과학 영재 학생들의 과학 탐구 보고서에 나타난 ICT 활용 분석

강민엽 국제과학영재학회 2019 국제과학영재학회지 Vol.5 No.1

본 연구에서는 컴퓨터 기반 인터넷 환경으로 변화하는 교육 환경에 발맞추어 과학 교육의 근본적 특성을 드러내는 과학 탐구도 함께 변해야 한다는 인식을 바탕으로 과학 영재 학생들의 탐구 활동에서 ICT가 어떻게 활용 되고 있는지 실태를 파악하고자 하였다. 본 연구를 위하여 S교육대학교 부설 과학영재교육원에 재학하고 있는 과학 영재 학생들의 과학 탐구 보고서에 나타난 ICT 활용을 분석하였다. 연구 진행과정에서 과학 영재 학생들이 제출한 95개의 과학 탐구 보고서를 대상으로 정보 수집 과정, 탐구 수행 과정, 자료 해석 및 정리 과정의 세 가지 과정으로 ICT 활용을 분석하였다. 주요 연구 결과를 살펴보면, (1) 과학 영재 학생들은 정보 수집 과정에서 인터넷을 활용하여 다양한 정보원을 사용하였지만, 그 중 한 가지 정보원만을 사용하는 학생이 많았다. 사용한 정보원으로는 인터넷 백과사전을 통해 정보를 수집하는 학생들의 수가 가장 많은 것으로 나타났다. (2) 탐구 수행 과정에서 스마트기기의 앱을 활용하거나, 코딩을 활용한 탐구는 일부 탐구에서만 한정적으로 활용하고 있는 것으로 나타났다. (3) 자료 해석 및 정리 과정에서 학생들은 워드프로세서를 활용하여 보고서를 작성하였으며, 실험 결과를 표로 작성하여 자료를 정리하였다. 그러나 결과를 그래프로 나타내는 학생 수는 부족한 것으로 나타났다. 또한, 일부 탐구에서만 한정적으 로 스프레드시트를 활용하여 통계적인 처리를 하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 바탕으로 과학 영재 학생들의 탐구에서 ICT를 어떻게 활용하고 있는지에 대한 현 주소를 파악하여, 과학 탐구에 있어서 필요한 ICT 소양이 무엇 인지와 일반 학생들도 ICT를 활용하여 탐구할 수 있도록 기여할 것이다. In this study, we sought to understand how ICT is being used in scientific gifted students’ inquiry activities based on the recognition that scientific inquiry should also change in line with the educational environment that changes with the computer-based Internet environment. For the purpose of this study, ICT utilization was analyzed as shown in the scientific inquiry report of gifted in science students who belong to and education institute for the gifted science affiliated to the university. In the course of the study, ICT utilization was analyzed in 95 scientific inquiry reports submitted by gifted students in science in three courses: information gathering process, inquiry performance process, analysis and data clean up process. Looking at the main research results, (1) Gifted students in science used various sources of information using the Internet in the information gathering process, but many used only one source of information. The number of students who gather information through ‘Internet encyclopedias’ was the largest. (2) In the inquiry performance process, it has been shown that the application of smart devices or the inquiry using coding is being used only in some probes. (3) In the analysis and data clean up process, the students wrote a inquiry report and tabulated the results of the experiment using a word processor. However, the number of students who graph the results using word processor is not enough. In addition, it has been shown that only some inquiry uses spreadsheets to perform statistical processing. Based on the results of this study, the current address of how ICT is being used in the inquiry of gifted students in science will be identified, and the current ICT aptitude for scientific inquiry will contribute to the use of ICT for general students as well.

국제과학올림피아드 운영 사례 분석

장진아,전영석 국제과학영재학회 2020 국제과학영재학회지 Vol.6 No.1

이 연구의 목적은 국제과학올림피아드 운영 사례를 분석하여, 국제올림피아드 대회들의 운영 및 평가 방식에 서 나타나는 특징을 도출하는 것이다. 이를 위하여 국제물리올림피아드, 국제화학올림피아드, 국제생물올림피아드, 국제지구과학올림피아드 사례들을 운영 목적, 평가 방향 및 운영 방향 세 가지 관점에서 분석하였다. 연구 결과, 국 제과학올림피아드의 운영 목적은 인재 발굴 및 육성, 학문분야의 발전과 확장 도모, 각 분야별 전문가와 인재들 간의 활발한 교류 촉진, 교육 아이디어와 방향 공유로 정리할 수 있었다. 평가 방향의 측면에서 국제과학올림피아드들은 학문의 본질, 특히 과학적 실행 과정을 담고자 노력하였으며, 지식 암기가 아닌 이해를, 테크니컬한 기술보다는 실험 적 창의성을 추구하였다. 운영 방향의 측면에서 각 대회들은 공정한 시스템을 구축하고, 학생들의 신체적, 심리적 안정을 위해 배려하였으며, 학생들이 개인적 성장을 넘어서 학문 공동체의 일원으로 참여할 수 있는 기회를 제공하 고자 하였다. 끝으로 이러한 결과가 국내올림피아드 및 영재교육에 시사하는 바를 논의하였다. This study investigated the features of operations and evaluation of the International Science Olympiads based on case analysis. For this, we analyzed the cases of the International Physics Olympiad, International Chemistry Olympiad, International Biological Olympiad, and International Earth Science Olympiad from three perspectives: their aims, the directions of operation and evaluation. As a result, firstly, the main aims of the International Science Olympiads can be summarized as follows: discovering the talented and gifted students in science areas, fostering students’ development and interests, expanding the networking between the students and experts in each field, and sharing educational approaches of the participant countries. In terms of the evaluation direction, the competitions have tried to reflect the nature of each discipline, especially the process of scientific practice and to evaluate the students’ understanding and creativity, rather than their memorizing and technical skills. Lastly, as for the direction of operations, each competition built its fair system, cared for students’ physical and psychological stability, and provided opportunities for students to participate as members of the academic community beyond personal growth. Based on these results, educational implications were discussed for the Olympiad competitions and gifted education in Korea.

국제중등과학올림피아드(IJSO)와 한국중등과학올림피아드(KJSO)에서 생명과학 문항의 비교 분석

문경원 국제과학영재학회 2021 국제과학영재학회지 Vol.7 No.1

이 연구에서는 국제중등과학올림피아드(IJSO)와 한국중등과학올림피아드(KJSO)의 생명과학 문항의 출제 경향을 비교하였다. 국제중등과학올림피아드의 문항은 교수 요목에 따라, 한국중등과학올림피아드의 문항은 교육 내 용에 따라 문항을 분류한 후 국제중등과학올림피아드와 한국중등과학올림피아드의 내용 요소를 비교하고 연계성을 파악하였다. 연구 결과, 국제중등과학올림피아드에서는 동물의 구조와 기능 영역을, 한국중등과학올림피아드에서는 세포생물학 영역을 가장 높은 비중으로 출제한 것으로 분석되었다. 한국중등과학올림피아드의 생물영역 기출 문항은 대체로 국제중등과학올림피아드의 교수 요목과 높은 상관관계를 갖고 있었으며, 한국중등과학올림피아드 생명과학 분야의 내용 요소에 비추어 국제대회와 국내대회의 문항 출제 영역을 비교분석 하였을 때에도 대체로 중요하게 다루 는 분야가 유사하게 나타났다. In this study, biology test problems of International Junior Science Olympiad(IJSO) and Korea Junior Science Olympiad(KJSO) were comparatively analyzed. After biology test problems were classified according to the syllabus of IJSO and the curriculum of KJSO, respectively, the relevances of the problems offered by IJSO and KJSO were examined. While IJSO problems dealt structure and function of animal in large proportion, KJSO problems dealt cell biology in large proportion. Generally, KJSO biology problems showed high connectivity with IJSO syllabus.

국제중등과학올림피아드 실라버스와 한국의 2015개정 과학과 교육과정 비교 - 생물영역을 중심으로 -

배영혜,홍준의 국제과학영재학회 2020 국제과학영재학회지 Vol.6 No.1

본 연구는 국제중등과학올림피아드의 실라버스와 한국의 2015개정과학과 교육과정의 생물 영역 관련 내용 요소를 비교함으로써 올림피아드는 준비하는데 있어 기본적인 내용 영역을 제시하는 데 그 목적이 있다. 연구방법은 국제중등과학올림피아드의 실라버스에서 생물관련 내용요소를 추출하고, 그것과 관련된 내용을 한국의 2015개정과 학과 교육과정의 ‘과학’ 교과에서 제시되어 있는 내용요소를 추출하여 서로 비교하는 것이다. 비교하는 방법은 매우 연관이 있음, 연관이 있음, 다소 연관이 있음의 3단계 평가를 기준으로 하는 것이다. 이 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 한국 중학교 과학에서 다루는 내용 요소는 IJSO에서 제시한 내용과 상당한 부분이 학습되지 않거나, 학습하는 내용의 깊이가 부족하다. 둘째, 하위 영역으로 보았을 때, IJSO의 실라버스에 비교하여 한국의 교육과정에서는 학습이 매우 부족한 부분이 많이 나타나고 있다. 셋째, 국제중등과학올림피아드를 준비하려면 내용 요소를 고등학교 ‘생 명과학’에서 다루는 내용까지로 확대하면 대부분의 내용을 다룰 수 있다. 넷째, IJSO와 한국의 교육과정에서 다루는 내용이 같다고 하더라도 출제 경향이나 출제 방식과는 요구하는 역량이 매우 차이가 났다. 다섯째, 한국중등과학올림 피아드 대표단 학습에서는 우선적으로 한국 생명과학 1 수준의 교육과정 내용 전부와 IJSO에서 요구하는 내용 중 한국 교육과정에서 빠진 내용을 추가한 학습 과정을 구성하고, 이후 보다 심화된 내용으로 확장시켜 나갈 필요가 있다. 여섯째, 교과 영역에 구애되지 않는 통합적 영역의 내용에 대해서도 국내 단계에서 전체 교육과정에 반영되어 서 학습 기회가 구체적으로 제공되어야 할 것이다. The purpose of this study is to present the basic content area for preparing Olympiad by comparing the content elements related to the biology area of the IJSO with the syllabus of the 2015 revised science curriculum of Korea. The research method is to extract the content elements of biological contents from the syllabus of the IJSO, and to compare the related contents with the contents elements presented in the ‘Science’ subject curriculum of the 2015 revised science curriculum of Korea. The method of comparison is based on a three-step assessment of ‘very relevant’, ‘relevant’, and ‘somewhat relevant’. The results of this analysis are as follows. First, the content elements dealt with in Korean middle school science are not learned much of the contents suggested by IJSO or the depth of the content to be studied is insufficient. Second, in the sub-area, there are a lot of areas where learning is very lacking in the Korean curriculum compared to IJSO’s syllabus. Third, in order to prepare for the International Secondary Science Olympiad, most contents can be covered by extending the content elements to those covered by high school ‘Life Science’. Fourth, even though the contents of IJSO and Korea's curriculum are the same, there are very different competences in terms of the tendency of the questions and the methods of the questions. Fifth, in the learning of the KJSO Delegation, first of all, the contents of the curriculum of the ‘Life Science’ level and the contents required by the IJSO are added to the curriculum that is missing from the Korean curriculum. You need to get it done. Sixth, the contents of the integrated domain that are not bound to the curriculum should be reflected in the entire curriculum at the national level, so that learning opportunities should be provided in detail.

글로벌 과학영재캠프 프로그램 및 학생 활동 평가

정하나 국제과학영재학회 2019 국제과학영재학회지 Vol.5 No.1

과학캠프는 비형식 교육의 일환으로 학생이 문제를 발견하고 해결해보는 탐구의 기회를 제공한다. 형식 교육 을 통해 영재 학생의 수준에 맞는 심화 학습을 제공하기 어려운 상황에서 과학캠프는 영재 학생에게 대안적인 학습 방법이 될 수 있다. 하지만 영재학생을 대상으로 이루어지는 과학캠프가 적고 관련 연구도 미흡하여 교육적 시사점 을 얻기 어렵다. 이에 본 연구는 최근 시행된 글로벌 과학영재캠프의 프로그램을 평가하고, 학생 활동을 관찰 및 분석하였다. 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 글로벌 과학영재캠프 프로그램은 영재 학생들의 ICT 활용 기능과 창의적 탐구 능력을 신장시키고, 과학 개념과 과학적 태도를 길러주기에 적합한 프로그램으로 구성되어 있었다. 둘 째, 글로벌 과학영재캠프 프로그램은 영재 학생들의 만족도를 높이는 내용으로 구성되어 있었다. 학생들은 대체로 흥미롭고 유익하며, 참여 기회가 많은 프로그램을 선호하였으나, 영어 능력에 따라 만족 여부가 달라지는 경향이 있었다. 셋째, 글로벌 과학영재캠프에 참가한 학생들은 보통 수준 이상의 탐구 능력과 창의적 문제해결 능력을 발휘 하였고, 의사소통 능력, 과학 학습에 대한 몰입 능력은 영어 능력에 영향을 받았다. 연구결과를 바탕으로 교육적 시 사점을 도출하였다. Science camp is one of the informal way of teaching and gives students a chance to inquiry in which they discover problems and solve it. In a formal education, it is difficult to provide intensive learning with gifted students. Science camp could be an alternative way of learning for them. However, science camps for gifted students rarely have been held also a few involving researches have been conducted over the recent decades. So, it has been hard to get some educational implications about the science camp for the gifted. Thus, we chose a global science camp currently held for the gifted in science, and then, evaluating programs and analyzing students’ activities were done. The science camp program satisfaction survey was also conducted. The results of this study as follow: First, The global student camp for the gifted in science was appropriate in developing ICT utilization skill, creative problem solving skill and teaching scientific concept as well as scientific attitude. Second, the students participated in the camp had higher inquiry skill and creative problem solving skill than average, but their ability to communicate was influenced by their English level. Third, the students preferred programs that were easy to understand, beneficial, interesting, and able to participate in. The satisfaction of the programs including discussions depended on students’ English ability. The implications of these findings are considered.

초등과학영재학생들의 컴퓨터 활용 과학 실험 교수 학습 전략 탐색

김현수 국제과학영재학회 2020 국제과학영재학회지 Vol.6 No.2

본 연구의 목적은 컴퓨터 활용 과학실험수업에서 나타나는 초등과학영재들의 학습특성을 분석하여 컴퓨터 활용 과학실험수업의 장점을 효과적으로 나타낼 수 있는 교수학습전략을 탐색하는데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위해 서울교육대학교 영재교육원에 속한 초등과학영재들 중 컴퓨터 활용 실험수업 참여를 희망하는 학생 8명을 대상 으로 4차시에 걸친 컴퓨터 활용 과학실험수업을 실시하였다. 수업을 마치고는 선행연구에서 언급하는 컴퓨터 활용 실험수업의 장점과 관련된 학습특성과, 변경되는 교수학습전략에 따라 나타나는 학습특성을 질적으로 분석하였다. 그 결과, 학생들이 화면에 비하여 실험기구, 실험상황 관찰을 비교적 적게 하며, 결과예측과 그래프 만들기 활동을 교사의 과제제시에 따라 더 빈번하게 수행함을 확인하였다. 그리고 교사의 설명시간이 길거나 교재에 지나치게 의존 하는 수업에서는 학생들이 나타내는 장점 관련 담화의 빈도가 줄어든다는 것을 확인하였다. 연구에서 탐색한 컴퓨터 활용 실험수업의 장점을 효과적으로 나타내는 교수학습전략은 다음과 같다. 첫째, 실험기구 관찰, 다른 모둠의 결과를 공유하는 시간을 최대한 확보하고, 실험을 구성하는 것에 자율성을 부여해야 한다. 둘째, 피드백, 개념이해, 데이터와 그래프 처리, 토론을 하도록 적절한 과제를 제시하고, 학생의 활동에 개입해야 한다. 셋째, 교사의 설명과 안내를 토의와 실험결과 공유시간으로 대체하여 학생들이 다양한 관찰기회와 실험결과에 대한 해석의 기회를 가지도록 해야 한다. The purpose of this research is to analyze the learning characteristics of elementary science gifted students in computer based science experiment(CBE) class and explore teaching and learning strategies that can effectively represent the advantages of computer based science experiment(CBE). In the research, CBE lesson with 4 classes were given to the eight elementary school students attending the Science Gifted Institute affiliated with the university. At the end of the class, the learning characteristics of students that appeared in relation to the advantages of CBE mentioned in the preceding study were analyzed qualitatively. As a result, it was confirmed that students performed less monitoring of experiment conditions, more frequent result prediction and graph-making activities in accordance with the teacher's assignment. And it was confirmed that the frequency of students' discourse decreases in classes where teachers' explanation time is long or relying heavily on textbooks. The effective teaching and learning strategies explored in research are as follows. First, the time to observation of laboratory instruments and share the results of other groups should be secured as much as possible and autonomy should be given to organizing experiments. Second, presenting appropriate tasks and intervening in student activities. for graph processing, feedback and discussion. Third, the teacher's explanation and guidance should be replaced with discussion and experiment result sharing time so that students have various observational opportunities and opportunities to interpret experimental results.

국제중등과학올림피아드(IJSO)와 한국중등과학올림피아드(KJSO)의 물리 문항 비교 분석

박지연 국제과학영재학회 2021 국제과학영재학회지 Vol.7 No.1

이 연구에서는 국제중등과학올림피아드(IJSO)와 한국중등과학올림피아드(KJSO)의 물리 문항의 출제 경향 을 비교하였다. IJSO와 KJSO의 문항을 KJSO 교육 과정에 따라 문항을 분류한 후 내용 요소를 비교하고 연계성을 파악하였다. IJSO에 비해 KJSO에서 전 영역에 고르게 출제되는 경향이 있으나 IJSO와 KJSO 모두 역학 분야의 출제 비율이 높았으며, 유체를 포함한 물체의 직선 운동을 해석하고 분석하는 능력을 중시하는 것으로 확인할 수 있다. 전반적으로 IJSO와 KJSO의 출제 영역은 매우 유사하지만, IJSO에서 회전 분야의 문제가 출제되지 않고 있으 므로 이를 고려한 출제 비중 변화가 필요하다. IJSO의 교수 요목에 비해 KJSO의 교육 과정이 더 세부적으로 구성되 어 있으므로 현재 교육 과정을 토대로 부족한 부분을 보완하는 방법이 바람직해 보인다. In this study, the physics test problems of the International Junior Science Olympiad(IJSO) and Korea Junior Science Olympiad(KJSO) were comparatively analyzed. After classifying the questions of IJSO and KJSO according to the curriculum of KJSO, we compared the content elements and identified releveances of the problems offered by IJSO and KJSO. Compared to IJSO, KJSO tends to be evenly presented in all areas, but both IJSO and KJSO had a high percentage of questions in the field of mechanics, and they value the ability to interpret and analyze the rectilinear movements of objects, including fluids. Overall, the part of questions for IJSO and KJSO is very similar, but since there are no questions for the part of rotation in IJSO, it is necessary to change the proportion of questions considering them in KJSO. Since KJSO's curriculum is more detailed than IJSO's syllabus, it seems desirable to supplement the deficiencies based on the current curriculum.

과학 독서활동에서 초등과학영재가 생성한 질문들의 유형별 분석

장수현 국제과학영재학회 2020 국제과학영재학회지 Vol.6 No.2

본 연구의 목적은 효과적인 과학영재 독서 지도방안을 마련하기 위해서 과학 독서 과정에서 과학영재가 생성한 질문을 분석하여 유형을 찾고 그 특징을 알아보는 것이다. 이를 위해 서울 소재의 대학교 부설 초등과학영 재들을 대상으로 과학 독서 후 질문을 세 가지 유형(수렴적 질문, 생산적 질문, 평가적 질문)으로 나누어 생성하도 록 했다. 각각의 유형별 질문의 세부 유형을 파악 후 주제가 다른 과학 도서별로도 질문 유형 양상의 차이점이 발생하는지 살펴보았다. 그 결과, 수렴적 질문, 생산적 질문, 평가적 질문 모두에서 다양한 수준과 유형의 질문이 나타났다. 또한, 과학 도서의 주제에 따라 질문의 세부 유형 및 빈도가 다르게 나타났다. 본 연구의 결과는 질문생 성전략을 활용하여 과학 독서활동을 진행하면 초등과학영재들이 다양한 수준의 사고를 유발하는 질문을 형성해 냄을 시사하며, 향후 보다 깊은 사고를 유발하는 효과적 과학 독서교육이 이루어지도록 독서 지도방안을 개선 및 개발하는데 토대가 될 것이다. The purpose of this study is to analyze the questions generated by science-gifted students in the course of science reading to find out the types and characteristics of the questions in order to prepare effective teaching plans for science-gifted students. To this end, elementary science-gifted students affiliated with universities in Seoul were asked to generate questions by dividing the types of questions after reading science into three types (convergent questions, productive questions, and evaluative questions). After grasping the detailed types of questions for each type, we examined whether differences in question types occurred even for science books with different subjects. As a result, various levels and types of questions appeared in the convergent question, productive question, and evaluative question. Also, the detailed types and frequencies of questions differed depending on the subject of the science book. The results of this study suggest that elementary science-gifted students form questions that cause various levels of thinking in the science reading process, and will serve as the basis for improving and developing reading instruction plans for effective science reading education in the future.

국제과학올림피아드 프로그램 운영 현황 및 개선 방안 분석 - 참여자들의 인식조사를 중심으로 -

장진아,전영석 국제과학영재학회 2020 국제과학영재학회지 Vol.6 No.2

이 연구의 목적은 현 국제과학올림피아드 프로그램 운영 현황과 어려움을 파악하고, 개선 방안을 모색하는 것이다. 이를 위해 올림피아드에 참여했던 교사와 학생, 참여 기관 전문가 총 36명의 인식을 조사하여 분석하였다. 연구 결과, 첫째, 현재 국제과학올림피아드 프로그램에서 참여학생들은 대회 참여와 대입 준비를 병행하는 것에 대한 부담이 컸으며, 전문가들은 대회 참여자의 수와 역량의 저하로 인해 수상 실적이 줄 뿐 아니라, 장기적으로는 기초과 학계의 인재 육성에 차질이 생길 것을 염려하였다. 교수 활동과 사업 운영 측면에서는 올림피아드 대회에 대해 늘어 나는 사회적 요구에 비해 행·재정적 지원, 인력 공급 지원이 부족하다는 점이 보고되었다. 둘째, 이러한 실태와 어려 움을 개선하기 위하여 프로그램에 참여하는 대상과 운영 방식을 다양화하고, 이공계 분야 학생의 유인책을 강화하며, 특히 진로 프로그램을 내실화하기 위한 방안이 논의되었다. 끝으로 이러한 결과들이 국제과학올림피아드 프로그램의 운영 방향과 영재교육에 시사하는 바를 논의하였다. The purpose of this study is to understand the current status and difficulties of International Science Olympiad programs and find a way to improve their difficulties. For this, we surveyed a total of 36 participants including teachers, students, and educators who participated in an international olympiad competition. As a result, first, in the current International Science Olympiad program, the participant students had a large burden on both participating in the competition and preparing for college examination. The experts were concerned that the decline in the number and competency of the contest participants would not only result in a decrease in awards, but also would disrupt the development of human resources in a field of basic science from a long-term perspective. In terms of teaching and business management activities, it was reported that administrative and financial support and manpower support were insufficient compared to the increasing social demand for the Olympiad. Second, in order to improve these difficulties, it needs to diversify the participant students and the ways to mange the programs, to strengthen the incentives for participant students in the science and engineering field, and in particular to improve the career program. Finally, we discussed the future direction of the International Science Olympiad program and the implications for gifted education.

과학영재를 위한 과학캠프의 자료와 활동의 평가준거 개발

최원호,손정우,이봉우,이인호,신영준,한재영,최정훈 국제과학영재학회 2007 국제과학영재학회지 Vol.1 No.1

In this paper, we developed the assessment criteria of science camp activities and materials for assess-ing and distinguishing characteristics of science gifted students. For this, followed with the educationalgoals of science camp such as creative problem-solving, communication skill, self-directed learning andright understanding about science, assessment criteria of science camp materials and activities were sep-arately composed of 14 standards. These criteria could be expected to give the informations about char-acteristics of science gifted students as well as to be applied to instrument for identifying science giftedstudents.