In this study, we investigated the difference in the affective characteristics between science-gifted students and general students through the positive experiences about science (PES) index. We also explored ways to apply the characteristics of gifted classes suggeseted by the teachers of this study, which had a positive effect on science-gifted students, to general science classes. For this study, a PES survey was carried on middle school science-gifted students enrolled in the gifted education center in the central region and general middle school students in the same area who had no experience in gifted education. Based on the survey result, we conducted in-depth interviews with teachers, having teaching experience with both science-gifted and general students. The results revealed that science-gifted students showed a significantly higher PES index than general students in all five areas of PES. The area with the largest difference between the two groups was science-related self-concept and the smallest was science academic emotion. Teachers suggested ways to apply the characteristics of science-gifted classes to general science classes, such as organizing general science classes around inquiry activities, supporting class materials such as MBL or tablets, reconstructing the classes using materials reflecting students’ needs, and changing the textbook content and narrative style, to induce students' interest and curiosity. Based on the study results, ways to enhance the PES through science classes for general students were proposed.

The purpose of this study was to determine whether there are differences in the verbal interactions of earth science gifted depending on their communications structures and group status in small group activities. To this end, a small group activity was conducted to measure the density of the earth, and 8 small groups were selected, including 4 coownership type and 4 monopolistics type groups with different communication structures. And then, the framework was developed for analyzing verbal interactions to compare the differences in characteristics between small groups. The results are as follows. First, regardless of the communication structures, there were showing a simple pingpong-type communication structures for all small groups. Second, negative interactions such as ‘restraint’, ‘command’, ‘complaint’, and ‘lack of confidence’ predominantly appeared in all small groups. Third, the students in the status of out-lookers in small groups were mainly verbal interactions, such as instructing the other person, acting against the other person’s actions, and expressing dissatisfaction with the attitudes and abilities of members. Therefore, teachers should guide students to use higher-level verbal interactions in their group activities in small group activities, and engage in students communication to prevent negative interactions from occurring. The teachers also need to check the level of achievement for students in the status of out-lookers in advance and guide them to participate more actively in small group activities. This study is meaningful in that it can be sued to design teaching and learning to improve students’ problem solving and communication skills.

본 연구의 목적은 수온-염분도를 분석하여 음속최소층을 유추하는 과정을 통해 과학영재들의 그래프 해석 능력과 해양의 물리적 개념 이해 정도를 살펴보는 것이다. 이에 과학영재학교에 재학 중인 3학년 총 106명의 영재학생을 대상으로 해양학 학술지에 게재된 수온-염분도를 이용하여 SOFAR (SOund Fixing And Ranging) channel의 깊이를 추정하는 논서술형 문항을 만들어 양적, 질적 분석을 수행하였다. 연구결과 수온-염분도를 해석, 모델링, 변환하는 등 과학영재마다 그래프를 분석하는 수준에서 차이가 나타났으며 수온, 염분, 밀도 등에 관한 대안 개념도 노출되었다. 본 연구 결과는 과학영재들의 그래프 해석 수준을 이해하고, 그 과정에서 나타난 대안 개념을 토대로 해양 분야 교수-학습 방법 개선 프로그램 및 그래프 분석과 관련된 소재 발굴을 위한 기초 자료를 제공할 것이다.

본 연구는 과학공학 융합 수업을 통해 학생들의 공학과 공학자에 대한 인식이 어떻게 변화되었는지 알아보기 위 한 연구이다. 본 연구에서 사용한 과학공학 융합 수업은 제한된 예산과 시간동안 공학적 문제를 해결하는 24차시 수업으로 설계되었으며 20명의 초등 과학 영재 학생들에게 적용하였다. 본 연구의 주요데이터는 공학자 그림 그리기와 설명문 항, 그리고 이에 대한 개별 인터뷰와 초점 집단 면접을 통해 수집되었으며, 공학자 그리기에 대한 설명과 인터뷰는 전사 내용을 토대로 양적(빈도분석과 대응표본 t-검증), 질적 분석 방법을 모두 사용하여 분석하였다. 과학공학 융합 수업은 과학 영재 학생들의 공학 설계에 대한 이해에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 공학과 공학자, 그리고 공학 과 사회의 관계에 대한 인식도 바람직한 방향으로 변화하였다. 공학은 여러명이 협력하는 사회적인 활동이라는 인식, 그리고 공학자의 윤리의식, 공학의 사회적 가치 등 공학과 사회의 관계에 대한 인식도 바람직하게 변화하였다.

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 코티칭을 활용한 천문 STEAM 프로그램이 자기주도적 학습 태도에 미치는 효과를 확인해 보는 것이었다. 이를 위해 천문 STEAM 프로그램을 개발하여 초등과학 영재학생들에게 적용하였다. 초등과학 영재학생들 5-6학년 36명 중 실험집단은 16명, 비교집단은 20명의 학생을 대상으로 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 코티칭을 활용한 천문 STEAM 프로그램은 자기주도적 학습 태도 향상에 효과적이었다. 둘째, 이 프로그램은 학습기회의 개방성 영역과 문제 해결 기술 영역의 향상에 보다 효과적이었다. 셋째, 학생들은 코티칭이 많은 피드백과 깊이 있는 설명을 제공하는 것에 만족했고, 교사들은 코티칭이 STEAM 수업에서의 전문지식 부족과 평가 및 수업자료준비의 어려움을 해결하는데 도움을 준다고 하였다. 이 연구 결과를 토대로 STEAM 수업에서 자기주도적 학습 태도를 향상시키기 위한 방법으로서의 코티칭에 대한 시사점을 논의했다.

본 연구의 목적은 과학영재들의 소집단 활동에서 집단 내 의사소통 지위와 언어네트워크와의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 7개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론활동을 하였다. KrKwic과 UCINET 6.0 for Windows를 활용하여 집단 내 의사소통 지위와 언어네트워크를 분석하였다. 그 결과 집단 내 선도자의 언어네트워크는 방관자들에 비해 높은 단어 사용 빈도, 낮은 컴포넌트 비율, 높은 밀도를 나타내었다. 이는 선도자들이 방관자들에 비해 응집된 지식을 소유하고 있으며, 문제해결을 위해 방관자들보다 많은 양의 지식을 인출하고 있음을 의미한다. 이런 결과는 과학영재들의 인지수준의 평가와 소집단 활동에서의 집단 구성에 활용할 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 소집단 활동에서 과학영재들의 의사소통 구조를 찾아보고, 이들의 의사소통 유형과 성취 수준의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 8개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론식 수업을 적용하였다. Pajek과 UCINET 6.0을 활용하여 과학영재들의 대화로부터 의사소통 구조와 성취 수준을 분석하였다. 그 결과 상호작용 분산 정도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 독점형과 공유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 상호작용 밀도와 집중도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 DH·NH형, DH·NL형, DL·NH형, DL·NL형으로 분류할 수 있었다. 과학영재들의 소집단 활동에서 문제 해결 성취 수준은 구성원 간 상호작용의 분산이 아니라 상호작용의 밀도와 연결망 집중도의 차에 의해 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 교사들은 소집단 활동을 활용하여 학생들을 지도할 때 문제 해결에 관련된 의사소통이 이루어지도록 지도할 필요가 있다.

As homework, a total of 32 seventh grade science-gifted students were asked to observe the moon at daily intervals for one month duration. They were also asked to take the photos and to record relevant variables in a given format. The purpose of the task was to investigate what students thought, as they observed the moon. The results show that students paid attention mainly to the position of the moon relative to other variables such as the date in the lunar calendar, the observer's position on the earth, and the position of the sun. Overall students' response implied that students did not observe the lunar phase in relation with relevant variables. Some reponses from students show common misconceptions such as the cause of the lunar phase to reflect the shadow of the earth. However, some responses reveal students' idea that has been rarely reported in the previous researches. For example, some students drew the moon to revolve in the opposite direction. Significant number of students drew the sun's position to be due west before the full moon and due east after the full moon. Few students recognized the relation between the time of observation and observer's position on the earth. The results of current research suggest that not only the education but also the research needs to be expanded to consider informal environment such as the actual field conditions.

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

본 연구는 애니메이션 모듈을 활용한 수업이 학생들의 별의 일주운동 개념변화에 얼마나 효과적인지 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 별의 일주운동을 학습하지 않은 학생 4명을 연구 대상으로 선정하였다. 애니메이션 모듈은 Flash MX를 사용하여 3차원적 공간개념을 이해하기 쉽게 개발하였다. 또한, 개별학습이 용이하도록 교사가 육성 녹음한 내용을 삽입하였고, 보충 학습자료를 제시하였다. 애니메이션 모듈은 태양계의 운동 단원으로 지구의 운동, 달의 운동, 행성의 운동으로 구성되었다. 애니메이션 모듈을 적용하기 전에 질문지와 면담을 통해 학생들의 별의 일주운동에 대한 선개념을 분석하였다. 애니메이션 모듈을 활용한 학습 후 사후 검사를 실시하고 사전 검사와 비교하여 개념 변화를 알아보았다. 그 결과, 중위도 방위별 별의 움직임을 제대로 표현하지 못한 3명의 학생은 모든 방향에 걸쳐 정확하게 나타냈다. 그리고 4명의 학생들이 별의 일주운동 모습이 모든 방향에서 직선 형태로 움직인다고 생각하였다. 또한, 중위도에서 별이 움직이는 각도가 직각으로 움직인다고 생각했던 4명의 학생 모두 비스듬하게 움직이는 것으로 개념이 변화하였다.

본 연구에서는 인터넷 메신저를 활용한 수업에서 이루어지는 과학 영재 학생들의 논변활동과 대화의 유형을 분류하여 수업 주제와 형태에 따라 나타나는 차이점을 분석하였다. 수업은 서울대학교 영재센터 학생 가운데 선발된 5명의 남학생을 대상으로 하였으며, 인터넷 메신저 프로그램을 활용하여 진행되었다. 학생들의 논변활동은 Toulmin의 논쟁 틀에 바탕을 두어 분석되었으며, 논변활동 요소의 흐름에 따라 논변활동을 유형화하였다. 연구 결과 학생들의 수업 참여의 기회가 높은 수업에서 상대적으로 높은 수준의 논변활동이 나타났으며, 전체 수업에 걸쳐 4가지의 논변활동 유형이 나타났다. 이러한 결과는 학생들의 논변 능력 향상과 교수자-학습자간의 상호작용 촉진을 위한 수업 모형의 개발과 적절한 주제 선정이 필요함을 시사한다.

본 연구는 과학영재교육원의 지구과학영재들을 대상으로 좌/우뇌 활용 선호도에 따른 문제해결의 접근 방식에 관한 유형을 알아보기 위한 것이다. 지구과학 영재 16명을 대상으로 뇌활용 선호도를 알아보기 위하여 R/LCT, BPI를 실시하였고, 문제해결방식을 알아보기 위하여 S-CPST를 실시하였다. R/LCT에서 좌뇌 성향의 학생은 8명, 우뇌 성향은 7명, 중간 점수를 보인 학생은 1명이었다. BPI에서는 좌뇌 성향의 학생이 8명, 우뇌 성향은 8명이었다. S-CPST 에서 좌뇌 성향의 학생들은 먼저 구성 요소에 흥미를 갖고 그 특징을 탐색했다. 또, 숫자나 기호 등을 사용해 논리적이고 객관적으로 문제를 해결하는 반면 자신의 아이디어를 그림으로 표현하는 것을 어려워했다. 우뇌 성향의 학생들은 3단계문제해결방식을 나타냈다. 먼저 전체적인 형태에 관심을 갖고, 둘째, 각각의 구성요소 분석하고, 셋째, 이들을 종합하여 다시 전체로 조직하였다. 또, 직관적 패턴을 보고 문제의 해결 방법을 여러 가지로 제시하며 그림을 사용하여 구체화시켰다. 결과적으로 지구과학 영재들은 좌/우뇌 성향에 따라 서로 다른 방식으로 문제를 해결하였다. 따라서 보다 효과적인 지구과학 영재교육을 위하여 영재들의 좌/우뇌 성향을 고려한 교수학습방법이 요구된다.

본 연구의 목적은 과학영재아의 기질특성을 분석하고 이 기질 특성이 시험불안과 어떤 관계가 있는가를 알아보는 것이다. 연구대상은 대학부설과학영재교육원에서 교육받고 있는 92명의 중학생 과학영재아들과 97명의 전주시내에 소재한 중학교 1학년 일반아들이다. 측정도구는 개정판기질차원척도(Revised Dimensions of Temperament Survey: DOTS-R)를 사용하였다. 연구결과 과학영재아는 일반아에 비하여 집중성, 지속성 및 접근성 기질이 높게 나타났다. 이에 비하여 일반집단은 활동성, 융통성, 긍정성 기질이 높게 나타났다. 또한 영재아와 일반아의 우세기질에 대한 검증 결과 기질 특성에 유의한 차이가 있었는데 과학영재집단은 지속성 기질이, 일반집단은 융통성 기질이 우세기질로 나타났다. 과학영재아와 일반아의 기질 특성과 시험불안의 상관관계분석에서 과학영재아는 접근성, 지속성이 부적상관을 보였고, 일반집단은 집중성이 부적상관을 보였으며, 활동성은 두 집단 모두에서 정적상관을 보였다. 즉 활동성 기질은 시험불안을 높이는 요인으로 작용하고 있는 것으로 나타났다. 연구결과는 과학영재아를 판별하기 위한 목적보다는 그들의 기질적 특성을 최대한 파악하여 과학영재의 기질특성에 맞는 학습활동을 제공하는데 활용되어져야 할 것이며 연구결과의 일반화를 위하여 대상범위를 확대할 필요가 있다.

본 연구의 목적은 과학영재학교 재학생을 대상으로 과학영재학교의 교수활동에 관한 학생의 인식을 밝히고 과학과 실험수업의 실제 분석하는데 있다. 이를 위하여 과학과 교육과정 편제 및 운영, 교수·학습방법 평가 방법에 관한 설문 결과와 과학과 실험수업에서의 언어적 상호작용 유형을 분석하였다. 과학영재학교 교육과정 편제 및 운영에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 심화선택과목의 학점 비중을 더 높여야 한다는 의견과 보통교과의 학점을 줄이고 수학 및 과학 교과의 학점을 늘려야 한다는 의견이 상대적으로 높게 나타났다. 또한 과학영재학교 과학과 수업시사간에 주로 사용되는 수업방법으로는 강의나 설명, 조별수업, 토론이 대다수를 차지하였고 학생들이 선호하는 수업방법으로는 강의나 설명, 토론 외에도 탐구학습, 개인연구, 문제해결학습 등 다양하게 나타났다. 그리고 학생들이 선호하는 평가방법은 지필 평가와 보고서평가, 실험 평가의 순으로 나타났다. 과학영재학교 과학실험 수업에서 상호작용 유형을 분석한 결과, 교사 질문의 수준에 따라 교사-학생 상호작용 유형이 다르게 나타났고, 실험과정 중에는 학생-학생 상호작용에 의해 탐구활동이 활성화되었다.

본 연구의 목적은 Sternberg의 정신자치제 이론에 근거하여 영재학생과 일반학생의 사고양식의 차이를 조사하고, 사고양식 유형에 따라 두 집단이 가지고 있는 지구과학 개념을 비교 분석하는 것이다. 이를 위하여 과학영재학교 1학년 120명과 일반계 고등학교 2학년 122명을 대상으로 총 65문학의 자기보고식 사고양식 검사와 서술형 지구과학 개념검사를 실시하였다. 연구 결과, 과학영재학생은 입법적, 사법적, 무정부제, 전체적, 진보적 사고양식이 우세하여 새로운 과제를 선호하고 자기 자신의 방식으로 문제를 해결하는 특성을 나타내었다. 반면에 일반학생은 행정적, 과두제, 보수적 사고양식이 우세하여 이미 짜여진 구조나 지침에 따라 문제를 해결하는 특성을 나타내었다. 사고양식 유형에 따른 지구과학 개념을 비교한 결과, 과학영재 집단과 일반학생 집단 모두 Type I 사고양식의 학생들이 Type II 사고양식의 학생들 보다 지질학 분야와 천문학 분야 공통적으로 심도 있고 복합적인 개념을 나타내었다.

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.

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.

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.