본 연구에서는 계절 변화에 관련된 개념 유형을 분석하고, 관련 개념들에 관한 토의에 의해 인지갈등을 해소하는 방법을 강조한 발생학습 전략의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 계절변화 관련 지구과학 개념 유형은 100가지 였으며, 그 중에서 66가지는 오개념을 포함한 비과학적 개념 유형이었다. 계절변화에 관련된 개념 평가도구는 R&D과정과 2번의 현장검증을 거쳐 개발되었다. 실험집단에는 지구과학개념 유형과 인지갈등을 반영한 4단계의 발생학습 전략을 적용하였다. 한편 통제집단에는 전통적인 교수 학습 전략을 적용하였다. 유의수준 .05에서 공변량분석을 실시한 결과 두 집단 간에는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 계절변화와 관련된 오개념을 지구과학적 개념으로 변화시키는 데 발생학습전략이 하나의 가능한 대안이 될 수 있음을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

본 연구에서는 지구과학 지식과 창의력을 동시에 적용해야 해결할 수 있는 지구과학 창의력을 평가할 수 있는 문항의 개발 방법을 제시하고자 하였다. R&D과정을 거친 본 연구의 결과는 첫째, 조작적 정의를 통해 창의력과 과학창의력간의 인지능력 차이를 명료화하였고 둘째, 과학창의력을 구성하는 하위 요소들 중에서 문항 개발이 가능하다고 판단된 유창성, 융통성, 정교성, 독창성을 선정하여 각각에 대한 조작적 정의를 내린 후 각 요소들에 대한 평가와 채점의 준거를 제시하였다. 셋째, 평가도구의 구비 조건인 타당도, 신뢰도, 변별도, 난이도를 검증하기 위하여 3번의 현장검증을 실시하였으며, 본 연구에서 개발한 지구과학창의력 평가도구는 각 하위 요소별로 2문항씩 총 8문항으로 구성되어 있다. 넷째, 문항합치도 지수 평균은 .99, 문항 내적 합치도 지수인 Cronbach α값은 .79, 각 문항별 평가자간 신뢰도는 0.78,각 하위 요소별 평가자간 신뢰도는 0.75, 변별도 지수인 점이연상관 지수는 .19, 문항 난이도 지수는 .00이었다. 이와 같이 평가도구의 구비조건들이 허용 범위 내에 있는 것으로 볼 때 본 연구에서 개발한 지구과학 창의력 평가도구는 유용한 것으로 판단할 수 있다.

본 연구에서는 성별에 따라 소집단 구성 방법을 달리한 두 가지 협동학습의 교수방법이 학생의 학업 성취도와 과학 학습 태도에 미치는 효과를 조사하였다. 중학교 2학년의 3개 학급 144명을 대상으로 지구과학 분야의 수업을 처치하여 전체 및 남녀 학생별로 이들 효과를 공변량 분석하였다. 통제 집단에 대하여는 전통적인 수업을 실시하였다. 처치 수업 전에 과학 학습 태도에 관한 질문지가 학생에게 배포되었고, 이 점수를 공변인으로 사용하였다. 처치 후에는 본 연구에서 개발된 과학 학업성취도와 관련된 문항과 함께 같은 질문지가 사용되었다. 학업성취도, 그리고 학습태도의 하위영역인 과학교과에 대한 인식의 성차에서 수업처치의 주효과 그리고 수업처치와 성별 사이의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 그러나 과학 수업에 대한 태도에서는 전체 학생에서 동성끼리 소집단을 구성한 협동학습 집단의 점수가 이성의 경우보다 유의미하게 높았다. 수업환경의 인식에 대한 전체 학생의 점수는 전통적 수업집단보다 두 협동학습 집단에서 유의미하게 높았으며, 이러한 경향은 여학생에서 동성끼리 소집단을 구성한 협동학습 집단에서 더욱 현저하였다.

본 질적 연구에서는 사범대학에서의 예비교사 교육과 현직 교사 재교육의 개선방안에 대한 현장 교사들의 의견을 수렴하였다. 현장에서 좋은 수업을 실천하고 있는 사례로 선정된 10명의 과학 교사들과의 심층면담을 통하여 그들이 진단하는 교사양성 교육과 재교육 실태 및 개선방안을 분석하였다. 사범대학에서의 예비교사 교육과 관련하여 좋은 수업을 하는 현장의 과학교사들은 (1) 사범대학이 교사양성 기관으로서의 정체성을 확보해야 하며, (2) 이론과 실제가 조화된 교육과정을 통하여 현장과의 연계성을 고려한 교사양성 교육을 실시해야 하고, 이를 위하여 (3) 사범대학 교수진에 교과교육 전공자를 확보해야 한다고 주장하였다. 또한, 교사들은 현직 교사 연수와 관련하여 (1) 현직 교사들 스스로 계속교육에 대한 인식을 전환하여 교사로서의 전문성 개발을 위하여 끊임없이 노력하여야 하며, (2)교사 연수 내용과 방법의 현장성을 높여서 교사들이 필요로 하는 교사연수로 바뀌어야 하며, (3)교직 사회에 진정한 의미의 수업장학 풍토의 정착이 필요하다고 강조하였다. 성공적인 교실개혁을 위한 교사 (재)교육의 필요성도 논의하였다.

Problem Based Learning (PBL) is one of methods which has been developed to promote student-centered learning and to pursue self-directed learning for life-long learning. The purpose of this study is exploring the possibility of Problem Based Learning (PBL) in college Earth science course. The participants of this study were fourteen students attending an Earth science class at Sookmyung Women's University in Seoul. PBL was implemented in the form of group project with utilizing Web-based course tool. We provided questionnaires and conducted interviews to figure out students' perception about PBL. The findings were as follows: Through a given experiences, (1) students participated more actively than LBL (Lecture Based Learning), (2) more students were engaged with self-directed learning, and (3) students made higher cognitive efforts. LBL seemed to be more efficient way to acquire factual knowledge. In the meanwhile, PBL did not seem to affect the improvement of communication skills. Students could not make use of Web-based course tool effectively in communicating with other team members. In this study, we found that college student participants preferred problems related to everyday life, environmental issues and interesting but unusual incidents. On the other hand, they felt difficult in open-ended problems, especially when they were asked to provide their own evaluation. On the basis of PBL experiment in this paper, we present one method of successful implementation of PBL and suggest topics which should be studied in the future.

The purpose of this study is to assess gifted students' conceptions about nature of science (NOS). Scientifically gifted students who are expected to be professionals in the future should possess an adequate understanding of NOS that if firm foundation for scientific career. 47 volunteers from the 8th grade gifted science program in Seoul National University Gifted Education Center participated to answer questions inquiring NOS conceptions. Their answers were analyzed and compared to different groups such as non-gifted students and younger gifted students. As a result, gifted students' understanding of NOS appeared to surpass that of non-gifted students in many aspects and it seemed that gifted students formed their NOS view in early ages. The relative weakness in their NOS conceptions was found in understanding of scientific enterprise. Their strong misunderstanding about obstacles that minority people would face in scientific enterprise was noticed, too. They admitted that there has been discrimination in scientific enterprise, but they wrongly believed that outstanding scientists cannot be affected by it. Further studies will be required to probe more.

The purpose of this study was to develop a new test instrument based on AAAS Benchmarks for Science Literacy, to assess k-12 students' progress in understanding nature of science (NOS). A total of 276 items were developed including 33 items for grade k-2, 36 items for grade 3-5, 78 items for grade 6-8 and 129 items for grade 9-12 and they were reviewed for validity and reliability. Key ideas that were the foundation of test items were extended, sophisticated and enriched according to the grade level. The general score of this test represents a student's cognitive state about an understanding of NOS. The result of this test can be expected to give some useful information for follow-up investigations, improving instructional design, and conducting further studies.

This qualitative research describes unique features of seven exemplary science teachers' professional development activities. Description of excellence in effective teachers' professional development efforts will provide some insights into required inservice initiatives and support systems for teachers' professional learning. Exemplary science teachers' professional development activities can be classified into four types: (1) practicing classroom supervision, (2) participating in voluntary communities of teachers, (3) playing instructional leader roles in teacher training programs, and (4) continuing one's studies at a graduate school. One of the common features of these exemplary teachers was that they can both articulate what makes teachers professionals and practice in accordance with their perspectives. These exemplary teachers not only improved their own classroom practices, but also participated actively in various professional communities to share their practical knowledge with their colleagues. The teachers have formed special-interest groups to investigate better ways of science teaching. They also took an active role in teachers' in-service education. Teachers' quality practices lie at the heart of classroom change. However, it's important to remember that there must be a support system that sustains and encourages teachers' initiatives. The implications for the support system to encourage teachers' professional development efforts are discussed.

The Iowa Chautauqua Program has provided effective staff development for over 2,700 K-12 science teachers during the past two decades. This is a review of the features of the program, its instructional staff, and a description of the outcomes as disclosed from evaluative studies conducted by staff, teacher participants, doctoral students, and outside evaluators. Examples of outcomes are included as revealed from the qualitative studies reported in newsletters, published papers, dissertations, annual staff reports, and evidences of success reported to accrediting groups. The Chautauqua stresses student-centeredness, constructivist learning, and the visions of reform featured in the National Science Education Standards.

This is a descriptive study to identify patterns of teacher questioning discourse. Transcripts from Korean secondary science classrooms were examined while extensive review of literature on classroom discourse was carried out. When it is assumed that teacher questioning discourse can be categorized into different patterns by considering together the apparent exchange structures and pedagogical functions, various patterns of teacher questioning discourse were revealed. Although most patterns found illustrate the centrality of the teacher, a few of them are considered alternatives to the typical IRE discourse. A framework for classifying teacher questioning discourse is suggested and its implications for science teacher education and future research discussed.

본 연구에서는 자기 주도적 학습을 위한 웹기반 수준별 학습 자료를 설계 · 개발하고 이를 현장에 적용하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위하여 제7차 교육과정 고등학교 과학10의 ‘일기와 기후’ 단원을 기본 학습자료와 심화 · 보충형 학습자료로 설계 · 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 전통적 수업과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 웹 기반수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 자기 주도적 학습특성 중 자아개념, 학습열성, 미래지향성, 창의성, 자기 평가력에 긍정적인 효과를 나타내었으며 이는 학습자가 주어진 학습체제와의 다양한 교류를 통하여 필요한 정보와 지식을 획득하는 웹 학습의 특성 때문인 것으로 보인다. 웹 기반 수준별 학습이 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 학습능력별로 살펴본 결과, 학습자의 학습능력 수준에는 무관한 것으로 나타났다. 둘째, 웹 기반 수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 나타내었으며 학습능력 수준이 중위이상인 학습자들에게 더 효과적이었다. 이러한 연구의 결과를 고려할 때, 하위수준 학습자들의 학업성취도를 높이기 위해서는 보충학습의 내용을 더 구체적으로 구성하고 경로 면에서 학습자 편의성을 높이는 웹 설계가 필요하다. 셋째, 웹 기반 수준별 학습에 대한 학습자들의 인식 결과를 보면 시각적 효과와 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 학습 경험을 계획하고 필요한 자원을 자신만의 경로로 찾아서 학습하는 자기 주도적 학습이 수준별 학습에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 응답하였다.

이 연구의 목적은 포트폴리오를 과학 수업에 적용했을 때, 학생들의 과학 개념의 조직과 양에 어떤 영향을 주는지를 조사하는 것이다. 경기도 평택시 한 초등학교 4학년 2개 학급을 선정하고 실험반과 비교반으로 나누어, 실험반에는 포트폴리오를 이용한 수업을, 그리고 비교반에는 일반 수업을 실시하였다. 포트폴리오의 적용 효과는, 학생들의 마인드맵을 이용하여 조사하였다. 참여한 학생들은 마인드맵 작성을 위한 기초훈련을 거친 후에 지층과 화석, 열과 물체의 변화 단원을 학습하는 동안 4번의 마인드맵을 작성하였다. 마인드맵을 채점하여, 그 결과를 SPSS를 이용하여 기술통계 분석과 t-검정을 실시하였다. 포트폴리오를 적용한 학급은 비교집단에 비하여 개념의 조직과 양에서 통계적으로 매우 의미있는 긍정적인 차이를 보였다. 결론적으로 포트폴리오를 적용한 학급의 학생들이 그렇지 않은 학급의 학생들보다 개념을 균형있고 위계적으로 조직하고, 학습한 개념의 양도 더 풍부함을 알 수 있다.

이 연구의 목적은 열린교육과 탐구학습을 위한 야외 지질학습장을 개발하고, 야외학습이 과학의 정의적 영역과 학업성취도에 미치는 영향 등을 알아보았다. 야외지질 학습장은 전북 부안군 격포 채석강 일대와 정읍시 내장동에서 순창군 쌍치면에 이르는 방산재 일대를 개발 하였다. 정의적 영역은 과학에 관한 인식, 과학에 대한 흥미, 과학적 태도로 세분해 조사하였고 학업성취도 평가는 25문항을 만들어 사용하였다. 정의적 영역의 세 가지 항목에서 모두 통제 집단이 비교적 변화가 없는데 반해 실험집단은 리커트 척도 2.44에서 2.37(과학에 관한 인식), 3.15에서 3.08(과학에 대한 흥미), 2.91에서 2.74(과학적 태도)로 긍정적인 변화가 있었다. 또한 공변량 분석으로 조정된 점수에서 실험집단이 통제집단에 비해 과학에 관한 인식은 0.12 포인트, 과학에 대한 흥미는 0.15포인트, 과학적 태도에서 0.23 포인트 차를 보이며 더 긍정적이었다. 학업성취도는 공변량 분석으로 조정된 점수가 100점 만점 척도로 실험집단이 통제집단보다 7.68점 높았다.

지구과학 학습 내용들은 교실이나 실험실에서 통제하기 어려운 내용들이 많다. 따라서 이를 극복할 수 있는 하나의 방안으로 가상현실 기술을 도입하여 웹상에서 활용할 수 있는 3D 가상현실 학습프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 701명의 중학교 학생들에게 투입되었다. 그 결과 몰입감을 통한 흥미유발 및 동기유발에 아주 긍정적인 효과가 있었으며, 공간지각 능력 향상에도 큰 도움이 되는 것으로 보여졌다.

1982년 이후 2001년까지 지난 20년간 한국초지학회지에 발표된 논문의 연구동향을 연구대상별, 연구분야별 및 영구영역별로 조사하여 구분해 보면 다음과 같다. 지난 20년간 한국 초지학회지에 발표된 논문의 총 수는 668편이었으며, 연구대상별로 구분해 보면 초지에 대한 연구논문이 20년 평균 18.6%로 가장 높았으며, 다음은 초종으로 오차드그라스가 8.7%, 옥수수가 8.4%, 수수, 수수수단그라스 잡종이 7.1% 순으로 많이 연구되었다. 다음은 알

본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 · 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.

이 연구는 6차 고등학교 공통과학 교과서의 내용 중 온실효과 개념에 대한 본문진술과 제시된 그림 및 도표들을 분석하고 오개념 유발과 관련하여 문제점을 지적하고 그 개선방안을 모색하였다. 과학교과서의 개념진술이 정확하지 않아 학습자들에게 오개념을 유발하거나 재강화 할 가능성이 있는 여러 진술문을 발견하였고 학생의 과학적 개념형성에 부족한 그림이나 도표들도 발견되었다. 이들은 온실효과의 주 역할 기체와 변화, 지구온난화, 에너지원, 실험, 물리적 과정, 온실기체와 관련된 것들이다. 이들 개념진술이나 그림, 도표를 대체할 개선방안들을 제시하였다.

본 연구의 목적은 과학영재들의 과학 지식에 대한 과학철학적 관점을 조사하고, 토론과 읽기 활동에 따른 관점의 변화 양상을 분석하는 것이다. 이를 위해 과학영재 교육프로그램에 참가하는 중학교 2학년 10명을 연구대상으로 선정하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 활동 전 학생들의 과학 지식에 대한 관점은 상대주의(n=2), 반증주의(n=2), 상대주의와 절충주의의 경계(n=1), 반증주의와 절충주의의 경계(n=3), 상대주의, 반증주의 및 절충주의의 경계(n=1), 귀납주의와 절충주의의 경계(n=1)에 위치하는 것으로 나타났다. 이 결과는 대부분의 학생들이 과학 지식에 대한 현대적인 과학철학적 관점을 가지고 있음을 의미한다. 둘째, 토론 및 읽기 활동이 학생들의 과학 지식에 대한 관점의 변화에 영향을 미치기는 하였지만, 일부 문항들에서 귀납주의 항목을 선택했던 학생들은 토론과 읽기 활동에도 불구하고 지속적으로 같은 응답을 유지하는 견고성을 보였다. 이는 전통적 과학철학 관점에서 현대적 과학철학 관점으로의 변화가 용이하지 않음을 시사하는 한 예이다.

이 연구의 목적은 포트폴리오 평가를 일선 초등학교에 적용할 수 있는지를 알아보고, 지역과 성별에 따라 포트폴리오 평가가 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 우리나라 중부 지방의대도시와 중소도시 지역에서 각각 2개 초등학교를, 농촌 지역에서 3개 초등학교를 표집하였다. 표집한 각 학교에서 다시 5학년 2개 학급씩을 표집하였으며, 한 학급은 포트폴리오 평가를 적용한 실험집단으로, 다른 학급은 기존의 수업 방식을 그대로 적용한 비교 집단으로 선정하였다. 한 학년에 한 학급 밖에 없는 농촌 학교는 비슷한 두 학교를 선정하여 한 학교는 실험집단, 다른 학교는 비교집단으로 삼았다. 이 연구에 참여한 총 학생수는 475명이다. 사전 검사와 사후 검사로 과학 성취도 검사, 과학 탐구 능력 검사, 과학 태도 검사를 실시하였다. 일반 학교의 과학 수업에 대한 포트폴리오 평가의 적용 가능성은 비교적 높은 것으로 나타났다. 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에서는 두 집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이가 발견되지 않았다. 다만 탐구 능력과 태도에서 지역에 따라 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었으며, 과학 탐구 능력에서는 지역과 성별, 과학 태도에서는 집단과 지역 사이에 상호작용 효과가 발견되었다. 또한 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학교육에 대한 인식, 과학 직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등에서 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었다. 결론적으로 포트폴리오 평가는 일반 초등학교 과학 수업에서 적용이 가능하며, 기존 교수 학습 방법과 비교하여 과학 성취도 및 과학 탐구 능력에서 비슷한 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학 학습과 관련된 부분에서 의미있는 진전을 보이는 점으로 미루어 포트폴리오 평가를 장기적으로 실시하면 과학 성취도나 과학 탐구 능력에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 구성주의 학습이론의 기초를 이루는 존재론 및 인식론적 신념 등의 철학적 근거에 대한 예비 과학교사들의 이해력을 조사한 것이다. 본 연구의 예비 과학교사들이 참가한 교사양성 프로그램은 구성주의에 대한 다양한 관점들과 일관된 철학적 개념들을 명시적으로 논의 및 검토하였다. 본 교사양성 프로그램은 예비 교사들이 지닌 존재론 및 인식론적 신념들이 과학교사로서의 역할에 주는 시사점에 대하여 반성적으로 생각해 볼 기회를 제공하였다. 4회의 심충 인터뷰를 통하여 얻어진 자료는 각 예비 교사들의 존재론, 인식론 및 교수론적 신념에 있어서의 변화를 추적하는데 사용되었다. 연구결과는 이들 예비 교사들의 존재론 및 인식론적 신념들이 그들의 과학 교수·학습관과 반드시 일치하는 것은 아니라는 것을 보여준다. 어떤 예비 교사들은 관념론과 상대주의자의 관점을 내면화하였지만 그들은 이러한 상대주의 인식론적 관점을 그들의 수업의 실제상황 속으로 통합하고 있지는 않았다. 또한 오류 가능성이 있고 잠정적인 과학 지식의 본성 측면에 있어서는, 본 연구에 참여한 예비 교사들이 지니고 있던 인식론적 신념이 그들의 과학수업에서 교사로서의 역할에 직접적으로 영향을 미치고 있었다. 본 연구결과가 교사양성 프로그램 및 예비 교사들의 철학적 신념변화에 주는 시사점도 논의되었다.