태아 돼지 해부 –기관계의 유기성 및 기관의 위치와 구조의 입체적 관찰을 중심으로 -

심현표,전상학,권오민,김동규,이주연,이은정 한국현장과학교육학회 2012 현장과학교육 Vol.6 No.3

To study structure and function of animal organs, animal dissection experiments were used broadly in school science class. Chicken, frog, crucian carp, cow eye or pig heart has been frequently used in dissection experiment class. But it had limits to understand human organ systems because their organ systems are very different from human organ systems or dealing with a certain organ is not proper to integrative understanding of organ system. A fetal pig is a suitable animal for dissection class because pig’s organs are similar with those of human. However the experiment has not been performed properly in school class, because the enough informations for the dissection has not been provided to teachers and students. In this study,we developed an effective program for fetal pig dissection experiment. This program includes the procedure of tying and incising a fetal pig and experiments for understanding organ structures and functions. Especially, the program facilitated the more integrative and stereoscopic understanding of the organ systems than traditional methods by extracting respiratory system, circulating system, alimentary system and excretory system at a time. To examine its applicability to school class,we applied the program to high school students and gifted middle school students. Students peformed the experiment well with our developed program and their perception on dissection experiments was positively changed. 과학 수업에서 동물의 구조와 기능의 학습을 위해서 동물 해부 실험 수업이 활용되고 있다. 해부 실험동물로는 닭, 개구리, 붕어 등이 이용되고 있으며,기관을 중심으로 살펴보기 위해서 소 눈, 돼지 심장 등이 이용되고 있다. 하지만 이는 인체와 다른 내부 기관 구조를 가지며, 하나의 기관을 살펴보는것은 기관계를 유기적으로 살펴보기 어렵다는 제한점이 있다. 이에 대한 대안으로 태아 돼지의 해부 실험이 시도되고 있으나, 실제적으로 학교 현장에적용할 수 있는 돼지 해부 실험 프로그램은 부족하다. 본 연구는 태아 돼지를 이용한 효과적인 해부 실험 프로그램을 개발하는데 목적이 있다. 해부실험 프로그램은 태아 돼지를 해부에 용이하도록 고정하고, 절개하는 절차와 기관의 구조와 기능을 알 수 있는 실험을 포함하고 있다. 특히 호흡계,순환계, 소화계, 배설계의 기관들을 한 번에 절개함으로써 기관의 위치와 구조를 입체적으로 파악할 수 있도록 하였다. 또한, 적출된 내장기관들을기관계별로 관찰하는 방법을 제시하여 기관과 기관계를 통합적으로 살펴볼 수 있도록 하였다. 추가적으로 뇌⋅신경계의 관찰 실험도 포함하였다. 본실험 프로그램의 현장 적용 가능성을 살펴보기 위하여 고등학교 학생들과 영재 중학생을 대상으로 교사와 학생의 참여수준을 각기 달리하여 해부실험을 적용하였다. 적용 결과, 학생들은 개발된 프로그램을 바탕으로 해부 실험을 잘 수행하였으며, 해부 실험에 대한 인식도 긍정적으로 변화하였다.

예비교사의 실험 수업에 대한 반성적 논의의 특징

심현표 ( Hyeon Pyo Shim ),유금복 ( Kum Bok Ryu ),이은정 ( Eun Jeong Lee ),전상학 ( Sang Hak Jeon ),황세영 ( Seyoung Hwang ) 한국과학교육학회 2013 한국과학교육학회지 Vol.33 No.5

The purpose of this study was to analyze pre-service teachers` reflective discussion on their practical work-based teaching by focusing on the components of instruction and the connectivity of discussion. Eight afterclass discussions were recorded and transcribed, and finally analyzed in terms of theoretically driven categories such as aims, teacher knowledge and learner response which also respectively reflect the actual flow of planning, implementation and evaluation of the teaching practice. The result showed that in their discussion about students, conceptual understanding and scientific skill components were most emphasized, while teaching method and strategy were most frequently addressed in the discussion about teacher knowledge. But this also revealed problems in their discussions such as the lack of discussion about inquiry and student interest, difficulties in clarifying theoretical terms and the lack of discussion about instructional models and theories. Meanwhile, pre-service teachers` discussions were limited in terms of connectivity between the components of instruction, meaning that their discussion tended to deal with each component separately rather than occurred in connection with each other. Furthermore, when connections were made during the discussion, only few components of instruction appeared. Based on this result, the paper suggests the need to develop tools to facilitate effective reflection in ways that incorporate various components of instruction and enhance connectivity between the components and between the instructions.

2009 개정 교육과정 생명과학Ⅰ 대학수학능력시험 문항 분석 -‘세포와 세포 분열’영역을 중심으로 -

심현표 ( Hyeon-pyo Shim ),김미영 ( Mi Young Kim ),박형용 ( Hyoung-yong Park ) 한국생물교육학회 2020 생물교육 Vol.48 No.4

In this study, we analyzed college scholastic ability test items of the 2009 revised curriculum Life-scienceⅠ focusing on the ‘Cells and cell division’ unit. The analysis of items was conducted in the aspect of relation with curriculum, the format of items, concepts included in items, and item difficulty. Because real item difficulty data were not released, we requested a teacher expert group to predict the item difficulty. In the results, among three sub-content domains in the ‘Cells and cell division’ unit, the content about meiosis were utilized for the basis of items more than others. And in terms of the format of items, the “data analysis” type was most frequently used. The concept most frequently used in items were “chromosome”, and “diploid and haploid”, “G1 state”, “allele” were followed. In terms of item difficulty, the medium-difficult items, which range from 40% to 60%, were mainly presented. We also found that students were hard to judge true or false of statements which were related with behaviors of chromosome and changes of DNA amount in the process of cell division. Finally, we suggested that a holistic understanding of the cell division process was required in terms of teaching and learning about ‘Cells and cell division’, and we also suggested the way to improve CSAT items in the aspect of item type and organization.

문화역사 활동이론 관점에서 예비과학교사 공동체의 수업에 대한 반성 분석- 3년간의 생물 실험교실 프로그램 운영 사례

심현표 ( Hyeon Pyo Shim ),유금복 ( Kum Bok Ryu ),전상학 ( Sang Hak Jeon ),황세영 ( Se Young Hwang ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.3

본 연구에서는 대학교와 학교 현장의 연계를 통하여 진행된 실험교실의 사례에서, 3년간의 수업 후 평가회에서 나타나는 예비교사 공동체의 반성을 문화역사활동이론의 관점에서 분석하였다. 먼저, Engestr.m이 제안한 활동 체계를 이용하여 사회문화적 요소를 파악하였고, 반성의 양상을 ‘반성 주제의 다양성’과 ‘반성의 실제성’의 측면으로 구분하여 살펴보았다. 그리고 공동체의 반성과 실행의 순환 과정 속에서 나타나는 한계점을 살펴보았다. 분석 결과, 3년간의 수업 후 평가회에서 예비교사 공동체 반성의 사회문화적 요소는 변화하였는데, 수업평가회의 정례화, 도구의 도입, 평가회 운영 주체의 변화가 두드러지게 나타났다. 이 과정 속에서 반성의 주제는 다양해지고, 실제적인 논의가 이루어졌다. 그러나 시간 관리, 학생의 참여, 지도서인 ‘멘토의 역할’에대해서는 반성적 실천이 발전되지 못하고 매번 비슷한 패턴의 논의가 반복되었다. 이러한 결과 분석을 토대로 활동체계의 측면에서 예비교사 공동체의 반성적 논의를 촉진시킬 수 있는 방법에 대하여 제언하였다. In this study, we analyzed the co-reflection of pre-service teacher community in three years of post-class discussions (PCD) on the basis of cultural historical activity theory in the case of an biological laboratory class program. We figured out the sociocultural elements of co-reflection of community using activity system suggested by Engestrom. We also analyzed the aspect of reflection in terms of both ``the diversity of reflection subjects`` and ``the practicality of reflection.`` Finally, limitations of co-reflection were sought in a process of continuos circulation of reflection and practice. The results show that the sociocultural factors of 3-year-PCD changed, and in these changes, ``regular PCD,`` ``introduction of tools for facilitating reflection,`` ``transition of the subject in PCD from researcher to pre-service teachers`` are remarkable. And in these process, co-reflection made positive progress since the content of reflection became diverse and practical. However, in some subjects such as ``managing time,`` ``participation of students,`` ``mentor``s role (a kind of teaching manual),`` reflective practice have not developed and similar patterns of discussion were repeated. From these results, we suggested ways of facilitating pre-service teacher community``s co-reflection from the viewpoint of an activity system.

소집단 실험 수업에서 나타난 예비교사-고등학생의 상호작용의 특징

유금복,심현표,이은정,전상학,황세영 韓國生物敎育學會 2014 생물교육 Vol.42 No.2

The purpose of this study was to address pre-service science teachers' competency for practical work-based instruction by analyzing the features of interaction between pre-service teachers and high school students. To do this, classroom data was collected including two groups consisting of two mentors and four mentees during the small group work phase of two instructions. The result shows that interaction sustained longer during the discussion phase than the hands-work phase, suggesting the influence of the subject who initiated the interaction by asking questions. During the discussion phase, both traditional and inquiry-oriented modes of interaction were evenly identified with an emphasis of cognitive aspects, whereas traditional mode with an emphasis of practical skills prevailed over during the hands-work phase. The factors which influenced such interactional features included the features of the phase, students' participation, mentor's competence, and instructional plans and preparations. Although the pre-service teachers in this study were aware that practical work should be inquiry-based, in their actual practice, traditional mode of interaction was prevalent. This suggests further that they focused on the success of practical work itself as it was designed, and as a result, less attention was paid to the purpose or meanings of the work. Also, pre-service teachers need to have actual experiences of what might be more inquiring mode of interaction.

과학 교과의 학생 평가에서 ChatGPT의 활용 가능성 및 교사 인식 탐색

이동원,심현표,백종호 한국과학교육학회 2024 한국과학교육학회지 Vol.44 No.1

본 연구는 과학 교과의 학생 평가에서 생성형 인공지능인 ChatGPT 의 활용 가능성을 탐색하는 데 목적이 있다. 이를 위해 평가 문항을개발하여 학생들로부터 문항에 대한 응답 자료를 수집하였고, 응답결과를 ChatGPT에 입력하여 평가의 과정을 수행하도록 하였다. 또한교사들에게 ChatGPT로부터 얻은 평가 결과를 공유하고, 교사들의평가 과정과 비교하여 학생 평가에서의 ChatGPT의 활용 가능성을탐색해 보았다. 연구 결과, 채점 기준의 설정 측면에서 ChatGPT가생성해 내는 채점 기준이 전반적으로 타당성을 갖추고 있는 것으로볼 수 있었다. 그러나 ChatGPT가 수행한 채점 결과는 교사들 채점한결과와 비교하였을 때 일관성이 다소 낮았고, 특히 문항에 포함된평가 요소가 많고, 평가 요소별 배점 기준이 복잡할수록 채점 결과의일치도가 더 낮게 나타났다. 학생 응답에 대한 피드백 측면에서는학생 응답의 과학적 타당성을 평가하는 과정에서 일부 잘못된 내용을제공하거나 교육과정을 넘어서는 수준의 피드백이 생성되는 경우도있었으나, 문항에 대한 올바른 답안을 알려주고, 추가적인 사례들을제공하는 등의 긍정적인 부분도 확인할 수 있었다. 이러한 결과들을바탕으로 교사들로부터 ChatGPT의 활용 가능성에 대한 인식을 살펴보았을 때, 학생 평가에서 중요하게 인식되는 ‘신뢰성’ 측면에서 부족한 면이 있기는 하지만, 교사들의 평가를 지원하는 측면에서 활용가능성을 발견할 수도 있었다. 마지막으로, 이러한 연구 결과를 종합하여 학생 평가에서의 ChatGPT의 활용에 대한 시사점을 제언하였다. This study explores the possibility of using a generative artificial intelligence, ChatGPT, for student assessment in science subjects. In order to achieve our goal, we developed assessment items, collected students’ responses, and input them into ChatGPT to implement the assessment procedures. Subsequently, we shared the assessment results from ChatGPT with science teachers and compared them to the teachers’ assessment process to investigate the use of ChatGPT in student assessment. Regarding the results, in terms of setting the scoring rubric, we found the rubric generated by ChatGPT to be generally appropriate. However, the consistency between the scoring results obtained from ChatGPT and those determined by the teachers was relatively low. This inconsistency was more pronounced in items with additional assessment components and a more intricate rubric. In regard to feedback on student responses, there were some instances where the feedback generated was scientifically incorrect or beyond the scope of the curriculum, but there were also some positives, such as the provision of exemplary answers to questions and additional examples that helped students learn further. From these results, the teachers perceived limitations in using ChatGPT to conduct assessment in terms of reliability, which is considered crucial in student assessment, but suggested that it could be used to support assessment. Finally, synthesizing these findings, implications for utilizing ChatGPT in student assessment were suggested.

학교의 변화를 마주한 과학 교사들의 인식과 수업 실천에서 나타난 도전과 변화

지영래,심현표,백종호,박형용 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.6

In this study, we investigated how science teachers perceive the changes in school systems, including infrastructure and curriculum, in the context of preparing for future education. And the changes in their perception of the educational environment, the challenges, and changes of science teachers’ classroom practices were also explored. In-depth interviews and analysis were conducted with two science teachers in a middle school that is trying to innovative on changes compared with general schools. The results of the study are as follows: First, teachers perceived that their schools had factors that could change the science class in terms of school size and infrastructure, peer teacher culture, and students’ abilities. Second, the enthusiasm of teachers who are trying various ways of teaching and the students’ ability to adapt in a smart learning environment formed a synergistic circle that lowered entry barriers to trying changes. Third, science classes changed to activity-centered classes, and teachers realized that these changes promoted students’ self-directed learning. Fourth, teachers perceived themselves as playing an independent role in curriculum management, and this perception promoted more varied attempts in improving their classes. Through the changes of the learning environment and systems of the school and the formation of a culture that shares their challenges and innovations with the voluntary learning community, teachers constantly try to change their classes and schools. The changes of school need to be understood in the context of the interaction of teachers, students, and infrastructure. 최근 지능정보화사회가 가져올 급격한 변화에 대비하는 새로운 교육의 필요성에 대한 인식이 고조되고 있다. 세계 각국에서는 이러한 변화에 대비하여 첨단 정보통신 기기의 도입과 활용이 중심이 되는 스마트 학교 등을 시도하고 있고, 국내에서도 혁신 학교 등을 통해 새로운 시대를 준비하는 교실 환경과 교육과정의 변화를 위한 노력들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 변화의 맥락 속에서 이루 어지고 있는 학교의 기반 시설과 교육과정을 비롯한 제도의 변화에 대하여 과학교사가 어떻게 인식하고 있는지를 알아보았다. 또 그러한 교육 환경의 변화에 대한 인식 속에서 과학교사들의 수업 실천에서는 어떠한 도전과 변화가 나타나는지를 알아보았다. 이를 위하여 일반 학교와는 차별화된 변화를 시도하고 있는 중학교의 과학교사 2인에 대한 심층 면담을 통해 얻어진 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사 들은 그들이 소속된 학교가 학교의 규모와 기반시설, 동료 교사들의 교사 문화, 학생의 역량 면에서 과학 수업을 변화시킬 수 있는 요소들을 갖추고 있다고 인식하고 있었다. 둘째, 다양한 수업 방식을 시도하는 교사의 열정과 ICT 기반 시설에 적응한 학생들이 갖춘 역량이 시너지를 일으켜 선순환의 고리를 형성하면서, 교사들이 새로운 수업을 시도할 수 있는 진입장벽이 낮아지고 지속적인 도전을 지원하는 학교 문화가 생성되었다. 셋째, 과학 수업은 활동 중심으로 변화하였 고, 교사들은 이러한 변화가 학생들의 자기 주도적 학습을 촉진한다고 인식하고 있었다. 넷째, 교사들은 스스로 교과 교육과정 운영에 있어서 주체적인 역할을 수행하고 있다고 인식하였고, 이 인식은 더다양한 시도를 촉진하였다. 이러한 학교의 학습 환경과 제도의 변화, 자생적 교사 학습 공동체와 같은 도전과 혁신을 공유하는 문화의 형성을 통해 교사들은 교육과정을 재구성하고 수업을 변화시키는 실천을 지속적으로 시도하고 있었다. 이처럼 학교의 변화는 교사, 학생, 기반 시설의 상호작용 맥락 속에서 이해될 필요가 있다. 이러한 변화의 요소들 사이에서 형성된 상승적 상호작용 속에서 변화의 핵심 주체인 교사의 도전과 실천이 지속될 수 있을 것이다.

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.

교사별 학생평가 도입을 위한 학교단위 학생평가 실태 및 교사별 학생평가 인식 조사 연구

임은영,이인화,김유향,심현표 한국교육과정평가원 2018 교육과정평가연구 Vol.21 No.3

최근 과정 중심 평가와 수행평가를 확대하는 흐름이 강조되면서, 교사가 자신이 가르친 내용을 자신이 가르친 학생에게 평가하는 교사별 학생평가에 대한 관심이 높아지고 있다. 교사별 학생평가 도입을 위해서는 우선 현재 교사별 학생평가의 학교 현장 적용 가능성과 적합성에 대한 점검이 필요하다. 이에 본 연구에서는 초중고 1,295명 교사를 대상으로 현재 학생평가의 실태 및 교사별 학생평가에 대한 교사의 인식을 조사하여 현안을 진단하였다. 학생평가 실태조사에 따르면 초등학교는 평가 시기, 출제 방식, 평가 대상, 성적 산출 방식에서, 중학교와 고등학교는 수행평가의 평가 시기, 출제 방식에서 교사별 학생평가의 특성을 보이고 있다. 교사별 학생평가 인식조사에 따르면 다수의 교사가 교사별 학생평가 방향에 동의하고 그 장점 및 의의에 대해 인식하고 있으나, 교사별 학생평가의 객관성 및 공정성, 학교의 행정적 구조, 입시에 대한 부담감, 그에 따른 민원 제기 등의 문제로 인해 교사별 학생평가에 대한 부담감을 느끼고 있다. 교사별 학생평가 도입을 위해서는 이와 같이 진단된 현안을 해결해야 한다. 학년협의회 및 대규모 평가의 문항을 활용한 교사별 학생평가의 객관성 및 공정성 확보, 학교급별 점진적 도입을 통한 안정적 시행, 교사별 학생평가에 대한 교사, 학생, 학부모의 공감대 형성, 교사별 학생평가 시행을 위한 교사 지원, 교육행정제도 보안 개선 등이 이루어져야 하는 것이다. Recent student assessment policies emphasize process-oriented student assessment. This emphasis raises attention to classroom assessment which a teacher evaluates learning outcomes of students to whom the teacher teaches, called as ‘teacher-specific assessment’. In order to introduce ‘teacher-specific assessment’ in schools, we need to evaluate the applicability of ‘teacher-specific assessment’ at school. For this research, we conducted a survey on the concept of ‘teacher-specific assessment’ to investigate the actual situation of the assessment. We surveyed around 1,295 teachers from elementary schools, middle schools, and high schools. According to the results of the investigation of actual situation, test schedule, items or tasks developments, subjects, and grading for elementary schools are close to those of ‘teacher-specific assessment.’ And test schedule and items or tasks developments of middle and high schools are close to those of ‘teacher-specific assessment.’ According to the result of teacher’s perception for ‘teacher-specific assessment’, most of the teachers are positive for introducing ‘teacher-specific assessment.’ Also teachers agree to the intension of ‘teacher-specific assessment’ and recognize the advantage of it. However, they also concern objectiveness and fairness of ‘teacher-specific assessment, administrative structure of school, the burden of university entrance examination, and complaints of parents and students related to student assesment. In order to introduce ‘teacher-specific assessment.’ in schools, these concerns about ‘student assessment by a teacher.’ need to be addressed, such as teacher councils and large assessment items can be used to improve objectiveness and fairness of ‘teacher-specific assessment.’

대학교육의 교수학습 질 제고를 위한 강의평가 도구 개발

이영태,구남옥,박준홍,심현표 한국교육공학회 2019 한국교육공학회 학술대회발표자료집 Vol.2019 No.1