한반도 지질 정보는 공공적 활용을 위한 기초 지식의 토대를 제공하며 역사 과학으로서 지질학의 본성을 배울 수 있는 계기를 마련하므로 과학교육 측면에서 중요성이 크다. 특히 한반도에서 지구조 활동이 활발했던 중생대는 한반 도 지사를 이해하기 위해 매우 중요한 시기이다. 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에 기반한 지구과학II 교과서의 ‘한반도의 지질’ 단원에서 중생대의 지질과 관련된 내용의 신뢰성과 일관성을 분석하는 것이다. 분석 대상은 지구과학II 교과서 4종이고, 분석 범위는 중생대의 퇴적층, 지각 변동 및 화강암류이다. 분석 항목은 분석 범위와 관련된 용어, 시 기, 암석 분포 지역이며, 분석 항목별로 교과서 내·교과서 간 일치 여부 및 과학 지식과 교과서 내용의 일치 여부를 분석하였다. 분석 결과, 중생대 지질 관련 용어, 시기, 암석 분포 지역 측면에서 각각 다양한 불일치 사례가 확인되었으며, 불일치 사례를 중심으로 개선 방안을 논하였다. 한반도 지질 교육의 목표를 달성하기 위해 과학계와 교육계의 협업을 통해 최신 과학 지식과 정합한 교육 자료가 개발될 필요성을 강조하였다.

본 연구는 대학교양교육의 전통적인 교육목표를 넘어서 새로운 사회변화에 대응할 수 있는 교양교육의 필요성과 방향성을 제시했다. 또한 최근 융합문화 시대를 맞이하여 사회적 가치를 실현하기 위한 대학 교양교육의 중요성을 논의했다. 특히 4차 산업혁명 시대로의 전환을 통해 나타난 급격한 사회구조적 변화에 대응하기 위해서는 보편적 규범을 실천하기 위한 학습이 요구된다. 사회과학지식에 토대를 둔 대학교양교육 체계는 현실 사회문제를 해결하고 올바른 가치를 함양시키며, 인간에게 필요한 핵심역량 을 내재화시키는데 중요한 역할을 하게 된다. 공공적 지혜와 시장적 지식으로 각각 대변되는 윤리와 기 술에 기반을 둔 대학교양강좌의 교육목표 실행은 사회구성원들의 삶의 질을 향상시킬 수 있다. 요컨대 사회과학에 기반을 둔 대학교양교육 콘텐츠의 학습은 사람들이 사회적 가치를 실현하는데 크게 기여할 수 있을 것이다.

이 연구는 과학 영재 학생들의 지구계에 대한 지식, 중요성, 과학 동기 사이에 상관 관계를 분석하고 시사점을 얻는데 그 목적을 두고 있으며, 기존에 수행되지 않았던 내용을 다루는 탐색적 연구이다. 연구는 K 대학 부설 과학영 재교육원 소속 중등 융합과학반 학생 93명을 대상으로 지구계에 대한 지식과 중요성, 과학 동기를 분석할 수 있는 설 문지를 투입하고 지구계에 대한 지식과 중요성이 과학 동기에 미치는 영향을 상관분석과 회귀분석을 통해 결과를 도출 하였다. 그 결과, 지구계에 대한 지식은 과학 동기에 상관계수 .656으로 높은 상관을 보여주었다. 반면 지구계에 대한 중요성은 과학 동기와 .387로 다소 낮은 상관이 나왔다. 높은 상관을 보여준 지구계에 대한 지식과 과학 동기의 회귀분석을 통해 그 설명력을 분석한 결과, 과학 동기의 총 변화량의 43%를 지구계에 대한 지식이 설명함을 나타내었다. 분 석 결과를 토대로 지구계에 대한 체계적인 교육 프로그램을 개발하여 과학 영재 학생들의 수업에 적극적으로 활용한다 면 과학 동기의 유발과 함께 학습 동기와 관련된 다양한 시사점을 얻을 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 해류 모식도 그리기를 통해 드러난 중등 지구과학 교사들의 동해 해류에 대한 지식의 변화를 분석하는 것이다. 이를 위해 32명의 중등 지구과학 교사들이 총 6시간의 해류도 관련 학습과 실습 과정을 거쳤으며, 사전과 사후 그리고 지연된 사후 동해 해류 모식도 그리기를 수행하였다. 또한, 작성된 해류 모식도를 수치화 과정을 거쳐 변환하여 이 해류 모식도에서 드러난 참여 교사들의 동해 해류에 대한 지식의 변화를 분석하였다. 동해 해류에 대한 참여 교사들의 사전 지식을 분석한 결과, 해류도에 대한 기초적인 지식은 가지고 있는 것으로 나타났으나, 몇몇 개념에 대해서는 잘못된 지식을 가진 것으로 분석되었다. 3차에 걸쳐 작성된 참여 교사들의 동해 해류 모식도를 분석한 결과, 연수 후 동해 해류 양상에 대한 지식이 증가하는 것으로 나타났으며, 교사에 따른 차이는 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 연수 직후보다는 지연된 사후 단계에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 해류도 실습활동에 대한 사후 설문을 분석한 결과, 참여 교사들은 해류도와 해류 교육의 필요성, 과학적 지식에 근거한 교과서 해류도의 개선을 강하게 인식하고 있었다. 또한, 실습활동에 대해 매우 높은 만족도를 나타내었으며, 내용 지식의 중요성 인식 및 교수 전략과의 연계, 중등 교육과정 개선의 필요, 과학 지식의 본성에 대한 인식 등 다양한 측면에서 실습활동의 의미를 부여하였다. 이러한 결과는 교사의 교과내용학 지식이 효과적인 과학 교수에 중대한 역할을 함을 시사한다.

본 연구의 목적은 초등학교 과학교과서에 나오는 지구과학 지식에 대한 질문을 분석하는 것이다. 교육대학교 교과목 수업에서 과학교과서에 나오는 지구과학 지식에 대한 교사로서의 질문을 조별 활동을 통해 추출하였다. 질문의 종류와 빈도, 그리고 질문의 인지적 배경 출처를 조사 분석한 결과를 토대로 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 지구과학 부문별 질문의 종류와 집중 정도, 그리고 질문의 인지적 배경 출처에 차이가 있었다. 특히 천문관련 부문에서는 다른 부문과는 달리 개별 차시별로 질문 빈도와 집중이 다른 경향을 보이므로 이를 고려한 교수 설계를 할 필요가 있다. 둘째, 인지적 배경 출처로서 '학교' 비율이 가장 높으며, '친구'도 매우 중요한 출처이므로 동료 간 상호작용을 유도하는 협력이 학습에 중요한 요소임을 보여주고 있다. 또한, '인터넷'과 'TV' 같은 대중매체가 '학교'와 비슷한 높은 수준으로 인지적 배경 지식의 출처임을 보여 주고 있어서 이들을 이용한 과학 수업에 대한 고려가 필요하다. 셋째, 차시에 따라 질문의 집중과 종류, 빈도가 다르므로 교사 교육에서 단원별 학습주제에 대한 교육적 접근에서 이를 활용하는 교수방략이 요청된다.

본 연구는 예비 지구과학교사들이 개발한 교정 교수학습자료의 문제점과 개발 과정에 영향을 주는 요소를 찾는 것이다. 이를 위해 전라북도에 소재하는 사범대학 과학교육학부(지구과학전공)에 재학 중인 54명(남자 18명, 여자 36명)으로부터 258개의 교정 교수학습자료를 수집하였다. 이를 분석한 결과 교정 교수학습자료는 개발하는 절차와 예비 지구과학교사들의 선행 지식에 의해 영향을 받고 있었다. 교정 탐색 우선형은 이미 형성된 선행 지식 범위 내에서 자료를 개발하기 때문에 이들이 개발한 자료는 교육과정의 특정 영역에 편중되어 있다. 이에 비해 개념 탐색 우선형은 대부분의 예비 지구과학교사들이 접근하지 못한 영역의 자료를 개발하였다. 올바른 선행 지식을 형성하지 못한 예비 지구 과학교사들은 잘못된 소재를 선택할 뿐 아니라 개념 연결에서도 오류를 범하고 있다. 또한, 대부분의 예비 지구과학교사들이 지질현상에 대한 과학개념을 형성하고 있다고 하더라도 생성과정을 무시하고 소재의 형태만을 주로 고려하고 있다. 그러므로 지질조사 및 고체지구과학 분야에 대한 충분한 학습이 가능하도록 지구과학교사 양성 교육과정에 충실히 반영해야 하며, 이를 바탕으로 예비 지구과학교사들의 지질학적 내용지식, 야외 교수학습 전략, 자료개발 절차 등이 하나의 통합적인 개념으로 형성될 수 있도록 지도할 필요가 있다.

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.

본 연구의 목적은 과학 교과교육학 지식의 본질과 역할이 무엇이며 어떻게 발달하는가를 알아보는데 있다. 구체적인 연구 문제는 첫째, 과학 교과교육학 지식의 본질과 구성 요소는 무엇인가? 둘째, 과학 교과교육학 지식의 가치와 교사의 과학 교과교육학 지식은 어떻게 발달하는가? 이다. 이를 해결하기 위해서 본 연구는 실증적이고 경험적인 데이터에 의한 문제해결보다는 문헌 연구를 통한 접근을 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 과학 교과교육학 지식의 본질은 첫째, 교사 개인이 특정한 과학 수업 상황 속에서 과학 교과를 가르치는데 사용하는 과학의 내용 지식과 과학 교수방법 지식의 합성체를 의미하는 것이다. 둘째, 교사 자신이 가지고 있는 교수를 위한 독특한 지식체로서 과학 교사 전문성의 요체가 되며, 자질 있는 과학 교사가 갖추어야 할 가장 핵심적이고 필수적인 사항이다. 셋째, 어떤 특수한 상황에서 특수한 내용을 어떻게 가르치느냐에 관한 지식으로서 이것은 각 교사마다 독특하게 구성된 지식 체계에 따라 달라진다. 과학 교과교육학 지식의 구성 요소는 과학 교수에 대한 지향, 과학 교육과정에 대한 지식과 신념, 특수한 과학 주제에 대한 학생들의 이해에 관한 지식과 신념, 과학에서 평가에 관한 지식과 신념, 과학 교수를 위한 수업전략에 관한지식과 신념이다. 과학 교과교육학 지식의 발달은 교과 내용에 대한 개념적 지식이 충분히 형성되어야 하며, 이 내용 지식을 실제적인 교수 경험을 통하여 반복적으로 사용함으로써 발달한다.

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.

교육이론과 실행 간 격차는 오래전부터 논의되어 왔으나, 본 연구에서는 이론과 실행 간 관계속에서 이론의 역할에 대한 논의가 충분하지 않다고 판단하였다. 이에 이론의 영역을 과학교사의 내용 지식(SMK: Subject Matter Knowledge)과 교수내용지식(PCK: Pedagogical Content Knowledge)에 한정하여, 이와 관련된 기본 개념을 재구조화하고자 하였다. 이를 위해 문헌연구를 기반으로 연구문제와 관련된 내용을 정리하고, 가설적 제안과 가설 검증을 위해 필요한 실증적 연구도 함께 제안하였다. 첫째, 교과 내용 지식을 학생이 알아야 할 지식과 상위지식으로서 교사가 알아야 할 지식으로 나누고, 교사가 알아야 할 상위지식의 유형을 제시하면서, 이러한 상위지식이 교사의 수업 실행과 연결되기 위해서는 상위지식도 학생지도를 위해 직, 간접적으로 역할을 할 수 있어야 한다는 점을 강조하였다. 둘째, 심리학의 체화된 인지(embodied cognition) 이론에 기초하여, 교사의 지식이 상황에 맞추어 적절하게 변형되면서 즉각적으로 실행되려면 체화된 PCK (embodied PCK) 개념이 필요하다는 점을 제안하고, 체화된 PCK의 특징과 과학교사의 수업 실행에서 이것이 어떠한 역할을 하는지 논의하였다. 마지막으로 PCK와 체화된 PCK를 포함하여 이론 과 실행 간 관계를 강조하는 새로운 PCK 모델을 제안하고, 그 특징을 논의하였다. 본 연구에서 제시한 논의와 가설적 제안 및 실증적 연구의 제안은 이론과 실행 간 관계 속에서 이론의 역할과 기능에 대한 보다 깊은 이해에 도움을 줄 것으로 기대되며, 나아가 이론과 실행 간 조화를 위한 기반을 제공할 것으로 기대한다.

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 교재연구 및 지도법 수강과 학교현장실습 전후의 예비 생물교사의 과학 교수 지식과 과학 교수 효능감 수준의 변화를 연구하였다. 약 9개월에 걸친 연구기간동안 사전검사와 두 차례의 사후검사를 통해 분석하고, 학교현장실습을 기점으로 이 변인들이 어떻게 변화하는지에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 교재연구 및 지도법 수강 전과 후 사이에는 과학 교수 지식 수준과 과학 교수 효능감에 통계적으로 의미 있는 향상이 나타났으나 학교현장실습 후에는 과학 교수 지식과 과학 교수 효능감 모두 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 과학 교수 지식의 세부항목 중 ‘교수요목 및 효율적 과학 프로그램에 대한 이해’, ‘학생들의 과학적 탐구능력에 대한 이해’, 그리고 ‘정의적 영역에 대한 이해’에서는 그 수준이 저하되어 예비 과학교사의 특화된 교수지식 향상을 위한 구체적인 처방 또는 관련 경험의 제공이 필요함을 나타냈다. 예비 교사들은 현장실습 기간 동안 작성한 반성적 일지에서 구성주의 수업 실행의 어려움, 학생과의 상호작용의 어려움 그리고 학생들의 수업 참여 유도의 어려움 등을 나타냈다. 본 연구의 결과는 추후 효과적인 학교현장실습을 위해서 예비 과학교사들에게 어떤 경험을 제공해야 하는지에 대한 설계 방향성을 도출하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구의 목적은 과학 통합교육의 적용 효과에 대한 메타분석을 실시하여 과학적 지식 획득, 과학탐구능력 습득, 과학에 관련된 태도 형성에 미치는 효과를 밝히는 데 있다. 2000년 1월부터 2010년 10월까지 온라인데이터로 구축되어 있는 국내의 과학 통합교육에 대한 학위논문과 저널 중에서 효과크기를 계산할 수 있는 자료가 포함된 양적연구를 대상으로, 연구물의 특성을 파악하여 코딩기준에 따라 코딩하고 효과크기 공식을 적용하여 60편의 논문으로부터 84개의 효과크기를 구했다. 분석 결과 첫째, 과학 통합교육은 학생의 과학적 지식 획득, 과학탐구능력 습득, 과학에 관련된 태도의 형성에 모두 긍정적인 효과가 있으며, 과학탐구능력 습득에 가장 효과적인 것으로 나타나났다. 둘째, 통합유형별로 나누어 보면 내용(교과)중심 통합 방법이 가장 큰 긍정적인 효과를 가지며 주제(소재)중심 통합 방법과 문제해결중심 통합 방법도 긍정적인 효과를 가진다. 셋째, 통합교육의 유형과는 대조적으로 학교급간의 통계적으로 의미 있는 차이가 없는 것으로 나타났다. 국제적인 맥락에서 과학교육의 통합적 시도에 대한 비교 연구가 필요하고 이러한 분석은 과학교육의 통합적 접근에 대한 연구와 실천에 기여할 것이다.

이 연구의 목적은 과학고등학교 학생들이 일정기간의 지속적인 학습프로그램 경험을 통해 그들의 가설지식 생성능력과 설명경향이 생물학자와 비교하여 어떻게 달라지는지 그 변화 양상을 분석하고 규명해 보는 것이다. 연구를 위하여 남부권 소재 과학고등학교 학생 14명과 생물학자 7인을 선정하였다. 학생들의 경우, 7명씩 실험집단과 비교집단으로 나누고 실험집단은 12주에 걸쳐 주 1회씩 생물학 가설에 관련된 지식생성형 학습프로그램을, 비교집단은 지식수용형 학습프로그램을 경험하게 하였다. 학습의 전과 후에 미리 제작된 생명현상에 관한 측정과제로 생성한 가설에 대한 설명경향과 가설생성능력을 파악하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1) 과학고등학교 학생들은 두 집단 모두 사전-사후 변화 없이 설명대상을 분할하지 않고 가설을 생성하며, 2) 실험집단의 경우 사후에는 다차원적 설명자를 사용하는 변화를 보이나 비교집단은 그렇지 못했다. 3) 또한 실험집단은 사후에 현상적 설명자 뿐만 아니라 생물학자들처럼 이론적 설명자를 사용하는 빈도가 증가되는 것으로 나타났으며, 4) 설명자의 유사도 역시 증가된다. 이러한 결과는 지속적인 지식생성형 학습프로그램의 경험을 통해 학생들의 가설설명경향이 과학자와 유사한 형태로 변화되어갈 수 있고, 지식수용형 학습의 경험만으로는 학생들의 가설설명경향 및 가설생성능력의 변화를 유도하기 어렵다는 것을 시사해 주고 있다.