연구논문 : 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력

정은영 ( Eun Young Jeong ),권이영 ( Yi Young Kwon ),양주성 ( Joo Sung Yang ),고유미 ( Yu Mi Ko ) 경북대학교 과학교육연구소 2013 科學敎育硏究誌 Vol.37 No.3

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 ‘과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구’를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화Ⅰ반 58명, 중등과학심화Ⅱ반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. ‘자료 변환’에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 ‘평가’에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타 났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재 학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재 학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수·학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수·학습 자료를 개발할 필요가 있다. The purpose of this study was to investigate science integrated process skill of the students in science education center for the gifted. In order to do this, ``free-response test for the assessment of science process skills`` developed by Yu-Hyang Kim(2013) was administered to 102 students(15 in elementary school science class, 58 in middle school science classⅠ, and 29 in middle school science classⅡ) who attend the program of science education center for the gifted in C university. The assessment tool measured 9 skills ; formulating inquiry questions, recognizing variables, formulating hypotheses, designing experiment, transforming data, interpreting data, drawing conclusions, formulating generalizations, and evaluating the designed experiments. As a result, the students in science education center for the gifted had relatively high scores in the area of ``formulating hypotheses`` and ``recognizing variables``, but they had relatively low scores in the area of ``transforming data``, ``interpreting data``, and ``evaluating the designed experiments``. The 2 items` percentage of correct answers were below 40% ; one is about a drawing a line graph in ``transforming data``, and the other requires finding improvements of the experimental design in ``evaluation``. There was no significant difference between boys`` scores and girls`s one, and between the scores of students in the field of biology and those of students in the other fields(physics, chemistry, and earth science) in science integrated process skills. And there was significant difference according to the periods receiving the gifted education in ``formulating generalizations``. The teaching and learning has to focus on improving science integrated process skills in the program of science education center for the gifted and teaching and learning materials needs to be developed.

과학적 의사소통기능을 강화한 초등과학 교수 학습 전략의 효과

이현숙,배진호,소금현 韓國生物敎育學會 2012 생물교육 Vol.40 No.1

The purpose of this study was to examine the effects of elementary science teaching program strengthening scientific communication skills on improving science achievement, science proccess skills and attitudes toward science in elementary school science. The results of this study were follows. First, the group on elementary science teaching program strengthening scientific communication skills gave a significant influence on increasing the science achievement. Second, the group on elementary science teaching program strengthening scientific communication skills gave a significant influence on increasing the science process skills, including the basic science process skills and the integrative science process skills, of students. Third, there was meaningful change in the attitudes toward science for those who studied the group on scientific communication skill program. This study shows that elementary science teaching program strengthening scientific communication skills give a positive influence on the science achievement, the science process skills and attitudes toward science in elementary school science.

초·중·고 학생들의 과학 탐구 능력 추이 분석을 위한 종단적 연구

우종옥,김범기,허명,김찬종,양일호,최관순,김태선 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 청람과학교육연구논총 Vol.9 No.1

본 연구에서는 우리 나라 초·중·고등학교 학생들의 과학 탐구 능력에 대한 종단적 추이를 분석하였다. 1997년에는 우종옥 등(1998)이 개발한 검사지를 사용하였으며, 1999년에는 이를 일부만 수정하여 사용하였다. 조사 대상은 성별, 지역별 등을 고려하여 표집하였다. 조사된 자료는 각각 횡단적으로 분석하고, 이를 바탕으로 학생들의 과학 탐구능력이 어떻게 변해 가는지 종단적 추이를 분석하였다. 조사 결과 초등학생들의 과학 탐구 능력은 유의미한차이가 없었으나, 중·고등학생들의 과학 탐구 능력은 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 학교 과학 교육의 질을 과학적으로 관리하기 위해서는 교육과정이 추구하는 교육 목표의 달성이 성공적으로 이루어지고 있는지를 국가수준에서 주기적으로 측정하여 부진의 원인을 진단하고, 개선 방안을 계속 연구하여야 할 것이다. The longitudinal trend of elementary and secondary students' science process skills were investigated to monitor the progress of science learning. Science process skill test, developedin an earlier study on developing a national science process skills assessment system, was revised and administered for the study on March, 1999. Subjects were sampled nation wide according to sex and region. The results of this assessments were compared to those administered on February, 1997. The results showed little difference on science process skills among elementary school students. However, secondary students showed marked increase in science process skills. More systematic and long-term research for assessing science process skills should be planned and performed periodically to provide empirical and foundational data for educational policy making.

2007 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 교과서의 탐구과정 내용 분석과 학생들의 탐구과정에 대한 인식 및 탐구 사고력 조사

김민희 ( Min Hee Kim ),김영수 ( Young Soo Kim ) 韓國生物敎育學會 2015 생물교육 Vol.43 No.1

The purpose of this study was to improve teaching scientific inquiry in the elementary school science education. Analysis of 107 inquiry activities in the 5th and the 6th grade science textbooks under the 2007 revised curriculum showed that there were twice as many basic science process skills (50.0%)as integrated process skills (25.3%). To examine elementary students’ awareness of inquiry processes and science process skills (SPSs), a tool with two sections was developed: The first part asked students about their experience and proficiency with 13 inquiry processes and the second part tested their competence in the SPSs. The tool was given to 367 elementary students (188 fifth and 179 sixth graders). The results of the first part showed the students’ experience with SPSs increased (5th graders 58.9%, 6th graders 69.3%). However, their self-assessed understanding of SPSs decreased (5th graders 50.1%, 6th graders 44.0%). The results of the second part showed that significant improvements were found in SPSs between the 5th and the 6th graders; measuring U=14,764.5, p=.027; predicting U=13700.0, p=.001; and controlling variables U=14,410.0, p=.005. Nevertheless, several SPSs had no difference between the 5th and the 6th graders, such as hypothesizing χ2 (3, N=374)=2.8, p=.417; transforming data χ2 (3, N=374)=2.7, p=.443; and drawing conclusions χ2 (3, N=374)=2.8, p=.428. Moreover, students’ abilities for interpreting data remained low (5th graders Mdn=1.7, 6th graders Mdn=1.8).

바깥놀이 중심의 유아과학교육 프로그램이 유아의 창의성, 호기심, 과학과정기술에 미치는 효과

고선아,조형숙 한국영유아교원교육학회 2015 유아교육학논집 Vol.19 No.6

The purpose of this study was to examine the effects of the science education program based on outdoor play for young children on young children's creativity, curiosity and scientific process skills. This program was applied to 46 children (23 children in the experimental group and 23 children in the comparative group) at two kindergartens in Seoul for 14 weeks. The pre-test and post-test for young children's creativity, curiosity and scientific process skills were conducted to collect the data. The data were analyzed by ANCOVA with SPSS 15.0 WIN program. In conclusion, the science education program based on outdoor play for young children was effective in promoting young children's creativity, curiosity and scientific process skills. This reflects that this science education program is meaningful to apply in real education fields. 본 연구의 목적은 바깥놀이 중심의 유아과학교육 프로그램이 유아의 창의성, 호기심, 과학과정기술에 미치는 효과를 검증하는 것이다. 이를 위해 서울시에 위치한 유치원 2곳의 만 5세 유아 46명(실험집단 23명, 비교집단 23명)을 대상으로 14주에 걸쳐 연구를 실시하였다. ‘창의성’, ‘호기심’, ‘과학과정기술’ 검사 도구들을 사용하여 자료를 수집하고 공변량 분석을 통해 실험처치의 효과를 분석하였다. 연구문제를 중심으로 연구결과를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 실험집단 유아들의 창의성 점수가 비교집단 유아보다 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 둘째, 실험집단 유아의 호기심 총점이 비교집단 유아보다 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났으나, 호기심의 하위 검사 중 미지선호에서는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 셋째, 실험집단 유아들의 과학과정기술 점수가 비교집단 유아보다 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 이는 바깥놀이 중심의 유아과학교육 프로그램이 유아의 창의성, 호기심, 과학과정기술 증진에 효과가 있음을 나타내는 결과로, 본 프로그램을 유아교육 현장에 적용해볼 가치가 있음을 시사해 준다.

스토리텔링에 기반한 유아 과학음악극 프로그램이 유아의 창의성, 과학적 탐구능력, 음악적 표현능력에 미치는 영향

김명정 ( Myoung Jung Kim ),조형숙 ( Hyung Sook Cho ) 한국유아교육학회 2016 유아교육연구 Vol.36 No.1

본 연구는 스토리텔링에 기초한 유아과학음악극 프로그램이 유아의 창의성, 과학적 탐구능력, 음악적 표현능력에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. 이를 위해 2014년 8월 25일부터 12월 12일까지 총 16주간 서울시에 위치한 M유치원과 S유치원의 만5세 유아(실험집단 19명, 비교집단 20명)를 대상으로 연구를 진행하였다. 효과를 검증하기 위해 창의성, 과학적 탐구능력, 음악적 표현능력 검사를 실시하였으며 수집된 자료를 바탕으로 집단 간 차이를 검증하기 위해 ANCOVA를 실시하였다. 그 결과 스토리텔링에 기반한 유아 과학음악극 프로그램은 창의성, 과학적 탐구능력, 음악적 표현능력 모두에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. The purpose of this study is to examine the effect of science-music drama program based on storytelling on creativity, science process skills and musical expression abilities of young children. The subjects of this study were 39 five years old children (the experiment group, 19; the comparison group 20) for 16 weeks from August, 25, 2015 in M kindergarten, S kindergarten on Seoul, Korea. The data were analyzed by ANCOVA with SPSS 15.0 WIN program. The result were as follows. First, the result of post-test showed that a total score of creativity and its sub-scores (fluency, flexibility, originality, and imagination) were significantly higher in experimental group than comparative group. Second, the result of post-test show that a total score of scientific process skills and its sub-scores (prediction, observing, categorizing, gauging, and discussion) were significantly higher in experimental group than comparative group. Third, the result of post-test shows that a total score of musical expression abilities and its sub score with regard to fluency and imagination was significantly higher in experimental group than comparative group. In conclusion, the results show that the program has positive effects on creativity, science process skills, musical expression abilities.

개념변화 교수법에 기초한 과학교사교육이 유아교사의 과학 교수능력 증진에 미치는 효과

라정숙 한국유아교육학회 2003 유아교육연구 Vol.23 No.1

본 연구는 유아 과학교육을 중심으로 개념변화 교수법에 의한 과학교사교육이 유아교사의 과학 교수능력과 유아의 과학적 탐구능력 및 태도에 어떤 효과가 있는지를 밝혀보고자 하였다. 실험처치 기간은 총 13주로 이 기간 동안 교사교육을 받은 실험대상 교사는 개념변화 교수법을, 비교대상 교사는 전통적 교수법을 유아에게 적용하여 과학활동을 지도했다. 연구결과, 개념변화 교수법은 전통적 교수법에 비해 교사의 과학 교수방법과 유아의 과학적 탐구능력 및 과학적 태도 향상에 효과가 높은 것으로 나타났다. This study investigates the effects of science teacher training in, and use of, conceptual change or transmission pedagogy on young children's attitudes and exploration skills in science. The subjects of this study are two teachers and their forty students aged five. One teacher and her students served as the experimental group and the other as the control group. Pre and post-tests were used to determine results. The data obtained from this research were analyzed by using a x2 test and t test. The results of this research are as follows: 1. The training in conceptual change pedagogy statistically yielded significant differences in the teachers' science teaching ability ratings. That is, the teacher in the experimental group showed a marked increase in the quality of science teaching after training in, and application of, constructivist pedagogy. 2. The experimental group's post test scores in the use of science exploration skills significantly increased in comparison to the control group scores. 3. In post-tests, children in the experimental group also demonstrated a significant difference in their attitude toward science as compared to the children in the control group. In sum, the study clearly implies that teacher science education in conceptual change pedagogy has a positive effect on their teaching abilities, thus enabling the children they teach to acquire a positive attitude toward scientific inquiry and to develop better science exploration abilities.

숲 체험활동을 통한 환경교육이 유아의 자연친화적 태도 및 과학적 탐구능력에 미치는 효과

유승우(Seung-Woo You),채영란(Young-Ran Chae) 중앙대학교 한국교육문제연구소 2014 한국교육문제연구 Vol.32 No.4

본 연구는 숲 체험활동을 통한 환경교육이 유아의 자연친화적 태도 및 과학적 탐구능력에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구대상은 G시에 위치한 유치원 만 5세 유아 44명으로 실험집단과 비교집단을 임의로 선정하여 실험집단은 숲 체험활동을 통한 환경교육을 실시하였으며, 비교집단은 숲 체험활동을 통한 자유놀이 활동을 실시하였다. 연구결과 숲 체험활동을 통한 환경교육을 실시한 실험집단이 유아의 자연친화적 태도의 ‘동․식물의 관심과 애호’, ‘생명에 대한 존중’, ‘인공적 환경보다 자연환경에 대한 선호’에서 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났으며, 과학적 탐구능력의 예측하기, 관찰하기, 분류하기, 측정하기, 토의하기 등의 모든 영역에서도 긍정적인 것으로 나타났다. 본 연구결과 숲의 다양한 모습을 보고 느끼고 탐색하는 숲 체험활동을 통한 환경교육이 자연생태계의 다양한 모습을 보고 느끼고 체험함으로서 유아의 자연친화적 태도와 과학적 탐구능력 향상에 도움을 주는 활동으로 밝혀졌다. The purpose of this study was to analyze the effects of environmental education using forest activities on young children’s environment-friendly attitudes and science process skills. The subjects used in this study were 44 young children who attended a kindergarten in G city. The mean age of the subjects was 67.87 months. The experimental group participated in environmental education using forest activities while the comparison group participated in forest activities. It used ‘The Environment-friendly Attitudes Test’ and ‘The Science Process Skills Test’ in the collection of data. A t-test was used to analyze the data. Significant effects of experimental treatment were analyzed. It was revealed that there are significant differences between the experimental group and comparison group in the post-test score of environment-friendly attitudes and science process skills. In conclusion, the results of this study suggested that environmental education using forest activities which were developed in this study would be relatively effective to develop young children’s environment-friendly attitudes and science process skills.

한국과 미국 유치원 예비교사의 과학 활동 교수에 대한 비교

한미라 한국유아교육학회 2003 유아교육연구 Vol.23 No.4

이 연구는 한국과 미국의 예비 교사들이 유아교육 현장에서 어떻게 과학 활동을 실시하는지 알아보고 그 결과를 예비 교사를 위한 과학교육에 반영시키고자 하였다. 연구 대상은 "유아과학교육" 수강자들로 6주간의 현장교육 기간 동안 연구자가 참여 관찰하였다. 자료는 과학 활동 계획서, 녹음 및 녹화 자료, 활동 전사자료, 자기 평가서, 연구자의 관찰 일지 및 전체 평가서로 분류체계분석에 따라 분석하였다. 연구 결과는 한국 예비 교사들은 유아들이 사고할 수 있도록 질문에 기초한 상호작용에 중점을 두었으나 과학 과정 기술의 활용에 더 주의를 기울여야 하며, 미국 예비 교사들은 다양한 과학 과정 기술을 사용하였으나, 교사 중심 교육을 하는 경향을 보였다. 예비 교사 교육에서 교사 및 유아들 간의 삼호작용, 발달수준에 적합한 과학과정 기술의 적용을 강조해야 할 것이다. With the aim of identifying suggestions for strengthening field-based science teaching methods courses, this study compares the ways student-teachers at a university in Korea and a university in the United States teach science to kindergarteners. Subjects included four teams of juniors from a university in Korea and four seniors from a university in United States; all had studied early childhood science methods and were applying their skills in kindergarten field settings. The researchers made systematic observations and used directed group and individual reflections to identify and catalog similarities and differences in teaching. The findings of the study are as follows. The Korean student-teachers focused appropriately on child development aspects of their teaching, but needed to refine their questioning techniques and their application of science process skills with children. The American students used a wide array of the science process skills, but tended to focus on content acquisition and to employ teacher--centered techniques even though the lessons they had planned were child-centered, These findings imply that in both countries, science teaching methods courses need to focus attention on child-child interactions, child-teacher interactions, and developmentally appropriate use of science process skills.

한국 전통생활과학을 적용한과학사적 유아과학교육 활동의 교육 효과

강영욱,이종희 한국유아교육학회 2008 유아교육연구 Vol.28 No.4

This study examined the educational effects of the 16 HPS(history and philosophy of science) activities developed by the researchers using Korean traditional living science themes such as 'Ancestor's clothes: Until making thread', 'Ancestor's books: Discovery of Korean paper Hanji', etc.. The subjects were 52 five-year-old children from two classes of a kindergarten located in a satellite city of Seoul. One of the classes was randomly assigned to the experimental group, and the other to the comparison group. Over the period of 10 weeks, the experimental group children participated in the HPS activities developed from Korean traditional living science themes, guided by one of the researchers. The comparison group children, guided by their own teacher, participated in science activities of similar themes from the 6th Korean National Preschool Curriculum. The activity processes were videotaped and then transcribed. The data were scored in terms of the sub factors of scientific attitude and scientific process skills. Analysis of covariance and paired t test were used to verify the effects of the HPS activities. The results suggest that the continuous application of HPS activities, compared to the regular science activities, had statistically significant effects on the children's scientific attitude and scientific process skills. Also found was the result that the effects of the HPS activities were significant from the first application. Taken together, these results verify the effects and value of the HPS approach combined with Korean traditional living science for the science education of young children in Korea. 본 연구에서는 우리나라 전통생활과학을 적용한 과학사적 유아과학교육 활동들이 유아의 과학적 태도와 과학적 과정기술에 미치는 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 실험집단에는 8개의 전통생활과학 주제에 관련된 16개의 과학사적 활동을 실시하였고, 비교집단에는 유치원교육활동 지도자료집(교육부, 2000)에 수록되어 있는 활동들 중 본 연구의 과학사적 주제와 유사한 7개 주제의 활동들을 선별하여 기존의 방법으로 실시한 후 제 8주제의 과학사적 활동 두 개를 실험집단과 동일하게 실시하였다. 활동 적용과정을 녹화한 비디오테이프와 이에 대한 전사 자료를 기초로 유아들의 과학적 태도 점수와 과학적 과정기술 점수를 산출한 후, 공변량분석 및 paired t 검증을 통해서 집단간 차이와 집단별 변화를 분석하였다. 과학사적 유아과학교육 활동을 지속적으로 적용한 실험집단의 효과는 같은 기간 동안 기존의 활동을 적용한 비교집단의 경우보다 유의하게 효과적인 것으로 나타났다. 또한 이러한 과학사적 유아과학교육 활동의 효과는 적용 초기부터도 통계적으로 유의미한 것으로 밝혀졌다. 연구자들은 과학사적 유아과학교육 활동이 유아의 과학적 태도와 과학적 과정기술을 향상시키는 데 효과적이라는 결론을 내렸고, 따라서 과학사적 유아과학교육에 적절한 한국 전통생활과학 주제의 발굴 및 관련 활동 개발의 필요성을 제안하였다.