과학교과교육 : 탐구과정을 강화한 과학수업이 탐구능력 향상에 미치는 효과

정덕호 ( Duk Ho Chung ),이국행 ( Kuk Haeng Lee ) 전북대학교 과학교육연구소 2008 科學敎育論叢 Vol.33 No.-

개념 중심의 교과서 분석을 위한 언어네트워크 분석 활용 사례 연구

정덕호(Chung, Duk-Ho),조아름(Cho, Ah reum),박경진(Park, Kyeong-Jin) 학습자중심교과교육학회 2018 학습자중심교과교육연구 Vol.18 No.12

이 연구는 지구과학Ⅱ 교과서에 제시된 맨틀에 대한 개념 구조를 알아보고, 그 사례를 통해 선행 연구에 없었던 교과서 분석에 대한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 이를 위하여 언어네트워크 분석 기법을 기반으로 지구과학 Ⅱ 교과서에서 맨틀 개념과 관련된 용어들의 서술 빈도, 강도, 그들 간의 구조적 관계를 살펴보았다. 데이터의 수집은 2009 개정 과학과 교육과정을 기반으로 집필된 2종의 지구과학 Ⅱ 교과서로부터 얻었다. 그 결과로 첫째, 한 교과서에서는 저자들이 마그마, 암석, 지각, 지구, 온도 등의 용어를 중심으로 맨틀과 관련지어 서술하였고, 다른 교과서에서는 맨틀과 관련지어 마그마, 지각, 판, 지구, 경계 등의 용어를 중심으로 서술하였다. 둘째, 기준 프레임의 13개 프레임 요소 중에서 한 교과서에서는 설정된 13개의 프레임이 모두 사용되었을 뿐 아니라 13개의 프레임 요소 중에서 12개를 서로 연결시켜 서술하였다. 다른 교과서에서는 10개의 프레임만을 사용하였을 뿐 아니라 7개만이 서로 연결되어 맨틀 개념을 서술하고 있었다. 이 연구의 결과는 교과서가 효과적으로 구성되었는지를 판단하는데 활용되어 교과서를 검정하는 과정에서 기초 자료로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 그리고 교사들은 이 연구를 통해 얻어진 개념구조를 참조하여 수업에 활용할 자신들의 교수학습 자료를 개선할 수 있다. 또한 학생들은 연구 결과를 통해 자기가 학습해야하는 개념이 무엇인지, 그 개념에 관련된 중요한 개념이 무엇인지 등을 효과적으로 파악할 수 있다. We investigated the meaning and the structural properties of the mantle concept in Earth ScienceⅡ textbooks of Korea and suggested a new approach to analyzing the textbooks which was not found in the previous research. We analyzed the frequency, centrality, and structural properties between words related to the mantle in Earth ScienceⅡ textbooks using Semantic Network Analysis. Data were collected from two Earth ScienceⅡ textbook written based on the 2009 revised Science Curriculum. The results were as follows. First, the words that showed a high frequency and a high centrality in textbook A are ‘magma’, ‘rock’, ‘crust’, ‘earth’, ‘temperature’, etc. In the other textbook, ‘magma’, ‘crust’, ‘plate’, ‘earth’, ‘boundary’ showed higher frequency and centrality. Second, We found that all 13 of the 13 standard frames were used in textbook A and that only 10 of the 13 standard frames were used in textbook B. We also found that the network of textbook A has 12 nodes linked together, whereas the network of textbook B has only 7 nodes linked to each other. These results can be used to approve new textbooks worthily because its can be used as a basis for judging whether a textbook is effectively constructed. Teachers can improve their teaching content by referring to the concept structure of textbook obtained through this study. Also, the student can effectively understand what concepts he or she has to learn and what important concepts are related to any concepts.

시선 추적에 대한 국내 연구동향 분석

정덕호 ( Duk-ho Chung ),이준기 ( Jun-ki Lee ) 전북대학교 과학교육연구소 2021 과학과 과학교육 논문지 Vol.46 No.1

이 연구의 목적은 시선 추적에 대한 국내 연구 동향을 살펴보고 과학교육 분야에서의 그 적용 방안을 찾아보는 것이다. 이를 위해 먼저 학술연구정보서비스(http://www.riss.kr/index.do)를 통해 시선 추적에 관련된 138편의 국내 논문을 추출하였다. 이들 논문에서 의미 단위로서 주요어를 추출하여 언어네트워크 분석법(Semantic Network Analysis)을 활용하여 분석하였다. 그 결과, 1) 국내 학술 연구에서는 주로 시선추적기를 이용하여 시각적 주의, 기억, 정보 처리 등을 탐색하고, 2) 그들은 읽기 자료와 같은 시각 정보에 대한 효과, 평가, 인식 등을 주로 알아보고자 하였다. 3) 시선 추적을 통해 연구는 주로 광고, 브랜드, 디자인 등의 효과를 알아보는 마케팅 영역에서 이루어졌다. 과학교육 분야에서의 연구는 많지 않았다. 그리고 대부분의 연구는 시각적 주의에 대한 단일 요소만을 분석하였다. 그러므로 앞으로는 시각적 주의가 인간의 학습과 어떤 연관이 있는지를 밝히는 연구가 진행될 수 있기를 기대한다. The purpose of this study is to investigate the domestic research trends on eye tracking and explore its application in science education. For the purpose, I accessed 138 articles on eye tracking from the Research Information Sharing Service (http://www.riss.kr/index.do). And I analyzed key words corresponding to semantic units in these articles using Semantic Network Analysis. As a result, researchers have mainly explored visual attention, memory, and processing of information using the eye tracker in Korea. They have investigated effects, evaluations, and perceptions about visual information, such as reading materials. Eye tracking has been studied primarily in marketing such as advertising, branding, and design. It was relatively not much in the science education. Most of these studies analyzed only a single element on visual attention. Therefore, It look forward to research that clarifies human learning psychology through eye tracking in the future.

언어네트워크분석법을 활용한 고등학교 교사들의 혁신교육에 대한 인식 분석

정덕호(Chung, Duk Ho),권인탁(Kwon, In-Tak),민재원(Min¸ Jae-won) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.13

목적 이 연구의 목적은 고등학교 교사들의 혁신교육에 대한 인식을 분석하고, 혁신교육의 개선 방안을 탐색하는 것이다. 방법 이를 위하여 고등학교 교사 4명을 대상으로 혁신교육에 대해 대면 면접을 하였다. 그리고 문헌연구를 통해 혁신교육에 대한 교사들의 인식을 분석하기 위한 기준 프레임을 개발하였다. 이를 토대로 언어네트워크분석법을 활용하여 분석하였다. 결과 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 고등학교 교사들의 혁신교육과 대학 진학지도 사이의 상충되는 인식은 본질적으로 혁신교육에 참여하는 구성원들의 신념의 차이 때문에 형성된다. 둘째, 고등학교 교사들은 대체적으로 혁신교육을 2015 개정 교육과정과 연계시키지 않고 있다. 셋째, 고등학교 교사들은 과거 10년 동안의 혁신교육 운영 경험을 토대로 모든 학교에 새로운 교육체계가 조성될 수 있도록 일반화가 필요하다고 인식하였다. 결론 그러므로 혁신교육에 참여하는 구성원들은 사회적 합의를 통해 대학 진학 문제와 혁신교육 사이의 갈등 문제를 해결해야 한다. 그리고 혁신교육이 국가차원 교육과정과 별개로 시행될 수는 없기 때문에 2015 개정 교육과정과의 간극을 좁히려는 노력이 필요하다. 또 혁신교육 정책 담당자는 혁신교육의 일반화 과정을 더 이상 뒤로 미루지 말아야 한다. 이 연구는 연구 방법 측면에서 혁신교육에 대해 기존의 효과성 검증도구에 의존하여 단순 양적 통계치를 제시하는 것에 그치지 않고 변수의 가중치와 상호 관계를 통해 결론을 도출했다는 것에 그 의미가 있다. Objectives The purpose of this study is to analyze high school teachers perceptions of innovative education and explore ways to improve innovative education. Methods For this purpose, we interviewed four high school teachers about innovative education. And we developed a standard frames for analyzing 4 teachers’ perceptions about innovative education through literature review, We analyzed the language data obtained through interview using semantic network analysis. Results The results are as follows. The first, the conflicting perception of high school teachers between innovative education and college guidance is essentially formed from differences in the beliefs of the members who participate in innovative education. The second, high school teachers generally do not link innovative education to the 2015 revised curriculum. The third, high school teachers recognized the need for generalization so that a new education system could be established in all schools based on 10 years of experience in operating innovative education. Conclusions Therefore, members of the educational community should resolve the conflicting perception between innovative education and college guidance through social consensus. Since innovative education cannot be implemented separately from the national-level curriculum, members of the educational community need to make efforts to narrow the gap between innovative education and the 2015 revised curriculum. And the policy coordinator should no longer delay the generalization of innovative education. This study is significant in that the conclusions were drawn through weights and interrelationships of variables, rather than simply presenting quantitative statistics relying on classical tools in terms of research methods.

과학영재아를 위한 리더십 프로그램의 개발과 적용

정덕호 ( Duk Ho Chung ),박세훈 ( Sae Hoon Park ),이영환 ( Young Hwan Yee ),이정원 ( Jeong Won Lee ),이국행 ( Kek Haeng Lee ) 한국과학교육학회 2009 한국과학교육학회지 Vol.29 No.6

영재교육을 경험한 대학생들의 영재교육에 관한 인지프레임 분석

정덕호(Chung, Duk Ho),고은정(Ko, Eun Jeong),박경진(Park, Kyeong-Jin) 학습자중심교과교육학회 2020 학습자중심교과교육연구 Vol.20 No.4

본 연구는 영재교육을 경험한 대학생(이하 수혜자)들이 교육경험을 토대로 형성된 영재교육에 대한 인지프레임을 분석하고, 이를 통해 영재교육의 개선사항을 탐색하기 위한 것이다. 이를 위하여 영재교육 수혜자들을 모집하기 위해 약 2주간에 걸쳐 설문을 실시하였으며, 이 중 중·고등학교 단계에서 공통적으로 영재교육 경험이 있는 수혜자 149명을 연구대상으로 선정하고, 이들의 영재교육 경험을 묻기 위한 개방형 설문을 실시하였다. 이후 응답 결과에 대한 정확한 분석하기 위해 문장 단위로 응답 의도를 분석하기 위한 기준 프레임을 개발하여 연구자 3인에 의해 인지프레임 유형으로 분류하고, 인지프레임 간의 관계를 언어네트워크분석을 이용하여 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 영재교육을 경험한 대학생들의 영재교육에 대한 인지프레임은 정의적, 사회적 영역보다 주로 교수학습 영역에 집중되어 있었다. 둘째, 수혜자들은 영재교육의 긍정적 측면을 정규 교육과정에서 경험하지 못한 심화학습, 실험·실습, 프로젝트학습, 또래집단과의 교류, 교사전문성 등으로 인식하고 있었다. 셋째, 수혜자들은 영재교육의 부정적 측면을 강의식 위주의 수업, 학습자의 수준 및 흥미를 고려하지 않은 교수학습방법 등으로 나타났으며, 특히, 고등학교 단계의 경우 입시부담으로 인한 개별화 교육과정 운영 어려움 등으로 인식하고 있었다. The purpose of this study is to analyze the cognitive frame of gifted education for university students who have experienced gifted education (recipients), and to explore the improvement of gifted education through this. To this end, a questionnaire was conducted for two weeks to recruit recipients of gifted education, and 149 of them with common experience in gifted education were selected as research subjects and open questions were conducted to ask about their experiences in gifted education. After that, a reference frame was developed to analyze the intention of response results in sentence units, and three researchers classified the types of cognitive frames and analyzed the relationship between the classified cognitive frames using semantic network analysis. The results is as follows. First, the recipients’ cognitive frame for gifted education were mainly concentrated in the domain of instruction rather than in the affective and social domain. Second, the recipients recognized the positive aspects of gifted education as enrichment program, laboratory activities, project based learning, peer interaction, and teacher professionalism, which they did not experienced in the formal curriculum. Third, the recipients recognized the negative aspects of gifted education as lecture-oriented classes, teaching and learning methods that did not consider the level and interest of learners. In particular, the high school level negatively recognized the difficulties in operation of individualized education courses due to the burden of entrance exams.

변성암 분류 과정에서 정보 제공 정도에 따른 지구과학 교사들의 시선 특성과 암석 판별의 정확성 분석

정덕호(Duk-Ho Chung),박경진(Kyeong-Jin Park) 학습자중심교과교육학회 2023 학습자중심교과교육연구 Vol.23 No.4

목적 이 연구는 변성암 분류 과정에서 정보 제공 정도에 따라 지구과학 교사들의 시선 특성과 암석 판별의 정확성은 차이가 있는지를 알아보기 위한 것이다. 방법 이를 위하여 6종의 변성암(천매암, 점판암, 편마암, 혼펠스, 대리암, 편암) 샘플 사진을 선정하고, 이를 활용하여 정보 제공 정도가 다른 변성암 분류 관련 수행 과제를 개발하였다. 이후 개발된 수행 과제를 지구과학 교사 21명을 대상으로 적용하여 변성암을 분류하는 과정에서 나타나는 시선 이동에 대한 정량적인 데이터를 시선 추적기(Tobii Pro Glasses 2 model)를 활용하여 수집하고 분석하였다. 결과 지구과학 교사들은 변성암을 관찰할 때 암석의 전체적인 특징보다는 암석 표면의 특정 영역이나 독특한 특징에 지나치게 집중하는 경향이 있으며, 이렇게 수집된 한정된 정보를 토대로 암석을 분류하려는 경향을 보였다. 둘째, 암석의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 대체로 제공되는 정보가 구체적일수록 교사들의 시선 고정 시간과 시선 고정 빈도는 감소하는 경향을 보였다. 셋째, 제공되는 정보가 구체적일수록 암석 판별의 정확성은 증가하였을 뿐 아니라 언급된 암석의 종류는 감소하는 경향을 보였다. 넷째, 지구과학 교사들은 정보 제공 정도에 따라 암석을 정확하게 분류하는 패턴은 ‘오답-오답-정답’의 유형이 가장 많았다. 결론 이 연구 결과를 통해 변성암 분류에 대해 학습할 때 암석의 세부적인 특성을 고려하여 관찰시 주의해야 할 사항 등에 대한 체계적인 암석 분류 매뉴얼을 제공할 필요가 있으며, 변성암 분류에 대한 이해를 높일 수 있도록 효율적인 암석 배치를 통해 학습자의 인지적 부담을 줄여줄 필요가 있음을 확인하였다. Objectives The purposes of this study is to find out whether there is a difference in earth science teachers’ gaze characteristics and accuracy of rock identification according to the level of information provided in the metamorphic rock classification process. Methods To this end, 6 samples of metamorphic rocks (phyllite, slate, gneiss, hornfels, marble, and schist) were selected, and by using them, tasks related to metamorphic rock classification with different levels of information were developed. Afterwards, the developed task was applied to 21 earth science teachers, and quantitative data on gaze movement in the process of classifying metamorphic rock was collected and analyzed using a eye tracker (Tobii Pro Glasses 2 model). Results In the process of classifying metamorphic rocks, earth science teachers tended to focus too much on specific areas or unique features of the rock surface rather than the overall characteristics of the rock, and tended to classify rocks based on the limited information collected in this way. Second, although there are some differences depending on the type of rock, the more specific the information provided, the more the teachers’ total duration of fixation and number of fixation tended to decrease. Third, as the information provided was more specific, the accuracy of rock identification increased, and the types of rocks mentioned tended to decrease. Fourth, according to the level of information provided by earth science teachers, the most accurate pattern for classifying rocks was ‘wrong answer-wrong answer-correct answer’. Conclusions Through the result of this study, it was confirmed that it is necessary to provide a systematic manual on matters to be paid attention to when observing the characteristics of metamorphic rocks, and to reduce the cognitive loads of learners through effective rock arrangement enhance understanding of metamorphic rocks classification.

UMPC를 활용한 과학수업이 자기주도적 학습능력에 미치는 효과

정덕호 ( Duk Ho,Chung ),조규성 ( Kyu Seong Cho ),김재영 ( Jae Young Kim ),박경진 ( Kyeong Jin Park ) 전북대학교 과학교육연구소 2011 과학과 과학교육 논문지 Vol.36 No.-

본 연구의 목적은 UMPC를 활용한 과학 수업을 적용하고 이에 대한 8학년 학생들의 반응과 자기주도적 학습능력에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 농촌에 소재한 학교 8학년 68명을 연구 대상으로 선정하였으며 지구과학 관련 단원을 중심으로 8주제 10차시 UMPC 활용 수업을 실시하였다. 실험반의 사후 반응결과 공부에 대한 긍정적 인식(14.3%), U-러닝에 대한 소양(97.1%)가 증가하였고 온라인 커뮤니티 개설 블로그와 접속빈도가 현저하게 증가하였으며, 자기주도적 학습능력 특성은 8개 변인 모두 유의미한 차이(p<.01)하게 나타났고 5개 변인인 학습욕구, 목표설정, 자원파악, 학습전략, 자기성찰 등에 매우 효과적으로 나타났다. The purpose of this study is to investigate students` responses about earth science instruction Based on UMPC and effects of self-directed learning ability by 8th grade earth science instruction Based on UMPC. The participants were 68 students of school in rural area, and they were taught the 10 lessons about the 8 subjects of earth science. Results of students` posttest in the experiment class are increased cognition of study(14.3%), knowledge of U-learning(97.1%), number of blogs and site hit frequency in on-line community, Eight variables of self-directed learning features are showed all very meaningful(p<.01): Five variables(a variety of learning needs, set up a goals, resources understanding, learning strategy, self-examination) among them are showed very effective. Also U-learning instruction has a positive effect on student`s self-directed learning process.

고교학점제 선도학교 학생들의 지구과학에 대한 인식 및 과목 선택 요인 분석

전선호 ( Sun-ho Jeon ),정덕호 ( Duk-ho Chung ) 전북대학교 과학교육연구소 2022 과학과 과학교육 논문지 Vol.47 No.1

본 연구의 목적은 고등학생들의 지구과학Ⅰ 교과에 대한 인식과 고등학생들이 지구과학Ⅰ을 선택하는데 영향을 준 요인을 찾고, 이를 바탕으로 고교학점제가 전면 도입되었을 때 지구과학 교과 선택률을 높이기 위한 방안을 탐색하는 것이다. 이를 위해 먼저 연구자들은 전라북도 소재 고등학생 54명을 대상으로 설문을 실시한 후 그 자료를 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들이 지구과학Ⅰ에서 배우는 내용과 지구과학과 관련된 직업에 대해 구체적으로 인식하지는 못하고 있다. 둘째, 학생들은 지구과학Ⅰ을 학습 내용이 쉬운 과목, 암기가 중요한 과목, 실생활과 관련 있는 과목이라고 인식하였다. 특히 지구과학Ⅰ의 내용 중에서 미지의 신비로운 지구과학 현상에 관심도가 높았다. 셋째, 지구과학Ⅰ 과목 선택에 영향을 주는 요인으로 학생들은 진로 관련성에 가장 크게 반응하였다. 그러므로 학생들이 지구과학Ⅰ의 내용 체계에 대해 상세히 알 수 있도록 설명회와 같은 프로그램을 제공할 필요가 있다. 그리고 지식 암기 위주의 수업보다는 이를 활용할 수 있는 수업과 학생들이 호기심을 가질 수 있는 교육과정을 제공할 필요가 있다. 학생들이 지구과학과 관련된 직업이 다양하다는 것을 인식할 수 있도록 진로 연계 지구과학 수업을 제공할 필요가 있다. 본 연구의 결과가 고교학점제 시행에 따른 기초 자료로 활용되기를 기대한다. The purposes of this study is to investigate the perception of high school students on the Earth Science I and the factors that influenced high school students' choice of Earth Science I. And based on this, it is to explore solution to increase the choice rate of Earth Science I when the high school credit system is introduced. For this, we collected data from 54 high school students in Jeollabuk-do through a questionnaire and analyzed the data. The results are as follows. First, students are not definitely aware of what they should learn in Earth Science I and jobs related to Earth Science. Second, students recognized that Earth Science I is a subject that is easy to learn, a subject that is important to memorize, and a subject related to real life. In particular, students were interested in unknown mysterious earth science phenomena among the contents of Earth Science I. Third, students responded the most to career relevance as a factor influencing the choice of Earth Science I subject. Therefore, it is necessary to provide programs such as briefing sessions so that students can define about the syllabus of Earth Science I. In addition, it is necessary to provide classes that can utilize knowledge rather than knowledge memorization-oriented classes, and a curriculum that students can be curious about earth science. It is necessary to provide career-linked Earth Science I classes so that students can recognize that there are various jobs related to earth science. It is expected that the results of this study will be used as basic data for the implementation of the high school credit system.

과학교과교육 : 과학영재의 기후변화에 대한 인지프레임 특성

최성미 ( Sung Mi Choi ),정덕호 ( Duk Ho Chung ) 전북대학교 과학교육연구소 2014 과학과 과학교육 논문지 Vol.39 No.1

본 연구의 목적은 과학영재들의 기후변화에 대한 인지프레임을 분석하는 것이다. 이 연구를 위해 C대학 부절 과학영재교육원에 재학 중인 중학교 과학영재 37명이 선정되었고, 이들에게 기후변화에 대한 개방형 설문지를 개발하여 투입하였다 과학영재들로부터 수집된 자료는 언어네트워크분석법을 활용하여 분석하였다. 그 결과 과학영재들은 지구 온난화를 기후 변화의 가장 중요한 요소로 인식하고 있다. 그리고 개인별 차이는 있지만 대부분 과학영재들은 에너지, 온도, 날씨, 생활 패턴 등 기후 변화의 요소를 통합적으로 인식하고 있다. The purpose of this study was to analyze the cognitive frame of the science gifted students on the understanding of climate change. A total of 37 gifted middle school students were selected from the education center established for the science-gifted students by the C University, and were asked to answer an open-ended question on the climate change. The question responses of the students were analyzed using a semantic network analysis. The analysis showed that the students recognized global warming as the most important element of climate change. The other important elements included changes in energy, temperature, weather and life patterns. The analysis also revealed that the gifted students perceived the elements of climate change by structurizing the concepts related to climate change in an integrated manner.