초등 과학 영재 학생들의 자연선택 개념 이해를 위한 논변 활동에서 나타난 인식적 이해와 논변활동 수준 분석

박철진,차희영,Park, Chuljin,Cha, Heeyoung 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

이 연구에서는 초등 과학 영재 학생들을 대상으로 자연선택 핵심개념 논변 활동 담화에서 드러난 인식적 이해와 논변활동 수준을 분석하였다. 논변활동에 참여한 학생들은 광역시 소재 영재교육원 6학년 학생 20명이었는데, 그 중 적극적으로 논변활동에 참여한 소집단 중 담화에서 인식적 이해가 드러나며, 개념에 따라 소집단 구성원의 인식적 이해 수준이 서로 달랐던 세 명으로 구성된 소집단을 목적표집하여 그들의 담화를 분석하였다. 담화에서 드러난 인식적 이해의 요소는 본성, 일반성, 정당화, 청중의 범주로 나누어 분석하였으며 논변활동 수준은 논변의 구성과 비평을 중심으로 내재적 인지 부하에 따라 만들어진 논변활동 학습발달과정을 사용하였다. 연구 결과, 학생들의 논변활동에서 드러난 인식적 이해는 자연선택 하위 개념별로 다르게 나타났다. 자연 선택 하위 개념 모두 실천적 인식적 이해의 본성 측면에서는 모두 높게 나타났으나 일반성, 정당화, 청중 범주에서는 높거나 낮았으며, 그 수준이 담화에서 드러나지 않는 경우도 있었다. 지식의 일반성 측면에서 높게 드러난 변이의 유전개념에서 획득형질의 유전에 반대하는 다양한 현상과의 연결은 다양한 아이디어를 생성하여 논변활동 참여를 촉진하는 요소로 활용되어 세 학생 모두 논변활동 수준은 비판 제시 수준으로 나타났다. 하지만, 정당화와 청중 범주에서 실천적 인식적 이해 수준이 낮게 드러난 개념들의 학생의 논변 활동 수준은 그 보다 낮았다. 학생들이 최종 자연선택 핵심 개념인 종분화 개념 논변 시 모두 인식적 이해 수준이 높았던 개념들을 이용하여 종분화 과정을 설명하려 하였으며, 반대로 인식적 이해 수준이 낮았던 개념은 설명 요소로 포함시키지 않았다. 이 연구결과 학생들은 다양한 인식론적 자원을 통해 맥락에 따라 활용되는 인식론적 자원은 다르며 학생들이 왜, 어떻게 인식론적 결정을 하는지에 대한 구체적인 요인들을 분석할 필요성을 제안한다. 인식론적 결정에 영향을 미치는 다양한 요인 분석은 논변 활동의 질과 수준을 높일 수 있는 교수자의 중재 요소가 될 수 있다. This study analyzes the epistemic considerations and the argumentation level revealed in the discourse of the key concept of natural selection for science-gifted elementary students. The paper analyzes and discusses the results of a three-student focus group, drawn from a cohort of twenty gifted sixth-grade elementary students. Nature, generality, justification, and audience were used to analyze epistemic consideration. Learning progression in scientific argumentation including argument construction and critique was used to analyze students' scientific argumentation level. The findings are as follows: First, Epistemic considerations in discourse varied between key concepts of natural selection discussed. The nature aspect of epistemic considerations is highly expressed in the discourse for all natural selection key concepts. But the level of generality, justification and audience was high or low, and the level was not revealed in the discourse. In the heredity of variation, which is highly expressed in terms of generality of knowledge, the linkage with various phenomena against the acquired character generated a variety of ideas. These ideas were used to facilitate engagement in argumentation, so that all three students showed the level of argumentation of suggestions of counter-critique. Second, students tried to explain the process of speciation by using concepts that were high in practical epistemic considerations level when explaining the concept of speciation, which is the final natural selection key concept. Conversely, the concept of low level of epistemic considerations was not included as an explanation factor. The results of this study suggest that students need to analyze specific factors to understand why epistemological decisions are made by students and how epistemological resources are used according to context through various epistemological resources. Analysis of various factors influencing epistemological decisions can be a mediator of the instructor who can improve the quality and level of the argumentation.

진화 교육 연구 경험 유무에 따른 생명과학 교사의 교수 실행 사례 연구

고유선,차희영,임미리,Ko, Yuseon,Cha, Heeyoung,Lim, Mili 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

이 연구는 생명 과학 교수 실행에 있어서 진화 교육 연구 경험이 있는 교사가 그렇지 않은 교사와 어떤 차이를 나타내는지 알아보기 위해 수행되었다. 연구를 위해 진화 교육에 대한 연구 경험이 있는 교사 두 명과 이에 대한 비교집단으로 진화 교육에 대한 연구 경험이 없는 교사 두 명, 총 네 명의 생명과학 교사들을 목적 표집하였다. 먼저, 사전면담을 통해 교사들의 배경지식을 수집하였으며, 생명과학 수업 중 진화 단원과 비진화 단원을 각각 2차시씩 선정하였다. 녹음된 수업은 전사하였으며, 교사들의 진화에 대한 견해 및 교수 실행에 반영된 진화 내용을 중심으로 분석하였다. 또한, 연구를 위한 기초자료로 과학 교수내용지식 설문지, 진화론의 개념 검사지, 진화론의 수용 검사지를 사용하여 자료수집 및 분석 하였다. 연구결과 교사들의 진화 개념에 대한 이해 수준은 진화의 중요성 인식과는 관련이 없는 것으로 나타났다. 다만, 교사 개인의 종교적인 신념이나, 진화의 중요성을 인식하는 것에 대한 필요 자체를 느끼지 못함이 진화의 중요성 인식에 부정적인 영향을 미쳤다. 이 때문에 진화교육 연구 미경험 교사들은 진화의 중요성을 인식할 수 있는 교사 재교육 기회도 거부하는 경향을 보였다. 또한 미경험 교사들은 교과서 및 교육과정에서 나타난 진화 개선점에 대해 피상적으로만 파악하고 있었다. 생명과학 교수 실행 내용을 분석한 결과 경험 교사들의 진화 주요 개념 활용 비율이 더 높게 나타났다. 그리고 경험 교사들만이 자신의 교수 실행에서 나타난 오개념을 스스로 인지하고 이러한 오개념이 나타나게 된 원인에 대해 설명을 했다. 이를 통해 진화 교육 연구 경험 교사가 진화 주요 개념들을 폭넓게 활용할 뿐만 아니라 진화 관련 오개념 방지에 더 실천적임을 확인하였다. 연구 결과는 생물 교육에서 진화의 중요성을 깨닫지 못한 교사들에게 좀 더 다양하고 많은 진화 관련 교사교육 프로그램을 제공할 필요성을 알려준다. The purpose of this study is to analyze differences in the teaching practices of biology teachers according to their awareness of the importance of evolution. For this purpose, two teachers who experienced study of evolution and recognized its importance, along with two teachers with no experience in evolution education in the comparison group, were included in the sample. To observe teaching practices, two classes each on biological evolution and non-evolution were selected, recorded and transcribed. The content analyzed included the teachers' view on evolution education and teachers' evolution concepts reflected in teaching practice. As a result, the level of understanding of the teachers' evolution concept was unrelated to teachers' awareness of the importance of evolution. Instead, each teacher would not feel the need for religious beliefs or awareness of the importance of evolution to have a negative impact on the awareness of the importance of evolution. Inexperienced teachers tend to reject the retraining opportunities to recognize the importance of evolution. In addition, inexperienced teachers were only superficially aware of the evaluation and improvement of evolution presented in textbooks and curricula. In actual teaching practice analysis, inexperienced teachers' utilizing ratio of the evolution key concept was higher than that of experienced teachers. Only experienced teachers were aware of the misconceptions presented in their execution and described the causes that appear in these misconceptions. Teachers who recognized the importance of evolution were widely using the key concepts of evolution, as well as more practical in preventing the misconceptions related to evolution forms. It indicates that biology teachers who do not realize the importance of evolution in biology education need to experience explicit and practical education programs as well as instructional materials on evolution.

SSI 토론 수업에서 SNS 활용이 성격특성별 의사결정능력에 미치는 효과

장서윤 ( Seoyoon Jang ),차희영 ( Heeyoung Cha ),박혜민 ( Hyemin Park ),박철진 ( Chuljin Park ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.5

이 연구는 육색사고모자라는 창의적 기법을 적용한 SSI 토론 프로그램을 개발하여 SNS 토론과 기존 면대면 토론 후 논증유형의 차이와 학생의 성격특성별 의사결정능력에 미치는 효과를 알아보았다. 맞춤아기, 배아줄기세포연구, 낙태의 합법성을 주제로 한 3가지 SSI 토론 수업을 SNS를 활용한 토론 집단과 면대면 토론 집단으로 각각 2 학급씩 나누어 학생별 성격특성 검사지를 통해 학생의 성격유형을 외향성, 수용성, 성실성으로 구분하였다. 그리고 두 집단 모두 창의적 사고 기법인 육색사고모자 기법을 이용한 창의적 토론방법을 사전 교육한 후 수업을 진행하였다. 토론 활동이 끝난 후 SNS를 활용한 토론을 한 학생들의 토론 내용은 텍스트로 저장하였고 면대면 토론을 한 학생들의 토론과정에 작성한 활동지와 수업 활동을 촬영한 동영상과 녹음파일을 전사 후 분석한 내용을 바탕으로 학생들이 주제에 대한 최종의견을 주장할 때 사용한 논증 유형과 성격특성별 의사결정능력결과의 차이를 비교하였다. SNS 토론과 면대면 토론에서 사용한 논증유형을 분석한 결과 가장 많이 사용한 논증유형은 인과 유형이었고, SNS 토론의 경우 인과 유형 다음으로 많이 사용한 논증유형은 징표, 유추, 권위, 동기 순이었다. 그에 비해 면대면 토론 결과 인과 유형이 전체 논증 유형의 76% 이상이었고, 나머지 논증 유형은 거의 사용하지 않았거나 주제에 따라 유추, 권위, 동기의 논증 유형을 1∼2회 정도 사용하였음을 알 수 있었다. 그리고 면대면 토론을 한 학생보다 SNS 토론을 한 학생들이 인과 이외에도 일반화, 분류화와 병렬적 사례 등의 다양한 논증유형을 사용하였다. 학생의 성격특성별 의사결정능력의 세 가지 요인인 쟁점의 복잡성, 관점의 다양성, 탐구의 객관성 결과를 분석해보면 의사결정능력의 `쟁점의 복잡성`요인에서는 수용성의 학생그룹에서만 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 나타났고, `관점의 다양성`요인에서는 외향성, 수용성, 성실성 모두 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 마지막으로 `탐구의 객관성`요인에서는 외향성, 수용성, 성실성 모두 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 없었다. 연구 결과 육색사고모를 이용한 SSI 주제의 토론수업이 기존의 면대면 토론보다 SNS 토론이 학생들이 다양한 논증유형을 사용해 주장하는데 효과적인 방법이고 의사결정능력 검사의 `관점의 다양성`의 요인에서 성격특성에 관계없이 SNS 토론이 더 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 SSI 주제에 대해 육색사고모자를 활용한 SNS토론이 주제에 대한 다양한 관점을 고려해 보고 의사결정을 하는데 효과적인 방법의 하나로 될 수 있음을 알 수 있었다. This study developed an SSI (Socio-Scientific Issue) discussion program that applies a creative technique called six thinking hats, and then investigated the differences in argumentation patterns and effects on the decision-making abilities of each character feature of students between SNS debate and existing face to face debate. There were three SSI themes - Designer Babies, embryonic stem cell study, and legitimacy of abortion. Students were divided into two groups, the debate group using SNS and face to face debate group. The character patterns of students were divided to `extraversion,` `agreeableness,` and `conscientiousness` through test sheets for character features for each student. Both groups were educated for creative discussion methods using six thinking hats and then, the class progressed. As a result of analyzing argumentation patterns used in SNS debate and face to face debate, the most used argumentation pattern was the "cause pattern." But comparing to face to face debate, other patterns (mark, inference, authority, motive) were also used in SNS debate. The study analyzed three factors of decision-making ability for each character feature of students such as complexity, perspectives, and inquiry. As a result, for `complexity` factor, there was a significant difference between SNS debate group and face to face debate group only in the student group of Agreeableness. For `perspectives` factor, there were significant differences between SNS debate group and face to face debate group in all three characters. Finally, for inquiry, there were no significant differences between SNS debate group and face to face debate group in all three characters. Accordingly it would be necessary to apply SNS debate using the six thinking hats in SSI education to enhance perspectives.

교사들의 진화 개념 이해 향상을 위한 논변활동 프로그램 효과 분석

권지은 ( Jieun Kwon ),차희영 ( Heeyoung Cha ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.4

이 연구는 생명과학교사들의 진화개념 향상을 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 이를 교사교육에 적용하여 진화개념에 대한 논변활동 특성을 분석함으로써 효과를 알아보고자 하는 것이었다. 이를 위해 먼저 진화를 이해하는데 필요한 주요 개념들을 문헌 조사를 통해 추출하여 ‘변이’, ‘변이의 유전’, ‘경쟁’, ‘자연선택과 적응’, ‘차등적 생식력’, ‘개체군 내 개체분포의 변화’, ‘대진화’를 주요개념으로 선정하였고, 각각의 개념에 대한 논변활동 질문지를 개발하였다. ADI모형을 변형한 7단계로 이루어진 순환적 논변활동 학습모형도 개발하였다. 총 7회에 대학원 교과교육 수업에 적용하였다. 현직 생명과학교사 4명과 예비 생명과학교사 2명을 대상으로 남, 여 3명씩 두 개의 소집단으로 구성하여 논변활동을 진행하였다. 프로그램이 진행되는 동안 녹음을 통한 담화와 논변글쓰기의 자료를 수집하여 분석하였다. 논변글쓰기는 ‘설명의 충분성’, ‘설명의 개념적 수준’, ‘증거의 수준’, ‘정당화의 적절성’의 4가지 범주를 기준으로 논변의 질 수준을 분석하여 사전사후에 진화개념의 변화 정도를 확인하였고, 담화분석을 통해 진화주요개념에 대한 논변활동 특성을 분석하였다. 논변글쓰기와 담화를 분석한 결과 개발된 논변활동 모형과 프로그램은 생명과학교사들의 진화개념 이해 향상에 효과적이었다. 이 연구는 논변활동을 통한 교수학습 전략이 생명과학교사교육을 위한 효과적인 진화개념학습 전략이 될 수 있음을 보여주었다. This study aims to develop biology teachers`` education program based on argumentation activity about core concepts of evolution and to analyze the characteristics of core concepts of evolution learned during the program. The eight core concepts of evolution in this study were variation, heritability of variation, competition, natural selection, adaptation, differential reproductive rate of individuals, changes in genetic pool within a population, and macroevolution. The performances of teachers participating in the program were compared before and after argumentation activities; consisting of seven sessions on the eight core concepts of evolution. The process of the program was specially designed by learning cycle model for teacher education, consisting of seven phases: identification of the task, production of a tentative argument, small group’s written argument, share arguments with the other groups, reflective discussion, final written argument, and organization by an instructor. Participants in the study were two pre-service biology teachers and four in-service biology teachers. The results suggest that biology teachers reduced the teleological explanation for biological evolution and improve its adequacy after the intervention. Teachers lacked the opportunity to discuss variation, heritability of variation, competition, and macroevolution because science textbooks lack information on the concepts of biological evolution. The results of this study suggest that because the argumentation program developed for teachers helps to improve understanding the concepts of evolution and to reduce inadequate conceptions in biology, teacher education programs using argumentation activity and eight core concepts of evolution will play a role for efficient evolution education for biology teachers.

진화학습과 메타인지의 관련성 고찰

양필승 ( Young Pilseung ),차희영 ( Cha Heeyoung ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2016 청람과학교육연구논총 Vol.22 No.2

기억에 대한 판단은 추후 이어지는 학습전략과 시간배분에 있어서 중요한 근거가 된다. 그럼에도 불구하고 학생들의 기억에 대한 판단은 과장되거나 오히려 과소하다. 메타인지는 점검과 통제작용을 통해 인지과정 전반을 조절하고 유지한다. 메타인지 판단은 이러한 점검과정을 말하며, 확신판단(Confidence judgment)은 학습 후에 인출과정에서 자신의 답에 대한 확신의 정도를 평정하는 것이다. 진화는 생물학적 현상을 이해하는데 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 진화개념을 학습하는 것은 여러 가지 어려운 점과 장애가 있다. 본 연구는 진화학습에서 학생들이 스스로 자신이 진화개념을 잘 안다고 하거나, 혹은 잘 모른다고 판단하는 것, 다시 말해 진화학습과 메타인지의 관련성을 고찰하였다. 이를 통해 학생들과 교사들에게 진화개념의 이해와 오개념형성을 극복할 수 있는 교육방법을 모색하는데 도움이 되고자 하였다. Judgment on memory is an important basis for future learning strategies and time allocation. Nevertheless, students` memory judgment is exaggerated or rather understated. Metacognition regulates and maintains the whole cognitive process through metacognitive monitering and control. Evolution plays a very important role in understanding biological phenomena. However, learning the concept of evolution has many difficulties and obstacles. If metacognition can explain the cognitive processes that occur in evolutionary learning, it will help students overcome these difficulties and obstacles themselves. Therefore, this study examined whether it is related to metacognition and evolution learning. This can help teachers to understand the concept of evolution and to find ways to overcome the misconception.

SSI 주제의 의사결정 유형에 따른 성격특성별 토론과정 분석을 위한 이론적 고찰

최고은 ( Choi Goeun ),차희영 ( Cha Heeyoung ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2016 청람과학교육연구논총 Vol.22 No.2

SSI는 과학과 관련된 사회적으로 관련이 있는 문제를 뜻하며 여러 영역들과 관련이 있기 때문에 문제에 관련된 다양한 이해관계자들 간에 토론이 벌어질 수 있다. 이러한 과학적인 논변과정은 과학적 소양을 함양할 수 있는 핵심적인 요소가 될 수 있다. 하지만 학교에서 진행되는 SSI 토론은 주제에 따라 정해진 결론이 강조된 지식 중심적인 방법으로 진행되고 있는데, 교과서나 교사용 지도서에 의사결정이 진행되는 과정보다는 결론만 일괄적으로 명시되어 있기 때문이다. 따라서 의사결정이 진행되는 과정에 대한 연구가 필요하며, 그 방법으로 의사결정 유형별로 나눈 SSI 주제들을 성격특 성별에 따라 구성된 소집단의 토론과정을 분석하는 연구에 대한 이론적 배경에 대해 고찰해 보았다. Socio-Scientific Issues(SSI)regards as social and cultural dilemma. it is connected to many areas beyond science and it can be discussion among various stakeholders related to the problem. The discussion is a form of scientific argumentation and this process is able to developing scientific literacy. However, Scientific discussion in school science is often taught within right procedures and conclusions. School science argumentation is intended to be linear with predictable outcomes such as textbook and teacher`s guide book. Therefore, this paper describes background about analysis of discussion process by personality trait according to decision making types of SSI topics. And suggests what is a method to effectively guide for SSI discussion.

거꾸로 하는 문제중심 학습(FPBL) 수업에서 나타난 학생들의 인식론적 프레이밍 분석 - 고등학교 생명과학 동아리 적용 사례를 중심으로 -

유경주 ( Gyoungju Yu ),차희영 ( Heeyoung Cha ) 한국생물교육학회 2021 생물교육 Vol.49 No.3

The purpose of this study was to analyze the characteristics of the discourses through epistemological framing and the factors influencing the epistemological framing of high school students involved in FPBL(Flipped and Problem-Based Learning) classes on cancer. FPBL classes in twelve steps were conducted for three weeks with 16 students of a life-science club in a general high school. To collect data from four groups of four students, group activities were recorded as well as the whole-class activities. During the classes, the data from all discourses and activities were collected, and interviews and self-evaluation reports were performed. All the discourses and interviews were transcribed and coded. The analysis showed that discourses regarding ‘finding the right answers’, ‘using only the information given by the teacher’, ‘accumulating information without criticism’, ‘filling in the worksheets without discussion’, ‘producing output to satisfy the teacher’, and ‘being not confident in learning’ were found when classroom-game framing was formed. When making-sense-of-phenomena framing was established, discourses featuring ‘there are no fixed answers’, ‘using one's background knowledge and asking questions with curiosity’, ‘critical search for information and organization of it’, ‘active discussion’, ‘reaching a rational solution’, and ‘expressing self-confidence in learning’ appeared. The factors that affected classroom-game framing were misconceiving unstructuredness of FPBL, misunderstanding the finding-facts step, positioning framing of indicator-receiver, and having the burden to produce output. The factors that affected the formation of making-sense-of-phenomena framing were students’ internalization of problems, the teacher’s feedback, characteristics of the problem-solving step, and positional framing of facilitator-constructor. These results can be useful resources for teachers who want to apply FPBL lessons to their classes to promote learner's epistemological framing.

초등과학영재들의 자연선택 개념 형성을 위한 논변활동 효과 분석

박철진 ( Chuljin Park ),차희영 ( Heeyoung Cha ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.4

이 연구는 초등 과학영재 학생들이 자연선택 개념에 대하여 과학적 개념을 형성하기 위한 논변활동 프로그램을 개발하고 그 효과를 알아보고자 수행했다. 이를 위해 자연선택 핵심 개념을 과잉생산, 제한된 자원, 개체군 안정, 경쟁, 변이, 변이의 유전, 차등적 생존, 개체군 변화, 종 분화의 9가지 개념을 선정하여 각각의 개념을 형성할 수있는 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 학생이 이해할 수 있는 용어로 변경한 선다형 자연선택 검사지와 개방형 검사지를 활용하여 프로그램 투입 전·후 개념 변화를 확인하였다. 개발된 프로그램은 초등 과학영재 6학년 19명 학생에게 투입하였다. 소집단 논변활동 전·후 논변 글쓰기는 설명의 충분성과 설명의 개념적인 질 범주로 구분하여 채점하였다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단과 적은 소집단의 시각적 모델 및 담화를 분석하였다. 연구 결과 선다형 자연 선택 검사지에서 19명 학생 모두 점수가 유의미하게 향상되었고 개방형 검사지에서도 자연 선택 핵심 개념은 증가하고 대안 개념은 줄어들어 개발된 논변활동 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 자연선택 개념 향상에 효과적이었음을 알았다. 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 반대 담화 및 엄격한 기준이 활용되어 논변에 대한 평가 및 수정이 이루어져 논변의 질을 향상 시킨 반면 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 반대 담화 비율이 낮고 엄격한 기준 보다 비형식적 기준이 더 많이 활용되었다. 또한 논변 글쓰기 점수 향상이 큰 소집단에서는 자료 분석에 많은 담화가 이루어 졌고 소집단 시각적 모델이 소집단 구성원들에 의해 공동 구성되어 소집단 간 토론에 활용되었고 다른 소집단에 의해 평가 및 수정이 이루어졌다. 반면, 논변 글쓰기 점수 향상이 적은 소집단에서는 특정 소집단 구성원의 시각적 모델이 소집단의 시각적 모델로 선택되었고 모델을 평가하고 선택하는 과정에 대한 담화가 이루어지지 않았다. 이러한 소집단에서는 소집단 구성원들의 시각적 모델에 대한 이해가 낮았고 소집단 간 토론에 활용이 되지 못하여 평가 및 수정이 이루어지지 않았다. 이 연구를 통해 초등 과학영재 학생들이 생명 현상에 대해 자연선택 핵심 개념을 활용한 진화적 설명이 가능한 것을 확인하였으므로 초등학교 교육과정내 진화적 관점을 반영시킬 수 있는 가능성을 엿보았다. The purpose of this study is to develop the argumentation program to build scientific concepts on natural selection for science-gifted elementary students and to know how to implement this program. For this study, nine key concepts about natural selection such as the overproduction of offspring, limited resources, population stability, competition, variation, heredity of variation, differential survival, change of the population and speciation were selected through the literature study. The programs were developed by learning cycle instructional model. Argument writings and discourses have been collected, analyzed and compared before and after the program. Two questionnaires to compare pre and post concept change consist of multiple choice questionnaire and open-ended response question were developed and applied to 19 science-gifted elementary students. Sufficiency of the explanation and conceptual quality of the explanation were used to assess the quality of their arguments before and after the program. Discourse and visual models collected from the highest and lowest group about score improvement were compared. The scores of the gifted statistically improved significantly in multiple choice questionnaire. Students’ alternative conceptions about natural selection at the beginning of the program decreased and changed scientifically after the program. Visual models drawn by the students supported the results as well. This study asserts that elementary science-gifted students are able to explain evolutionary perspectives about organism change and use the key concepts of natural selection. The study means that evolutionary perspective is possible to be reflected in elementary science curriculum for the gifted.

남한과 북한의 중·고등학교 과학과 교육과정 중 생명과학 영역 비교 연구

간치멕(Ganchimeg Gantumur),차희영(Heeyoung, Cha) 한국비교교육학회 2020 比較敎育硏究 Vol.30 No.1

[연구목적] 본 연구는 과학교육에서 북한의 교육을 이해하기 위한 과정의 일부로 남한과 북한의 중·고등학교 과학과 교육과정 중 생명과학 영역을 비교·분석한 연구이다. 국제 사회에 잘 알려지지 않은 북한의 과학교육을 남한과 비교를 통해 파악함으로써 교육과정 국제비교연구에 필요한 기초자료를 마련하고자 한다. 또한, 향후 남북통일 시대에 생명과학 교육과정 개발에 필요한 기초자료도 활용될 수 있을 것으로 판단하여 연구를 수행되었다. [연구방법] 이러한 목적을 달성하기 위해, 남한과 북한의 중·고등학교 과학과 교육과정 중 생명과학 영역을 분석하였으며, 교육과정의 주요 구성 요소인 목표, 내용, 교수·학습 방향, 평가를 각각 비교·분석하였다. 이 연구를 위해 비교한 자료는 남한의 ‘2015 개정 과학과 교육과정’과 북한의 ‘2013년 제1차 의무교육 강령’이다. 두 자료를 비교 분석하기 위해 교육과정의 목표, 내용, 교수학습 방향, 평가 분석틀을 각각 만들어 사용했다. [연구결과] 주요 연구결과로는 첫째, 남한의 중·고등학교 교육과정의 목표에는 개념이해, 탐구 능력, 정의적 영역, 창의성 영역, 과학적 소양 등이 포함되어 있는 반면, 북한은 과학교육 영역에서는 다루지 않는 국가 원수의 사상이 포함되어 있고, 지식, 탐구, 응용, 창조적 능력, 품성과 태도, 사회 활용 능력 등을 강조하고 있었다. 둘째, 내용면에서 북한의 생명과학 교과는 남한과 달리 농업, 축산업, 수산업 등 북한의 식량문제와 직접 연관되어 있었다. 셋째, 교수·학습 방향에서 전 세계적으로 강조하고 있는 자료 수집 및 해석, 발표, 문제해결력, 지식과 기능 응용, 과학적 글쓰기 등의 내용이 북한 교육과정에 포함되어 있었는데, 실험 안전 활동 등에 대한 지침은 나타나 있지 않았다. 북한에서는 무엇을 평가할 것인지에 관한 내용은 나타나 있었지만, 어떻게 평가할 것인가에 관한 기술은 거의 없었다. [결론] 이 연구 결과들은 미래 남북통일 시대에 필요한 생명과학 교육과정 개발 및 운영을 위한 기초자료가 될 것으로 기대한다. [Purpose] This study compares the science curriculum related to life science of middle and high schools for understanding life science education of South and North Korea. [Methods] For the study, the science curriculum related to life science of middle and high schools in South and North Korea were analyzed into goals, contents, teaching and learning strategies and evaluations. The data analyzed for the study were from the 2015 revised science curriculum of South Korea and the 2013 first compulsory education program of North Korea. [Results] As results, the goals of science curriculum of the middle and high school in South Korea include conceptual understanding, inquiry skills, scientific attitude, creativity, application and scientific literacy, while North Korea do not scientific literacy but other six domains. In terms of contents, the life science as a subject in North Korea unlike South Korea, were directly related to food problems such as agriculture, stockbreeding, and fisheries. The North Korean curriculum included data collection and interpretation skills, presentation skills, problem solving skills, knowledge application skills, and scientific writing skills, this is emphasized worldwide. In North Korea, there was a description of what to evaluate, but there was little description of how to evaluate. [Conclusion] The results of this study are expected to be the basic data for the development and operation of the life science curriculum needed for the unification of South and North Korea in future.

과학사 기반 광합성 개념 유형 분석 도구 개발

이진이 ( Jin Ei Lee ),차희영 ( Heeyoung Cha ),박혜민 ( Hyemin Park ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2015 청람과학교육연구논총 Vol.21 No.1

이 연구의 목적은 학생들에게 형성되어 있는 과학사적인 광합성에 대한 개념 유형을 분석하기 위한 검사도구를 개발하는 것이다. 이를 위해서 과학사 기반 광합성에 대한 개념 유형을 네 가지 모형인 생기론적 모형, 물질전환 모형, 분자수준 물질대사 모형, 전자전달 탄소동화 모형으로 구분하였으며, 문헌조사를 실시하여 8개의 광합성 개념을 추출하였다. 이를 바탕으로 광합성 개념 유형 분석틀을 개발한 후, 분석틀을 바탕으로 하여 과학사 기반 광합성 개념 검사도구를 개발하였다. 검사도구의 각 문항은 광합성 개념을 나타내는 것으로 구성하였고, 각 답지는 광합성 개념 모형을 나타내는 것으로 구성하였다. 개발된 도구는 네가지의 답지 중 하나를 선택하는 선택형 문항으로 예비 검사를 통해 수정, 보완하여 완성하였다. 최종적으로 완성된 검사도구를 초, 중, 고, 대학생에게 투입한 결과 학생들의 개념 유형을 분석할 수 있음이 확인되었다. 초등학생의 경우 광합성 개념 발달 단계 중 고대의 관점인 생기론적 모형이 중학생의 경우 물질 전환 모형과 분자수준 물질대사 모형의 중세 혹은 근대의 관점이 고등학생과 대학생의 경우 전자전달 탄소 동화 모형의 현대적 관점이 나타남을 확인하였다. 이는 과학사에 나타나는 광합성 개념 발달 과정이 학생들의 개념 발달 과정과 유사하므로 과학사적인 광합성 개념 발달과정을 교육과정에 반영하는 것이 필요함을 시사한다. 이 연구에서 개발한 과학사에 기반 한 광합성 개념 유형 분석 도구는 광합성 수업모듈 구성에 도움을 줄 수 있을 것이며, 학생들의 광합성 개념 유형을 파악할 수 있는 학습 전후의 진단평가로 이용되어 수업의 효율성을 높일 것으로 기대한다. The purpose of this study is to develop an instrument to analyze students`` conception of photosynthesis based on history of science. To develop an instrument, the types of photosynthesis based on history of science were divided into four types that were the vitalism model, the decomposition exchange model, the molecular metabolism model, and the electron transport carbon dioxide model. According to the differences of explanations of these four models, eight factors for analyzing conception types about photosynthesis were listed by three materials. These were the special features of each model, the contents of respiration used in textbooks from elementary school students to college levels, and data responded by elementary, middle and high school students with the specially designed open-ended survey questions to identify students conceptions about respiration. Finally, we have developed an instrument to identify students`` conception patterns of photosynthesis of the eight questions including the four choices in terms of the four explanations based on the history of science. The instrument was tested 710 elementary, middle and high school students and junior in universities. In the results, their conceptions were classified by the four different explanation about photosynthesis based on history of science. We expect that the instrument developed by the four different explanations on the history of science can be a useful tool to identify students`` conceptions about photosynthesis.