이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수·학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수·학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

본 연구의 목적은 탐구를 도모하는 과학글쓰기를 이용한 학생주도적 모둠 탐구활동을 실시한 과학수업에서 나타난 변화를 탐색하는 것이다. 본 연구에서는 학생의 활동 보고서, 학습 환경에 대한 인식, 담화유형을 변화의 핵심으로 보았다. 학생들의 탐구활동에서 비계의 역할을 할 수 있도록 과학 글쓰기 활동지를 개발하여 초등학교 4학년 1학급 29명의 학생을 대상으로 학생주도적 모둠 탐구활동에 적용하였다. 이를 위해 모둠 탐구활동은 2007 개정교육과정 4학년 1학기 4개 단원에서 총 16차시 수업을 실시하였고, 이를 모두 녹화하였다. 우선 학생 보고서를 분석하기 위해 Millar (2010)가 제시한 분석틀을 이용하여 과학탐구 정합성 평가의 틀로 활용하였다. 두 번째로 학생의 과학 수업 및 과학에 대한 인식의 변화를 알아보기 위하여 비교반 1개 반을 선정하여 과학수업 및 과학에 대한 인식을 사전 사후 비교하였다. 마지막으로 16차시 수업 중, 초기 수업과 말기 수업에서의 교사와 학생 간의 담화 형태가 어떻게 나타나는지 알아보았다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 결과 통해 학생의 질문과 주장 사이의 정합성은 초기보다 말기에 증가했고, 학생의 자신의 학습 환경에 대한 인식이 좀 더 학생 중심 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다. 또한 담화의 유형이 더욱 교사중심보다는 학생중심에 가까워졌음을 발견하였다.

가상 야외 답사(VFT)는 전통적인 야외 답사의 매력적인 대안으로 간주되지만, 지구과학 교육과정에서 어떻게 가장 효과적으로 활용될 수 있는지는 아직 명확하지 않다. 이 연구에서는 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 고등학교 학생들의 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해에 미치는 영향을 알아보았다. 플래시 파노라마 기반 VFT 활용의 효과를 알아보기 위해 수업 처치 사전 및 사후에 공간 시각화 능력 및 화산 개념 검사를 실시하였으며, 수업 처치 결과를 분석하기 위해 공변량 분석과 선형 회귀 분석을 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 실험집단의 공간 시각화 능력 향상 정도가 통제 집단에 비해 통계적으로 유의미하게 더 높게 나타났다. 특히, 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작 능력 향상이 가장 큰 것으로 나타났다. 둘째, 대부분의 범주에서 실험 집단의 화산 개념 이해 향상 정도가 통제 집단에 비해 더 높게 나타났으나, 1개 범주를 제외하고 통계적으로 유의미한 차이는 아니었다. 셋째, VFT 활용 후 실험 집단이 통제 집단에 비해 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계가 현저하게 증가하였다.

이 연구는 근본적으로 지금의 학생들이 배움(수업)으로부터 도피하는 현상, 즉 학교붕괴(교실붕괴) 현상을 극복하고, 과학수업에서 과학을 어렵고 딱딱한 교과라는 인식으로부터 재미있는 과학, 우리 생활과 가까운 과학으로 인식시켜 과학학습 능력을 신장시키기 위한 것이다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위한 수업방법으로 지금 시대가 요구하는 관계형성, 상호작용에 의한 소통과 공감의 수업모형인 구성주의 학습이론을 적용한 배움․나눔 공동체수업을 구안․적용하였다. 배움․나눔 공동체수업 과정은 크게 3단계로 나눠진다. 1단계는 원활한 상호작용과 소통을 위한 따뜻한 인사 건네기-수업의 핵심을 파악하기 위한 스스로 탐구목표 세우기 3분 전략-생각열기를 통한 흥미유발 및 수업방향 제시이다. 2단계는 교사와 함께 수업내용 파악-기초다지기 과정의 혼자 풀어요!-점프, 도전과제의 모둠원과 함께해요! 과정을 거친다. 마지막 3단계는 되돌리기 과정의 전체토론 및 발표수업, 배움․나눔 활동을 기록함으로써 수업과정을 정리하고 내면화한다. 이처럼 철저하게 계획된 수업과정을 통해 교사-학생, 학생-학생, 교사-학생-교재․교구와의 네트워크를 통하여 학생들은 스스로 수업내용을 탐구하고 문제해결력을 기르며 내면화하게 된다. 결국 서로를 배려하고 협력하는 과정 속에서 과학수업의 학습능력 신장을 가져오고, 공동체의식이 함양되어 인성교육이 자연스럽게 이루어진다.

본 연구의 목적은 중등과학수업에서 나타나는 담화양상과 의미형성 전략을 분석하는 것이다. 연구 참여 교사는 서울의 한 중학교에서 과학을 가르치고 있었으며, 연구에 자발적으로 참여하였다. 연구진은 참여교사의 수업을 관찰하고 비디오 녹화하였고 전사하였다. 자료는 두 단계로 분석되었다. 첫 단계에서는 담화 양상을 범주화하였다. 두 번째 단계에서는 미시적 수준에서 의미형성 전략을 확인하였다. 연구 결과로서, 초임교사의 '빛의 경로와 성질' 단원의 과학 수업담화에서 나타난 담화양상과 의미형성 전략에 관하여 5개의 에피소드가 제시되었다. 연구결과를 토대로, 결론 및 후속연구와 교사전문성 발달에 관한 시사점이 탐색되었다.

이 연구의 목적은 지구과학 수업에 적용한 MBL(Microcomputer Based Laboratory, 이하 MBL)이 중학생의 그래프 능력, 과학탐구능력에 미치는 효과를 알아보고자 하는 것이다. 중학교 지구과학 내용 중 5개의 실험 주제에 대하여 MBL 활용 탐구 활동 자료를 개발하였다. 이 MBL 수업자료를 33명의 중학생들에게 적용하고 사전 검사와 사후 검사를 실시하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, MBL 수업은 중학생의 그래프 능력 향상에 유의미한 효과가 있었다. 그래프 능력의 하위 영역인 그래프 작성, 그래프 해석 능력 모두에서 유의미한 향상을 보였다. 특히 자료 변환하기 영역에서 유의미한 효과가 크게 나타났다. 둘째, MBL 수업은 중학생의 과학탐구능력 향상에 유의미한 효과가 있었다.

본 연구의 목적은 수준별 수업에서 심화 보충형 수준별 교육과정을 적용하였을 때, 수준별 수업의 적용 시기가 학습자의 과학 학업 성취도와 과학에 관련된 태도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이에 대한 연구 결과는 첫째, 적용시기를 달리한 수준별 수업은 매 차시 개념주제단위로 심화 보충과정을 실시한 실험집단이 단원 말에 심화 보충 과정을 실시한 비교집단에 비해 학생들의 학업성취도를 높이는데 효과적이었다. 둘째, 적용시기를 달리한 수준별 수업은 매 차시 개념주제단위로 심화 보충과정을 실시한 실험집단이 단원 말에 심화 보충과정을 실시한 비교집단에 비해 상위집단의 학생들에게는 효과가 없었다. 그러나 하위집단에서 학생들의 학업성취도를 높이는데 효과적이었다. 셋째, 적용시기를 달리한 수준별 수업은 매 차시 개념주제단위로 심화?보충과정을 실시한 실험집단이 단원 말에 심화 보충과정을 실시한 비교집단에 비해 과학에 관련된 태도의 5가지 하위 영역 중에서, '과학적 태도의 수용', '과학수업의 즐거움', '과학에 대한 직업적 관심'에서 긍정적인 영향이 있었다.

이 연구는 고등학교 지구과학 탐구활동에서 2가지 수업유형에 따라 나타나는 학생들의 반성적 탐구의 특징을 알아봄으로써 수업의 맥락에서 학생들의 반성적 탐구의 실제를 이해하고, 탐구활동 수업에서 반성적 탐구를 촉진하기 위한 시사점을 얻고자 하였다. 기존의 탐구활동수업과 본 연구에서 개발한 반성적 탐구활동수업에서 반성적 탐구의 차이를 조사한 결과 반성적 탐구를 촉진하기 위해 개발된 반성적 탐구활동수업은 자료맥락의 다양한 요소와 연결된 반성적 탐구진술이 많아, 반성적 탐구의 양적 및 다양성의 측면에서 학생들의 반성적 탐구에 긍정적인 효과가 있었다. 이러한 결과로부터 학생들의 반성적 탐구를 활성화시키는 탐구활동 수업개발의 시사점을 얻을 수 있었다.

과제중심학습이 교사가 학습자에게 전달해야 할 지식을 미리 정한 순서에 따라 차례로 제공하는 학습이라면. 문제중심학습(PBL)은 구성주의의 상대론적 인식론에 따른 학습자의 문제해결능력의 활용에 관심을 둔 학습양식이다. 본 연구에서는 문제중심학습은 학습과정을 자율적 학습과정과 구분하여 이를 적용하였으며 이를 통하여 창의력에 미치는 효과를 알아보았다. 창의력은 관련분야에 실재하는 복잡하고 비구조적인 문제들을 자신의 두뇌 속에 이미 존재하는 지식이나 축적된 경험을 바탕으로 새롭고 유용한 결합을 이루어 내고, 그것에 기초하여 판단을 내리는 능력으로 보고, 본 연구에서는 이를 창의적 성향과 기능면에서 분석하였다. 본 연구 결과, 문제중심학습(PBL)은 통계적으로 유의수준 .05에서 창의력 신장에 긍정적인 효과를 보이고 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 초등학교 과학과 문제중심학습에서 협동기술 훈련의 효과를 밝히기 위하여 통제집단, 문제중심학습 집단, 협동기술 훈련을 한 문제중심학습 집단의 학습능력 수준에 따라 과학 성취도와 자아존중감을 조사하였다. 본 연구의 결과, 학습능력이 높은 학습자는 협동기술 훈련에 무관하게 문제중심학습이 전통적 수업보다 효과적인 것으로 나타났다. 학습능력이 중간인 학습자와 낮은 학습자는 협동기술 훈련을 한 경우, 전통적 수업 집단보다 과학 성취도가 높게 나타났다. 이로써 협동기술 훈련이 학습능력이 중간 이하인 학습자에게서 발생하는 무임승객효과를 줄이고 소집단활동의 협력적인 상호작용에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 자아존중감은 문제중심학습 집단이 통제 집단에 비해 유의미하게 높게 나타났고 학습능력에 따른 상호작용 효과는 없었다.

본 연구에서는 자기 주도적 학습을 위한 웹기반 수준별 학습 자료를 설계 · 개발하고 이를 현장에 적용하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위하여 제7차 교육과정 고등학교 과학10의 ‘일기와 기후’ 단원을 기본 학습자료와 심화 · 보충형 학습자료로 설계 · 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 전통적 수업과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 웹 기반수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 자기 주도적 학습특성 중 자아개념, 학습열성, 미래지향성, 창의성, 자기 평가력에 긍정적인 효과를 나타내었으며 이는 학습자가 주어진 학습체제와의 다양한 교류를 통하여 필요한 정보와 지식을 획득하는 웹 학습의 특성 때문인 것으로 보인다. 웹 기반 수준별 학습이 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 학습능력별로 살펴본 결과, 학습자의 학습능력 수준에는 무관한 것으로 나타났다. 둘째, 웹 기반 수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 나타내었으며 학습능력 수준이 중위이상인 학습자들에게 더 효과적이었다. 이러한 연구의 결과를 고려할 때, 하위수준 학습자들의 학업성취도를 높이기 위해서는 보충학습의 내용을 더 구체적으로 구성하고 경로 면에서 학습자 편의성을 높이는 웹 설계가 필요하다. 셋째, 웹 기반 수준별 학습에 대한 학습자들의 인식 결과를 보면 시각적 효과와 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 학습 경험을 계획하고 필요한 자원을 자신만의 경로로 찾아서 학습하는 자기 주도적 학습이 수준별 학습에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 응답하였다.

2000년도부터 교육 현장에 적용될 제7차 교육과정의 개정은 수준별 교육과정의 편성과 운영을 주요 핵심으로 하고 있으며, 특히 과학과에서는 심화 · 보충형 수준별 교육과정이 적용될 것이다. 이에 대비하여 본 연구에서는 심화 · 보충형 수준별 수업 모형이 학업 성취도 및 과학에 관련된 태토에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 이를 위하여 중학교 2학년 '물의순환과 일기 변화' 단원에 대하여 심화 · 보충형 교수-학습 자료를 개발하였다. 또한 중학교 2학년의 4개반 152명을 대상으로 실험반(76명)에 대하여 심화 · 보충형 수준별 수업을, 그리고 통제반(76명)에 대하여 수준을 고려하지 않은 획일적인 수업을 각각 약 6주간 실시하여 학업 성취도 및 과학에 관련된 태도에 대한 변화를 공분산 분석으로 비교 · 분석하였다. 수업 처치 후, 실험 집단은 통제 집단에 비하여 학업 성취도에서 유의미한 향상을 보였고, 이러한 효과는 상위권 학생들보다 하위권에서 더 크게 나타났다. 한편 과학에 관련된 태도 변화에 있어서 통제 집단은 향상되었으나 실험 집단은 거의 변화가 없는 수준별 수업의 유의미한 부정적 효과를 보였다. 과학에 관련된 태도의 세 가지 영역을 분석한 결과에서 실험 집단은 '과학에 대한 태도'와 '과학적 태도' 에서 거의 변화를 보이지 않았지만, '과학 교과에 대한 태도' 에서는 유의미한 부정적 변화를 보였다. 특히, 하위 요소 중 '과학 수업에 대한 불안' 에서 수준별 수업의 부정적 효과가 컸다. 학업 성취 수준에 따른 과학에 관련된 태도에서 상위권 학생들은 '과학 교과에 대한 태도'의 하위 요소인 '과학 교수 방법에 대한 인식 ·만족' 에서 긍정적, 그리고 하위권은 '과학 수업에 대한 불안 에서 부정적 변화를 보였다. 본 연구의 수준별 수업 방법이 학생 개개인의 수준에 적합한 학습을 제공하여 학업 성취도를 증진시켰지만, 과학 관련 태도를 전반적으로 개선하지 못했다. 따라서 학생들의 흥미와관심도 고려되는 교수-학습 방법에 대한 지속적인 연구와 교과 내용의 적절한 변화가 동반된다면, 수준별 수업의 효과가 극대화될 수 있다고 본다.

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.

The purpose of this study is to make a Result analysis on the free inquiry Method of elementary school student. also, this study investigates how free inquiry activities effect the science Process skills and environment-friendly attitudes of elementary school student For this study 150, sixth year, elementary school students from Busan city were selected. The inquiry examined the effectiveness of each of the following free inquiry methods: the PBL inquiry, the Project inquiry, the IIM inquiry, the small group inquiry and the science notebooks inquiry. The students were divided into groups in which they incorporated the respective methods into their practice. Test showed the following results. The environmental class which applies a free inquiry method(PBL inquiry, Project inquiry, IIM inquiry, small group inquiry and science notebooks) was effective in science process skills improvement. Second, The environmental class which applies a free inquiry method((PBL inquiry, Project inquiry, IIM inquiry, small group inquiry and science notebooks) was effective in environment-friendly attitude improvement.

본 연구는 식물키트를 활용한 식물 재배·관찰 활동이 초등학교 학생들의 과학흥미도와 식물의 한 살이 이해도에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 식물관찰키트는 과학 교과 4학년 1학기 ‘식물의 한 살이’ 단원을 실습할 수 있도록 서울 소재 2개 초등학교의 4학년 2개 반에 학생 1인당 1개씩 제공되었다. 식물관찰키트는 심지관수 용기와 상토, 심지, 씨앗, 관찰일지로 구성되었으며 용기는 발아과정과 뿌리관찰이 가능하도록 투명한 자재로 제작하였다. 식물관찰키트를 활용한 실험군 전체 평균과 식물관찰키트를 활용하지 않은 대조군 전체의 평균 및 실험군 d과 대조군 d, 실험군 y와 대조군 y의 과학흥미도 점수 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 식물의 한살이 이해도의 변화를 실험군 전체와 대조군 전체 집단 간 비교를 해본 결과, 실험군의 평균 87.01점과 대조군의 평균 78.61점 간에는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(P=0.002). 실험군 1과 대조군 1의 경우, 실험군 1의 점수가 약간 높았지만 통계적으로 유의하지는 않았고, 실험군 2와 대조군 2에서는 실험군 2가 85.38점, 대조군 2가 69.62점으로 통계적으로 매우 유의한 차이를 나타냈다(P=0.000).