• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권1호
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• pp.24-31
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• 2007

Research into scientific inquiry methods indicates that providing various types of inquiry methods can enhance students' science loaming in terms of providing students with actual science in various ways' more so than exposure to one type of inquiry method. This article develops a framework for an analysis of scientific inquiry types based on the nature of scientific enterprise. We selected three types of scientific inquiry: these were minds-on activities, hands-on activities, and experimenting. Elementary science textbooks in the 7th national science curriculum were analysed according to the following subject areas; earth science, physics, biology, and chemistry. A total of 61 teaching units from 3rd through 6th grade science textbooks were investigated. The frequencies of each type of scientific inquiry method were slightly different among four science subject areas. The most frequent type which appeared in physics and chemistry was the hands-on type, while the minds-on activity type was the most frequent type which appeared in earth science and biology.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.547-558
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• 2007

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교 분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 '예상한 것 검증하기' 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의 탐구 활동에서 참 과학 탐구를 반영하고 있는 정도에도 차이가 발견되었다. 한국에는 학생들이 스스로 연구 문제를 착안하는 활동이 전혀 없었으나 싱가포르에는 이러한 활동이 있었으며, 연구 설계 항목에서 한국의 탐구 활동에는 없는 변인 설정, 변인 통제 활동이 싱가포르에는 발견되었다. 연구 결과는 교과서 탐구 활동을 구성할 때 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도 등의 요소가 고르게 포함되도록 할 필요가 있으며, 참 과학 탐구 요소를 적절히 반영할 필요가 았다는 것을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.826-834
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• 2006

본 연구의 목적은 예비교사를 대상으로 하여 측정 자료의 불확실도 개념을 조사하는 것이다. 연구의 대상은 서울시내 소재한 대학의 예비교사 27명이었다. 예비교사들에게 개방적인 탐구과제를 수행하게 하고 이것을 관찰 분석하는 방법을 사용하였다. 예비교사들의 개념을 조사하기 위해 2차례의 질문지를 제시하였으며, 일부에 대해서는 면담을 실시하였다. 응답한 자료를 분석하여 불확실도의 개념요소인 대표값의 표현, 정밀과 정확, 오차의 분석, 불확실도의 전파 등으로 나누어 예비교사들의 개념을 정리하였다. 연구결과에 의하면 예비교사들은 대표값의 표현에서 과학자들의 개념과 다른 개념을 가지고 있었으며, 정밀과 정확을 혼돈하여 사용하고 정밀한 실험을 실시하는데 소홀하였다. 또한 오차를 나열할 뿐 그 원인이나 실험에 영향을 미치는 정도를 분석하는 경우는 거의 없었다. 이러한 연구결과는 예비교사와 학생들이 올바른 개념을 가지게 하기 위한 교육과정이나 교수 학습 자료 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.903-927
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• 2012

본 연구는 2007년 개정 교육과정에서 도입된 자유탐구활동의 지도방안에 대한 시사점을 얻기 위하여 중학생의 소집단 자유탐구 활동 중 물리 영역 탐구문제 구성과정을 변인의 추출 및 명료화의 관점에서 분석하였으며, 변인의 명료화가 진행되는 단계에서 학생의 어려움을 조사하였다. 본 연구의 참여 학생은 서울 소재 대학 영재원 과학반 소속 중학생 4명이며 '계란낙하'라는 하나의 주제를 가지고 13차시, 30시간동안 자유탐구활동을 진행하였다. 학생들의 탐구문제 구성에서 나타난 변인의 추출 및 명료화 과정을 분석하기 위하여 선행연구를 토대로 변인 추출의 수준 및 변인의 명료화 수준에 대한 분석틀을 제안하였다. 학생들은 과학적 탐구의 과정을 반복적이고 점진적으로 수행하면서 탐구문제를 5차례 변경하였다. 종속변인이 독립변인보다 먼전 추출되었으며 변인 추출의 수준 및 명료화의 수준도 높게 나타났다. 학생들은 여러 종류의 독립변인들을 외연적 수준에서 추출하는 것으로 나타났는데, 이는 학생들은 이론적 설명 모형의 부재로 중요한 독립변인을 추출하는 것을 어려워하며 그 때문에 독립변인과 통제변인을 구분하지 못하는 현상도 함께 나타나는 것으로 해석할 수 있다. 학생들은 탐구주제의 선택 뿐 만 아니라 종속변인과 독립변인의 추출 및 정의하는데 현실적 여건에 의해 제약을 받는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 종속변인이나 독립변인을 추출하는데 있어서 모두 감각적인 현상이나 외연적 특성인 깨지는 것, 높이 등이 부각되는 것으로 판단되었다. 종속변인의 이론적 정의나 조작적 정의를 하는데 있어서 해당 지식이 부족하여 어려움을 겪었으며, 그 결과 해당하는 변인의 과학 사전적 정의를 이해해도 해당 탐구상황에 적용하여 설명모형을 만들어내지는 못하였는데, 이는 이후 독립변인 및 통제 변인을 추출하는데 영향을 준 것으로 판단된다. 이론적 설명모형의 부재는 학생들의 이론적 배경에 대한 이해의 부족에서도 비롯되지만, 과학적 탐구가 시행착오적인 해보기나 무작정적인 변인사이의 관계 설정하기가 아닌 이론에 근거한 실증적 활동이라는 인식이 부족한 것에 기인한다고 판단할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.183-199
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• 2012

종래의 지구과학 교과서에서는 대중 과학잡지를 비롯한 각종 언론 매체에서 자주 다루는 최신 천문 현상들에 대한 내용이 매우 부실하였다. 2009 개정 과학과 교육과정에서는 이러한 내용들을 적극 수용하자는 것이 주요 개정 방향 중 하나이다. 추가로, 천문학과 물리학의 깊은 연관성에도 불구하고 그동안 지구과학 교과에서는 현대 물리학의 개념, 물리 교과에서는 천문학과의 연관성에 대한 내용이 많이 다루어지지 않았다. 따라서 2009 개정 과학과 교육과정에서는 과학의 융합 개념을 강조하고 있다. 위의 두 가지를 모두 포함하는 분야들 중 하나로서 고에너지 천체의 격변광 현상을 들 수 있다. 본 연구는 e-Science를 이용한 천체 관측의 실시간 자료 전송 및 영상화를 소개하였다. 그 첫 단계의 실험으로서 우리는 국가 연구 교육 시험망의 하나인 KOREN을 이용한 국내 최초의 한 일간 천문 관측 자료의 대용량 자료 전송 실험을 실시하였다. 또한 천문학 및 천체물리학 관측 분야에서 활발하게 진행되는 세계 각국의 e-Science 분야들을 소개하고, 과학탐구활동 및 과학 대중화 활동과 어떻게 연결되어 진행되는지 소개하였다. 아직 걸음마 단계인 국내 천문 분야의 e-Science에 있어서 우리의 실험이 가지는 과학적 및 교육적 의미를 짚어보고, 머지않아 상용화될 Gbps급 인터넷 환경에 있어서 이와 같은 실험의 과학탐구활동 및 과학 대중화 활동에 있어서의 활용을 전망해 보았다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권3호
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• pp.538-552
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• 2022

본 연구에서는 Algodoo 시뮬레이션을 활용한 예비교사의 탐구 활동을 분석하여 그 특징을 이해하고 이를 통해 초등 예비교사를 위한 광학교육에 대한 교육적 시사점을 얻고자 하였다. 연구에는 교육대학의 1학년 학생 79명이 참여하였다. 학생들의 활동은 표상재생산, 확인실험, 탐구실험으로 구분할 수 있었다. 표상재생산을 수행한 학생들은 잘 알려진 권위 있는 표상을 시뮬레이션으로 나타냈으며 주요 특징을 포착하여 표상하였다. 확인실험을 수행한 학생들은 이론적 배경 조사를 통해 이미 알고 있는 개념을 확인하기 위한 실험을 수행하였으며, 주로 단순 탐구를 수행하였다. 탐구실험을 수행한 학생들은 현재 자신이 알지 못하는 것들을 시뮬레이션을 사용해 탐구하였으며 일반물리 이상에서 다루는 광학 현상에 대한 탐구를 수행한 학생도 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 본 연구에서는 Algodoo를 활용한 자유로운 탐구 활동에서 학습자는 다양한 수준의 탐구 활동을 수행한다는 것을 확인하였다. 또한, Algodoo를 활용한 다양한 수준의 탐구 활동 예를 제시하고 Algodoo를 활용한 탐구 활동의 장단점과 이를 개선할 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.109-128
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• 1992

Elementary science textbooks are the major instructional materials which contain sceientific objectives to be acquired by students. The purpose of this study is to analyze the development system, to evaluate the inquiry activity in current elementary science testbooks, and to make suggestions for the improvement of them. The questionnaires were administered to 116 subjects that participated in development of the 5th elementary science textbooks, and 86 of the subjects responded. Based on the data gathered and analyzed in this study, the major findings are as follows. First, regarding the analysis and evaluation of elementary science textbooks. 1. The instructional objectives in elementary science textbooks are analyzed. The proportions of comprehension objectives is 38%, scientific inquiry process objectives 21%, experimental skills objectives 7%, scientific attitudes and interests objectives 4%. 2. The science concepts in elementary science textbooks of the 3rd grade required the preconcrete operational level(82%) and of the 6rd grade required the postconcrete operational level (73%) by J. Piaget 3. The inquiry activities in elementary science textbooks are emphasizing gathering and organizing results and evaluation, and hypothesizing and designing an experiment Inquiry index of the elementary science textbooks is 76. This is significantly higher than 35${\sim}$50 of America and U.K.. 4. The number of questions per class hour is mostly three, and most of them require the students to explain phenomena in nature or in experiment Second, regarding the development system of elementary science textbooks. 1. The budget for and the period of the development of elementary science textbook should be expanded. 2. For the improvement of elementary science textbooks, more abundant resources and time should be used for the basic study and the field trial of textbooks. 3. The elementary science textbook must include the affective objectives as well as the scientific knowledges and scientific inquiry skills. 4. It is not desirable to assign equal number of pages to the content of physics, chemistry, biology, and earth science. 5. Closer cooperation system is needed among the ministry of education, development research center and the field trial schools.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권5호
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• pp.525-542
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• 2022

이 연구는 초등과학 교과용도서의 발행체제가 국정제에서 검정제로 변환됨에 따라 최초 출현한 초등과학 검정교과서의 내외적 체제를 비교 분석하는데 그 목적이 있다. 다양하고 창의적인 교과서 개발과 교육과정의 다양성을 지원하기 위한 검정제의 취지를 2015개정 과학과 교육과정의 '자석의 이용' 단원을 바탕으로 개발된 7종의 검정교과서와 이전 국정교과서의 체제를 비교하여 확인하고자 하였다. 이 연구에서는 초등과학 교과서 자석 관련 단원을 대상으로 교과서의 체제를 크게 외적 체제와 내적 체제로 구분하고 세부 분류 항목에 따라 양적 분석과 질적 분석을 병행하여 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 교과서 단원의 외적 체제에서는 모든 교과서가 단원 도입, 과학 탐구, 창의 융합, 단원 정리, 과학 읽기자료로 구분되는 동일한 구조를 가지고 있었다. 7종의 검정교과서의 '자석의 이용' 단원 체제의 경우에는 교과서 개발진의 교육과정에 대한 해석에 따른 일부의 차이점과 국정교과서에서의 체제를 그대로 유지한 다수의 공통점이 발견되었다. 또한 단원 도입 활동과 과학 읽기 자료와 같은 교육과정 문서에 명시되지 않은 영역에서 각 교과서별 특성이 분명하게 드러났으며, 기존의 국정교과서에서의 탐구활동의 획일적 운영에 대응하여 탐구활동의 수준을 구분하여 제시한 의미 있는 변화도 발견되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.563-571
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• 2019

본 연구의 목적은 2015 개정 과학과 교육과정에 의해 개발된 고등학교 과학에 해당되는 10개 과목의 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 분석하는 것이다. 이를 위하여 통합과학, 과학탐구실험과 물리학 I, II, 화학 I, II, 생명과학 I, II, 지구과학 I, II의 63종 교과서의 탐구 활동 중에서 교육과정에 제시된 탐구 활동과 부록에서 안전과 관련된 내용을 추출하여, 이를 안전교육 7대 표준안을 근거로 한 6개의 안전요소로 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육과정 탐구 활동 176개 중 안전 관련 내용이 최소한 1개 이상의 교과서에서 제시된 탐구 활동은 81개(46.0%)였고, 화학 교과서에서 많이 제시되었고, 과학탐구실험에 적게 제시되었다. 둘째, 안전내용은 '실험실 안전수칙'에 대한 내용이 가장 많았으며, 그 다음으로 안전기호, 보호장구 사용 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전내용은 주로 실험실 안전수칙과 사고대처요령을 중심으로 기술되어 있었다. 연구 결과를 바탕으로, 교과서 별로 안전 관련 내용의 기술에 차이가 큰 문제점, 안전 관련 내용이 구체적이지 않아 교육 효과가 떨어진다는 문제점, 안전 기호의 표준화가 되어 있지 않다는 문제점을 제시하였고, 이를 바탕으로 교과서 안전 관련 내용의 개선 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.477-485
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• 2015

본 연구는 특성화 고등학교 학생들을 대상으로 물리 교과서에 제시된 인포그래픽 자료들을 활용하여 시각적 사고에 기반한 인포그래픽 활용 수업을 실시하고, 그 효과를 알아보고자 하였다. 이를 위해 각 60명의 학생들을 실험집단과 통제집단으로 나누고, 실험집단에 '인포그래픽 개념형성, 인포그래픽 이해활동, 인포그래픽 구성활동'으로 구성된 25차시의 수업을 실시하였고, 통제집단에는 일반적인 강의식 수업을 진행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들이 구성한 인포그래픽의 특징은 '단순 배치'에서 '단순 재구성', '일러스트형'에서 '비교분석형'으로 표현 방식이 변화되었는데, 이는 구성 횟수 증가에 따른 학생들의 시각적 사고의 활성화에 의한 것이다. 둘째, 인포그래픽 활용 수업으로 인해 시각적 사고는 이해도, 가시도, 유용성, 소통성 영역에서 유의미하게 향상되었다. 셋째, 인포그래픽 활용 수업 후 실험집단의 성취도 평균 점수가 유의미하게 향상되었다. 넷째, 과학적 태도 검사에서는 '과학자의 평범성, 과학적 탐구의 태도, 과학적 태도의 수용' 영역에서 유의미한 향상이 있었다. 이상과 같은 연구 결과로부터, 인포그래픽 활용 수업은 학생들의 시각적 사고력 향상을 통해 과학 개념 이해, 의사소통력이 높아져 학업성취도와 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.