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Journal of the Korean Association for Research in Science Education

  • : 한국과학교육학회
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  • : KCI등재
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  • : 격월
  • : 1226-5187
  • : 2288-8489
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수록정보
수록범위 : 1권0호(1978)~42권4호(2022) |수록논문 수 : 2,216
한국과학교육학회지
42권4호(2022년 08월) 수록논문
최근 권호 논문
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저자 : 김성훈 ( Sunghoon Kim ) , 김지수 ( Jisoo Kim ) , 노태희 ( Taehee Noh ) , 김민환 ( Minhwan Kim )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 383-396 (14 pages)

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이 연구에서는 교육실습에서 예비화학교사의 발문을 담화 맥락을 고려하여 분석하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학 화학교육과에 재학 중이고, 교육실습에 참여한 예비화학교사 5명이 연구에 참여하였다. 연구참여자들의 한 차시 수업을 녹화하였고, 교수학습 자료를 수집하였으며, 면담도 수행하였다. 선행연구의 분석틀을 참고하여 발문을 내용 관련 발문, 정의적 발문, 폐쇄적 발문, 수사적 발문, 구조적 발문으로 발문을 분류하였고, 각 발문을 학생들의 응답을 토대로 적절한 발문과 교사 편의적 발문으로 분류하였다. 연구 결과, 몇 가지의 유형의 발문은 예비교사들이 맡은 수업 내용의 특성에 따라 빈도가 다르게 나타났다. 교사 편의적 발문을 한 후 예비교사들은 학생들의 응답을 유도하기보다는 교사가 답을 제시하는 방식으로 주로 수업을 진행하였다. 또한, 예비교사들은 학생들의 응답 내용을 활용하는 발문들과 정의적 발문은 거의 사용하지 않았다. 예비교사들은 폐쇄적 발문을 학생의 학습 정도를 간단하게 파악하고 상호작용을 촉진하기 위한 목적으로 활용하였다. 수사적 발문은 내용을 강조하기 위한 목적뿐 아니라 학생들의 주의 집중을 유발하거나 사고를 촉진하는 등 다양한 목적으로 사용되었다. 연구 결과를 바탕으로 예비화학교사의 발문 전문성을 향상하기 위한 방안을 논하였다.


In this study, pre-service chemistry teachers' questions in their teaching practices were analyzed considering the context of discourse. Five pre-service teachers participated in the study. Their questions were analyzed by considering various data including class videos, interviews, and teaching-learning materials. Their questions were classified into relevant question, affective question, dead-end question, rhetorical question, and structuring question. Each question was also classified into appropriate question and convenient question by the aspect of proper responses of students. The analyses of the results indicate the differences in the frequencies of several types of questions depending on the content of the lessons. After using convenient questions, pre-service teachers proceeded to prepared classes as they rather than prompted students' responses. The affective questions were rarely used. The dead-end questions were found to be used for promoting interaction with students. The rhetorical questions were used for various purposes such as arousing students' attention or promoting their thinking. Practical implications were discussed based on the results.

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저자 : 전재돈 ( Jaedon Jeon ) , 이현동 ( Hyundong Lee ) , 이효녕 ( Hyonyong Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 397-415 (19 pages)

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최근 지구 온난화 문제가 심각해짐에 따라 탄소 순환에 대한 교육적 요구가 커지고 있다. 이와 관련하여 탄소 순환에 대한 체계적인 이해를 위해 시스템 사고 능력의 접목이 요구되고 있다. 더욱이 급변하는 환경, 사회, 경제적 상황에서, 시스템 사고 교육은 미래 사회를 살아갈 학생들에게 요구되는 역량을 강화할 수 있으므로 더욱 강조되고 있다. 이 연구의 목적은 첫째, 탄소 순환에 대한 시스템 사고 검사 도구를 개발하고 루브릭을 활용한 분석 방법을 구성하고, 둘째, 개발된 검사도구 및 루브릭 분석 방법을 적용하여 학생들의 시스템 사고 능력을 분석하는 것이다. 이 연구를 위해 탄소 순환 및 시스템 사고와 관련된 다양한 선행 연구를 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 시스템 사고 검사도구 및 루브릭을 활용한 시스템 사고 능력 분석 방법을 개발하였다. 이를 고등학생 및 대학생 172명에게 적용하여 시스템 사고 능력을 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 선행연구 분석을 통해 탄소 순환 및 시스템 사고 검사를 위한 시사점을 도출하였고, 탄소 순환에 대한 시스템 사고 검사도구 및 이를 평가하기 위한 루브릭 채점 가이드를 개발하였다. 이를 중학생을 대상으로 예비 투입을 진행하고, 전문가 자문을 통해 최종 완성하였다. 둘째, 개발된 검사도구를 활용하여 학생들의 시스템 사고 능력을 분석한 결과, 학생들은 탄소 순환과 관련된 요인을 식별하는 것과 같은 낮은 수준의 시스템 사고는 잘 수행하였지만, 시간 지연이나 피드백 과정과 같은 높은 수준의 시스템 사고는 부족한 것으로 나타났다. 지구 온난화는 현재 인류가 직면한 가장 시급한 문제 상황으로, 탄소 순환의 중요성이 커지고 있다. 이러한 복잡한 문제 상황은 시스템 사고 능력의 적용을 바탕으로 올바르게 이해하고 근본적인 해결책을 모색할 수 있을 것이다.


As the global warming problem becomes serious, the need for carbon cycle education in school is increasing. Adopting systems thinking ability is needed to understand the carbon cycle systematically. Furthermore, under the rapid change of environment, society, and economy, systems thinking ability is being emphasized as it can strengthen the competencies of students who will be leading the future society. The purposes of this study are as follows: first, is developing the systems thinking instrument for the carbon cycle and the rubric for analysis of systems thinking instrument. The second is analyzing the systems thinking ability of students using the developed instrument and rubric. In order to perform this study, previous studies related to the carbon cycle and systems thinking education were analyzed. Based on the analysis results, the systems thinking instrument for the carbon cycle and rubric were developed. The systems thinking ability was analyzed by implementing the developed instrument and rubric to 172 high school and university students. The results of this study are as follows: first, the systems thinking instrument for the carbon cycle was developed, and a rubric utilization guide was constructed. The instrument and rubric were modified through pilot study for middle school students producing expert opinion in relation to systems thinking and carbon cycle. Second, the systems thinking ability of students was analyzed. Consequently, students had systems thinking ability fully at a low level, such as identifying the variables related to the carbon cycle. However, it was shown that they lacked the systems thinking ability at a high level, such as time delay and feedback processes. The importance of the carbon cycle has been increasing since the global warming is the most pressing issue and significant environmental problem facing us today. Application of the systems thinking ability can contribute to understanding these complex problems and finding fundamental solutions.

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저자 : 강남화 ( Nam-hwa Kang ) , 이혜림 ( Hye Rim Lee ) , 이상민 ( Sangmin Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 417-428 (12 pages)

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이 연구는 다가오는 2022 개정 과학과 교육과정, 이를 바탕으로 하는 교과서 저술 및 새 교육과정 실행 관련 과학교사 연수에 기초 자료를 제공하고자 2015 개정 과학과 교육과정에서 새로이 도입된 8가지 과학 교과의 '기능'의 바탕이 되는 과학실천이 얼마나 어떤 수준으로 교과서에 반영이 되고 있는지 분석하였다. 중학교 검정교과서 14종과 고등학교 통합과학 교과서 5종에 제시된 1,378개의 학생 활동을 과학실천의 정의와 수준을 분석틀로 활용하여 분석하였다. 연구 결과 모든 학년의 교과서에서 대부분의 학생 활동이 3개의 실천에 집중된 것으로 밝혀졌고, 이전 교과서 분석 연구 결과와 달리 '정보를 얻고, 평가하고, 소통하기' 실천이 더 많이 강조된 것으로 정보화 사회에 따른 변화를 반영한 것으로 드러났다. 하지만 학생 주도형 과학학습의 중요 요소가 될 수 있는 '질문하기' 실천은 여전히 교과서에서는 거의 찾을 수 없고, 과학실천에 대한 최근의 이해를 반영하는 '모형 개발하고 사용하기', '수학 및 컴퓨팅 사고 사용하기', '증거에 기초하여 논의하기'는 많이 다루어지지 않는 것으로 드러났다. 한편, 교과서에 제시된 실천의 수준은 '설명 구성하기' 실천을 제외하고는 대부분이 초등학교 수준으로 드러났다. 다수의 학생이 중학교 과학과 통합과학 이후 과학을 거의 이수하지 않는다는 점을 고려할 때, 이러한 낮은 수준의 일부 실천에 반복적으로 노출된다는 것은 다수의 미래 시민이 이해하는 과학실천이 일부 활동으로 인식되고, 중학교 이하의 수준에 머무를 수 있음을 암시한다. 이러한 연구 결과로부터 학생 수준에 맞춘 다양한 실천의 강조가 필요하다는 시사점을 도출할 수 있다. 새 교육과정에서는 현재 교육과정 문서에 명시되지 않은 과학적 기능의 정의, 과학적 기능별 학생들에게 기대되는 수준을 제시하여 교육과정이 교과서 저술에 충분한 안내가 될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 이러한 노력에는 해외 교육과정에 대한 벤치마킹, 학생들의 실천 능력과 수준을 탐색하는 연구, 교실 수업에서 이루어지는 과학실천에 관한 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.


This study analyzed the frequency and level of scientific practices presented in secondary science textbooks. A total of 1,378 student activities presented in 14 middle school science textbooks and 5 high school integrated science textbooks were analyzed, using the definition and level of scientific practice suggested in the NGSS. Findings show that most student activities focus on three practices. Compared to the textbooks for the previous science curriculum, the practice of 'obtaining, evaluating, and communicating information' was more emphasized, reflecting societal changes due to ICT development. However, the practice of 'asking a question', which can be an important element of student-led science learning, was still rarely found in textbooks, and 'developing and using models', 'using math and computational thinking' and 'arguing based on evidence' were not addressed much. The practices were mostly elementary school level except for the practice of 'constructing explanations'. Such repeated exposures to a few and low level of practices mean that many future citizens would be led to a naive understanding of science. The findings imply that it is necessary to emphasize various practices tailored to the level of students. In the upcoming revision of the science curriculum, it is necessary to provide the definition of practices that are not currently specified and the expected level of each practice so that the curriculum can provide sufficient guidance for textbook writing. These efforts should be supported by benchmarking of overseas science curriculum and research that explore students' ability and teachers' understanding of scientific practices.

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저자 : 김현종 ( Hyunjong Kim )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 429-438 (10 pages)

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본 연구에서는 2015 개정 교육과정 지구과학 교과서를 중심으로 인포그래픽 유형을 분석하고 교사들의 그래픽 제작 도구 활용 실태를 점검함으로써 인포그래픽 제작 연수 프로그램을 통한 과학교사 전문성 신장 방안을 제안하고자 하였다. 이를 위해 지구과학 교과서에 제시된 시각화자료를 분석하여 인포그래픽의 유형에 따른 특징을 파악하였다. 또한, 인포그래픽 제작 연수 프로그램의 실행 결과를 유형별로 제시하고 연수 프로그램 이수 전후 설문 조사를 통해 과학교사들의 인포그래픽에 대한 인식 및 역량 변화를 분석하였다. 교과서 분석 결과 지구과학 교과에서는 도표형, 지도형, 비교분석형 인포그래픽을 가장 많이 사용하고 있으며, 주로 텍스트 보조형 인포그래픽으로 제시하였다. 과학교사 112명을 대상으로 인포그래픽 제작 연수 프로그램을 5회 진행한 결과 완성형, 텍스트 보조형, 불완전형, 그레이디언트형 인포그래픽을 제작하였으며, 평가 문항 출제를 위한 불완전형 인포그래픽의 제작 수요가 가장 높았다. 설문 조사 결과에 따르면 대부분의 과학교사는 인포그래픽의 중요성을 인지하고 있으나, 인포그래픽을 제작해 본 경험이 없어 양질의 인포그래픽을 제작할 수 있는 역량이 부족한 것으로 나타났다. 연수 이수 후, 74.1%의 교사들이 수업자료와 평가 문항의 질이 향상되었다고 느꼈으며, 새로운 유형의 인포그래픽을 개발하는 과정이 전공 지식 재교육과 교수-학습 방법 개선에 도움이 된다고 응답하였다. 연구 결과를 토대로 인포그래픽 제작 연수 프로그램을 통한 과학교사의 전문성 신장 방안을 제안하였다.


In this study, we propose a way to improve science teacher expertise through infographics creation teacher training program by analyzing the infographics types focusing on the Earth Science subject of the 2015 revised curriculum, and inspecting the teachers' utilization of graphic tools. The data visualization characteristics of Earth Science textbooks were analyzed, the execution results of the infographics creation teacher training program were presented, and a survey on science teachers' change in perception and competency of infographics. As a result of the Earth Science textbook analysis, diagram-type, map-type, and comparative analysis-type infographics were frequently used, and were mainly presented as text-assisted-type infographics. The infographics creation teacher training program was conducted five times for 112 science teachers to create the complete, text-assisted, incomplete, and gradient-type infographics. Incomplete infographics for development of evaluation questions were most needed. Although many science teachers recognize the importance of infographics, they lacked the competency to create high-quality infographics because there were no training opportunities for infographics creation. After completing the training, 74.1% of teachers felt that the quality of developments of supplementary textbooks and evaluation questions had improved, and answered that it was helpful in re-educating knowledge and improving teaching-learning methods. Based on the research results, ways to improve science teacher expertise through infographics creation teacher training program were suggested.

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저자 : 이기영 ( Kiyoung Lee ) , 정은영 ( Eunyoung Jeong ) , 곽영순 ( Youngsun Kwak )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 439-448 (10 pages)

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이 연구에서는 과학 교사 PLC에서 탐구 수업 전문성을 함양하기 위한 목적으로 활용할 수 있는 프로토콜을 개발하고, 현장 교사들을 대상으로 시험 적용을 통해 개발된 프로토콜의 현장 활용 가능성을 탐색하고자 하였다. 5단계로 구성된 과학탐구 수업 PLC 프로토콜을 개발해서 6명의 참여 교사를 대상으로 순차적으로 적용하였다. 프로토콜의 활용 가능성을 알아보기 위해 단계마다 성찰일지를 작성하게 하였으며 5단계 프로토콜 적용 후 집단 면담을 통해 프로토콜에 대한 참여 교사의 인식을 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 교사 탐구 수업 전문성 신장을 위한 프로토콜을 (1)과학탐구 수업에 대한 생각 드러내기, (2)과학탐구 수업 경험 공유하기, (3)학생의 과학탐구 결과물 들여다보기, (4)과학탐구 지도 소양 쌓기, (5)과학탐구 수업계획 짜기 등의 5단계로 구성·개발하였다. 둘째, 참여 교사의 성찰 일지와 사후 면담 분석 결과를 통해 이 연구에서 개발된 과학탐구 수업 PLC 프로토콜의 광범위한 활용 가능성을 확인하였다. 참여 교사들은 프로토콜이 PLC의 체계적 운영, 교사의 참여도 제고 등에 도움이 되었으며, 5단계 프로토콜을 경험함으로써 자신의 탐구 수업에 대한 성찰과 개선을 위한 고민의 기회를 얻었고 탐구 수업에 대한 자신감이 생겼다고 인식하였다. 연구 결과를 토대로 과학 교사 PLC 프로토콜 개발 및 활용에 대해 제언하였다.


The goal of this study is to develop a protocol that can be used for the purpose of developing inquiry class expertise in science teacher PLC, and to explore the possibility of field application of the developed protocol through test application with in-service teachers. PLC protocol for science inquiry class, consisting of five stages, was developed and applied sequentially to six participating teachers. In order to check the applicability of the protocol, the participating teachers wrote a reflection journal for each stage, and after the completion of the five-stage protocol, the participants' perceptions of the protocol were investigated through a group interview. The results are as follows: first, a protocol for enhancing science teachers' professionalism of inquiry classes was composed and developed in five stages such as (1) Revealing ideas about science inquiry classes, (2) Sharing science inquiry class experiences, (3) Looking together at students' scientific inquiry results, (4) Building literacy for science inquiry teaching, and (5) making science inquiry lesson plans. Second, the possibility of extensive application of the PLC protocol developed in this study was confirmed through the reflection journal and post-interview analysis results of the participants. According to the participating teachers, the protocol helped the systematic operation of PLC and teachers' participation. In addition, by experiencing the five-stage protocol, the teachers had an opportunity to reflect on their inquiry classes and ponder for improvement, and gained confidence in inquiry classes. Based on the research results, ways to develop and utilize the PLC protocol for science teachers were suggested.

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저자 : 이경호 ( Gyoungho Lee )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 449-475 (27 pages)

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본 연구의 목적은 교원양성 교육과정을 구성하는 핵심 학문 중에서 특히, 과학교과내용학과 과학교육학을 '본질적-총체적' 관점에서 비판적으로 고찰하는 것이었다. 본 연구에서는 먼저, '본질적-총체적' 관점의 정의, 철학적 배경, 그리고 실천전통과의 관계 등에 관하여 심층적으로 탐구하였다, 그리고 '본질적-총체적' 관점에서 과학교과 내용학과 과학교육학의 본질에 관하여 탐구하였다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같다. 첫째, '본질적-총체적' 관점에 따른 과학교과내용학은 과학의 실천전통을 탐구하고 그 탐구의 결과를 체계화하는 학문이다. 과학교과내용학의 주요 활동에는 '교사를 위한 과학'의 정립과 실행, 과학교육과정(교과서) 개발에의 참여 등이 있다. 둘째, '본질적-총체적' 관점에 따른 과학교육학은 과학의 실천전통에 뿌리를 둔 과학교육 현상 속의 본질적인 문제를 심층적으로 탐구하고 올바른 가르침을 수행하는 것에 관한 학문이다. 좀 더 구체적으로 말해, 과학교육학은 과학의 실천전통으로 학생들을 초대, 참여, 성장하도록 이끄는 것 (즉, 실천전통으로 입문시키는 것)과 관련된 일을 수행하는 분야라고 할 수 있다. 이와 관련된 과학교육학의 주요 활동에는 '과학교육과정(교과서) 개발부터 수업, 평가(기록)'에 이르는 활동이 포함된다. 논문에서는 연구의 결과를 바탕으로 향후 진행되어야 할 중요한 과제들을 논의하였다.


The purpose of this study is to critically examine science content and science education from the 'essential-holistic' perspective, in particular, among the core disciplines constituting the teacher education curriculum. In this study, we first, analyzed the definition of the 'essential-holistic' perspective, the philosophical background, and the relationship with the practices in-depth, and then, from the 'essential-holistic' perspective, conducted an inquiry into the essence of science content and science education. The results of this study are as follows: first, according to the 'essential-holistic' perspective, science content is a study that explores the science practices and systematizes the results of that inquiry. Major activities of science content include the establishment and implementation of 'science for teachers' and participation in the development of science curriculum (textbook). Second, science education according to the 'essential-holistic' perspective is a study about in-depth exploration of essential problems in science education phenomena rooted in the science practices and the practice of good teaching. More specifically, science education is a field that carries out work related to inviting, participating, and guiding students to grow into science practices (i.e. initiating into practices). The main activities of science education related to this include activities ranging from the development of the science curriculum (textbook) to teaching and evaluation (recording). In this study, we discussed important tasks to be carried out in the future based on the results of the study.

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저자 : 오필석 ( Phil Seok Oh )

발행기관 : 한국과학교육학회 간행물 : 한국과학교육학회지 42권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 477-486 (10 pages)

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본 연구에서는 상황 학습 이론과 실행 기반의 과학 교육에 관한 문헌들에 대한 고찰을 통해 과학적 실행 중심의 수업에서 과학 개념 학습의 가능성을 살펴보았다. 먼저, 상황 학습 이론이 학생들의 과학적 실행에의 참여를 강조하는 최근 과학 교육 개혁의 흐름과 관련이 깊으며, 상황 학습의 관점에서 개념 학습은 학습자가 개념을 자원으로 활용하며 실행에 참여하는 동안 개념적 행위 주체성을 발현하여 개념을 지속적으로 발전시키는 과정을 통해 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 또, 이러한 상황 학습 이론은 과학적 실행 기반의 수업에서 과학 개념을 학습하는 데에도 적용된다는 것을 확인하였다. 즉, 과학적 실행 중심의 과학 수업에서는 과학 개념이 자원으로 활용되며, 과학 개념을 자원으로 활용하는 동안 학생들은 과학적 실행에 더 잘 참여할 수 있고, 과학적 실천에의 참여는 개념적 행위 주체성의 발현을 통해 개념 학습을 더욱 촉진할 수 있다. 이러한 고찰의 내용이 학교 과학 교육에 주는 시사점을 논의하였다.


This study explored a possibility of science concept learning in scientific practice-based science instruction through the review of literature about situated learning theories and practice-based science education. It was revealed that the situated learning theories were closely related to the recent trend in science education which emphasizes students' active engagement in scientific practices. From the perspective of situated learning, concept learning occurs in the process in which learners make use of concepts as resources and further develop the concepts through the emergence of conceptual agency during their participation in practices. The study also found that the situated learning perspectives could apply to science concept learning in scientific practice-based instruction: Science concepts are used as resources in practice-based science learning, students can better engage in scientific practices as they take advantage of science concepts as resources, and the emergence of conceptual agency can facilitate science concept learning during the participation in scientific practices. Implications for school science education were suggested.

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