently been highlighted as a core competence of future society. In order to achieve the research objectives, prior study in various fields such as medical education, management, cognitive science, psychology, and education were analyzed to identify the meaning of 'complex' and the type and level of 'complex problem situations'. Types of complex problem situations include algorithmic problems, story problems, rule using induction problems, decision-making problems, troubleshooting problems, diagnostics They were taken as diagnosis-solution problems, strategic performance problems, policy analysis problems, design problems, and dilemma problems. The level of complexity is completely categorized as completely clockwork, somewhat clockwork, somewhat complex, and completely complex. Factors that affect the complexity of the problem situation are as follows: First, the type of problem sit- uation (design, dilemma, etc.), Second, the number of elements presented in the problem situation, Third, the number of interactions (relations) between the elements presented in the problem context, Fourth, the number of pieces of information needed to solve the problem. Fifth, the pressure of time as a result of problem resolution (with or without time limit), Sixth, the sociocultural environment where the problem is implicitly assumed, Seventh, familiarity was derived from the perspective of the problem-solving person (student) of the constructed context. This is expected to give implications when science teachers come up with real-world-based complex problem situations such as STEAM, SSI and STS.

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5Kirkpatrick의 4수준 평가모형에 기반한 융합인재교육 기초과정 연수 프로그램의 평가

저자 : 이지원 ( Jiwon Lee ) , 양성호 ( Sung Ho Yang ) , 이경택 ( Kyung Taek Lee ) , 최혁준 ( Hyukjoon Choi ) , 김중복 ( Jung Bog Kim )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 437-452 (16 pages)

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융합인재교육의 저변 확대를 위하여 많은 교사연수가 기획되고 수행된다. 이러한 교사연수가 교사들의 융합인재 육성 능력을 잘 길러주고 있는지, 융합인재교육의 저변 확대에 도움이 되는지를 확인할 필요가 있다. 이를 위하여 이 연구에서는 Kirkpatrick의 4수준 평가모형에 기반하여 융합인재교육 기초과정 연수 프로그램의 성과를 체계적으로 확인하고 평가하였다. 첫째, 반응 평가를 위하여 2018년도 융합인재교육 기초과정 연수를 수강한 초중등 교사 223명을 대상으로 연수 만족도를 조사하였다. 둘째, 학습 평가를 위하여 이 교사들의 융합인재교육 교수효능감의 향상정도를 연수 전후로 평가하여 비교하였다. 셋째, 행동 평가에서는 연수생들이 학교 현장에서 연수의 일환으로 수행한 STEAM 수업을 평가하였다. 평가자는 멘토 교사, 학습자, 그리고 교사 자신이다. 넷째, 결과 평가를 위해서 이전년도 동일 연수 이수자를 대상으로 STEAM 수업 현장적용 정도를 평가하였다. 분석결과, 교사들은 융합인재교육 기초과정 연수에 대하여 전반적으로 만족하고 있고, 그들의 STEAM 교수 효능감 또한 연수를 통하여 향상된 것을 확인할 수 있었다. 멘토 교사, 학습자, 교사 모두 이들이 수행한 STEAM 수업은 학생들의 창의성, 이해력, 융합적 사고력을 높이는 데 효과적이었다고 평가하였다. 또한 이전 연도에 이 연수를 받은 연수생 중 약 40 %는 연수 후 현장에서 STEAM을 꾸준히 수행하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 종합하여 보면, 융합인재교육 기초과정 연수의 성과는 긍정적인 것으로 나타났다고 볼 수 있다. 이러한 연수 성과를 점검하고 개선하기 위해서는 표준화된 평가 시스템과 지속적인 평가, 그리고 평가결과에 따른 개선 노력이 요구된다.


Many teacher training programs are planned and carried out to expand STEAM education. It is necessary to confirm whether these programs are helping teachers develop their abilities in teaching STEAM education. For this purpose, this study evaluated the effectiveness of the basic course of the teacher training program for STEAM education based on Kirkpatrick's 4 level model. First, we investigated the degrees of satisfaction of the 223 elementary and secondary school teachers who took the basic course of the teacher training program for STEAM education in 2018 to evaluate Kirkpatrick's level 1-reactions. Second, the degree of improvement of the teachers' efficacy in teaching STEAM education was evaluated for Kirkpatrick's level 2-learning. Third, for the Kirkpartrick level 3-behavior, the teachers designed a STEAM class during the training program and applied it to their actual classes. Then, the effectiveness of the class design in the student learning was evaluated by the mentor teachers, the students, and the teachers themselves. Fourth, to evaluate the Kirkpatrick's level 4-results, the teachers who had the same training before this year did their own self-evaluation of their frequency in using the STEAM education in their classes after their training. As a result of the analysis, the teachers were found to be satisfied with the basic training of STEAM education, and their STEAM teaching efficacy was improved through the training. Mentor teachers, students, and teachers themselves evaluated that the STEAM classes conducted were effective in enhancing students' creativity, understanding of contents, and convergent thinking ability. In addition, the almost 40 % of teachers who got a training have been steadily applying the STEAM education in their classes after the training. The results of this study show that the outcomes of the Basic Course of the Teacher Training Program for STEAM Education are positive. The results of this study show positive outcome of the Basic Course of the Teacher Training Program for STEAM Education. In order to monitor and improve these training results, standardized evaluation systems, continuous evaluation, and constant effort to improve according to the latest evaluation results are recommended.

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6달을 주제로한 천문교육 연구동향 분석

저자 : 조훈 ( Hoon Jo ) , 손정주 ( Jungjoo Sohn )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 453-466 (14 pages)

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본 연구에서는 1990년부터 2017년까지 달에 대한 국내 천문교육 학술지 논문 54편과 5차 교육과정에서 2015 개정교육과정까지의 변화 동향을 분석하여 시사점을 살펴보았다. 연구 대상(초등, 중등, 초·중등), 연구 주제(달의 운동, 위상 변화, 기타), 연구 내용(개념, 교수학습활동, 정의적, 기타)으로 범주화하여 분석하였고, 학술지 논문과 교육과정의 관련성을 확인했다. 분석 결과는 전반적으로 초등을 대상으로 한 연구가 주로 이루어졌으며, 연구 내용측면에서 개념과 교수학습 활동 영역이 대부분이었고 근래에 정의적 영역에 대한 연구가 늘어나고 있음을 보였다. 연구 방법적으로는 시기에 따라 다양화된 경향이 보였으나 초·중등의 교육을 종적으로 다룬 연구는 거의 없었다. 앞으로 연구 대상, 연구 주제, 연구 개념에 대한 종적 연구가 보다 활발히 이루어져 교육과정과의 상호 보완이 이루어질 필요성을 확인하였다.


We have reviewed the trends of 54 articles from domestic academic journals and the changes in past national curriculums to 2015 revised curriculum related astronomical education related the Moon from 1990 to the present, 2017. They were categorized into research subjects (elementary, middle, elementary and secondary), research topics (moon movement, phase change, etc.), research contents (concept, teaching and learning activities), and then we checked the correlation among journal articles and national curriculums. In general, the research was conducted mainly on elementary school. In the content of the research, concept and teaching and learning activity areas were mostly existed. The study method was varied according to the time. However, there have been few studies dealing with the secondary education. In the future, it is necessary to make mutual supplement with the curriculum by more actively studying various subjects and research subjects.

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7미래문제해결기반 '우주탐사'에 대한 과학 교육프로그램의 개발

저자 : 양현희 ( Hyun Hee Yang ) , 손정주 ( Jungjoo Sohn )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 467-480 (14 pages)

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본 연구는 '우주탐사'와 관련하여 '우주 쓰레기'와 '화성 유인탐사'를 주제로 미래문제해결프로그램(FPSP) 기반의 중학교 과학교육프로그램을 개발하여 영재학급 학생들에게 적용하여 창의성 신장의 효과를 알아보고자 했다. 이를 위해 각 학습 주제별로 단계를 나누어 FPSP 기반의 7차시 교육프로그램을 개발하였다. 학생들이 미래 문제 상황에서 모둠활동으로 스스로 문제를 찾고 활동지를 활용하여 해결의 방법을 찾도록 수업을 설계하였고, 개발한 프로그램을 중학교 영재학급 1학년 20명, 2학년 15명에게 투입하여 그 효과를 분석했다. 결과적으로, 창의성의 교육요소로 추출했던 유창성, 융통성, 독창성, 문제해결력이 학년이나 성별과 관계없이 모두 유의하게 향상되었음을 확인했다.


In this study, we had developed and applied the science education program for middle school based on Future Problem Solving Program (FPSP) with subjects 'space waste' and 'Mars inbred exploration' related to 'Space Exploration'. To accomplish this, 7 science education programs based on FPSP were developed by dividing each learning topic into stages. The students used their group activities in the future problem situation to find problems by themselves and to use the activity notes to find solutions. The programs were applied to 20 students in 1st grad and 15 students in 2nd grad gifted classes of junior high school. As a result, flexibility, originality, and problem solving ability extracted from the educational elements of creativity were significantly improved regardless of grade or gender issues.

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8구리염 수용액에서 알루미늄의 이상 반응 거동을 소재로 한 탐구학습 자료 개발

저자 : 강성원 ( Seongwon Kang ) , 권은주 ( Eunju Kwon ) , 노영주 ( Youngju Noh ) , 배중연 ( Joongyeon Bae ) , 심보경 ( Bokyoung Shim )

발행기관 : 한국현장과학교육학회 간행물 : 현장과학교육 12권 특별호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 481-490 (10 pages)

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표준환원전위 차이에 의하면 수용액 속에서 구리 이온과 금속 알루미늄은 자발적인 산화-환원 반응을 일으킨다. 그런데 실험에서 반응을 관찰하면 알루미늄은 질산 구리, 황산 구리 수용액에서 반응하지 않고 염화 구리 수용액에서만 반응한다. 두 가지 수용액에서 반응이 일어나지 않는 것은 알루미늄의 산화피막이 보호막으로 작용한 때문이고, 염화 구리 수용액에서 반응하는 것은 염화 이온에 의한 공식(pitting corrosion) 현상으로 산화피막이 제거되기 때문이다. 반면 아연은 질산 구리, 황산 구리, 염화 구리 수용액 속에서 모두 반응한다. 본 교육 자료는 알루미늄이 서로 다른 구리염 수용액에서 선별적으로 반응하는 원인을 학생들이 직접 고등학교 수준의 화학 지식과 준비물만으로 가설을 설정하고 간단한 실험으로 증명까지 할 수 있음을 보이고, 학생들에게 적용할 수 있는 탐구활동 학습 자료를 제공한다. 이 활동을 통해 학생들이 과학의 핵심인 실험적 증명 과정을 즐겁게 체험할 수 있을 것으로 기대한다.

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