예비교사들은 삼엽충 분류활동 중에 어떤 특성을 보이는가?

임성만 대한지구과학교육학회 2019 대한지구과학교육학회지 Vol.12 No.1

이 연구는 예비교사들이 삼엽충을 분류하면서 보이 는 탐구 특성을 분석하는 것이다. 연구를 위해 교사 양 성 대학에 다니는 예비교사 70명이 참여하였다. 연구 에 이용된 분류 과제는 삼엽충 화석 사진 9장이었다. 예비교사들의 탐구활동은 그룹별로 삼엽충 화석을 관 찰한 후 삼엽충의 진화 과정을 분류한 후 계통도를 구 성하는 것이었다. 구체적인 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 예비교사들은 삼엽충의 외형적인 특징을 잘 관 찰해내고 그 내용을 바탕으로 체계적인 분류 결과를 도출하였다. 둘째, 예비교사들은 다양한 분류 기준을 사용하여 삼엽충을 분류하였다. 셋째, 예비교사들의 계통도와 과학자들의 계통도는 매우 유사하였다. 예비 교사들은 과학자들이 주장하는 삼엽충 화석의 일반적 인 진화 과정인 단순한 형태에서 복잡한 형태로의 변화를 관찰과 추리를 통해 분석해낸 후 이를 근거로 계통도를 구성하였다. 이러한 결과는 충분한 시간이 제공되는 그룹별 탐구활동이 매우 효과적이며 예비교사 들에게 탐구 활동에 대한 경험이 매우 중요함을 다시 한번 시사해주었다. This study was to analyze the inquiry characteristics of preservice teachers as they classify trilobites. For the study, 70 preservice teachers attending teacher training university participated. The classification tasks used in the study were 9 photos of trilobite fossils. The preservice teachers' inquiry activity was to classify the evolutionary processes of trilobites after observing trilobite fossils by group and then to construct a phylogenetic tree. The results of the study are as follows. First, preservice teachers observed the external features of the trilobites and constructed systematic classification results based on their observed contents. Second, preservice teachers classified trilobites using various classification criteria. Third, the phylogenetic tree of preservice teachers and the phylogenetic tree of scientists were very similar. The preservice teachers constructed a sphylogenetic tree based on the observation and inference of the change from a simple form to a complex form, which is a general evolution process of the trilobite fossil claimed by scientists. These results suggest that group-based inquiry activities with sufficient time are very effective and that the experience of inquiry activities is very important for preservice teachers.

지구과학 예비교사들은 ‘수업’에서 무엇을 보는가? - 예비교사들의 수업 경험과 비평을 통해서 -

임성만 대한지구과학교육학회 2017 대한지구과학교육학회지 Vol.10 No.2

The purpose of this study was to find out what pre-service teachers’ views of as a good science class in evaluating class demonstrations. The study was conducted on 32 students in the second year of college who are attending teacher training schools located in central region, Korea. 32 pre-service teachers demonstrated the class with a group of 2 students, and a total of 16 lessons were demonstrated. They also evaluated the class by participating in 15 lessons except ones own class. Therefore all the collected evaluation papers were 480 sheets. This study analyze this evaluation paper and find out the good science class that earth science pre-service teachers think. As a result, the pre-service teachers' views of good science class analyzed by 3 categories. The three categories were 'Highly Engaged Instruction', 'Well-structured class design', and 'Qualitatively superior class materials'. In other words, the pre-service teachers’ views that well-structured class design and active interaction were the requirements of good science class. This study confirmed that pre-service teachers can draw images of good science class through experience of class demonstration and class evaluation.

발자국 추리 활동에 대한 지구과학 예비교사들의 관찰, 추리 그리고 과학이야기 분석

임성만 학습자중심교과교육학회 2016 학습자중심교과교육연구 Vol.16 No.9

이 연구의 목적은 지구과학 예비교사들이 발자국 추리 문제 상황에서 관찰과 추리를 바탕으로 어떠한 과학 이야기를 구성하는지 분석하는 것이었다. 연구를 위해 우리나라 중부지방에 위치한 교사양성대학에 재학 중인 지구과학 예비교사 29명을 연구대상으로 선정하였다. 연구는 예비교사들에게 발자국 추리 문제와 관련된 3장의 그림을 순차적으로 제시하며 관찰과 추리를 하도록 하였으며, 관찰과 추리 활동이 끝난 후 과학이야기를 구성하도록 요구하였다. 수집된 자료는 질적자료 분석 방법인 귀납적 범주화를 통해 정리 분석하였다. 지구과학 예비교사들의 관찰과 추리 및 과학이야기 구성을 분석한 결과, 첫째, 예비교사들은 발자국 추리 문제 상황에서 관찰속성 7개 중 평균 3.5개의 관찰을 하였다. 둘째, 예비교사들은 관찰 내용을 바탕으로 추리하였는데, 한 가지 관찰 내용에 대해서 다각적으로 추리를 하는 모습을 보였다. 셋째, 예비교사들이 구성한 과학이야기는 관찰과 추리 내용을 바탕으로 서술되었으며, 분석 관점으로 사용된 5가지 요소인 사건의 연속(event-tokens), 이야기의 배경(past time), 이야기의 구조(the structure), 매개체(agency), 목적(the purpose)이 모두 잘 반영되어 구성되었다.

초등 예비교사의 기억 속 긍정적 과학 경험 사례에 대한 질적 분석

임성만,신정윤 대한지구과학교육학회 2022 대한지구과학교육학회지 Vol.15 No.2

이 연구는 초등 예비교사들의 기억 속 긍정적 과학경험 사례를 질적 분석하여 긍정적 과학 경험의 구체적인 요인과 특징을 범주화하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 초등 예비교사들이 ‘나의 즐거웠던 과학 수업경험’을 주제로 쓴 에세이 101편을 분석하였다. 수집된 자료는 귀납적 분석법을 이용해 분석하였고, 그 결과 초등 예비교사의 기억 속 긍정적 과학 경험 사례의특징은 4개의 범주, 12개의 주제 묶음으로 범주화 되었다. 구체적으로 장기간의 동·식물 기르기 및 관찰, 먹을 수 있는 소재를 활용한 실험, 특별한 실험 도구사용과 같이 ‘특별한 소재를 이용한 탐구 활동 경험’ 이 긍정적 과학 경험에 영향을 주었다. 또한 관찰 활동중시, 명확한 실험 결과가 동반되는 실험, 만들기 활동의 병행, 다양한 자료 활용과 같이 ‘과학 탐구를 강조한 활동 경험’도 긍정적 과학 경험에 영향을 주는 요인으로 나타났다. 뿐만 아니라 학생 자율성 강화, 학생간 협업 강조, 교과수업 외 과학 활동 수행 등 ‘학생중심 활동 경험’도 긍정적 과학 경험에 영향을 주었다. 마지막으로 교사의 격려와 열정과 같이 ‘교사의 긍정적 영향’도 과학을 긍정적으로 인식하는데 도움을 주었다.

영역 특수적인 입장에서의 과학적 창의성에 대한 정의, 구성요인에 대한 탐색

임성만,양일호,임재근 경북대학교 과학교육연구소 2009 科學敎育硏究誌 Vol.33 No.1

본 연구는 창의성의 영역 특수적인 입장에서 과학적 창의성을 다룬 논문들을 내러티브 리뷰의 방법을 사용하여 탐색한 것이다. 창의성을 바라보는 2가지 입장 중에서 한 가지인 영역 특수적인 입장은 창의성에 대해 “그 아동이 얼마나 창의적인가?”라는 창의성의 일반적인 입장에서 “그 아동은 어느 영역에서 창의적인가”라는 영역 특수적인 접근방법으로 창의성을 바라보는 것이다. 이러한 관점에서 본 연구는 과학을 바라보았을 때, 과학적 창의성은 어떻게 정의될 수 있으며, 또 어떤 구성 요인들로 이루어졌는가를 탐색해 본 연구이다. 과학적 창의성 관련 논문들에 대한 리뷰를 통해 본 연구는 과학적 창의성은 과학적인 지식을 바탕으로 논리적이고 분석적인 사고를 통해 새롭고 적절한 것을 찾아내는 능력으로 정의할 수 있었으며, 과학적 창의성의 구성 요인은 정의적, 인지적, 환경적 요인으로 나눠 살펴본 결과, 영역 특수적인 관점에서 가장 두드러지게 차이를 보이는 과학적 창의성의 인지적 요인은 과학 관련 지식, 과학 탐구과정, 문제 발견력, 문제 해결력 등으로 구성되어짐을 알 수 있었다. 이러한 과학적 창의성에 대한 논의는 보다 과학적 창의성에 대한 실증적인 연구에 대한 좋은 길잡이가 될 것으로 사료된다. The purpose of this study is to identify a domain-specificity of the scientific creativity and the component of scientific creativity. Conducted from theoretical study, this study suggests that a domain-specific view of creativity offers a more useful and constructive components of scientific creativity based on the literature associated with the component of scientific creativity. Scientific creativity has a domain-specific component and so there is need to distinguish scientific creativity from creativity in general. As a result, scientific creativity is different from other creativity it is concerned with scientific knowledge, science process skill, creative scientific problem finding and solving and so on. And since scientific creativity is a kind of ability, it is possible to improve through a scientific creativity program.

초등학교 과학 교과서에서 다루어진 중심개념 -‘지구과학’영역을 중심으로-

임성만 한국초등과학교육학회 2015 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.68 No.-

이 연구는 2014년 한국과학창의재단의 지원으로 연구된 초등학교 교과서 비교ㆍ분석 연구의 결과를 바탕으로 초등학교의 ‘지구과학’영역에서 다루어진 중심개념을 분석한 것이다. 연구를 위해 우리나라의 역대 교육과정에 의해 집필된 교과서 내용 중 ‘지구과학’관련 내용 요소를 추출하여 분석하였다. 분석한 결과, 지금까지 우리나라 초등학교 교과서의 ‘지구과학’영역에서 다루어진 중심개념에는 ‘지표의 변화’, ‘지층과 화석’, ‘화산과 지진’, ‘지구와 달’, ‘태양계와 별’, ‘날씨’, ‘계절의 변화’가 있었다. 교육과정이 변천되어 오면서 중심개념에 대한 하위 요소들은 변화가 있었으며, 대체적으로 다루어진 하위요소의 수는 줄어들면서 학습량이 축소된 것으로 분석되었다. 각 개념별 특징적인 내용을 살펴보면, ‘지표의 변화’는 2~3개의 대단원으로 구성되어 오다가 2007개정 이후 1개 단원으로 정리되었다. ‘지층과 화석’은 2007개정과 2009개정 교과서에서는 주요 개념에 대한 서술이 자세히 이루어졌다. ‘화산과 지진’은 6차까지는 화성암과 퇴적암을 비교하는 활동이 있었으나, 7차 이후에는 없어졌으며, 4차부터 지진에 대한 내용이 다루어졌다. ‘지구와 달’에서는 교육과정에 따라 ‘지구의 자전’에 대한 설명이 각각 달랐으며, 달과 관련된 내용이 교육과정이 바뀌면서 점차 고학년으로 옮겨져 다루어졌다. ‘태양계와 별’은 교육과정을 거치면서 다루는 내용이 많이 축소되었다. ‘날씨’와 ‘계절의 변화’ 는 교육과정이 변함에 따라 다루어지는 개념에는 거의 변화가 없었다. 이상의 결과를 보면, 초등학교 교과서 중 ‘지구과학’과 관련된 내용은 교육과정이 변천되더라도 많은 변화가 있지 않았다는 것을 알 수 있다. 아울러 개념과 관련하여 학생들의 탐구 활동 또한 큰 변화가 없었음을 확인할 수 있었다. 다만 변화라고 한다면, 교과서에서 다루어지는 개념에 대해 상세한 설명이 제시되는 형태로 바뀌고 있음을 알 수 있었다. 이러한 점은 시대 변화와 교육방법의 발전에도 불구하고 교과서에 서술된 개념이나 활동 내용의 변화가 없었다는 점은 현시점에서 생각해보아야 할 거리라고 사료된다.

초등학교 과학교과서에 제시된 탐구활동의 교수전략, 유형, 개념과의 연관성 분석- 지구과학 영역을 중심으로 -

임성만 한국초등과학교육학회 2020 초등과학교육 Vol.39 No.3

This study was to analysis teaching strategies, types of inquiry activities and the relationship between science concepts and inquiry activities presented in science textbooks. As a result of the study, first, the inquiry-based teaching strategies presented in science textbooks were experiment, simulation, demonstration, and field study. Second, there were 53 inquiry activities presented in 8 units related to the earth science area of ​​science textbooks, and the types of inquiry activities were experimental observation (EO) 18, mock activity (SA) 20, investigation discussion and presentation (IP). It was analyzed as 12, data interpretation (ID) 2, and express (EX) 1 piece. Third, the relationship between inquiry activities and science concepts presented in science textbooks was analyzed. As a result of the analysis, out of a total of 42 inquiry activities, 21 inquiry activities corresponded to EA (explicit activities), in which the result of inquiry activities was directly and explicitly linked to science concepts. And IA (implicit activities), which is an implicit inquiry activity in which science concepts must be inferred using the results of inquiry activities, were analyzed as 21. In particular, IA (implicit activities), which is an implicit inquiry activity, can be said to be the result of reflecting the characteristics of earth science areas where many simulated activities (SA) are used. This is considered to be a matter to be considered in the process of developing various elementary science textbooks in the future.

생활과학교실 강사의 프로그램 개발과 수업 운영에서 겪는 어려움 및 연수에 대한 요구 분석

임성만,김한솔,최하나,이나은,김성운 대한지구과학교육학회 2022 대한지구과학교육학회지 Vol.15 No.3

본 연구에서는 생활과학교실 강사의 프로그램 개발및 수업 운영에서 겪는 어려움과 이를 바탕으로 한 연수에 대한 요구를 파악하고자 하였다. 이를 위하여2022년 생활과학교실 강사 193명을 대상으로 온라인설문조사를 실시하였고, 13명을 대상으로 면담을 실시하였다. 연구결과, 생활과학교실 강사들이 프로그램개발에서 겪는 어려움은 수업 컨텐츠의 부족, 프로그램 개발 예산의 부족, 수업 운영에 필요한 기자재의 부족 등이 나타났으며, 수업 운영에서 겪는 어려움은 돌발상황, 시간 부족 등 계획 대로 운영되지 않는 상황으로 인한 어려움, 토의 및 실습과 같은 다양한 교육 방식 적용의 어려움 등으로 나타났다. 선호하는 연수 내용은 최신 과학기술, 기존 프로그램의 재구성 방법, 지역특화기술 순으로 나타났다. 또한 수업 운영에서 강사들이 겪는 어려움은 체험 키트를 사용하는 수업 운영 방식에서 비롯된 것으로 나타났다. 따라서 체험키트를 사용해야만 하는 생활과학교실 조건에서 강사가최상의 교육을 할 수 있도록 돕는 방향으로 강사 교육이 이루어져야 한다.

포토 내러티브 방법을 이용한 초등 예비교사들의 과학에 대한 인식 분석

임성만,Lim, Sung-man 대한지구과학교육학회 2020 대한지구과학교육학회지 Vol.13 No.2

이 연구의 목적은 초등 예비교사들은 '과학'에 대해 어떻게 이해하고 있는지를 알아보기 위한 것이다. 특히 이번 연구에서는 초등 예비교사들의 '과학'에 대한 이해를 구체적으로 알아보기 위해 포토 내러티브의 방법을 이용하였다. 포토 내러티브는 연구참여자가 이야기하고자 하는 것을 사진을 찍어 설명하는 방법을 말한다. 연구참여자는 초등 예비교사 66명이었다. 연구 결과, 첫째, 초등 예비교사들은 과학을 설명하기 위해 현상, 원리와 같은 과학적 용어뿐만 아니라, 사람, 생활, 일상과 같은 단어를 많이 사용하였다. 둘째, 초등 예비교사들이 과학을 설명하기 위해 사용한 사진에는 생활용품, 자연현상, 첨단기기, 생물 등이 있었다. 셋째, 초등 예비교사들은 과학을 학문과 지식, 탐구, 편리함, 과학의 본성 등으로 설명하고 있었다. 이러한 결과를 통해 초등 예비교사들이 과학을 생활과 밀접하고 필요한 학문으로 인식하고 있음을 알게 되었으며, 이번 연구결과가 앞으로 초중등 과학교육의 교육과정 구성 및 교과 내용 편성은 물론 교사양성을 위한 교육과정 편성에도 도움을 줄 수 있을 것이라 생각된다. The purpose of this study is to examine how elementary pre-service teachers have a perception of 'science'. Especially, this study used photo-narrative method to analysis pre-service teachers' perception of 'science'. Photo-narrative is a way of describing what a study participant wants to say by taking a picture. Participants were 66 elementary pre-service teachers. The results of this study were as follows: First, elementary pre-service teachers used many words such as people, life, everyday as well as scientific terms such as phenomena and principles to explain science. Secondly, the pictures used by elementary pre-service teachers to explain science included household goods, natural phenomena, advanced devices, and living things. Third, elementary pre-service teachers explained science with knowledge of science, knowledge, convenience, and nature of science. As a result of this study, it was found that elementary pre-service teachers recognized that science is closely related to life and that it is necessary for learning. The results of this study can contribute not only to curriculum composition and curriculum content of elementary and middle school science education but also to curriculum development for teacher training.

연속교통류 재현을 위한 거시적 모형의 비교 연구

임성만,김대호,김영찬 대한교통학회 2002 대한교통학회지 Vol.20 No.3

The objective of this study is to evaluate the performance of macroscopic traffic flow models with the analytical and field data. Five candidate models were selected as follows; Lax Method Model, Upwind Scheme Model, Hilliges' Model, Papageorgiou's Model, and Cell-Transmission Model. In the analytical test scenario, the traffic condition was assumed that could cause the building and dissipation of queue, and each model was compared with analytical solutions and the numerical results. An analytical test indicated that both simple continuum and high order continuum models are able to reproduce queue building and dissipating behavior in a reasonable way. A field test has shown that Upwind and Papageorgiou's model show similar performances. Considering the simplicity in model formulation and numerical computation, we firstly recommend Upwind scheme model, and secondly Papageorgiou's model that perfomred will to represent traffic flow in tests as candidate models for further development of simulation model for Naebu expressway in Seoul. 본 연구는 도시고속도로 교통류의 효과적인 관리와 운영상태 평가에 사용되는 거시적 연속교통류 재현 모형의 성능 비교에 관한 연구이다. 연속교통류 재현을 위한 거시적 모형은 크게 단순연속방정식 모형과 가속도방정식 모형의 범주 안에서 여러 모형들이 개발되어져 왔지만, 국내에서는 이 두 모형들에 대한 성능 비교에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구는 대표적인 거시적 연속교통류 모형들의 성능평가를 통해서 개개 모형들이 가지고 있는 특징을 알아본 후 대도시 고속도로의 교통류 재현에 이용할 수 있는 모형을 선정한다.모형의 성능 비교를 위해 거시적 연속교통류 모형 중에서 대표적인 5개 모형(Lax Method Model, Upwind Scheme Model, Hilliges' Model, Papageorgiou's Model, Cell-Transmission Model)을 선택하였으며, Numerical Example과 실측 현장자료를 이용하여 모형들의 성능 비교를 실시하였다. 가상자료를 이용한 분석방법에서는 대체로 모든 모형이 적절한 결과값을 보여주었지만, 단순 연속방정식 모형이 모형의 안정성과 교통상황 재현력 측면에서 볼 때 가속도방정식 모형보다 좀더 안정적인 결과값을 보여주었다. 현장자료를 이용한 분석방법에서는 미국의 Nimitz Freeway의 오전 첨두시 3시간 교통 자료(밀도, 교통량)를 이용하였다. 분석대상 구간에 대한 모형성능 평가결과, 단순연속방정식 모형의 결과와 가속도방정식 모형의 결과가 유사하게 나왔으며, 비교적 계산식이 단순한 거시적 연속교통류 모형들도 분석대상구간의 혼잡상황을 어느 정도 잘 재현하고 있음을 보여준다.본 연구 수행을 위한 실측 현장자료는 서울시정개발연구원의 손봉수 박사님께서 제공해 주셨습니다.