연구논문 : 미국의 중학교 과학수업에서 학생들의 흥미와 창의성을 높이는 수업요소

강남화 ( Nam Hwa Kang ),박윤배 ( Yune Bae Park ) 경북대학교 과학교육연구소 2010 科學敎育硏究誌 Vol.34 No.2

본 연구는 미국의 한 중학교 과학수업에서 학생들의 흥미와 창의성을 높이는 수업요소를 추출하려는 목적으로 실시되었다. 7학년 두 학급을 대상으로 하여 11차시씩의 수업을 관찰하였고, 사전 사후에 흥미검사와 창의성 검사를 실시하였다. 연구 결과, 소집단구체적 체험 활동이 흥미와 창의성을 높이는데 가장 좋은 방법임을 알 수 있었다. 그 외에 흥미를 높이는 방법들로는 개별화된 보조에 따른 수업 진행, 동료교수(peer teaching)가 가능한 모둠별 실험을 위한 충분한 시간 제공, 언제나 어떤 질문에 대해서도 여유 있고 허용적인 분위기, 다양한 매체, 특히 첨단 장비의 활용, 목표지향적이고 개인책무를 높인 요약 게임의 사용 등이 관찰되었다. 창의성을 높이는 방법으로는 흥미를 높이기, 실험 전에 가설을 만들어 보기, 실험시간을 충분히 가지고 여러 가지 방법으로 해보기 등이 관찰되었다. The purpose of this study was to identify instructional components supporting students` interest and creativity in American middle school science classrooms. Two 7th grade classrooms were selected, and observed for 11 class periods each. Results showed that hands-on and small group activities were the most effective ways to increase students` interest. The teachers` instructional approaches, such as individualized paced teaching, sufficient peer teaching, permissive atmosphere, various media, and purpose-focused summary game were found to influence students` interest. To enhance students` creativity, increasing interest, making hypothesis, and trying to various experimental method with sufficient time were identified as effective components.

과학 탐구와 과학 교수학습에서의 모델과 모델링에 대한 교사들의 인식

강남화 ( Nam-hwa Kang ) 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.1

과학탐구는 교육과정에서 오랜 동안 강조되어왔다. 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조되는 기능 중 하나는 모델의 사용이며, 모델기반 탐구 활동은 학생들이 스스로 자연 현상에 대한 설명을 구성할 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구는 모델 및 모델링에 대한 교사연수를 실시하면서 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하고, 앞으로의 과학 교사 교육에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 연구 대상은 연수에 참가한 29명의 초, 중등 교사였고, 연구 자료로는 각 연수설계 및 실행 과정 중 연구자의 기록, 연구 참여 교사들이 작성한 모델 및 모델링에 대한 질문지의 응답, 연수 과정에서 수행한 과제의 결과물, 연수 중 교사 토론의 녹음을 수집하였다. 연구 결과 과학자의 모델 및 모델링에 대한 교사들의 인식은 존재론적 측면에서는 세 가지 관점으로 인식론적 측면에서는 두 가지 관점으로 구분할 수 있었다. 교사의 인식론적 이해는 연수 후에 크게 변화가 없었으나 존재론적 이해에 있어서는 보다 폭넓고 깊은 이해를 가지는 방향으로 변화하는 사례가 일부 있었다. 그러나 평균적으로 연수 전과 후 모두 연구에 참여한 대부분의 교사들은 모델을 개념 가시화의 도구로서 인식하는 관점을 갖는 것으로 드러났고, 모델의 사용이 과학탐구 과정에서 핵심적인 역할을 하는가에 대한 의견은 반반으로 나뉘었다. 한편, 과학 수업에서 모델 사용과 모델링 적용에 대한 교사의 이해는 연수를 통해 62%의 교사가 보다 세련된 수업 적용 계획을 세우고 이를 위해 보다 확장된 모델 및 모델링 개념을 가지게 되었음을 확인하였다. 교사의 모델에 대한 인식과 수업 실천사이의 관련은 명료하게 드러나지 않았으나 학교 상황 요인이 교사의 실천의지에 대한 매개로 작용하는 것이 드러났으며, 교사가 모델과 모델링에 대해 보다 확장적인 개념을 가지면 수업에서의 활용 가능성을 더 고려한다는 것이 드러났다. 연구 결과에 기초하여 추후 연구 및 유사한 연수에 대한 내용 및 전략을 제안하였다. Science inquiry has long been emphasized in Korean science education. Scientific modeling is one of key practices in science inquiry with a potential to provide students with opportunities to develop their own explanations and knowledge thereafter. The purpose of this study is to investigate teacher`s understanding of models in science and science teaching. A professional development program on Models (PDM) was developed and refined through three times of implementation while teachers` conceptions of models and modeling were examined. A total of 29 elementary and secondary teachers participated in this study. A survey based on model use of scientists in the history of science was developed and used to collect data and audio recordings of discussions among teachers and artifacts produced by the teachers during PDM were also collected. Three ways of ontological and two ways of epistemological understanding of models and modeling were found in teachers` ideas. After PDM, a quarter of the teachers changed their ontological understanding whereas very few changed their epistemological understanding. In contrast, more than two thirds of the teachers deepened and extended their ideas about using models and modeling in teaching. There were no clear relationships between teachers` understanding of models and ways and ideas about using models in science teaching. However, teachers` perceptions of school conditions were found to mediate their intention to use models in science teaching. The findings indicate possible approaches to professional development program content design and further research.

2009 개정 과학교육과정에 따른 고등학교 물리 교과서 탐구활동 분석

강남화 ( Nam Hwa Kang ),이은미 ( Eun Mi Lee ) 한국과학교육학회 2013 한국과학교육학회지 Vol.33 No.1

본 연구에서는 2009 개정 과학 교육과정에 따른 고등학교 물리 교과서에 제시된 탐구활동을 과학적 실천 개념을 이용하여 분석하고, 교과서를 통해 학생들에게 제공되는 가능한 탐구 학습의 경험을 알아보았다. 분석 결과 ``자료를 분석하고 해석하기``와 ``설명 구성하고 문제해결 고안하기`` 가 다른 과학적 실천에 비해 강조되는 것으로 나타났다. 반면 ``질문하고 문제 규정하기``는 물리 교과서 4권을 통틀어 단 1건이 있었다. 단원별로 강조되는 과학적 실천의 차이가 거의 없어 특정 과학적 실천의 강조가 교과 내용과는 무관한 것으로 드러났다. 또한 탐구활동에서 수행한 과학적 실천이 교과서 내용 전개상의 탐구활동의 목적과는 무관하게 사용되고 있음이 드러났다. 교육과정과 교과서 그리고 교사 교육에 대한 시사점과 후속 연구 과제를 제시하였다. The purpose of this study was to examine the nature of inquiry activities proposed in high school physics textbooks that were developed based on the 2009 science curriculum in Korea. The inquiry activities were analyzed using the notion of scientific practices introduced in the Science Education Framework (NRC, 2012). The results showed that the inquiry activities in the textbooks emphasized two of eight types of scientific practices including “Analyzing and interpreting data” and “Constructing explanations.” In contrast the activities required students to “ask questions” only once in a total of 291 science inquiry activities. The other types of scientific practices appeared less than 10%. Also found was that the types of scientific practices were not relevant to the way inquiry activities were used for textbook content. Implications for the curriculum and science teacher education were discussed.

학교 과학교육과 양자물리

강남화(Nam-Hwa KANG),이태경(Tae-Gyoung LEE),보이직 안드레아스(Andreas WOITZIK) 한국물리학회 2023 물리학과 첨단기술 Vol.32 No.4

논변, 논의 그리고 논증: 개념의 명료화를 위한 문헌조사 연구

강남화 ( Nam Hwa Kang ),이은경 ( Eun Kyung Lee ) 한국과학교육학회 2013 한국과학교육학회지 Vol.33 No.6

국내 과학교육연구 문헌에서 argument와argumentation이 소개되고 연구되어온 지 거의 10년이 되었고, 그 용어가 크게 세 가지 단어로 번역이됨을 관찰할 수 있다. 이 연구의 목적은 국내 과학교육 문헌에서 두 용어가 어떻게 정의되고 있으며, 어떤상황에서 사용하는지를 고찰하여 다양하게 번역된 용어들의 의미를 명료화하는 것이다. 이를 위해 번역의다양성에 관한 철학적 관점에서 외국 과학교육 문헌에서 argument와 argumentation의 정의와 그 연구 맥락을 검토하고, 국내의 관련 문헌을 고찰하였다. 고찰된 문헌은 2000년 이후 제목에 argument와argumentation을 포함하는 79개의 외국 주요 과학교육저널에 실린 논문과 그 두 용어의 번역어를 제목에 포함한 37개의 국내 과학교육 논문이다. 분석 결과국내 연구자들은 연구 맥락에 따라 argument와argumentation을 일반적인 상황에서의 정의 또는탐구의 한 측면과 같은 구체적인 상황에 기인한 정의를 제시하는 것으로 드러났다. 대부분의 국내 과학교육 논문에서 번역 용어의 다양성에 관해 명시적으로 언급하지 않았으며, 언급한 경우에도 하나의 예외를 제외하고 선택한 번역용어를 사용한 이유를 제시하지 않았다. 또한 argument 또는 argumentation의 정의를 위해 여러 연구자들이 동일한 외국 문헌을 고찰하였음에도 불구하고 연구자마다 서로 다른 번역어를사용하였다. 이는 그 용어의 정의와 특정 번역어의 사용은 연구자들에게는 관련이 없음을 보여주었다. 반면, 특정 연구 집단이 특정 번역어를 일관되게 사용하는 것으로부터 번역이 실천적 습관일 수 있다고 분석하였다. 연구결과로부터 번역 용어의 결정에 관한 입장을 연구 전문성과 연구집단 간의 의사소통의 측면에서 제시하였다. It has been a decade since argument and argumentation were introduced in science education literature in South Korea. The word “argument” has been translated into three different Korean terms in literature. The purpose of this study was to clarify those translated terms by examining how the terms were defined and used in Korean education research literature. From a philosophical perspective on the diversity of translation, we examined definitions of argument and argumentation, research topics in papers published in major international journals on science education, and reviewed relevant science education papers published in South Korean journals. We reviewed 79 papers published since the year 2000 in major international journals on science education, whose titles have terms argument and/or argumentation and 37 Korean science education papers whose titles have terms translated from the two English words. Findings showed that Korean researchers defined argument and argumentation either in a general sense or in a specific sense such as science investigation or group work aspects, depending on research contexts. Researchers in Korea rarely mentioned the diversity of translation. If they mentioned it, justification for a specific translation of the term was not provided except for in one case. When the same foreign literature was reviewed to define “argument” or “argumentation, different Korean words were used to translate the same two terms. This indicated to the researchers that the translation of the terms was not related to their definitions of them. On the other hand, each research group used a certain translation of the term consistently, indicating that translations might be based on research tradition. Based on the findings, a position on translation of the term is proposed in terms of professionalism and communication between research groups.

중등학생들의 과학 탐구 평가 능력

강남화 ( Nam Hwa Kang ),이은미 ( Eun Mi Lee ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2012 청람과학교육연구논총 Vol.18 No.1

This study examined secondary students’ basic skills of science inquiry evaluation. A total of 161 secondary school students were given a test designed for this study. The test provided an everyday scientific report and asked students to make an evidence-based personal decision after identifying various factors involved in the inquiry. The findings showed that most students in the study were able to interpret data shown in the report as well as make a decision based on the results reported. However, less than a half of the students were able to identify a hypothesis and variables. These unbalanced levels of understanding scientific inquiry in various facets were found to be consistent with those emphasized in inquiry activities provided in science textbooks. When hypotheses and variables are not properly identified, a critical review of science report is implausible. Thus, the findings suggested that students should have access to inquiry activities that could help them develop various facets of inquiry skills in a balanced way. Further research topics were provided.

전문인으로서의 학습 과정 중 과학교사의 논증

강남화 ( Nam Hwa Kang ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2013 청람과학교육연구논총 Vol.19 No.1

This study examined the nature of the argumentation that science teachers engaged in individually and socially with their colleagues. Five secondary science teachers participated in argumentation activities about two topics on science and two topics on teaching science through argumentation. Findings showed that the teachers tended to construct more elaborate arguments in writing than in group discussions. When coded with argument components, individual written arguments had more components supporting each claim than verbal social arguments. With respect to topics of arguments, the nature of engagement in argumentation was different between arguing about science and arguing about teaching. The teachers tended to be quick in making a conclusive claim and justifying it without much argumentation when discussing science content. However, when arguing about teaching, the teachers made multiple claims and argumentation was more enthusiastic. When examining cognitive interactions, the teachers utilized their colleagues’ ideas less when constructing arguments about science content than about teaching. All the teachers in general didn’t want to convince others of their ideas, and in return didn’t try to understand different ideas when discussing science content. However, they were more open to ideas about teaching. Reasons for these differences, implications, and further research topics are suggested.

대학 과학 학습에 영향을 주는 요인에 대한 대학생과 고등학교 과학교사의 인식

홍미영,강남화,김주아,Hong, Mi-Young,Kang, Nam-Hwa,Kim, Joo-Ah 대한화학회 2011 대한화학회지 Vol.55 No.5

이 연구에서는 자연과학을 전공하는 대학생과 고등학교 과학교사를 대상으로 대학에서의 과학 학습에 영향을 주는 요인과 고등학교 과학교육 개선 방향에 대한 인식을 알아보았다. 대학생들은 전공별로 대학에서의 과학 학습에 주는 영향을 주는 요인에 대해 다른 양상을 보이는 것으로 나타났다. 물리학과의 경우에는 수학 능력과 논리적 사고력, 화학과와 생물학과의 경우에는 영어 능력과 기초 과학 지식이 대학에서 공부하는 데 큰 영향을 준다고 인식하는 경향이 있었다. 대학생과 과학 교사 두 집단 모두 기초 과학 지식과 수학 능력이 대학에서의 과학 학습에 크게 영향을 준다고 인식하는 것으로 나타났다. 대학에서의 성공적인 과학 학습을 위한 과학교육 개선 방안으로, 대학생들은 탐구 기회 확대, 과학교사들은 선택과목의 필수 이수 확대라고 각각 응답하여 두 집단 간 다른 양상을 나타내었다. This study examined factors influencing college science learning from the perspectives of college students and high school science teachers. Using a survey created based on focus group interviews, college science majors and high school science teachers rated various factors of high school learning that positively influenced college science learning. Findings suggested that the perceptions differed by college major: the physics major students considered math proficiency and logical thinking skills as the important factors; chemistry major students and biology major students considered English proficiency and basic scientific knowledge as the most important factors. Both college students and science teachers emphasized basic science knowledge and math proficiency. However, differences between the two groups were also found in that the students perceived more need to learn about experimentation than the teachers whereas the teachers had a priority in increasing advanced science content.

물리 교사들의 교과 내용과 교수 학습에 관한 집단 논증활동과 개인적 논증 글 분석

이은경,강남화,Lee, Eun Kyung,Kang, Nam-Hwa 충북대학교 교육개발연구소 2017 한국교육논총 Vol.38 No.2

이 연구는 물리 교사들의 그룹 논증활동과 그 후에 작성한 개인적인 논증의 글을 각각 분석하여 그룹 논증활동이 개인적 논증을 어떻게 매개하는지를 탐색하였다. 연구는 중학교 과학교사 2명과 고등학교 물리교사 3명이 참여하였고, 논증은 물리 내용과 물리 교수학습에 관한 것이었다. 연구결과 물리 교사들이 그룹 논증활동에 비해 개인적인 논증 글을 더 정교하게 구성하였고, 이는 교사들의 말과 글의 논증활동에 대한 인식이 다른 것에 기인한 것으로 추정할 수 있었다. 또한 물리 교사들은 개인적으로 논증을 구성할 때 그룹 논증활동을 통해 동료들과 공유했던 생각들을 선택적으로 수용한 것이 드러났다. 마지막으로 물리 내용과 물리 교수학습에 관한 논증활동은 서로 다른 특성을 가지는데, 이는 논증활동에서 지향점의 차이를 반영하는 것으로 드러났다. 연구결과를 바탕으로 교사들에게 논증활동의 기회를 제공하는 생산적인 교사 전문성 신장 방안에 대해 방향을 제안하였다. The purpose of this study was to examine how group argumentations mediated individual arguments by analyzing physics teachers' group argumentation and individual follow-up written arguments. Five in-service physics teachers participated in this study, two middle school and three high school teachers. The topics of argumentation included physics topics and pedagogy of them. Findings showed that the teachers constructed much more elaborated individual written arguments than group argumentation, which seemed to be resulted from different perceptions of teachers' verbal and written argumentations. Also, in their written arguments the teachers selectively utilized their colleagues' ideas shared during group argumentation. Lastly, teachers' argumentation showed different features between topics of physics and physics pedagogy. These differences were related to their orientations toward argumentation about content knowledge and teaching. These findings shed light on a productive physics teacher professional development in argumentation.

물리 교사들의 교과 내용과 교수 학습에 관한 집단 논증활동과 개인적 논증 글 분석

이은경(Eun Kyung Lee),강남화(Nam-Hwa Kang) 충북대학교 교육개발연구소 2017 한국교육논총 Vol.38 No.2

이 연구는 물리 교사들의 그룹 논증활동과 그 후에 작성한 개인적인 논증의 글을 각각 분석하여 그룹 논증활동이 개인적 논증을 어떻게 매개하는지를 탐색하였다. 연구는 중학교 과학교사 2명과 고등학교 물리교사 3명이 참여하였고, 논증은 물리 내용과 물리 교수학습에 관한 것이었다. 연구결과 물리 교사들이 그룹 논증활동에 비해 개인적인 논증 글을 더 정교하게 구성하였고, 이는 교사들의 말과 글의 논증활동에 대한 인식이 다른 것에 기인한 것으로 추정할 수 있었다. 또한 물리 교사들은 개인적으로 논증을 구성할 때 그룹 논증활동을 통해 동료들과 공유했던 생각들을 선택적으로 수용한 것이 드러났다. 마지막으로 물리 내용과 물리 교수학습에 관한 논증활동은 서로 다른 특성을 가지는데, 이는 논증활동에서 지향점의 차이를 반영하는 것으로 드러났다. 연구결과를 바탕으로 교사들에게 논증활동의 기회를 제공하는 생산적인 교사 전문성 신장 방안에 대해 방향을 제안하였다. The purpose of this study was to examine how group argumentations mediated individual arguments by analyzing physics teachers’ group argumentation, and individual follow-up written arguments. Five in-service physics teachers, two middle school and three high school teachers, participated in this study. The topics of argumentation included physics and its pedagogical perspectives. Findings showed that those teachers constructed more elaborated individual written arguments than group argumentation, which might be from different perceptions of teachers verbal and written argumentations. Specifically, in their written arguments, the teachers selectively utilized their colleagues’ ideas shared during the group argumentation. Lastly, teachers’ argumentation showed different features between physics and its pedagogical perspectives. These differences were related to their orientations toward argumentation about content knowledge and teaching. These findings shed light on a productive physics teacher professional development in argumentation.