과학영재교육 관점에서 성공지능 이론은 영재교육과정이 과학영재의 특성에 맞게 제시되고 있는지를 파악할 수 있는 수단이 된다. 이 연구의 목적은 초등 과학영재교육 교재에 제시된 발문 특성을 Sternberg의 성공지능 관점을 적용 하여 분석하기 위한 것이다. 이를 위하여 교육청 영재교육원 2곳과 대학부설 영재교육원 1곳의 초등 과학영재교육 교재에 제시된 발문 각각 143개와 134개를 추출한 후, 이렇게 추출된 발문들의 구조적 특성에 차이가 있는지를 비교하기 위해 언어네트워크분석 방법을 활용하여 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 분석적 능력, 창의적 능력, 실행적 능력 등과 같은 성공지능을 균형 있게 반영하지 못하고 있었다. 둘째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 학생들에게 ‘문제 확인하기’, ‘정보 표상하고 조직하기’, ‘분석적 사고 촉진하기’ 등 분석적 능력 영역을 집중적으로 요구하고 있었다. 셋째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 성공지능의 각 프레임 요소를 서로 유기적으로 연결되지 못한 채 제시되고 있다는 한계를 보였다. 과학영재들은 일반학생과 달리 학습속도 가 빠르고 보다 복합적인 사고를 선호하는 특성을 보이기 때문에, 앞으로 과학영재교육 교재를 개발할 때에는 과학영재의 수준에 맞게 다양한 영역의 능력을 경험하고 통합적 사고를 촉진할 수 있도록 개발할 필요가 있을 것이다. 이런 측면에서 이 연구는 과학영재들의 맞춤형 교육지원을 위한 교재 개발을 위해 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대 된다.

Recent rapid development of the Chinese economy based on science and technology is challenging Korean industries and economy. Since the driving force for this rapid development of China is known to be scientific technologies, the purpose of this research is to confirm the current status of Chinese scientific research in the field of "Materials Science and Engineering" and propose a strategy for competition with China. Even though there are numerous journals of "Materials Science and Engineering", the 10 most popular journals with high impact factors were selected to cover general materials, nano materials, bio materials, and electronic materials. It was found that the number of scientific papers written by Chinese scientists for the materials field in the 10 journals was slowly increasing from the year 2000 until 2005, but has been rapidly increasing since 2005. This research found that Chinese research activities in the traditional metallic materials and nano materials have tremendously increased to occupy around 30 % or more papers published in several major journals related with materials science and engineering. On the other hand, bio materials and electronic materials research has not been pursued so actively; however, very recently the number of publications in these fields is also beginning to increase. To compete with this tremendously growing Chinese scientific development, Korea should have a policy of "selection and concentration" in materials-related fields, including basic science in nano, bio, and electronic materials.

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.

이 연구에서는 과학탐구공동체 구성을 위한 잠재적인 학습 자료로서 자연사박물관의 전시물의 교육적 잠재성을 탐색해보고자 한다. 과학 탐구공동체는 과학적 지식의 습득과 과학 방법의 학습으로 연결되는 과학실습의 한 형태로 제안하였다. 공동체 학습은 주변에서 접하게 되는 과학-기술-사회적인 이슈들을 통해 이루어질 수 있다. 자연사 박물관 전시가 이러한 사회과학적인 이슈들을 포함하고 있다면 이는 자연사박물관의 과학탐구공동체로의 가능성에 대해 고려해 볼 수 있음을 전제로 하였다. 이런 맥락에서 본 연구는 자연사박물관 전시의 사회과학적 학습 자료 잠재성을 탐색하였다. 구체적으로 사회과학적 소재로서 적용 가능한 지진' 학습의 과학탐구공동체 구현을 위해, 첫째 미국 뉴욕시의 미국 자연사박물관과 워싱턴 D.C.의 스미소니언 미국국립자연사박물관의 지진 관련 전시물과 지구과학 교육과정과의 연관성을 분석하였다. 둘째, 두 박물관의 관계자와 인터뷰하여 이와 관련한 박물관의 교육적 의도와 노력을 알아보았다. 마지막으로 과학탐구공동체 구현을 위한 주제와 관련된 자연사 박물관 전시물의 특징을 탐색적으로 분석하였다. 이 연구에서 조사한 박물관의 전시는 교육과정과 관련하여 사회과학적 소재인 '지진'의 다양하고 실제적인 사례와 사건에 관한 풍부한 자료를 제공하고 있었다. 대상 박물관은 지역적 흥미와 사회과학적 이슈와의 연관성에 초점을 맞추어 박물관의 교육적 목적을 달성하고자 했음을 알았다. 지진이란 주제를 관람객에게 적절하도록 하기 위해 전시특성에 있어 원자료나 상호작용적 매체를 이용하여 살아있는 경험의 전달을 강조되고 있음을 알아내었다.

본 연구에서는 학생들의 과학적 흥미와 호기심을 유발하기 위해 영산강 유역에서 발굴된 구석기시대 유물 유적을 활용하여 지구과학 학습 자료를 개발하였다. 구석기 유물 유적을 활용한 학습 자료는 예비 활동 자료, 박물관에서의 활동 자료, 유적지 답사를 위한 활동 자료, 구석기 유물을 제작하는 활동 자료로 구성되었다. 개발된 학습 자료에 대해 과학교사와 학생의 반응을 살펴보았다. 설문에 응답한 과학 교사들 10명 중 6명은 유물 유적을 활용한 교수 학습 자료가 탐구력 향상에 효과가 있을 것으로 예상하였다. 본 연구에서 개발된 학습 자료는 대부분의 교사들이 정규 수업이 아닌 동아리 활동, 현장학습, 과제부여 등에 적용하는 것이 타당하다고 반응하였다. 구석기 유물 유적을 활용한 학습자료를 적용하는 과정에서, 학생들의 질문 방향이 다양해졌으며 질문하는 횟수도 증가하였다. 유물 유적을 활용한 학습자료는 학생들이 광물과 암석의 성질을 이해하는데 도움이 되었다. 본 학습 자료는 교사들의 학습 주제 선택의 폭을 넓혀줄 것이라 기대된다.

본 연구의 목적은 중학생에게 과학사 자료를 활용한 인지 갈등 수업을 하였을 때 나타나는 ‘우주관’에 대한 개념 변화의 인지적 과정을 살펴보는 것이다. 연구 대상은 인지수준이 각각 상, 중, 하인 중학교 2학년 학생 남녀 4명을 표집 하였다. 매 차시별 수업 후 형성된 학생의 ‘우주관’ 개념에 대해 면담과 탐구 활동지 분석을 실시하였으며, 사전·사후 개념 검사로 개념 변화 정도를 알아보았다. 연구결과 4명의 학생들이 가지고 있는 천문학적 선개념은 차이가 있었고 천체의 운동과 관련된 오개념도 다양하였다. 형식적 조작기와 전이단계 있는 학생은 과학사를 이용한 수업을 통하여 천동설에서 지동설로 개념 변화가 이루어졌다. 그에 비하여 구체적 조작기에 해당하는 학생의 선개념은 전반적으로 비과학적이거나 무개념 상태였으며, 인지 갈등을 일으킬 만한 현상을 제시하여도 개념 변화를 일으키지 못하는 등 과정에 어려움을 보였다. 이 단계의 학생에게는 새로운 자료를 제시하고 이를 설명하게 하는 인지 갈등 과정을 통하여 천동설에서 지동설로의 개념 변화를 일으켰다. 수업 처치 후 학생들의 개념 검사지의 성취도가 10% 이상 높아졌다. 이는 과학사 자료를 이용한 학습 지도가 과학적 개념 변화에 있어 효과적이라고 할 수 있다.

2002학년도부터 시행되고 잇는 제 7차 교육과정은 수준별 학습을 요구하고 있으나 교사가 실제 사용할 교수학습과정은 제시되어 있지 않다, 따라서 이 연구는 고등학교 과학수업에 적용할 수준별 교수학습과정을 개발하고 이를 학습에 적용하고 그 효과를 과학관련 태도와 학습 성취도 및 수준별 교육과정에 대한 인식의 변화를 통하여 알아보는데 있다. 그 결과는 다음과 같다. 1) 고등학교의 수준별 학습의 운용형태에 따라 두 가지 형태의 교과학습 과정안을 개발하였다. 하나는 수준별 학습이 동시에 이루어질 때 사용하는 것이고 또 하나는 수준별로 학생들을 분반하여 학습하는 형태이다. 이들 중 동시에 학습하는 형태를 실제 수업에 적용하고 그 효과를 조사하였다. 2) 수준별 학습에 대한 인식에서 학생들은 이 교육과정의 중요성을 인식하면서도 동시에 수행되는 수준별 학습에 대해서는 좋은 인식을 주지 못했으며 과학과 관련된 태도에서는 우의미한 변화가 나타났다.

본 연구는 정교화이론을 기초로 개발된 단순화 조건법을 적용하여 지구과학 교과의 지질연대 단원에서 지질 단면도 해석에 대한 학습자료를 개발하고 개발된 자료의 수업에서의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위하여 고등학교 1학년 학생들을 대상으로, 단순화 조건법을 적용한 수업과 체제적 과제분석 결과를 바탕으로 개발된 자료를 적용한 수업과의 비교 실험을 실시하고 학습자의 자기주도적 학습특성과 과학성취도에 미치는 영향을 분석하였다 연구의 결과를 바탕으로 얻어진 결론으로는, 단순화 조건법을 이용한 수업은 다른 자료를 활용한 수업에 비하여 학생의 자기주도적 학습특성과 학업성취도에서 모두 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다 이러한 연구의 결과는 단순화 조건법에 따라 개발된 자료를 활용한 수업에서 핵심과제(epitome)의 제시는 학생들에게 새롭고 복잡한 학습과제를 간단하고 의미 있게 하며 이를 기존의 지식들과 연결시켜주는 역할을 한 결과로 생각된다.

Hard materials such as hardmetal, coated hardmetal, cermet, ceramics and diamond or c-BN sintered compact are a kind of grain-dispersed alloy with high volume of hard particles. These are used for cutting tools, wear-resistant tools, rock bits, high pressure apparatus, etc. The annual production in Japan is about 1.7 billion dollars (200 billion yen). This is greatly owed to the development in science and technology which has been accomplished by applying new concepts such as fine or uniform grain microstructure, orientation of crystal grains, functionally graded material, artificial lattice and coherent bonding in recent years. In this review, the development in recent years in Japan is briefly summarized.