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      • KCI등재

        물리와 미술 융합 교수학습 프로그램 개발 및 적용: 등전위선 그리기를 중심으로

        변태진 한국물리학회 2014 New Physics: Sae Mulli Vol.64 No.4

        The purpose of this research is the development and the application of an education program to integrate physics and art based on drawing equipotential lines. Integrating science with art may enhance the ability to observe and creativity and may effect affective domain. Although Science, technology, engineering, arts, mathematics (STEAM) studies have been actively conducted in Korea, contents that integrates physics and art is rare. In this study the teaching and learning program titled `Drawing Equipotential Line', was developed to integrate physics with art. Previous experimental equipments suitable for groups were compared with those for individuals. This program was made up of three classes; drawing equipotential lines, coloring, and exhibition. Seven classes (140 students) at science high school took part in this program during three weeks in autumn 2013. After this program had been implemented the responses of the students were investigated, and data could be collected from 136 students and were analyzed. At the same time the responses to this program of physics teachers and art teacher were investigated. Overall, students and teachers thought that this program was good. An effect on the cognitive and the affective domains was also found. 본 연구는 등전위선 그리기라는 실험을 토대로 물리와 미술교과가 융합된 교수학습 프로그램의 개발과 적용에 관한 것이다. 과학과 미술의 융합은 관찰력과 창의력을 함께 높일 수 있으며 정의적 영역에 있어 효과가 있음이 드러났다. 국내에서도 많은 융합인재교육 (STEAM)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 교수 자료도 많이 개발되고 있지만, 물리영역과 미술영역을 통합한 교수학습 자료는 드물다. 이에 연구자는 `등전위선 그리기'라는 주제로 물리와 미술영역이 융합된 교수학습 프로그램을 개발하였다. 기존의 조별로 수행하던 등전위선 실험 장치를 개별 실험 장치로 바꾸고, 등전위선 그리기, 채색하기, 전시회로 이뤄진 3차시 수업을 구성하였다. 연구자는 개발된 등전위선 그리기 프로그램을 서울지역 과학고 1학년 7개 반 140명 학생들에게 2013년 2학기 수업에서 3주간 적용하였다. 그 후 프로그램에 참여한 140명 중 설문에 응답한 136명의 데이터를 분석하고, 동시에 물리교사와 미술교사에게도 본 프로그램에 대한 반응을 조사하였다. 학생들과 교사들은 프로그램 전반에 대해 긍정적인 반응을 보였고, 인지적, 정의적 영역에서의 효과를 확인할 수 있었다.

      • KCI등재

        언어 네트워크 분석을 활용한 과학과 교과 역량에 대한 중등예비교사의 인식 분석

        변태진,하상우 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.7

        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. 본 연구는 2015 개정 교육과정의 5가지 과학과 교과 역량에 대한 중등예비과학교사들의 인식을 알아보기 위한 목적으로수행되었다. 이를 위해 통합과학 연계전공을 이수하는 예비교사 42명을 대상으로 5가지 과학과 교과 역량에 대해 본인만의 언어로2~3 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 대해현 교육과정의 서술 내에서 큰 오해 없이 이해하고 있는 것으로 보였지만 현직교사들의 과학과 교과 역량에 대한 이해와는 어느 정도차이를 보였다. 특히 예비교사들은 현직교사들에 비해 과학적 탐구 능력 및 과학적 의사 소통 능력에 대한 이해가 다소 부족하다고판단되었다. 또한 예비교사들은 과학과 교과 역량간 선후 관계가 있다고 생각하고 있었고, 다섯 가지 교과 역량 모두에서 ‘지식’이연결중심성 순위에서 상위에 나타나는 등 과학과 교과 역량에 대해 지식 위주로 이해하는 모습을 보였다. 본 연구에 나타난 주요 연구결과를 바탕으로 중등 과학과 예비교사교육을 위한 시사점을 제시하였다.

      • KCI등재

        2015 개정 교육과정‘과학탐구실험’운영 실태 조사

        변태진,백종호,심현표,이동원 한국과학교육학회 2019 한국과학교육학회지 Vol.39 No.5

        In this study, we investigated how ‘Scientific Inquiry Experiment,’ a newly introduced subject under the 2015 revised curriculum, was implemented to identify the difficulties that science teachers face in the process of teaching the subject and to explore how to support them through online survey and interview methods. A questionnaire of the survey, which consisted of environmental factors of class, preparation and execution of class, teacher self-evaluation of class, and direction for the subject, was developed, and the online survey was requested with a response from one teacher per school from 1674 high schools nationwide. We analyzed the results from 814 teachers who answered all required questions, and we also conducted interviews and online advisory discussions to ensure the validity of our analysis. In the results of the study, teachers complained of lack of time for preparation and execution of the subject, and they demanded laboratory assistants and quality teaching materials. In addition, in order to achieve the goal of the subject, they agreed the necessity of using the ‘block scheduling’ though they also agreed the difficulties of its implementation. Meanwhile, the alteration of guidelines for evaluation, which was changed from 9-grade system to 3-grade system, was positively recognized by teachers. As a result of this change, the percentage of performance assessment increased in 2019 compared to 2018, but there were no significant changes in the number of ‘hands-on activity.’ Finally, we proposed ways to support ‘scientific inquiry experiment’. 본 연구는 2015 개정 교육과정에서 처음 도입된 과학탐구실험 과목을 운영하면서 과학 교사들이 겪는 어려움을 파악하고, 이에 대한 지원 방안을 모색해보는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 과학탐구실험 수업과 관련하여 수업 외적 요인, 수업 실천(준비, 실행), 수업에 대한 평가, 과학탐구실험 과목의 발전방향 항목으로 구성된 설문지를 개발하였 고, 전국의 1674개교의 고등학교에 1교당 1명의 교사가 응답하도록 온라인 설문 조사를 요청하였다. 설문 결과 분석에는 설문지의 필수 문항에 모두 답변한 814명의 응답 내용이 활용되었고, 결과 분석의 타당도 확보를 위해 집단 면담과 온라인 자문회를 실시하였다. 연구 결과 교사들은 수업 준비 시간과 수업 시간의 부족을 호소하였고, 이를 해결하기 위해 실험 보조 인력의 활용, 양질의 자료 개발 및 공유를 강조하였다. 또한 과학탐구실험 과목의 목표 달성을 위해 블록타임제를 적극 활용하는 것이 필요하지만 실제로 운영하는 데에는 어려움이 있음을 토로하였다. 한편, 2019학년도에 변화된 평가 방식은 교사들에게 긍정적으로 인식되고 있었고 이로 인해 수행평가의 비율이 전년도에 비해 증가하였으나, 학생들이 직접 실험 기구를 다루는 실험의 횟수 에는 큰 변화가 나타나지 않았다. 마지막으로, 이러한 결과를 종합하여 과학탐구실험 과목의 지원 방안에 대해 제언하였다.

      • KCI등재

        고교 과목 이수 및 수능 과목 선택과 대학 일반물리학 학업성취도와 관계 분석 연구: 지방대 공과대학 사례를 중심으로

        변태진 한국물리학회 2020 New Physics: Sae Mulli Vol.70 No.4

        Despite the status and the importance of introductory physics in university education, studies on the relationship between completion of high school subjects, CSAT subject selection and introductory physics achievement for local engineering students have not been sufficiently conducted. In order to achieve the purpose of this study, we analyzed the results for beginning-of-semester questionnaires, basic knowledge tests, mid & final exams, and end-of-semester questionnaires completed by first-year introductory physics students who majored in engineering at a local university. We found that, the completions of mathematics and physics in high school and of mathematics & inquiry domain selections of CSAT did not incur statistically significant differences. However, in our analysis of the difficulties of each content element, we found that the completion of high school mathematics and physics could affect introductory physics achievement at the university. We hoped that these results of this study will serve as a basis for research on improving the understanding of students and on developing the instruction for introductory physics classes. 대학교육에서 일반물리학이 가지는 위상과 중요성에도 불구하고, 지방대 공과대학 학생의 고교 과목이수 및 수능 과목 선택과 일반물리학 학업 성취도의 관계에 관한 연구는 충분하게 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 연구 목적 달성을 위해 지방 소재 공과대학 1학년 일반물리학 수강생을 대상으로 학기초설문, 기초 소양 검사, 중간고사, 기말고사, 학기말 설문 자료를 수집하였다. 연구 결과 고등학교 수학및 물리 교과목 이수 여부, 수능 시험에서 수학 및 탐구 영역 선택이 대학의 일반물리학 학업 성취도에통계적으로 유의미한 수준의 차이를 발생시키지는 않았다. 하지만 내용 요소별 어려움 분석에서 고교수학, 물리 교과목 이수 여부가 일반 물리학 성취에 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 본 연구가 지방대학공과대학의 일반물리학 수업에서 수강생의 사전 지식수준에 대해 이해와 교수학습 개선 연구의 마중물이되기를 기대한다.

      • KCI등재

        학생 참여형 과학과 원격 수업 사례 연구

        변태진 한국현장과학교육학회 2021 현장과학교육 Vol.15 No.3

        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. 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.

      • KCI등재

        물리와 역사 교육과정 성취기준 서술어에 대한 물리 교사와 역사 교사의 해석 비교 연구

        변태진,이해영,김종윤 한국교육과정평가원 2019 교육과정평가연구 Vol.22 No.3

        2015 개정 교육과정에서는 학생들의 역량을 함양하기 위한 요소로 기능을 강조하였고 성취기준의 기능을 ‘서술어’로 제시하였다. 이 연구에서는 개정 교육과정에서 강조하고 있는 서술어가 교사들에게 어떻게 인식되는지를 파악하여 향후 개선 방안을 탐색하는 데 목적이 있다. 이를 위해 물리과와 역사과의 교육과정의 성취기준 서술어를 분석하고 해당 교과의 교사가 교육과정에 제시된 자기 교과 및 타 교과의 서술어를 어떻게 해석하는지를 비교하여 살펴보았다. 연구 참여자는 역사 및 물리 전공 교사 각 5명으로 구성되었으며, 이들 교사가 역사와 물리 두 교과에 공통으로 사용되는 서술어(‘설명한다’, ‘비교한다’), 역사 교과에서만 사용되는 서술어(‘파악한다’, ‘탐구한다’), 물리 교과에서만 사용되는 서술어(‘구한다’, ‘표현한다’)를 어떻게 인식하는지를 인터뷰하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 동일한 서술어에 대해 역사와 물리 전공에 따른 교과 간 교사 인식 차이가 존재하였다. 둘째, 명확한 행동 동사의 경우 교사 간 서술어 해석의 일치도가 높았다. 셋째, 동일교과 교사 간에도 서술어 해석에서 인식차가 드러나기도 하였다. 이러한 연구 결과를 통해 현행 교육과정의 성취기준 서술어 제시 방식의 특징과 개선 방안을 논의하였다. In the 2015 Revised Curriculum in Korea, skills was emphasized as an element to enhance students' competency and the skills of achievement standards were presented as ‘predicates’ (verbs). The purpose of this study is to investigate how teachers perceive the predicates highlighted in the Revised Curriculum and explore ways to improve the representation system of the predicate in the achievement standards in the future. The study participants consisted of five physics and five history teachers and were asked to participate in the interview about how they recognized the common descriptive verbs used in both history and physics ('explain' and 'comparative'), the verbs used only in history textbooks ('identify' and 'explore'), and the verbs used only in physical subjects ('estimate/evluate' and 'express'). The results of the study were as follows. First, the same predicates were differently recognized between teachers of different subjects. Second, for clear behavioral verbs, there was a high degree of agreement between teachers of both subjects in interpreting verbs in the achievement standards. Third, even in the same subject there were also individual differences in interpretation of the same verbs. The results of this study were discussed in relation to current achievement standards and future direction.

      • KCI등재

        초등 과학 교육과정의 변화와 쟁점 - 물리 영역을 중심으로 -

        변태진 한국초등과학교육학회 2022 초등과학교육 Vol.41 No.2

        This study aimed to analyze the changes in the physics curriculum of elementary schools over the past years and to discuss the issues faced by the science curriculum for elementary education prior to the next curriculum revision. We analyzed changes in the elements of the contents from the 7th curriculum to the 2015 revised curriculum and reviewed studies conducted after the revision in 2015. Additionally, three professors majoring in physics education discussed the results of the curriculum analysis. The result indicates that content of the physics curriculum for elementary education was generally reduced after the 7th curriculum. Specifically, difficult concepts were omitted or designated to a higher school level. Concerns related to the science curriculum pertain to the content adequacy and difficulty of the current curriculum, its relationship with mathematics, connection between the Nuri curriculum and the integrated curriculum for the 1st and 2nd grades, and the achievement standard predicate problem. 본 연구는 차기 교육과정 개정을 앞둔 시점에서 지난 몇 차례 동안의 초등학교 물리 영역에서의 교육과정 변화를 분석하고 초등 과학 교육과정의 쟁점을 논의하기 위해 수행되었다. 이를 위해 제7차 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지 내용 요소의 변화를 분석하고, 2015 개정 교육과정 이후 수행된 교육과정 연구들을 살펴보았다. 더불어 물리교육 전공 교수 3인이 교육과정 분석 결과에 대해 논의하였다. 연구 결과 제7차 교육과정 이후의 초등 물리 교육과정은 전반적으로 내용이 축소되거나 어려운 개념들이 삭제하거나 상위 학교급으로 이동하는 형태로 변화가 이루어졌다. 과학 교육과정 쟁점은 현 교육과정의 내용 적정성과 난이도, 수학 교과와의 연계성, 누리과정과 초등 1,2학년 통합 교육 과정과 연계문제, 성취기준 서술어 문제를 다루었다.

      • KCI등재

        통합과학은 통합적으로 운영될 수 있을까?: 적절한 통합과학 운영 방식과 교과 역량 함양에 대한 과학 교사의 인식을 중심으로

        변태진,안유민 한국현장과학교육학회 2020 현장과학교육 Vol.14 No.3

        This study aims to identify teachers’ perceptions based on their experience in implementing integrated science on how to properly operate integrated science and how it affects the development of subject competencies. To this end, a questionnaire survey was conducted for all high school that need to organize and operate integrated science, and the main findings are as follows. First, science teachers perceived that it was appropriate to share the achievement standards of integrated science based on their majors, but responded that it was most appropriate for a group of teachers with only general science qualification. Second, a group of teachers with more than 10 years of teaching career, a group of teachers who have integrated science in 6 units, or a group of teachers who experienced teaching in a non-major field through an operation method dedicated to one person were agreed at a high rate in a statistically significant. Third, it was perceived that the degree of development of students’ subject competencies was significantly higher in the group of teachers who operated the integrated science in 8 units and experienced a method of sharing in their majors. Based on the results, we discussed that it was necessary to encourage the organization of 8 units of integrated science, the programs for each of the pre-service teachers and in-service teachers to teach the integrated understanding of natural phenomena, and that a gradual and diverse model of integrated science operation should be applied. 이 연구는 2015 개정 교육과정에서 신설된 통합과학의 적절한 운영 방식과 과학과 교과 역량을 함양하는데 어떠한 영향을 미치는지에 대해 통합과학의 실행 경험을 바탕으로 하는 교사의 인식 규명을 목표로 한다. 이를 위해 통합과학을 편성‧운영하여야 하는 전체 고등학교를 대상으로 통합과학을 담당하는 과학 교사 1인을 선정하여 설문 조사를 실시하였으며, 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 교사들은 전공 분야 위주로 통합과학의 성취기준을 분담하는 것이 적절하다고 인식하였으나 공통과학 자격증만을 소지한 교사 집단은 1명이 전담하는 것을 가장 적절하다고 응답하였다. 둘째, 통계적으로 유의한 수준에서 10년 이상 경력 교사 집단과 통합과학을 6단위로 편성하거나 1명이 전담하는 운영 방식을 통해 비전공 분야의 교수를 경험한 교사 집단이 통계적으로 유의한 수준에서 그렇지 않은 집단에 비해 1명이 전담하는 방식에 대해 상대적으로 높은 비율로 동의하였다. 셋째, 통합과학을 8단위로 운영하고, 전공 분야 위주로 분담하는 방식을 경험한 교사 집단에서 학생들의 교과 역량 함양 정도가 유의하게 높다고 인식하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 통합과학을 8단위의 기준 단위로 편성‧운영하도록 독려할 필요가 있으며, 자연 현상의 통합적 이해를 교수할 수 있도록 지원하는 예비교사와 현직교사 각각을 위한 프로그램이 필요하고, 점진적이고 다양한 통합과학 운영 모델이 적용되어야 함을 논의하였다.

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