본 연구는 초등학교 과학수업을 위한 ICT 활용 수업모듈의 개발과 그 효과를 알아보고자 하는 연구이다. 연구의 결과, 첫째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 과학 학업성취도를 향상시키는데 효과적이었다. 둘째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 자기주도적 학습특성을 향상시키는데 효과적이었다. 특히, 자기주도적 학습특성의 하위요소인 개방성, 자아개념, 솔선수범, 미래지향적 자기이해, 창의성, 자기 평가력에 대해서 향상을 보였다. 그러나 자기주도적 학습특성의 하위요소인 학습열성, 책임감에서는 향상된 효과를 보이지 않았다. 셋째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 창의성을 향상시키는데 효과적이었다. 이를 세부적으로 보면, 창의성의 하위요소인 유창성, 독창성에서는 향상을 보이고 있으나 융통성에서는 효과를 보이지 않았다.

초등학교 지구과학 학습내용에서 지진학습은 학생들이 직접 체험하기 힘든 내용이다. 따라서 이러한 내용을 효율적으로 학습하기 위해서 학생들의 흥미와 특성에 맞게 애니메이션 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈을 ICT 교수 · 학습전략에 맞게 ICT 활용수업을 실시함으로써 학습의 효과를 거두고자 하였다. 개발된 애니메이션 모듈은 35명의 초등학생들에게 투입하였다. 그 결과 애니메이션 모듈을 적용한 수업이 학생들의 과학적 태도에 향상이 있는 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 초등학교 화산 수업에서 학생들이 유의미 학습을 통해 성취도 향상을 이룰 수 있는 수업 전략의 한 방법으로 개념도 활용의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 1개 초등학교 6학년 2개반 학생 80명의 학생들이 본 연구에 참가하였으며, 전통적인 수업방법으로 수업을 한 통제집단과 개념도를 수업에 활용한 실험집단으로 나누어 개념검사지를 통한 학생들의 화산 개념의 성취도 분석 및 개념도 수업 전략의 활동에 따른 정량적, 정성적 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 전통적인 수업을 받은 집단과 개념도를 수업에 이용한 집단 사이의 성취도 평가에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 개념도를 활용한 수업이 효과적임을 보였다. 둘째, 수업 후 중 · 하위그룹간의 개념성취 수준에 있어서 통계적인 차이를 보이지 않았으나, 상 · 하, 상 · 중위 그룹은 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 즉, 개념도 수업이 상위그룹보다는 중 · 하위 그룹에게 보다 큰 효과가 있었다. 셋째, 개념도 수업이 진행됨에 따라 관계, 위계, 연관, 예의 범주에 있어서 교재 내용의 개념을 구조화하는데 학생들이 능숙해짐을 보였다.

이 연구는 서울 지역 소재 3개 초등학교 103명의 4학년 학생들을 대상으로 사회적 구성주의 교수학습모형을 적용한 후 학생들이 가지는 개념의 변화를 분석하였다. 특히, 사회적 구성주의 교수학습모형의 개념원도 활용 수업 전후 학생들의 개념 변화를 지필고사로 평가, 조사하였다. 103명을 대상으로 개념원도를 도입한 수업을 1개월 동안 실시한 전후 지필고사를 실시하였다. 연구결과에 따르면, 개념원도를 적용한 수업은 유의미하게 학생들의 개념을 신장시킨 것으로 나타났다. 결론적으로, 개념원도를 적용한 사회적 구성주의 교수-학습모형은 진단평가, 형성평가에 도입할 가치가있는 것으로 고찰되었다.

본 연구의 목적은 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달이 교수 실제와 교수 효능감에 어떤 영향을 미치는가를 알아보는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위한 연구 문제는 첫째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달과 과학 교수 효능감은 어떤 관련성이 있는가? 둘째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 셋째, 교사의 과학 교수 효능감 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 이다. 이를 해결하기 위해서 53개 공립 초등학교에서 120명의 교사를 표집하여 과학 교과교육학 지식 측정 도구와 과학 교수 효능감측정 도구를 투입하였고, 수업 관찰과 면담을 통하여 데이터를 획득하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들의 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감은 경력이 많을수록 점차 증가하며, 학력이 높을수록 발달한다. 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감의 상관분석 결과 둘 사이에 높은 상관 관계가 있었으며 통계적으로도 유의미하였다. 둘째, 과학 교과교육학 지식이 높은 교사의 수업 실제의 특징은 교사가 가지고 있는 과학 교과교육학 지식을 충분히 활용하고 있었으며 수업 전체에 대한 자신감을 가지고 있었다. 셋째, 과학 교수 효능감이 높은 교사의 수업 실제의 수업의 초기에 수업 목표와 학습 문제를 학생들에게 정확하게 인식시키려고 노력하며 수업의 각 과정에도 재인식시키는 특징이 있다. 자기의 과학 수업에 대한 상당한 자신감이 있고 내용에 대한 지식뿐만 아니라 수업에 관련된 그 외의 분야에도 지식이 풍부한 공통점이 있다.

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 연구에서는 미래유망직업을 활용한 초등학교 과학수업이 초등학생의 과학에 대한 태도 및 진로발달에 미치는 효과에 대해 연구하기 위해, 미래유망직업을 활용한 수업을 실시한 후, 초등학생의 과학에 대한 인식, 흥미 및 진로 발달에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 수업에 활용한 미래유망직업은 2014년 미래창조과학부가 과학기술인재 진로지원센터를 통해 발표한 과학기술분야 미래유망직업과 한국직업능력개발원에서 발간한 미래의 직업세계(2014) 및 미래의 직업세계- 해외직업편(2015)를 토대로 선정하였으며, 초등학교 과학과 교육과정과 연계하여 적용할 수 있는 직업 및 단원을 선정하여 총 12차시의 수업을 실시하였다. 각 차시의 수업 단계는 권난주(2006)가 발표한 과학자에 대한 인식변화 과정으로 과학 꺼내기, 과학 깨닫기, 과학 친하기, 과학 꿈꾸기의 총 4단계이며, 연구를 통해 개발한 수업을 경기도 소재 G초등학교 6학년 학생들을 대상으로 적용 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 미래유망직업을 활용한 초등학교 과학수업은 학생들의 과학에 대한 인식 및 흥미에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 미래유망직업을 활용한 과학수업은 초등학생의 진로발달에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 다문화 교육과정의 목표 및 과학교육 내용표준을 준거로 한 분석 기준을 개발하고, 다문화 맥락을 고려한 과학과 교육과정 분석 기준에 따라 캐나다 온타리오 주 2007 과학과 기술 교육과정 및 한국의 2009 개정 ‧ 2015 개정 과학과 교육과정을 대상으로 초등학교 3~6학년의 과학 과 교육과정을 비교 ‧ 분석하였다. 개발한 분석 기준의 가로축은 다문화교육 통합의 접근의 4단계 인 기여 단계, 첨가 단계, 변형 단계, 사회 활동 단계로 구분되었으며, 세로축은 상황, 내용 요소, 성취기준 및 하위 요소로 구성되었다. 이 분석 항목에 근거하여 두 국가 교육과정 간의 비교를 수 행하였고, 과학과 교육과정의 목표, 교육내용 및 내용체계, 성취기준, 평가계획, 교수‧학습 방법 및 유의사항에서 다문화 맥락이 반영된 혹은 고려될 수 있는 사례를 찾아 사회 ‧ 문화적 배경과 다문 화 과학교육 관련 문헌에 근거하여 장단점과 개선 방안을 모색하였다. 온타리오주 과학과 기술 교 육과정에서는 학습자의 배경적 다양성을 존중하고 새로운 학습 환경에의 적응을 지원하는 방안과 상호문화교육의 관점에서 과학을 지도하도록 지침을 주고 있었다. 국내 과학과 교육과정에서는 다 문화 과학교육의 중요성이 명시되지 않았지만, 다양성을 존중하는 학습 자료나 다양한 사람들이 과학 활동 및 직업에 참여하고 있음을 보여주는 방향으로 개선되고 다문화 과학교육의 명확한 방 향과 관점을 설정할 필요가 있다. 본 연구의 결과는 다문화 가정의 학생과 주류 집단 학생을 함께 지도할 수 있는 과학과 교육과정의 개발 혹은 재구성, 교육내용 개선에 도움을 주는 자료로서 활용 될 수 있다.

본 연구는 세 명의 미국 초등학교 선생님들이 문화와 언어가 다른 도심지 저소득층 학생들을 위한 과학 수업 구성함에 있어서 어떻게 여러 가지 상황에 대한 지식이 영향을 미치는지에 대한 사례연구이다. 도심지 저소득 학생들을 위한 각 교사의 세부적인 교육적 결정과 여러 가지 당면 한 상황 간에 역동적인 상호작용을 이해하기 위해 “상황에 대한 교사지식”에 관한 이론적 분류틀 이 제안되었다. 본 연구의 방법은 다중 사례연구로 각 교사에 대한 연구가 독립적인 사례로 제시 되었다(Merriam, 2001). 교실 관찰 기록과 인터뷰 전사 자료가 주요 연구 데이터로 사용되었으며 해석학적 질적 분석 방법을 통해 분석되었다. 본 연구의 결과는 교사들이 가지는 학생들의 과학 용어 이해의 부족과 같은 학생 상황에 대한 이해와 국어가 강조되는 학교 교육과정과 같은 외부 상황에 대한 이해가 비슷할지라도 각 교사의 실제적인 수업에는 큰 차이가 있음을 보여 준다. 특 히 각 교사의 내부적 상황 지식(knowledge of internal context)이 각 교사가 교수법적 결정과 실 제에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다. 본 연구결과는 교사가 문화 반영적 과학 교수법 (culturally relevant science teaching practices)에 대한 이해 부족의 문제점을 보여준다. 마지막으 로 연구 결과에 근거하여 도심지 빈민 다문화 학생을 위한 초등과학교육에 대한 제언을 기술하 였다.

본 연구는 해양생물이 살아갈 수 있는 환경을 조성하고 채집한 생물을 직접 기르고 관찰하 는 STEAM 프로그램을 개발하고 적용함으로서 초등학생의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결 력 및 과학적 태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 해안 조간대 조수 웅덩이에서 쉽게 찾아 볼 수 있는 ‘해양생물’을 소재로 STEAM 프로그램을 개발한 후 J도 소 재 H초등학교 6학년 학생을 대상으로 적용하였다. 실험 집단과 비교 집단으로 나누어 본 연구 에서 개발한 STEAM 프로그램과 전통적 방식의 일반 수업을 각각 적용한 결과, 과학 탐구 능 력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에서 실험 집단이 비교 집단보다 유의미하게 향상되었 다. 따라서 본 연구의 해양생물을 학습 소재로 활용한 STEAM 프로그램은 학생들의 해양생물 에 대한 관심을 향상시킴은 물론 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도 향상에 효과를 나타내어 앞으로 지역 특성이 있는 학습 자료를 활용한 STEAM 프로그램 개발이 요 구된다.

교과도서는 국가적인 수준에서 가르쳐야 할 교육내용을 제시한 것으로 교육과정의 목표와 내용을 구현하는 하나의 학습 자 료이다. 본 연구에서는 현 초등학교 과학교과서를 중심으로 국내의 사례분석과 편집디자인 구성 요소에 따라 현황을 분석 하고 개선방안을 제시하는데 목적을 두었다. 연구를 통해 교과서를 이용하는 학습자들의 학습의 동기를 유발하고 학습의 교과를 돕기 위하여 본 연구를 시행하였다. 더 나아가 앞으로 교과서 편집디자인을 하는데 있어 도움이 될 수 있는 방향을 제시하고자 연구자가 밝혀낸 현교과도서의 개선방안을 아래와 같이 제안한다. 그 결과 워드 중심의 과학의 원리를 쉽게 알 수 있도록 학습이 진행되어야 한다. 이는 틀에 박혀있는 교육에서 벗어나 학습 자가 스스로 학습하면서 창의력을 발휘할 수 있는 기회를 제공할 것이며, 어떤 사건이나 학습내용을 시간에 따라 차례로 배열해야 한다. 이는 암기식 교육에서 벗어나 자연스럽게 학습내용을 습득하는데 도움을 줄 것이다. 또한 디자인 구성체계는 다양한 서체사용을 지양함으로서 보통 고딕체와 명조 기타로 유지하여 학생이 학습에 몰입할 수 있도록 유도하는 것이 중요하며, 무분별한 그래픽적 요소들을 지양해야 한다. 스토리진행이나 컨셉상 사용은 흥미 유발에 적절하나 무분별한 만화나 템플릿의 사용은 자칫 과학을 흥미위주로만 접하게 되어 고학년 학습에 적응하기 어려울 수 있 음을 간과해서는 안 된다.

본 연구에서는 부산지역 초등영재들의 과학관에 대한 경험과 신설될 국립부산과학관에 대한 기대와 전시·체험주제에 대한 욕구를 알아보고자 하였다. 이를 위해 초등수학·과학영재들이 전 국의 국립종합과학관과 부산지역 과학관을 방문한 횟수와 경험을 조사하였다. 그리고 국립부산 과학관에 대한 기대와 바라는 전시·체험주제를 분석하여 초등영재교육에 시사점을 주고자 하 였다. 연구 결과 국립종합과학관의 방문경험은 63.8%로 이들의 평균 방문율은 1.6회였으며, 과 학관에 대한 만족은 높으나 거리에 대한 제약이 크게 나타났다. 설문에 참여한 모든 초등영재 들이 부산지역 과학관을 2번 이상 방문 하였으며, 평균 방문 횟수도 6.2회였지만 이는 상대적 으로 가까운 거리가 주는 이점과 과학관에 대한 관심의 영향인 것으로 분석되었다. 한편 부산 지역 과학관의 낙후된 시설과 단조로운 전시물에 대한 불만도 높게 나타나 개선이 필요한 것 으로 보인다. 초등영재들은 국립부산과학관이 다른 과학관과 차별된 체험을 할 수 있기를 바라 며 과학관련 지식을 통해 창의력과 상상력을 키워줄 수 있는 곳이 되기를 원하였다. 시사점으 로 앞으로 신설될 국립부산과학관은 초등영재들의 과학과련 체험욕구를 충족시킬 수 있어야 하며, 지역화를 강조한 해양·수산 전시와 체험에만 치우치지 않아야 하고, 학교 밖 과학교육의 내용이 들어가 있는 과학관이 되어야 할 것이다.

이 연구는 초등과학의 작은 생물 내용에 대해서 5E 학습모형 기반 디지털교과서를 개발하고 적용해보는 사례 연구이다. 디지털교과서의 저작도구는 iBooks Author를 사용하였다. 개발된 디지털 교과서는 작은 생물에 대해서 구조적 및 생태적 특징을 제공하고 있다. 또한 이 디지털 교과서는 상호작용이 가능한 멀티미디어 위젯을 기반으로 개발되었다. 개발된 디지털교과서는 학생과 교사들을 대상으로 교과내용, 플랫폼, 사용자 만족성 등의 범주에서 평가를 실시하였으 며, 대체로 긍정적인 평가를 얻었다.

본 연구는 상추 기르기 과학 탐구 프로그램을 초등학교 재량활 동시간에 적용하여 저학년과 고학년의 기초탐구능력에 미치는 영 향을 알아보고자 수행되었다. 이를 위하여, 초등학교의 2, 5학년 각 1개의 학급씩 실험군과 대조군으로 나누었고, 실험군에는 재량활 동시간을 활용하여 상추 기르기 과학 탐구 프로그램이 제공되었다. 실험군의 상추 기르기 활동에 기초한 원예-과학 통합프로그램 시 행 후, 저학년과 고학년 모두 기초탐구능력 총점이 사전보다 각각 3.89, 1.76으로 증가하였고, 저학년이 고학년과 비교하면 2.13점 더 향상되었다. 저학년의 기초탐구능력 하위 요소별 사후 검사 결 과, 대조군은 관찰을 제외한 분류, 측정, 추리, 예상에서 유의차 없 이 향상되었으나, 실험군은 사후 검사결과 관찰, 분류, 측정, 추리, 예상 모든 탐구요소에서 유의하게 향상되었다. 고학년의 기초탐구 능력 하위 요소별 사후 검사 결과, 실험군은 분류와 추리 영역에서, 대조군은 분류 영역에서 유의한 증가가 나타났다.

본 연구는 식물재배 경험이 적고 실습재료의 준비 및 유지, 관리에 어려움을 느끼는 초등학교 교사들이 5학년 1학기 식물의 구조와 기능 단원 실험 실습에 보다 용이하게 접근하면서 교육효과를 높이기 위한 교구 개발을 위한 기초자료를 수집하기 위하여 수행되었다. 수업을 수행하는 교사가 대부분 더 많았으나 뿌리의 구조와 하는 일 단원의 당근 활용 실험 실습은 수행하지 않은 교사가 더 많게 나타났다. 재료의 준비는 학생들에게 가져오게 하거나 학교에서 일괄 구입하였고, 개별 실험보다는 4명의 모둠으로 실험을 진행하였다. 가장 많이 지적된 어려움으로는 식물 구입 및 구비, 실험 결과 재현으로 나타났다. 식물의 구조와 기능에 관련한 교구개발 및 공급에 대한 고려는 교사들이 경험하는 실습수업의 문제점을 해소하고 이를 통하여 실습수업의 생략 및 축소를 막아, 교사 및 학생의 식물에 대한 친숙도를 높이면서 궁극적으로 교육의 효과를 높이는데 기여 할 것으로 사료된다.