이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학 기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지 구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석 (two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수 준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.

이 연구에서는 과학사를 활용한 교수-학습 자료를 개발하고 교육 현장에 적용하여 과학 학업 성취도와 과학과 관련된 태도에 미치는 효과를 중학생의 성취수준에 따라 조사하였다. 여중생 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에서 대하여 과학사 활용 수업, 통제 집단에 대하여 전통적인 수업을 실시하였다. 과학사 활용 수업에서는 필수 학습요소와 관련된 과학사를 다양한 방법으로 학생들에게 소개하여, 학습자의 흥미와 STS인식을 유도하였다. 과학사 활용 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 태도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 과학사 활용수업은 과학 학업 성취도에서는 상위권에게 유의미한 효과가 나타났으며, 과학과 관련된 태도에서는 상, 중위권에서 긍정적인 효과를 보였다. 이와 관련하여 학습자의 수준을 고려한 교수-학습 자료와 수업 모형 개발은 과학사 활용 수업에 도움을 줄 수 있다.

본 연구에서는 과학 교과에 적합한 웹기반 프로젝트 수업과정을 설계하고 이를 수업 현장에 적용하여 중학생의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 미치는 효과를 조사하였다. 웹기반 프로젝트 학습에서 학습자는 과제를 수행하기 위하여 웹을 활용하여 정보를 교수자, 학습자를 비롯한 여러 사람과 교환하였다. 남녀 공학의 중학교 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에 대하여 웹기반 프로젝트 수업, 그리고 통제 집단에 대하여는 전통적인 수업을 실시하였다. 웹기반 프로젝트 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 긍정적인 효과를 가져왔다. 이러한 웹기반 수업은 학업 성취 수준별 비교에서 특히 상위 집단의 학업 성취도를 향상시키는 데 효과적이었다. 또한, 웹기반 프로젝트 수업은 과학 교과에 대한 흥미 유도를 통하여 여학생들의 성차에 대한 부정적인 인식을 해소함으로써 과학학습 태도 향상에 유의미한 효과를 주었다.

본 연구의 목적은 천문영역에서 STAD 모형의 협동학습이 고등학생들의 학업 성취도와 과학적 태도에 미치는 영향을 밝히는데 있다. 본 연구의 또 다른 목적은 천문영역에 있어서 향상 점수에 근거한 협동 학습과 교사 주도로 수업이 이루어지는 전통적 학습 사이의 영향을 비교해 보는 것이다. 본 연구는 인천시 소재 일반계 고등학교 1학년 남학생 2개 반을 대상으로 하였다. 협동학습 집단의 학생들은 협동학습 방법으로 주당 4시간씩 4주 동안 수업을 받았다. 협동학습을 받는 동안에 학생들은 매주 ‘태양계 탐사와 별’ 단원에 대한 형성 평가를 받았다. 그 결과, 위의 두 가지 접근 방법은 학생들의 천문학적 지식에 있어서 상당히 다른 영향을 주었으며, 학생들이 전통적인 학습방법보다는 협동적인 학습방법에 보다 긍정적인 과학적 태도를 취하는 것을 보여주고 있다. 결론적으로 협동 학습은 천문학적 지식의 학습과 과학적 태도에 있어서 전통적인 학습보다 보다 효과적이고 긍정적인 것으로 나타났다.

이 연구의 목적은 중학교 2학년 물의 순환과 일기의 변화 단원에 대해 STS의 한 방법인NIE 수업자료를 개발하여 학생들에게 처치한 후, NIE가 학업 성취도와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 조사하고 학습 방법과 학생들의 학업 능력 수준간의 상호 작용 효과를 알아보고자 하는 것이다. 연구대상은 서울시 동작구에 소재한 여자 중학교 2학년 4개 반을 임의로 선정했고, 학급별로 실험집단과 통제집단에 2학급씩 무작위로 배치하였다. 실험 집단에서는 교사가 관련 개념을 6차시동안 간략하게 강의하고 나머지 7차시동안 개발한 NIE 수업자료로 수업하였고, 통제 집단에서는 전통적인 교과서 위주의 강의식 수업을 하였다. NIE 수업은 Iowa Chautauqua Program에서 활용한 문제로의 초대, 탐색 , 설명, 해결방안의 제시 단계에 따라 진행하였고, STS 학습 지도 전략 중 과학에서 출발하는 접근법으로 프로젝트학습, 토픽학습, 낱말 맞추기 퍼즐 등의 NIE 수업자료를 개발 활용하였다. 학업 성취도 검사 도구는 차시별 수업 목표를 고려하여 연구자가 개발하였고, 과학 관련 태도 검사 도구는 TOSRA의 7가지 영역 중 두 영역, 즉 과학의 사회적 의미와 과학에 대한 흥미적 관심에 해당하는 20문항을 사용하였다. 연구 결과에 의하면, NIE 자료를 활용한 수업이 교과서 위주의 전통적인 수업에 비해 학생들의 학업 성취도를 향상시키는데 효과적이었다(P〈.01). 또한, 과학과 관련된 학생들의 태도 변화에 있어서도 실험집단이 통제집단보다 통계적으로 유의미한 성취도의 우위를 보이는 것으로 나타났다(P〈.01). 학습 방법과 학생들의 성취 수준간의 상호 작용 효과를 알아본 결과 학업 성취도와 과학에 대한 흥미적 관심의 경우에는 주목할 만한 상호 작용 효과는 나타나지 않았으나, 과학의 사회적 의미에 대한 태도에 있어서는 NIE 수업 방법이 전통적인 수업 방법에 비해 하위 집단의 태도를 보다 더 긍정적으로 함양시킨 결과를 유도했다.

본 연구의 목적은 STS프로그램을 적용한 수업이 학생들의 과학에 관련된 태도와 과학학습성취도에 미치는 효과를 분석하는데 있다. 연구 목적에 따라 고등학교 3학년 학생들을 실험집단과 통제집단으로 나눈 뒤, 약 6주 동안 실험집단은 본 연구자가 개발한 STS 프로그램을 사용하여 수업을 실시하고 통제집단은 강의 중심의 전통적 수업을 실시하였다. 연구 결과 과학에 관련된 태도에 있어 실험집단이 통제 집단보다 더 긍정적인 방향으로 태도가 향상되었고, 과학학습 성취도에 있어서도 실험집단이 더 높은 성취도 향상을 나타내었다.

This study investigated the effects of variations in the kinetic structure on the science knowledge acquisition and analyzed the kinetic structure of a sience classroom communication. According to the rationale of the kinetic structure theory, a communication with high structure would facilitate greater knowledge acquisition than that with low structure. To testify that hypothesis, a modified non-equivalent pretest-posttest control group design was used. Four classes(8th grade), two classes for each sex, were selected. On the topic of 'Moon and Macs', two tape-recorded lessons differing in the kinetic structure were developed. Each lessons played 14 minutes long. One of them was high structure(B￣₁ = 0.48) and the other was low structure(B￣₁ = 0.19). The results showed that the students with high structure lesson achieved greater than those with low structure lesson(F = 7.03, p $lt; .01). But when the results were analyzed by sex, only boy students' achievement showed a significant difference between low and high structure groups(F = 9.54, p $lt;.01). The results of this study suggest that a high structure communication will facilitate the science learning in the case of boy students. On the other hand, an actual classroom communication on the topic of `Moon and planets' was tape-recorded from a middle school science class(9th grade) and lasted 45 minutes long. It was analyzed by Anderson's and Kim's methods of the kinetic structure analysis. The grand mean fundamental coefficient of the whole communication was 0.20, and the grand mean weighted coefficient was 0.84. This communication showed high mean progression density(D￣s= 0.88 with (NAC)￣=1.14). Thus, in general, this verbal communication had low structure and high progression. Therefore, it can be concluded that this classroom communication will give the students some difficulties in their learning.

본 연구는 상자텃밭을 활용한 식물 재배·관찰 활동이 초등학교 학생들의 과학흥미도와 사회성, 학업성취도에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 서울 소재 초등학교의 3학년 1개 반에 엽채류용 상자텃밭은 학생 1인당 1개씩, 근채류와 과채류용 상자텃밭은 5명으로 구성된 6개 모둠에 각 2개씩 제공되었고, 상자텃밭은 심지관수 용기로 제공되었다. 상자텃밭 활동은 담임선생님이 재량활동 수업 시간에 진행하였다. 30명의 학생들이 실험군으로 상자텃밭 활동 수업을 받았고 28명의 3학년 학생들이 대조군으로 참여하였다. 상자텃밭 활용 유무에 따른 집단 내 과학 흥미도는 상자텃밭 활동을 한 실험군에서 과학 흥미도 총점이 유의하게 증가하였고, 하위영역인 ‘과학에 대한 흥미’도 유의한 증가를 보였다. 또한 상자텃밭 활동을 수행 한 실험군이 대조군보다 과학흥미도 총점과 ‘과학 활동에 대한 흥미’ 점수가 유의하게 높게 나타났다. 사회성에서는 실험군의 총점과 ‘근면성’, ‘책임감’, ‘준법성’이 사전에 비해 사후에 유의하게 증가한 반면, 대조군에서는 ‘준법성’이 오히려 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 학업성취도는 실험군과 대조군 모두 활동 전에 비해 후에 유의하게 증가하였으나, 실험군과 대조군 간의 차이는 나타나지 않았다.

본 연구의 목적은 최근 5년간 중학교 3학년을 대상으로 실시된 국가수준 학업성취도 평가 문항을 지구과학 영역을 중심으로 3차원 과학 평가틀을 활용하여 분석해 보았으며, 그 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 내용 영역의 분석 결과는 ‘에너지’, ‘물질’, ‘생명’, ‘지구’의 문항수가 고르게 출제 되었다. 지구(지구과학)영역을 단원별로 분석한 결과는 ‘지구와 별’이 가장 출제가 많이 되었으며, ‘태양계의 운동’이 가장 출제 빈도가 낮았고, 내용에 따라서 출제 빈도의 차이를 보이고 있었다. 둘째, 행동 영역의 분석 결과, 지식 범주가 탐구의 범주보다 높게 나타났으며, 지구과학 영역의 분석 결과도 과학 영역과 큰 차이가 없었다. 셋째, 상황 영역의 분석 결과, 탐구 상황 4개 범주 중 순수 과학적 상황이 가장 높았다. 본 연구는 이들 분석 결과를 토대로 2007 개정 교육과정 지구과학 목표의 도달정도를 확인하는 2012학년도 국가수준 학업성취도 평가의 개선 방향을 제시하고자 한다.