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경북대학교 과학교육연구소> 과학교육연구지> 지구 기반 관점의 시각 자료가 초등학교 5학년 학생들의 공간 표상에 미치는 영향 탐색

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지구 기반 관점의 시각 자료가 초등학교 5학년 학생들의 공간 표상에 미치는 영향 탐색

Exploring Effects of a Visual Material Driven by Earth-Based Perspectives on the Spatial Representation of 5th Graders

김형진 ( Hyoung-jin Kim ) , 정성환 ( Seong-hwan Jeong ) , 신명경 ( Myeong-kyeong Shin ) , 권난주 ( Nan-joo Kwon ) , 이규호 ( Gyu-ho Lee )
  • : 경북대학교 과학교육연구소
  • : 과학교육연구지 46권2호
  • : 연속간행물
  • : 2022년 08월
  • : 151-164(14pages)
과학교육연구지

DOI


목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 연구 방법
Ⅲ. 연구 결과
Ⅳ. 결론 및 제언
국 문 요 약
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2015 개정 과학 교육과정의 6학년 1학기 교과서에서는 일상적으로 관측되는 천문 현상인 ‘낮과 밤’이 생기는 원인에 대해 설명하고 있다. 교과서상에서는 낮과 밤이 생기는 원인을 설명하기 위해 우주 기반 관점의 시각 자료만 사용되고 있다. 본 연구에서는 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 추가로 제시하였을 때 지구 기반 관점과 우주 기반 관점의 공간 표상 형성에 어떤 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 제시하였을 때 학생들의 지구 기반 관점은 물론 우주 기반 관점의 공간 표상 또한 변화시킬 수 있다. 둘째, 지구 기반 관점의 시각 자료가 학생들의 공간 표상 유형이 여러 측면에서 달라질 수 있는 가능성을 확인하였다. 셋째, 같은 지구 기반 관점의 시각 자료를 학생들에게 제시하더라도 성별, 공간 표상의 수준에 따라 각 관점의 공간 표상에 미치는 효과가 다르게 나타난다.
The 2015 revised science curriculum textbook of 6th graders describes ‘day and night’ as an astronomical phenomenon observed on a daily basis. Textbooks use only visual materials from a space-based perspective to explain the causes of day and night. This study aims to investigate what changes in spatial representations of 5th graders when additional visual materials of the Earth-based perspective were presented to them. It also shows that the Space and the Earth-based perspectives appear to be interconnected. The following are found in this study. First, when students were presented with a visual material of an Earth-based perspective, their spatial representations of both the Earth and the Space-based perspectives changed. Second, the visual material of an Earth-based perspective confirmed the possibility that students' spatial representation types could be different in many ways. Third, the effect on the spatial representation of each perspective is different depending on gender and the level of spatial representation.

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간행물정보

  • : 자연과학분야  > 과학교육
  • : KCI등재
  • :
  • : 연3회
  • : 1225-3944
  • : 2733-4074
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1977-2022
  • : 748


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46권3호(2022년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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1미세플라스틱 배출원에 대한 초등예비교사들의 인식 조사

저자 : 전경문 ( Kyungmoon Jeon )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 223-236 (14 pages)

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이 연구의 목적은 초등학교 예비교사들을 대상으로 미세플라스틱 배출원에 대한 인식을 조사하는 것이다. 연구 참여자는 학부 남학생 75명과 여학생 91명이었다. 미세플라스틱 배출원에 관한 선행연구들을 참조하여 15문항으로 구성된 설문지를 개발한 후, 전문가 검토 및 예비연구를 통해 수정하였다. 설문 결과, 응답자의 80% 이상이 이전에 뉴스, 인터넷, TV 등을 통해 미세플라스틱에 대해 들어본 경험이 있다고 하였다. 그러나 실험복, 물티슈, 황사용마스크, 종이컵 등이 미세플라스틱 원인물질로 제조된 것을 인지하지 못하는 경향이 있었다. 미세플라스틱 오염이 예상되는 상황을 묻는 설문에서도 '달리는 자동차의 타이어가 마모된다'와 '바닥에 붙어있는 껌이 작아진다'에 대한 선택 빈도가 상대적으로 낮았다. 이러한 결과는 상당수 예비교사들이 합성섬유나 합성고무가 미세플라스틱의 배출원임을 인지하지 못한다는 것을 보여준다. 미세플라스틱 문제에 대한 태도에서는 성별 차이가 나타났다. 즉, 여 예비교사들은 관련 문제에 더 관심을 보이고, 해결에 대한 참여 의지를 더 보이며, 미세플라스틱 관련 교육의 필요성을 더욱 절감하였다. 향후 과학교육을 위한 함의를 논의하였다.


The purpose of this study is to investigate pre-service elementary teachers' awareness on the sources of microplastics. The participants were 75 male and 91 female undergraduates. A 15-item survey questionnaire was developed based on prior researches regarding microplastics emission sources and were modified through expert review and preliminary research. The survey results show that over 80% of the respondents had heard of microplastics before through news, internet, TV, etc. However, they tended not to be aware that things such as lab coats, wet tissue, dust protective mask, or paper cup were made of microplastics-causing substances. For the questions on the expected situation of microplastics contamination, the frequency of their choices were relatively low in 'Tires of cars running are worn out' and 'The gum stuck to the floor becomes smaller.' These results show that many of them were not aware that synthetic fiber or synthetic rubber was one of the microplastics emission sources. Gender differences were found in the attitudes toward microplastics problems. Female students are more interested in the issues and are more willing to participate in the solution, and recognize the need for more education on microplastics. The implications and future directions for science education were discussed.

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2과학교육 강의 과정에 나타난 초등 예비교사의 과학수업 전문성 자기 인식 변화 분석

저자 : 성승민 ( Seungmin Sung ) , 여상인 ( Sang-ihn Yeo )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 237-254 (18 pages)

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본 연구에서는 과학교육 강의 과정에 나타난 초등 예비교사의 과학수업 전문성 자기 인식 변화를 살펴보고자 하였다. 연구 대상은 G교육대학교 2학년에 재학 중인 초등 예비교사 25명이고, 선행연구의 검사 도구를 수정·보완하여 본 연구의 검사 도구로 도출 및 적용하였다. 본 연구 결과, 초등 예비교사의 과학수업 전문성 자기 인식은 향상되고 있음을 알 수 있었다. 즉, 하위범주인 전문성 계발 노력, 교육내용, 교육방법, 교육환경 및 분위기, 평가와 과학수업 선호도에서 모두 사전·사후에 유의한 변화가 있는 것으로 나타났다. 관련 내용을 연소 관련 과학수업 지도안, Padlet 작성 내용, 사후 검사 서술형 문항 응답과 함께 세부적으로 살펴본 결과, 양호한 하위범주도 있었고, 일부 보완이 필요한 하위범주도 있었다. 이런 결과를 바탕으로 초등 예비교사의 과학수업 전문성 신장을 위한 방안을 고찰하였다.


The purpose of this study is to examine the changes in the science teaching professionalism self-perception of pre-service elementary teacher as shown in science education lesson course. The subjects of this study were 25 pre-service elementary teachers enrolled in the second year at G National university of education. And the scale of this study were derived and applied by modifying and supplementing the scale of previous studies. The results of this study are as follows: it was found that science teaching professionalism and self-perception of pre-service elementary teachers are improving. In short, it was found that there are significant changes in all sub-domains such as professionalism development efforts, educational contents, instructional method, educational environment and atmosphere, assessment and science teaching preference. As a result of examining the related contents in detail along with the combustion-related science lesson plan, Padlet, and post-test descriptive question responses, there were some good categories and some categories that needed to be supplemented. Based on these results, a plan for enhancing the science teaching professionalism of pre-service elementary teacher needs to be considered.

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3생물전공 대학생과 비전공 대학생의 생명과학 학습에서 자기조절 과정의 두뇌 활성 분석

저자 : 이수민 ( Su-min Lee ) , 박상희 ( Sang-hee Park ) , 권승혁 ( Seung-hyuk Kwon ) , 권용주 ( Yong-ju Kwon )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 255-265 (11 pages)

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본 연구의 목적은 생명과학 학습에서 생물학 전공자와 비전공 대학생의 자기조절 과정에서 나타나는 뇌 활성을 분석하고 비교하는 것이다. 자기조절 과제는 생물분류 개념으로 생명과학 학습상황을 구현하였다. 대학생들의 뇌 활성은 fNIRS에 의해 측정되고 분석되었다. 동화 과정에서 양측 FP와 좌 DLPFC는 유의미한 활성이 나타났으며, 두 그룹은 동기부여 및 보상과 관련된 좌측 OFC 활성에서 차이를 보였다. 갈등 과정에서 왼쪽 DLPFC는 공통적으로 활성이 현저히 낮았으며, 두 그룹은 최근 메모리와 관련된 BA46과 장기 메모리와 관련된 BA47의 활성에서 차이를 보였다. 동화 과정에서 우측 DLPFC에서 유의하게 높은 활성이 공통적으로 발견되었으며, 두 그룹은 우측 DLPFC와 우측 FP의 활성의 차이를 보였다. 이 영역들은 오른쪽 전두엽 영역에 있으며 생명과학 지식의 이해와 관련이 있다. 본 연구 결과 생물학 전공 대학생과 비전공 대학생의 뇌 활성 패턴은 자기조절 과정에서 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한 자기조절에 대한 신경학적 연구를 추가로 제안하고 학교 환경에서 구성할 수 있는 시스템과 학습전략을 제시할 수 있을 것이다.


The purpose of this study is to analyze and compare brain activation that appears in the self-regulation process of biology major and non-major college students in life science learning. The self-regulation task implemented a life science learning situation with the concept of biological classification. The brain activation of college students was measured and analyzed by fNIRS. In the assimilation process, bilateral FP and left DLPFC show significant activation, and the two groups show a difference in the left OFC activation related to motivation and reward. In the conflict process, the left DLPFC shows significantly lower activation in common, and the two groups show a difference in activation between BA 46, which is related to recent memory, and BA 47, which is related to long-term memory. In the accommodation process, a significantly high activation was found in right DLPFC in common, and the two groups show a difference in activation between right DLPFC and right FP. These areas are in the right frontal lobe area and are related to the understanding of life science knowledge. As a result of this study, it can be seen that the brain activation patterns of biology major and non-major college students are different in the self-regulation process. In addition, we will propose additional neurological studies on self-regulation and present systems and learning strategies that can be constructed in school settings.

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4과학고 및 영재학교에 재학 중인 과학영재의 연구노트 작성실태 분석

저자 : 유혁상 ( Hyeoksang Yu ) , 이지원 ( Jiwon Lee )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 266-277 (12 pages)

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이 연구에서는 과학영재의 연구노트의 작성과 보관 현황 및 인식 실태를 분석하여, 향후 연구노트 작성과 관리 지침 및 교육 방안 마련을 위한 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 과학영재 고등학생을 대상으로 설문을 실시하였고 152명의 응답을 분석하였다. 과학영재 학생들의 연구노트 작성과 보관 현황 및 인식의 특성을 살펴보면, 연구노트의 작성이 중요하다고 인식하는 것에 비해 성실하게 작성하지 않았고, 지도교사나 과학자 등 멘토의 지도와 점검도 성실하게 수행되지 않는 경향이 나타났다. 또, 이름, 날짜기입 등 연구증빙을 위한 실행이 부족하였다. 그리고 연구노트를 학생이 직접 소유하고 보관하는 비율이 가장 높았으나, 보존 기간이 얼마인지, 소유 및 보관 주체가 누구인지에 대한 인식 수준은 높지 않았다. 이러한 결과에 기반하여 과학영재 교육기관의 개선사항을 제안한다. 첫째, 연구노트 작성을 성실히 수행하도록 과학영재 학생들에 대한 지도를 강화할 필요가 있다. 둘째, 연구노트 작성 방법에 대해 구체적으로 교육할 필요가 있다. 셋째, 학교에서 구체적인 연구노트 작성, 관리에 대한 규정을 마련하고 이를 바탕으로 교육이 이루어져야 한다.


We analyzed the responses of 152 science-gifted high school students by surveying the status and recognition of writing and keeping laboratory notebooks to develop guidelines and education plans. Science-gifted students did not write laboratory notes diligently, despite recognizing that it is crucial to do so. Mentors also tended not to provide faithful guidance and inspection. There was an insufficient practice in using research evidence in laboratory notebooks, such as including names and dates for authentication. In addition, while a high ratio of students owned their own laboratory notebooks, there was not a high level of recognition regarding the retention period, ownership, and responsibility. Based on these results, we propose suggestions for improving educational institutions for gifted students in science. First, it is necessary to strengthen the guidance for science-gifted students to faithfully write laboratory notebooks. Second, education on writing laboratory notebooks should be provided. Third, science-gifted high schools should prepare regulations for the management of lab notes and conduct education based on them.

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5서비스 러닝: 환경문제를 다루기 위한 과학교육의 새로운 접근

저자 : 박병열 ( Byung-yeol Park )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 278-292 (15 pages)

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서비스 러닝(service learning)은 최근 환경문제를 동반한 기후변화에 대처하기 위한 새로운 교육적 접근으로 새롭게 주목받고 있다. 그러나 국내 과학교육에서는 서비스 러닝에 대한 연구들이 부족하다. 이 연구에서는 기존의 관련 문헌들을 바탕으로 서비스 러닝에 대한 이론적 배경을 소개하고, 환경문제에 대한 과학교육의 새로운 접근 방법으로서 국내 과학교육 환경에서도 적용될 수 있는 개념적 틀을 제시하고자 하였다. 이를 위해 서비스 러닝과 관련하여 국내외 데이터베이스 검색을 통해 수집된 112편의 문헌들을 연구 대상으로 하여 분석하였다. 그 결과, Dewey의 경험학습에 뿌리를 둔 서비스 러닝의 이론적 배경을 소개하였고, 서비스 러닝을 학생들이 학습 내용과 관련된 구조화된 서비스 활동을 통해 지역사회가 필요로 하는 도움을 제공하고, 그와 동시에 학문적 이해의 깊이를 더하며, 나아가 사회 구성원으로서 공동체 의식과 책임감을 함양하는 형태의 경험학습으로 정의하였다. 또한 환경문제에 대응하기 위해 국내 과학교육 환경에 적용하기 위한 서비스 러닝의 개념적 틀을 제안하였다. 제안된 틀은 서비스 러닝의 구성원을 학교, 학생, 지역사회로 구분하고, 지식, 경험, 그리고 비판적 성찰(critical reflection)을 통한 학습을 그 핵심요소로 제시하고 있다. 기후변화, 생물 다양성, 대기오염, 산림황폐화 등을 포함한 다양한 환경문제를 다루기 위한 방안으로 우리나라 과학교육에서도 서비스 러닝을 적극적으로 활용할 필요가 있다. 따라서 제안된 서비스 러닝의 개념적 틀을 바탕으로 학교현장에서 지역사회 환경문제를 다루기 위해 다양한 형태로 적용하고 검증하는 연구들이 추가적으로 수행되어야 할 것이다.


Researchers in science education have recently focused on service learning as an important educational approach to address environmental challenges including climate change. However, there are a limited number of studies focused on service learning in science education in Korea. In this study, based on existing related literature, the theoretical background of service learning is introduced and a conceptual framework that can be applied in the science education environment in Korea as a new approach to address environmental challenges is proposed. Given this, 112 relevant academic documents collected by searching a global database were analyzed. As a result, the theoretical background of service learning rooted in Dewey's experiential learning is introduced. Specifically, service learning is defined as a form of experiential learning that supports students in helping communities with structured services related to learning content, while at the same time fostering their in-depth understanding of content and engaging in civic and social responsibility as members of their community. In addition, a conceptual framework for service learning to address environmental challenges that can be applied to the science education environment in Korea is proposed. The proposed framework classifies the members of service learning into schools, students, and communities, and presents knowledge, experience, and learning through critical reflection as its core elements. It is important to actively implement service learning in science education to address various environmental challenges including climate change, biodiversity loss, air pollution, and deforestation, as just a few pressing challenges. Therefore, based on the proposed conceptual framework for service learning, studies that apply and verify diverse forms of educational approaches to addressing environmental challenges in local communities at school sites are needed.

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6생명공학 단원의 제한 효소 지도 작성 탐구실험 수업이 고등학생의 과학긍정경험에 미치는 영향

저자 : 정수연 ( Soo Yeon Jeong ) , 장정호 ( Jeong Ho Chang )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 293-311 (19 pages)

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본 연구는 분자생물학 기초 소양 함양을 위한 제한 효소 지도 작성의 탐구실험을 구성하였고, 일반계 고등학교 2학년을 대상으로 학생 중심의 제한 효소 지도 작성 탐구실험 수업을 통해 탐구실험 능력과 과학긍정경험에 미치는 영향을 분석하였다. 우선, 탐구실험 수업이 일반계 고등학생의 과학긍정경험에 있어 '그렇다' 이상으로 응답한 비율이 사전에 비해 사후에서 높은 것으로 보아 유의미하게 효과가 있는 것으로 나타났다. 제한 효소 지도 작성을 위한 연속의 5단계로 구성하여 적용한 결과 학생들의 과학 분야 학업에 대한 흥미 유발뿐만 아니라 학생들의 수업 참여도가 높아졌고, 구체적인 과학 학습 동기, 과학 진로 포부 및 체험 자료로도 효과적인 것으로 나타났다. 탐구실험 수업의 과학 환경이 학생들의 학습 태도와 과학긍정경험의 향상으로 이어져 수업의 집중과 수업의 질적 향상, 학생간의 적극적인 의사 소통과 상호 협력의 중요성에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 또 탐구실험 수업이 진로 체험의 기회를 제공함으로써 분자생물학의 기초 소양 함양과 이공계 진학의 토대가 될 것이다.


In this study, a restriction enzyme mapping inquiry experiment was developed for cultivating basic knowledge on molecular biology and the effects on inquiry experiment ability and positive experience on science through student-centered molecular biology inquiry experiment class for second graders of a general high school was analyzed. First of all, it was found that the experimental class through the inquiry experiment was significantly effective as the percentage of high school students who answered 'yes' or higher in the positive science experience of general high school students was higher after than before the test. As a result of developing and applying a series of five classes for the creation of restriction enzyme maps, not only did the students' interest in science studies, but also their class participation increased. They were also used as effective specific science learning motives, science career aspirations and experience data. The science environment of the inquiry experiment class led to the improvement of students' learning attitudes and positive science experience, which had a positive effect on the importance of class concentration and class quality, active communication and mutual cooperation among students. In addition, inquiry and experiment classes will provide opportunities for career experience, which will become the foundation for cultivating basic knowledge on molecular biology and advancing to science and engineering.

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7플립러닝을 적용한 '과학사의 이해' 교양 수업 사례 연구

저자 : 오희진 ( Heejin Oh )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 312-325 (14 pages)

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이 연구의 목적은 인문사회계열 학생을 대상으로 한 교양 과학 수업에서 플립러닝 적용 사례와 함께 교양 과학 교과목의 수업 설계 과정에서 필요한 과학사 내용 체계를 제공하는데 있다. 연구를 위해 기존 운영중인 대학교 교양 과학 수업 및 과학사 수업의 실태를 분석하고, 다양한 선행연구 분석을 통해 플립러닝 방식을 적용한 '과학사의 이해' 교과목을 개발하였다. 과학교양교육의 본질적 목표에 도달할 수 있는 과학사 강의 목표로 지식의 습득과 다양한 역량 강화를 포함함과 함께 과학적 태도 함양을 설정하고 이를 고려하여 15주차의 내용 체계를 설계하였다. 구성된 '과학사의 이해' 내용 체계 중 '과학의 역사' 부분에 해당하는 4개의 주제는 플립러닝으로 수업을 구성하고 온라인 영상자료와 집단 토의 활동을 포함해 교수학습활동을 구성하였다. 인문사회계열 학생을 대상으로 강좌를 개설하고 56명의 대학생을 대상으로 수업을 운영한 결과 학생들의 과학에 대한 흥미와 인식이 높아진 것을 확인할 수 있었다. 이 연구의 사례를 통해 과학사 및 교양과학 교육에 대한 교육적 시사점을 제공하였다.


This study aims to provide a science history content system necessary in the course design process of liberal arts subjects, along with the application of flip learning in liberal arts science classes for humanities and social sciences students. For the research, we analyzed the current state of the liberal arts and history of science classes at universities. Then we developed the 'Understanding the History of Science' subject by applying the flip learning method through the analysis of various previous studies. As the goal of science history lectures that can reach the essential purposes of science liberal arts education, including knowledge acquisition and strengthening various competencies, scientific attitude cultivation was set, and the content system of week 15 was designed to consider this. The four topics corresponding to the "History of Science" part of the "Understanding Science History" content system consisted of flipped learning classes and teaching and learning activities, including online video materials and group discussion activities. As a result of opening courses for students in the humanities and social sciences and operating classes for 56 college students, it was confirmed that students' interest and awareness of science increased. This study provides educational evidence for science history and liberal arts education.

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1지구 기반 관점의 시각 자료가 초등학교 5학년 학생들의 공간 표상에 미치는 영향 탐색

저자 : 김형진 ( Hyoung-jin Kim ) , 정성환 ( Seong-hwan Jeong ) , 신명경 ( Myeong-kyeong Shin ) , 권난주 ( Nan-joo Kwon ) , 이규호 ( Gyu-ho Lee )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 151-164 (14 pages)

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2015 개정 과학 교육과정의 6학년 1학기 교과서에서는 일상적으로 관측되는 천문 현상인 '낮과 밤'이 생기는 원인에 대해 설명하고 있다. 교과서상에서는 낮과 밤이 생기는 원인을 설명하기 위해 우주 기반 관점의 시각 자료만 사용되고 있다. 본 연구에서는 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 추가로 제시하였을 때 지구 기반 관점과 우주 기반 관점의 공간 표상 형성에 어떤 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 제시하였을 때 학생들의 지구 기반 관점은 물론 우주 기반 관점의 공간 표상 또한 변화시킬 수 있다. 둘째, 지구 기반 관점의 시각 자료가 학생들의 공간 표상 유형이 여러 측면에서 달라질 수 있는 가능성을 확인하였다. 셋째, 같은 지구 기반 관점의 시각 자료를 학생들에게 제시하더라도 성별, 공간 표상의 수준에 따라 각 관점의 공간 표상에 미치는 효과가 다르게 나타난다.

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2포천 한탄강 지질공원에 대한 야외학습 프로그램 개발

저자 : 김재연 ( Jae-yeon Kim ) , 조재희 ( Jae-hee Cho ) , 김학성 ( Hak-sung Kim )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 165-177 (13 pages)

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본 연구는 포천 한탄강 지질공원에 대한 야외학습 프로그램을 개발하기 위하여 Orion의 야외학습 모형을 적용하여 개발하였다. 야외학습 지점은 포천 한탄강 지질공원의 지질명소 중 화적연과 비둘기낭 폭포로 선정하였다. 준비 단계 6종, 야외학습 단계 2종, 정리 단계 2종의 총 10종의 자료를 개발하였으며, 예비수업에 적용하고 설문 조사를 하였다. 준비 단계에서 인지적, 심리적, 지리적 요소를 고려하여 생소함의 공간을 줄이는 데 도움이 되도록 구성하였다. 야외학습 단계에서는 학생들이 교육과정과 연계된 학습 개념을 과학적 방법으로 습득하고 과학에 대한 흥미를 높일 수 있도록 설계하였다. 정리 단계에서는 학생들이 야외에서 관찰한 지질학적 현상을 정리하고 포천 한탄강 일대의 지사를 유추하는 데 도움이 되도록 구성하였다. 개발된 야외학습 프로그램을 예비수업에 적용하여 학생 설문 결과를 바탕으로 각 학습 지점에서 학생들의 과학에 대한 흥미를 키워줄 수 있는 관찰 활동에 충분한 시간을 주도록 수정하였다. 또한, 전문가 타당도 검사를 바탕으로 야외학습 단계의 학습 요소와 교육과정과의 연계를 고려하여 융합적 사고가 촉진될 수 있는 발문을 보완하였다. 본 연구에서 개발한 포천 한탄강 지질공원에 대한 야외학습 프로그램은 야외 지질학습을 통해 학생들의 과학에 대한 흥미와 과학적 태도를 높여줄 수 있었다.

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3과학 글쓰기 교육에 관한 국내 연구 동향 분석 -2004년~2021년 연구를 중심으로-

저자 : 김형미 ( Hyoungmi Kim ) , 강경희 ( Kyunghee Kang )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 178-194 (17 pages)

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이 연구는 과학 글쓰기 교육 관련 국내 연구의 동향을 분석하는 것이다. 분석 대상은 2004년부터 2021년까지 국내 과학 글쓰기 교육 관련 연구 논문 152편이다. 분석 기준은 연구 문제, 연구 대상, 연구 방법, 연구 적용방식, 그리고 연구 적용 결과로 설정했다. 분석 결과 2014년까지는 꾸준히 증가하는 경향을 보였으나, 이후부터는 감소하는 것으로 나타났다. 연구 문제들을 분석한 결과 과학 글쓰기 활동의 효과를 알아보는 연구가 가장 많은 것으로 나타났다. 연구 대상은 초·중·고등학생 대상 연구가 대부분을 차지하였다. 연구 방법 분석 결과에서는 질적 연구가 많은 비중을 차지하였고, 양적 연구와 질적 연구를 병행한 혼합연구도 많았다. 연구 적용 방식에서는 정규수업에서의 적용 연구가 가장 많았다. 적용 효과에 대해 분석한 결과 과학 개념, 과학에 대한 태도, 사고력, 창의적 문제해결력 등에 대한 연구가 대부분이었다. 과학 수업에서 실험관찰 글쓰기 등 글쓰기 교육은 2007 개정 교육과정 도입 이전부터 꾸준히 이루어져 왔다. 특히 과학 글쓰기는 2007 개정 교육과정 이래 2022 개정 교육과정 총론에 이르기까지 텍스트 기반 교육으로서 중요성이 강조되고 있다. 과학교육에서 학생들이 자신의 생각을 생성하고, 공유하고, 설명하고 확장하는 데 있어 글쓰기는 중요한 학습 전략이다. 이에 과학 글쓰기 교육 관련 국내 연구 동향을 살펴보는 것은 향후 과학 글쓰기 교육의 나아갈 방향을 설정하는 데 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.

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4지구과학 교사의 천체 관측 활동 경험에 대한 현상학적 연구

저자 : 엄흥진 ( Heungjin Eom ) , 심현진 ( Hyunjin Shim )

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 195-211 (17 pages)

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이 연구에서는 5명의 지구과학 교사를 대상으로 심층 면담을 통해 천체 관측 활동 경험이 가지는 의미를 현상학적으로 탐색하였다. 연구 참여자에게 Seidman의 3단계 면담법을 수정하여 개발한 질문지를 제공하고, 반구조화된 면담을 거쳐 자료를 수집하였다. 면담 자료의 분석을 거쳐 천체 관측 활동의 교육적 함의를 도출하였다. 교사들은 교원양성 과정에서 수강한 관측 천문학 실습 강의를 통해 천문학과 관측에 대한 체계적인 기초 지식을 형성하였고, 교사가 된 이후에는 주로 동료 교사들의 도움을 얻어 실질적으로 천체 관측 활동을 수행하는 요령을 익혔다. 학생들을 대상으로 한 천체 관측 활동을 기획하고 실행하면서 교사들은 학생의 인지적 영역, 정의적 영역, 진로에 대한 인식에서 긍정적인 변화를 확인하였고, 따라서 천체 관측 활동의 교육적 가치를 높이 평가하였다. 천체 관측 활동은 교사 본인에게도 매우 큰 보람과 만족감을 주는 활동이고, 지구과학 교사로서의 자긍심을 고취하는 기능이 있는 것으로 확인되었다. 그러나 교사들은 학교 현장에서 관측 활동을 수행하는 과정에서 내적/외적인 장애 요인으로 인한 어려움을 경험하고 있었다. 교사들이 천체 관측 활동을 시도하거나 지속하기 위해서는 내적 장애 요인의 해결이 더 중요한 것으로 나타났으며, 이를 위해서는 적절한 시기의 연수를 통한 내용적 지원으로 자신감을 북돋아 주고, 교사 연구회와 같은 동료 집단에서 경험을 공유할 기회를 제공할 필요가 있다.

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5Analytical model for the formation of electric fields in parallel-plate capacitors

저자 : Taehun Jang , Jungmin Moon , Hye Jin Ha , Sang Ho Sohn

발행기관 : 경북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학교육연구지 46권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 212-221 (10 pages)

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In this study, we propose an analytical model to elucidate the formation of electric fields between two parallel conducting plates. Using nine Gaussian surfaces, we investigated the charge redistributions and electric fields formed by parallel conducting plates when two charged plates get close together. The electric charges are redistributed via a new electrostatic equilibrium to create the electric field of each plates. As a result, the electric field start from + electrode plate to - electrode plate via inducing a new electrostatic equilibrium, implying that the application of Gaussian surfaces to only one of the electrodes of parallel-plate capacitors is deserved. The results will help undergraduate students understand the charge redistribution and the electric field formation in parallel-plate capacitors in a reasonable manner.

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