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반구조화된 탐구 수업에서 나타나는 학생 탐구 활동의 특징
허진석,임희준 한국초등과학교육학회 2021 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.79 No.-
2015 개정 교육과정에서 ‘과학’은 모든 학생이 학생 중심의 다양한 탐구를 통해 과학적 탐구 능력과 태도를 함양하는 것을 중시하고 있으며, 탐구의 개방 정도에 따른 수업효과를 조사한 연구들은 개방성이 높을수록 효과적이라고 보고하고 있다. 그러나 실제 현장에서는 교과서에 제시된 절차에 따른 교사 주도의 실험이 주를 이루고 있다. 그리고 현실적으로도 정해진 시간 안에 한정된 자원으로 교육과정에 제시된 성취기준을 달성하기 위해서 개방성이 높은 ‘열린 탐구’를 적용하기에 어려움이 많은 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 학생이 중심이 되면서 실제 현장에 적용할 수 있는 적정 수준의 개방성을 띤 반구조화된 탐구 수업을 구성하여 적용하고, 학생들의 탐구 활동 과정에서 나타나는 특징을 알아보고자 하였다. 반구조화된 탐구수업은 학습 목표와 실험 도구는 교사가 제시하고, 예상, 실험 설계, 결과해석은 학생이 중심이 되어 탐구하도록 구성되었다. 연구대상은 P시의 초등학교 6학년 한 학급 13명이었다. 연구결과, 발견된 몇 가지 특징은 다음과 같다. 첫째, 학생들은 실험 결과를 예상하기 위하여 실험 과정을 먼저 고찰하였다. 보고서에는 예상과 실험 설계 단계가 분리되어 있었으나, 학생들은 제시된 실험도구로 대략적인 실험을 설계하며 예상하는 모습을 보였다. 둘째, 실험 설계 시 학생들은 실험 도구를 통해 학습 내용의 핵심을 파악하는 질문을 주고받기도 하고, 실험의 방향성을 정하기도 하였다. 셋째, 실험을 설계할 때 큰 단계 설정과 더불어 실험 도구를 세팅하는 순서와 같은 세부적인 단계를 정하며, 사고 실험하는 모습을 보였다. 넷째, 실험 구상과 실험 시 학생들은 변인 통제에 대한 많은 논의가 이루짐을 알 수 있었다. 보고서에 변인 통제를 기술하는 내용이 없을 때에도 변인에 대해 생각하고 통제하는 모습을 보였다. 다섯째, 학생들은 자신들이 설계한 실험에서 얻은 결과에 대한 적절한 해석을 통해 학습 목표를 달성하였다. 이는 결과를 스스로 정리하고, 그 내용을 예상과 연관시켜 해석하는 과정을 통해 이루어짐을 확인할 수 있었다. 반구조화된 학생 중심의 탐구 수업을 통해 학생들은 대화와 토론을 하며, 스스로 실험 전반을 경험하는 것에 큰 성취감과 만족감을 느꼈으며, 과학 수업에 더욱 흥미를 가지고 참여하였음을 알 수 있었다.
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거꾸로 수업을 활용한 프로젝트형 탐구실험의 교수-학습 전략 탐색
김미숙(Kim Misook),유선아(Ryu Suna) 학습자중심교과교육학회 2019 학습자중심교과교육연구 Vol.19 No.8
본 연구의 목적은 과학과 거꾸로 수업의 선행 연구 고찰을 통해 프로젝트형 탐구 실험에 거꾸로 수업을 활용하기 위한 교수-학습 전략을 탐색하고, 이를 실제 수업에 적용하여 그 의의를 찾아보는 데 있다. 이를 위하여 2018년 1월 15일부터 2018년 2월 28일까지 학술연구정보서비스(RISS)에서 ‘과학’, ‘물리’, ‘화학’, ‘생물’, ‘지구과학’ 등의 단어와 ‘거꾸로’, ‘플립’ 등의 단어가 중복된 논문을 검색하였고, 그 결과 국․내외 총 30편의 연구가 분석을 위해 사용되었다. 선행 연구 고찰의 결과로 도출된 교수학습 전략은 과학적 지식의 이해, 과학적 탐구 능력 및 실험 수행 능력, 과학의 본성에 대한 이해, 의사소통 역량 측면으로 살펴보았다. 이를 토대로 2018학년도 1학기(3월∼6월) 충청도 소재의 K대학교 예비화학교사 1학년 16명을 대상으로 한 탐구화학 실험에 거꾸로 수업과 프로젝트형 탐구실험을 적용해 보았다. 연구 결과, 프로젝트형 탐구실험에서의 사전 학습은 학생들에게 과학 지식과 실험 설계에 대한 문제 인식을 제공하였으며, 학생들이 실험 도구 사용법을 숙지하고 안전하게 실험할 수 있 도록 안내하는 역할을 하였다. 그 결과, 프로젝트형 탐구실험 시 과학 개념에 기반한 실험 주제 선정 및 실험의 설계가 가능하였고, 협력적으로 문제를 해결하였으며, 실패와 도전의 반복을 통해 탐구의 의미를 발견할 수 있었다. 마지막으로 거꾸로 수 업을 적용한 프로젝트형 탐구실험의 의의에 대하여 논하였다. The purpose of this study is to explore the teaching-learning strategy to use flipped learning in the project-based inquiry experiment by the literature review, and to apply it to actual classes to find its significance. To this end, the words science , physics , chemistry , biology , earth science and flipped are searched in the Research Information Sharing Service (RISS) from January 15, 2018, to February 28, and 30 papers were selected for the analysis. The teaching-learning strategy derived as a result of the literature review was examined in terms of understanding of scientific knowledge, scientific inquiry ability and experiment performance ability, understanding of the nature of science, and communication ability. Based on the results, we applied flipped learning and project-based inquiry experiments to inquiry chemistry experiments lecture for 16 first year pre-service chemistry teachers at K university in Chungcheong-do during the first semester of 2018 (March to June). As a result of this study, pre-learning in the project-based inquiry experiment provided students scientific knowledge, recognition of problems about experimental design, and helped students to know how to use experimental tools and to experiment safely. As a result, it was possible to select experiment topics and design experiments based on scientific concepts in the project-based inquiry experiment, solve the problems collaboratively, and discover the meaning of inquiry through repetition of failure and challenge. Finally, the significance of the project-based inquiry experiment applying flipped-learning was discussed.
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문제 해결 중심 탐구실험에서 예비 화학교사들이 경험한 어려움에 대한 연구
백종호,최취임,정대홍,Baek, Jongho,Choi, Chui Im,Jeong, Dae Hong 대한화학회 2015 대한화학회지 Vol.59 No.5
탐구 중심 실험은 과학 지식에 대해 이해할 수 있는 기회와 과학의 본성에 대한 올바른 인식을 얻을 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구에서는 중등 예비교사들이 탐구 중심 실험 수업에서 경험했던 어려움에 대하여 조사하고 분석하였다. 22명의 예비교사가 낮은 수준으로 문제를 해결하는 문제 해결 기반 탐구로 계획된 강의에 13주 동안 참여하여 탐구를 진행하였고, 이 과정에서 경험한 어려움에 대해 설문과 심층 면담을 통해 조사하였다. 예비교사들은 주로 실험 설계 과정과 자료해석 과정에서 어려움이 큰 것으로 나타났으며, 실험 목표에 대한 이해, 선지식이 부족하다는 인식, 탐구에 대한 자신감, 실험 도구 및 장비에 대한 이해 부족 등에서도 어려움이 나타났다. 연구 결과, 탐구에 대한 적절한 지도를 위하여 예비교사를 양성하는 기관에서는 충분한 탐구를 경험할 수 있는 환경을 조성하고, 체계적인 프로그램으로 지원해야 할 필요가 있음을 제안하였다. Inquiry-based experiments provide opportunities to understand scientific knowledge and acquire nature of science. In this study, the difficulties which pre-service teachers experienced in inquiry-based experiment class were investigated and analyzed. Twenty-two pre-service teachers attended course designed as ‘ill-structured inquiry’ for 13 weeks, and researchers investigated their difficulties by questionnaires and interview. They showed difficulties mostly in designing experiment and interpretation and also in understanding inquiry purpose, lack of prior knowledge, confidence in inquiry performance, and understanding of experimental instruments and facilities. As a result, it is necessary to provide opportunities to engage in inquiries and environments to properly instruct pre-service teachers the inquiry ability in college of education.
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