고등학생들의 사회・과학 교과 학습 동기 분석

변태진(Byun, TaeJin),우연경(Woo, YeonKyoung),이해영(Lee, HaeYoung) 학습자중심교과교육학회 2017 학습자중심교과교육연구 Vol.17 No.24

2015 개정 교육과정에서는 인문학적 상상력과 과학기술 창조력을 갖춘 창의 융합형 인재를 양성하고자 문・이과 통합형 교육과정을 개발하였고 이를 반영한 교과로 통합사회와 통합과학이 신설되었다. 이에, 이 연구는 학교현장에서 통합사회와 통합 과학이 잘 안착될 수 있도록 사회 교과와 과학 교과에 대한 학생들의 학습 동기를 분석하였다. 사회 교과와 과학 교과의 학습 동기를 서술형 문항으로 구성한 후, 경기도에 위치한 2개 고등학교의 1학년 학생 149명을 표집하여 조사하였다. 사회 교과와 과학 교과를 학습하는 이유가 무엇인지를 서술형으로 조사한 결과, 학생들은 두 교과가 사회생활에 적응하는데 필요하고 사회 발전이나 사회 참여를 위해 배우는 교과라고 생각하였다. 그러나 두 교과 모두 사고력을 육성시킨다고 생각하지는 않았다. 사고력 육성은 통합사회와 통합과학이 공통으로 추구하는 목표인 사회문제를 합리적, 과학적으로 해결하고 사회현상을 보는 안목을 형성한다는 부분과 관련이 있다. 두 교과의 공통 목표에 다다르기 위해서는 수업시간에 학생들이 탐구과정을 경험할 수 있는 기회를 주어야 한다. 학생 스스로 중요하다고 생각하는 질문을 생성하고 정보를 발견하며 실험을 하는 탐구과정을 통해 사고력을 육성하여야 궁극적으로 사회참여 의지를 키우고 사회발전에 좀 더 적극적으로 나설 수 있는 공동체 구성원으로 성장할 수 있다. Integrated society and Integrated science subject was newly established based on 2015 revised national curriculum which try to cultivate talented people with creative talents that have humanistic imagination and science and technology creativity. In this study, we tried to grasp students motivation to learn social studies and science curriculum so that integrated society and integrated science can be well established at school. As a result of the analysis, the students recognized that social studies and science subject were useful for social life. In particular, we thought that the two subjects are necessary for adapting to social life and learning for social development and social participation. However, the students thought that the two subjects did not develop their thinking skills. This is related to the formation of the social insight that seeks to solve social problems rationally and scientifically, which is a common goal of integrated society and integrated science. To meet the goals of both subjects, students should be given the opportunity to experience the inquiry process in class. Students will be able to raise their qualities as a democratic citizen who will ultimately develop their willingness to participate in society and become more active in the development of society by asking questions that they think are important to themselves, and discovering and experimenting with.

학생 참여형 과학과 원격 수업 사례 연구

변태진 ( Taejin Byun ) 한국현장과학교육학회 2021 현장과학교육 Vol.15 No.3

2015 개정 교육과정은 학생 참여 중심의 교수학습 개선을 목표로 하고 있으며, 각 시도교육청에서도 학생이 배움의 주체가 되도록 하는 학생 참여형 수업을 강조하고 있다. 2020년에 발생한 COVID-19의 대유행은 우리 교육계가 한 번도 경험해보지 못한 전면 원격 수업의 시행이라는 미증유의 사태를 가져왔다. 본 연구는 2020년 상반기 학생 참여형 과학과 원격 수업이 어떻게 실천되고 있는지 그 실태를 관찰하기 위해 수행되었다. 학생 참여의 관점에서 과학 수업을 관찰하기 위해 교사, 학생, 상호작용, 학습 내용 측면에서 3명의 과학 교사 수업을 관찰하였다. 과학 교사들은 학생들의 참여를 유도하고 교사-학생 간 상호작용을 활성화하기 위해 실시간 쌍방향 수업을 진행하거나, 자신이 직접 제작한 콘텐츠와 질의 응답 시간을 통해 학생들과 상호작용을 하였다. 또한 학생의 참여 유도를 위해 학습 내용에 맞는 다양한 학습 자료 및 매체를 활용하는 모습이 나타났으며, 학습 내용의 구성에서 학생과 연관성 높은 주제를 선정하였다. The 2015 revised curriculum aims to improve teaching and learning centered on student engagement, and Metropolitan and Provincial Offices of Education are also emphasizing student-engagement instruction that enable students to become main agents of learning. The COVID-19 pandemic that occurred in 2020 brought about an unprecedented situation that our education community has never experienced a full range of online classes. This study was conducted to observe the actual state of how student engaged science lessons were being practiced in the first half of 2020. In order to observe the science class from the perspective of student engagement, three science teacher lessons were observed in views of teachers, students, interactions, and learning contents. Science teachers conducted real-time interactive classes to induce student engagement and activate teacher-student interaction, or interacted with students through content and question-and-answer sessions that they created themselves. In addition, in order to induce student engagement, a variety of learning materials and media suitable for the learning contents were used, and subjects with high relevance to students were selected in the composition of the learning contents.

AR 및 VR 관련 과학교육 문헌 연구

변태진 ( Byun Taejin ),박정우 ( Park Jeongwoo ) 한국초등과학교육학회 2023 초등과학교육 Vol.42 No.2

This study analyzed the overall research trend and the change in the research trend according to the time of augmented reality (AR) and virtual reality (VR) researches related to science education. Sixty-five articles were selected through keyword search and abstract review. The equipment, subject, participant, research method, and measurement variable areas were analyzed to understand the overall research trend, and the changes according to the time of the equipment area and implementation device were analyzed to understand the changes in research trends according to the time. The results showed that VR in the equipment area, earth science and biology in the subject area, elementary and middle school students in the participant area, quantitative research and material development research in the research method area, and cognitive and affective variables in the measurement variable area were mainly conducted. Additionally, this study found that several studies on AR- and VR-related characteristic variables, such as electroencephalography, presence, and dizziness, were conducted. Research in the physical and chemistry fields was relatively small, the proportion of qualitative research was small, and the research on special learning students was large enough to be categorized. As a result of analyzing the change in research trends, VR- and AR-related researches started in 2001 and 2008, respectively, and both researches increased rapidly after 2018. Moreover, recently, research conducted based on personal computers in the early 2000s has been replaced by research using smart devices and head-mounted displays (HMDs). The results also showed that the importance of AR and VR is being emphasized more recently in science education, particularly that of smart devices and HMDs. The study analysis included the areas where AR- and VR-related researches were actively conducted and the areas where they did not. Based on the results of this study, further research is required on the causes, strengths, and limitations of AR- and VR-related research areas and areas that are not actively conducted.

언어 네트워크 분석을 활용한 과학과 교과 역량에 대한 중등예비교사의 인식 분석

변태진(Taejin Byun),하상우(Sangwoo Ha) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.7

본 연구는 2015 개정 교육과정의 5가지 과학과 교과 역량에 대한 중등예비과학교사들의 인식을 알아보기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 통합과학 연계전공을 이수하는 예비교사 42명을 대상으로 5가지 과학과 교과 역량에 대해 본인만의 언어로 2~3 문장 서술하도록 하는 설문을 진행했다. 연구 방법은 NetMiner4 프로그램을 활용한 언어 네트워크 분석을 활용하였으며, 주로 중심성 분석 결과를 이용한 네트워크 시각화를 통해 주요 데이터를 표현했다. 연구 결과 예비교사들은 과학과 교과 역량에 대해 현 교육과정의 서술 내에서 큰 오해 없이 이해하고 있는 것으로 보였지만 현직교사들의 과학과 교과 역량에 대한 이해와는 어느 정도 차이를 보였다. 특히 예비교사들은 현직교사들에 비해 과학적 탐구 능력 및 과학적 의사 소통 능력에 대한 이해가 다소 부족하다고 판단되었다. 또한 예비교사들은 과학과 교과 역량간 선후 관계가 있다고 생각하고 있었고, 다섯 가지 교과 역량 모두에서 ‘지식’이 연결중심성 순위에서 상위에 나타나는 등 과학과 교과 역량에 대해 지식 위주로 이해하는 모습을 보였다. 본 연구에 나타난 주요 연구 결과를 바탕으로 중등 과학과 예비교사교육을 위한 시사점을 제시하였다. This study was conducted to find out the perception of pre-service teachers about the five science subject competencies of the 2015 revised curriculum. To this end, a questionnaire was conducted for 42 pre-service teachers who majored in integrated science. We asked them to describe the five science subject competencies in 2~3 sentences in their language. The research method utilized the semantic network analysis using the NetMiner4 program, and the main data was expressed mainly through network visualization using the result of centrality analysis. As a result of this study, the pre-service teachers seemed to understand the science subject competency without much misunderstanding within the description of the current curriculum. However, there was some difference from the in-service teachers understanding of the science subject competency. In particular, it was judged that the understanding of scientific inquiry ability and scientific communication ability was insufficient compared to the in-service teachers. More than that, the pre-service teachers thought that there was a predecessor relationship between science subject competencies, and in all five subject competencies, ‘knowledge’ appeared at the top in the connection-centrality ranking. Thus result showed that the pre-service teachers understood science subject competencies based on knowledge. Based on the main results, implications for pre-service teacher education were presented.

학문 문식성으로 들여다본 물리와 역사

변태진(Taejin BYUN),이해영(Haeyoung LEE),김종윤(Jongyun KIM) 한국물리학회 2023 물리학과 첨단기술 Vol.32 No.4

과학과 미디어 기반 학습 관련 문헌 연구

변태진 ( Taejin Byun ) 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.3

미디어는 정보 전달 수단으로 사용되는 문자 또는 이미지를 의미하며, 시공간을 넘어 정보 전달을 매개한다. 미디어는 신문과 텔레비전과 같은 올드 미디어부터 인터넷과 스마트폰으로 대표되는 뉴 미디어까지, 테크놀로지의 발달과 함께 점진적 누적적으로 발달해왔다. 미디어 교육의 목표는 미디어의 속성을 이해하고, 미디어에 대한 비판적 해석과 선별적 수용 태도를 기르며, 나아가 미디어를 통해 창의적으로 의미를 표현하고, 의사소통 할 수 있는 능력을 기르는 것이다. 연구자는 국어, 사회 교과교육 연구자들과 함께 2016년 7월∼12월까지 `미디어 기반 학습에 기초한 한국형 교실수업 모델 개발 연구`를 수행하였다. 본 연구는 해당 과제의 기초 연구로써 연구자는 2006년∼2016년 사이 발간된 58편의 논문에서 과학과 미디어 기반 학습과 관련된 문헌 연구를 통해 연구 동향과 변인을 추출하였다. 연구 결과 과학과 미디어 기반 학습 관련 연구가 최근 증가 추세에 있으며, 전체연구 중 초등학생을 연구 대상으로 삼은 경우가 절반이 넘었다. 조사한 문헌들은 학생 대상 연구, 교사와 예비 교사 관련 연구, 스마트기기 또는 미디어 콘텐츠 관련 연구, 디지털 교과서 개발 관련 연구로 구분할 수 있었으며, 4개의 변인 중 학생을 대상으로 인지적·정의적 발달 관련 연구와, 미디어 콘텐츠의 개발 및 적용과 관련된 연구가 다수를 이루었다. Media is the medium that impart information beyond time and space. They refer to characters or images that serve as means to convey information. From old media such as newspapers and television to new media such as the internet and smart phones, media has developed cumulatively with the development of technology. The goal of media education is to develop the understanding of the properties of media, the ability of critical interpretation of media and selective acceptance. Furthermore it is to cultivate the ability to express meaning creatively and communicate through media. I carried out `the research of Korean classroom instruction models based on media` with Korean language and social studies education researchers from July 2016 to December 2016. This study is a fundamental study of the project. Based on 58 research papers published between 2006 and 2016, research trends and factors were extracted through literature studies related to media-based science learning. The Result has shown that the studies related to media-based science learning is on the rise, and more than half of all researchers studied about elementary school students. The studies were divided into research on students, research on teachers and pre-service teachers, research on smart devices or media contents, and research on the development of digital textbooks. Among the four variables, there were many researches related to students` cognitive and affective development, and the development and application of media contents.

과학과 역량 및 기능 체계화 방안에 대한 연구

변태진(Taejin Byun) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.17

목적 본 연구에서는 2015 개정 교육과정에서 과학 교과의 역량과 기능에 대한 이슈를 정리하고 현재 교육과정이 가진 문제점을 해소하기 위한 방안을 도출하기 위해 수행되었다. 방법 이를 위하여 2015 개정 교육과정 전후로 수행된 각종 정책과제와 논문을 분석하고, 전문가 자문회를 통해 개선방안을 논의하였다. 결과 교과역량과 관련된 이슈로는 핵심역량과 교과역량과의 개념적 연계성, 각 교과역량에 대한 수준과 하위 요소에 대한 이해 차이의 문제가 제기되었다. 과학과 기능에 관련된 이슈에는 기능에 대한 정의의 불명료성, 기능의 학년 또는 학교급별 체계화 필요성, 성취기준에서 기능과 서술어 관계 명료성 문제에 대해 논의하였다. 결론 이러한 이슈를 기반으로 본 연구에서는 역량과 기능 방식에 대해 변화의 폭에 따라 과학과 교과역량과 기능을 좁은 범위 또는 넓은 범위의 구분 방식을 통해 연결시키는 방안, 현재의 교과역량은 유지한 상태에서 기능을 각 교과역량의 하위요소에 위치하고, 학년군 또는 학교급 수준에서 수준을 재정의하는 방안, 과학 교과의 역량을 새롭게 정의하고, 역량의 하위요소로 기능을 재편하는 세 가지 방안을 제안하였다. Objectives This study was carried out to organize the issues of competencies and skills of science subject in the 2015 revised curriculum and to derive a plan to solve the problems of the current curriculum. Methods To this end, various policy task researches and journal researches carried out before and after the 2015 revised curriculum were analyzed, and the solutions were discussed through expert advisory meetings. Results As issues related to subject competencies, the conceptual connection between core competencies and subject competencies, and differences in understanding of the level and sub-elements of each subject competencies were raised. As issues related to science subject skill, the unclear definition of skill, the need for systematization by grade or school level of skill, and the clarity of the relationship between skill and predicate in the achievement standard were discussed. Conclusions Based on these issues, we proposed three kinds of solution according to the range of changes in competency: 1) to connect science subject competency and skill a narrow or wide division method, 2) while maintaining current subject competence, to located in the sub-elements of each subject competency, redefining the level at the grade level or school level, 3) re-defining the competency of science subjects, and reorganizing the skills as sub-elements of competency.

영재 학생의 수학과 과학 학업 성취도 상관관계 연구

변태진(Byun, Taejin) 학습자중심교과교육학회 2017 학습자중심교과교육연구 Vol.17 No.14

본 연구의 목적은 영재 학생들의 수학과 과학 과목 사이의 학업성취도 상관관계를 분석하고 그 이유를 알아보는 것이다. 연구 대상자는 수학․과학 분야에서 영재성을 띈 과학고등학교 2학년 139명 중 연구에 동의한 111명이며, 데이터 수집기간은 2011년 3월~2013년 2월이다. 연구자는 우선적으로 설문조사를 실시하여 워드 클라우드 기법으로 수학과 과학 과목간의 연관성에 대한 학생들의 인식을 분석하였다. 상관관계 분석을 위해 2년간 8차례 정기 고사의 수학, 과학(물리, 화학, 생명과학, 지구과학) 시험 성적을 Pearson Correlation을 사용하여 정량적인 통계 분석을 실시하였다. 통계 분석한 결과를 바탕으로 과목간 상관관계 및 시간별로 변화를 알아보고,산포도를 통해 과목별 상위/하위 집단을 심층 분석하였다. 이후 설문조사로 분류한 다양한 유형의 학생 7명에 대한 인터뷰를 통해 상관관계의 원인을 심층적으로 조사하였다. 연구 결과 수학 과목 학업 성취도와 과학 4개 과목 학업 성취도 모두 2년간치러진 모든 시험에서 통계적으로 유의미하고 높은 수준의 상관관계를 나타냈다(최저 .367~최고 .772). 그 중 수학-물리의 상관관계가 가장 높았고, 수학-화학, 수학-지구과학, 수학-생명과학 순서로 상관관계가 높았다. 수학 성취도가 과학 성취도에영향을 주는 이유에 대해 미적분과 계산 능력을 언급한 학생이 가장 많았고, 그 외 방정식 세우기, 공간적 요소 등을 언급한 학생들이 있었다. The purpose of this research is to analyze the correlation between the academic achievement of mathematics and the academic achievement of science and to find the reason of the correlation. 111 students of science high school 2nd grade students (total 139) who had brilliant talent in mathematics and science signed this research agreement and the research data was collected from March 2011 to February 2013. The survey reports of students’ cognition about relationship between mathematics and science were collected and were analyzed using Word Cloud method. For the correlation analysis, quantitative statistical analysis was conducted using the Pearson Correlation test scores of eight school examinations (2 years) of mathematics, science (physics, chemistry, biology, earth science). Based on the results of the statistical analysis, the correlation between the subjects and the changes over time were investigated, and then in-depth analysis of the upper/lower group by subject was analyzed using scatter plot. Through the classification of the survey reports, 7 students who had various cognition about the relationship between mathematics and science were selected and were interviewed for in-depth analysis. The correlation between the achievement of mathematics and the achievement of four sciences at all eight school examinations was statistically significant and high (lowest .367 ~ highest .772). The correlation value between mathematics-physics was highest, mathematics-chemistry was second highest, mathematics-earth science was third highest, and mathematics-biology was lowest. In responses of the reason that the achievement of mathematics effects the achievement of science, many students referred to differential and integral calculus and calculation ability, and some students referred to making equation and space factor.

통합과학 수업의 실행 과정에서 나타난 시계열적 특징 및 주제 분석

변태진(Byun Taejin),안유민(Ahn Yumin) 학습자중심교과교육학회 2020 학습자중심교과교육연구 Vol.20 No.3

이 연구는 2015 개정 교육과정에서 공통 과목으로 신설된 통합과학 수업을 다각적이고 심층적으로 이해함으로써 통합과학의 교수학습 및 평가 개선을 위한 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 12차시에 걸쳐 통합과학 수업을 관찰하고 시계열 분석과 개방적 코딩 방법에 의한 심층 분석을 실시하여 통합과학 수업의 주요 양상을 개략적으로 파악하고 통합과학 수업의 특징을 드러내는 주제를 도출하였다. 시계열 분석 결과에 따르면 통합과학 수업은 학생들의 모둠 활동과 교사의 활동 안내가 우세한 양상인 것으로 확인되었다. 또한 통합과학 수업의 주제로는 ‘나눔과 소통을 강조하는 협동학습’, ‘ 자연스럽게 받아들여지는 새로운 매체 도입’, ‘교사가 제공하는 피드백 양상’, ‘ 과학 지식 구조화는 선생님의 몫’의 4가지가 도출되었다. 이와 관련한 주요 논의는 다음과 같다. 첫째, 단위학교에서 통합과학 담당 교사 간 협의의 중요성 및 통합과학 운영과 관련한 다양한 모델의 가능성을 탐색하였다. 둘째, 학생 중심의 조사 활동에서 양질의 자료 획득을 위한 교사의 안내 및 교수학습 과정에서 피드백의 필요성을 강조하였다. 셋째, 교육과정에서 다루어야 하는 통합과학 내용의 수준과 범위 및 교육과정 내에서의 연계가 더욱 명확하게 안내되어야 함을 제안하였다. 넷째, 통합과학 실행에서 교사들이 직면하는 어려움을 이해하여 합리적이고 점진적인 절충을 통해 통합과학의 신설 취지에 부합하여 안착되어야 함을 논의하였다. The purpose of this study is to derive implications for improving teaching learning and evaluation of integrated science by gaining in a diverse and in-depth understanding the integrated science class newly established as a common subject in the 2015 revised curriculum. To do this, the integrated science classroom was observed over 12 lessons, and the in-depth analysis by time series analysis and open coding method was conducted to grasp the main aspects of the integrated science classroom and to derive the topic that reveals the characteristics of the integrated science classroom. According to the time series analysis, the integrated science classroom was found to have the advantage of group activities and guidance of teachers. In addition, the four subjects of integrated science classroom were cooperative learning that emphasizes sharing and communication , introducing a new medium that is naturally accepted , some aspects of feedback provided by teachers , and structuring of science knowledge by teachers. respectively. The main discussion in this regard is as follows. First, the importance of consultation between teachers in charge of integrated science and the possibility of various models related to the operation of integrated science in the unit school were explored. Second, we emphasized the necessity of feedback in the process of teacher guidance and teaching and learning to obtain quality data in student-centered research activities. Third, it was proposed that the level and scope of the contents of integrated science to be dealt with in the curriculum and the linkage within the curriculum should be more clearly guided. Fourth, it was discussed that the difficulties faced by teachers in the implementation of integrated science should be settled in accordance with the intention of establishing integrated science through rational and gradual compromises.

역사과 교과 역량에 대한 역사가와 역사교사의 인식

변태진(Byun, Taejin),문영주(Mun, Yongju),이해영(Lee, Haeyoung) 학습자중심교과교육학회 2020 학습자중심교과교육연구 Vol.20 No.8

본 연구에서는 역사가와 역사교사가 역사과 교과 역량을 어떻게 인식하는지 알아보고자 온라인 설문조사를 실시하였다. 온라인 설문조사에서는 5개의 역사과 교과 역량의 정의와 설명을 요청하였고 수합된 42명의 데이터를 언어 네트워크 분석 기법을 활용하여 분석하였다. 분석 결과 역사가와 역사교사는 역사 사실 이해와 역사 자료 분석과 해석 역량을 교육과정에서 제시한 역량과 유사하게 인식하였다. 그러나 역사 정보 활용 및 의사소통 역량, 역사적 판단력과 문제 해결 능력, 정체성과 상호존중에 대한 역량은 다르게 인식하고 있었다. 또 역사교사와 역사가 집단 간 역사과 교과 역량 인식 차이도 나타났다. 교사 집단은 역사과 교과 역량을 수업 상황이나 학생들의 활동을 고려하며 인식하였다. 이에 비해 역사가 집단은 역사학의 연구 방법으로 교과 역량을 인식하였다. 역사가와 역사교사 집단의 인식을 토대로 한다면, 역사 사실 이해와 역사 자료 분석과 해석 역량은 정교하게 수정하는 방향으로, 다른 3가지 역량은 다른 역량으로 바꾸는 방향을 논의해 볼 필요가 있다. This study conducted an online survey to find out how a group of history experts perceive subject-specific competencies. Definition and explanation of five subject-specific Competencies were requested, and the results were presented using language network analysis. According to the analysis, the historical expert s perception of subject-specific competencies is as follows. First, the comprehension of historical facts and the competency to analyze and interpret historical data did not differ significantly from the competencies suggested in the existing curriculum. However, the competency to use historical information and communicate, the competency to judge historically and solve problem, and identity and mutual respect competency were recognized differently. In linguistic network analysis, the key words of these three competencies were not located at the center of the competencies and there were not many links. In particular, in terms of identity and mutual respect competency, identity, mutual, respect, or mutual respect itself was ranked low, and links with other words were also low. Based on the perceptions of the group of history experts, future discussions on subject-specific competencies need to discuss precisely the comprehension of historical facts, the competency to analyze and interpret historical data, and turn the other three competencies into other competencies.