과학과 교육과정에 제시된 개념의 연계성에 대한 국제 비교 연구 -달과 암석의 순환 개념을 중심으로

이효녕 ( Hyonyong Lee ),김진숙 ( Jin Sook Kim ),박병열 ( Byung Yeol Park ),전재돈 ( Jaedon Jeon ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.4

이 연구의 목적은 우리나라를 포함한 6개국(대만, 영국, 핀란드, 미국, 캐나다, 한국)의 과학과 교육과정에 대한 연계성에 초점을 둔 비교분석을 통해서 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 강화할 수 있는 방안과 그 시사점을 도출하는데 있다. 국가교육과정정보센터(NCIC)에서 수집한 각 나라의 교육과정 원문과 국문 번역본을 분석 대상으로 하였고, 교육과정 구성의 특징과 종적·횡적 연계성 요소를 기초로 한 과학과 내의 ‘달’과 ‘암석의 순환’에 대한 내용을 비교 분석하였다. 그 결과, 국제적으로 교육과정의 학년 간 그리고 교과 간 연계의 강화를 위해 빅 아이디어(Big Ideas)나 교차 개념(Crosscutting Concepts) 등과 같은 연결 고리의 역할을 하는 개념을 활용하고 있음을 알 수 있었고, 그 중에서도 시스템의 관점을 중요하게 다루고 있었다. 내용에 대해서는 비교 국가들 중 우리나라는 ‘달’과 ‘암석의 순환’에 대해 가장 높은 빈도로 다루고 있었으나, 달의 내용 중 일부를 초·중·고등학교에서 비슷한 수준으로 동일하게 다루고 있는 단순 반복 현상을 확인할 수 있었다. 반면, 암석의 순환에 대해서는 다른 나라들에 비해 다양한 관점과 수준에서 다루어 비교적 짜임새 있는 조직 구성을 보였다. 결론적으로, 우리나라 교육과정에도 교육과정의 연계성 강화를 위해 이러한 연결 고리 역할을 할 수 있는 적합한 도구가 요구되며, 그 방안으로 시스템적 접근을 활용할 수 있을 것이다. 더욱이 교육과정의 효과적인 적용을 위해 학년 수준에 따른 학습자의 학습 발달 과정에 대한 충분한 이해를 바탕으로 교육과정을 구성하는 것이 무엇보다 중요할 것이다. The purpose of this study is to derive suggestions and implications to strengthen the science curriculum continuity of Korea through comparative analysis with focus on the continuity of science curriculum in six countries (Taiwan, the United Kingdom, Finland, the United States, Canada, Korea). Original and Korean translations of the national curriculums of each country gathered from NCIC comparatively analyzed the contents of the ``Moon`` and ``Rock cycle`` based on features of curriculum configuration, vertical, and lateral connectivity. As a result, it was found that the concepts of Big Ideas or Cross-cutting Concept was utilized internationally to strengthen the linkage between grades or subjects. In particular, dealing with the aspect of the system was important. In the comparison of countries for the content, Korea deals with the most frequency on the ``Moon`` and ``Rock cycle``. The contents of the chapter about the moon were simply repeated from elementary to high school levels with some variation. Korean science curriculum holds different perspectives and contents about the Rock cycle compared to other countries. In conclusion, Korea``s curriculum requires appropriate tools to strengthen curriculum linkage and by doing so, it will be able to take advantage of the systems approach. Moreover, it is important to constitute the curriculum based on a sufficient understanding of the learning development of students according to their grade levels for the effective application of the curriculum.

의학계열 학생들의 과학 동기, 과학 자기 효능감 및 시스템 사고간의 경로 분석

이효녕(Lee Hyonyong),이현동(Lee Hyundong),오희진(Oh heejin) 학습자중심교과교육학회 2020 학습자중심교과교육연구 Vol.20 No.18

이 연구는 의학계열 학생들 사이에서 과학 동기, 과학 자기 효능감, 시스템 사고와의 관계를 조사하고 유의 한 상관 관계를 분석하고자 하였다. 선행 연구와 문헌 조사 결과를 바탕으로 학 동기 및 과학 자기 효능감이 시스템 사고에 영향을 미칠 것이라는 연구가설을 수립하였다. 연구 대상은 의학계열의 모든 전공을 개설하여 운영하고 있는 P 대학교 의학, 치의학, 한의학을 전공하는 전체 187 명의 학생이 참여했다. 조사 도구는 과학 동기 척도 30 개 항목, 과학 자기 효능감 척도 29 개 항목, 시스템 사고 설문지 20 개 항목으로 구성되었으며, 요인들 간의 구조적 관계를 검증하기 위해 잠정적 경로 모형을 수립하고 적합도 지수와 경로 계수의 통계적 유의성을 고려하여 최종 경로 모형을 결정하고 요인들 간의 상관관계를 조사 하였다. 가설을 검증 한 결과 구조 방정식 모델의 적합도가 적절하게 나타났다 (χ2( df = 1.046, CFI = .999, TLI = .999, RMSEA = .016). 결과적으로 체계적 사고는 과학적 자기 효능감의 선호, 곤란도와 자기 조절 효능감을 통해 과학 동기의 내재적 동기와 자기 결정과 관련이 있었다. 또한, 본 연구는 과학적 자기 효능감의 자기 조절 효과, 과학 동기의 자기 결정 변수를 고려하여 시스템 사고에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 시스템 사고는, 전문 의학 지식을 활용한 임상추론 역량을 향상시키고 논리적 사고를 조절할 수 있도록 하므로, 임상 현장에서 의료인으로서 역할을 수행하는데 필수적이다. 따라서, 시스템사고는 의학계열 교육과정에서 지속적으로 배양되어야 할 역량이다. This study was to explored the relationship between science motivation, science self-efficacy, and system thinking among medical students and was to analyzed significant correlations. Based on the results of previous studies and literature reviews, the research hypothesis was established as follows : science motivation and science self-efficacy will affect on system thinking. A total of 187 students who major in medicine, dentistry, and korean medicine at P University was participated. The survey consisted of 30 items of science motivational scale, 29 items of science self-efficacy scale, and 20 items of system thinking questionnaires. In order to verify the structural relationships among the factors, a tentative path model was established and the final path model was determined by considering the statistical significance of the goodness of fit index and the path coefficient, and the correlation between the factors was explored. As a result of verifying the hypothesis, the goodness of fit of the structural equation model was appeared appropriate (χ2/ df = 1.046, CFI = .999, TLI = .999, RMSEA = .016). Consequently, system thinking was associated with the intrinsic motivation and self-determination of science motivation through the preference difficulty and self-regulation efficacy of science self-efficacy. Furthermore, this study provides evidence that to improving system thinking depends on considering variable, the self-determination of science motivation and self-regulation efficacy of science self-efficacy. Therefore, system thinking is the ability that should have continuously improved in the medical curriculum.

과학과 교육과정의 연계성 국제 비교: 광합성 개념 중심으로

이효녕 ( Hyonyong Lee ),여채영 ( Chaeyeong Yeo ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.5

우리나라 교육과정은 2007 개정 및 2009 개정 교육과정을 통해 미래사회가 요구하는 인재 양성을 목적으로 개선되고 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 개정 방향은 질 높은 교육과정을 위해 연계성 강화에 초점을 두었다. 교육과정에서 연계성은 미래 사회를 대비하기 위한 교육과정의 설계 기준으로 고려해야 할 요소이다. 연계성에는 계속성 및 계열성을 포함하는 종적 연계성과 통합성에 관한 횡적 연계성이 있다. 계속성과 계열성은 교과 내용이 반복되고 지속되는 위계를 의미하며, 통합성은 교과 간 내용의 수준, 범위, 관련성을 말한다. 이번 연구에서는 연계성을 분석하기 위한 기준을 세워 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 종적 및 횡적으로 분석하였다. 또한 과학교육의 성취 수준이 높고 체계적인 교육과정을 갖춘 국가(영국, 캐나다, 미국, 핀란드, 싱가포르, 대만)들을 대상으로 한 국제 비교를 통해 우리나라 교육과정의 문제점을 발견하고 개선 방안을 모색하였다. 그리고 생명과학 광합성 개념의 연계성을 국제 비교 함으로써 우리나라 과학과 교육과정에서 필요한 연계성 강화 근거를 도출하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 우리나라 과학과 교육과정은 종적 연계성에 초점을 두고 있으며 상대적으로 횡적 연계성에 소홀하다는 문제점이 발견되었다. 이를 보완하기 위해 횡적 연계성이 높은 영국, 미국, 핀란드와 같이 ‘자연’, ‘환경’과 같은 관점을 도입하고 학생의 흥미와 관심을 고려한다. 둘째, 실제 교육 현장에서 개념의 단순 반복 또는 개념의 특정 학년에 집중으로 계속성과 계열성이 결여되어 있었다. 그 대안으로 Big Idea와 같은 내용 체계나 개념 구성의 기준을 마련하고 캐나다, 미국, 싱가포르의 교육과정에서 자주 등장하는 ‘시스템’의 관점 도입을 제안한다. 마지막으로 횡적 및 종적 연계성의 공통 기준으로서 교육과정의 교육 내용이 학생들의 발달이나 수준에 적절한지 확인할 수 있는 근거가 부족하였다. 개념 위계와 교육 순서를 제시하는 근거로 최근 해외에서 학생의 학습발달과정 연구가 증가하고 있는 추세이다. 우리나라 교육 현장에 적용이 가능한 학습발달과정에 대한 연구가 필요하며 그에 따라 교육과정을 개발하여야 할 것이다. The Korean education curriculum is making efforts to improve education to foster competencies that the future society demands through the 2007 and 2009 revised curriculum. The revised curricula focus on enhanced articulation for the quality curriculum. In this study, the curriculum is analyzed for vertical and horizontal articulation. In addition, the study found a problem in Korea``s curriculum through international comparison and sought improvement. Furthermore, the study compared internationally articulation of the concept of photosynthesis, of which the results are as follows. First, our science curriculum focuses on vertical articulation and has relatively neglected the problem of horizontal articulation. To compensate for this problem, curriculum design should introduce aspects of ‘nature’ and ‘environment’ and should consider the interests and concerns of students, as countries with high horizontal articulation do. Second, the actual education field has a problem with the a lack of continuity and sequence because of concentration of concept in a specific grade or simply repeating the concept across multiple grades. These results have led to alternative proposals that should arrange basis of concept configuration such as ‘Big Idea’ and should establish the adoption of ‘systems’ frequently appearing in the other curricula. Finally, there may be mentioned a lack of research on students`` learning progression, which can be a common standard of horizontal and vertical articulation. Research on learning progression has been a trend overseas, but there exists no study to fit Korea``s situation, so education fields need to conduct the appropriate research on learning progression as part of the commitment to high-quality curriculum.

고등학생들의 시스템 사고 측정을 위한 측정도구 개발과 타당화

이효녕 ( Hyonyong Lee ),권혁수 ( Hyuksoo Kwon ),박경수 ( Kyungsuk Park ),이현동 ( Hyindong Lee ) 한국과학교육학회 2013 한국과학교육학회지 Vol.33 No.5

The purposes of this study were to develop an instrument to measure high school students` systems thinking and 10 validate the scale. The scale of systems thinking was made up for 5 factors - systems thinking, mental model, shared vision, personal mastery, and team learning through analyses of related literature. Six items per factor were constructed and the scale consisted of a total of 30 items for the pretest. After exploratory factor analysis, the number of totaJ items was reduced to 20 items. For the main test, 280 students were sampled from high school and analyzed valid cases were 260 students. The finding of the exploratory factor analysis indicated 5 factors in the model, and 4 items per single factor. The result of confirmatory factor analysis was generally appropriate and acceptable (5 factor model: x2/df=1.275, TLI=.946, CFI=.959, RMSEA=.033). The reliability for 20 items turned out to be reliable because the Cronbach`s alphas were .840 and .604-.723 per each factor. This study should be expanded to various school levels and should be standardized for further research. The subsequent studies regarding diverse leari1ing program development and implementation and the verification on the students` impact within the developed program can be recommended.

교육격차 해소를 위한 취약계층 학생과 일반 학생의 시스템 사고 비교 분석: 탐색적 연구

이현동 ( Hyundong Lee ),김초복 ( Chobok Kim ),신창환 ( Changhwan Shin ),이우진 ( Woo Jin Lee ),허재홍 ( Jaehong Heo ),이효녕 ( Hyonyong Lee ) 경북대학교 중등교육연구소 2018 중등교육연구 Vol.66 No.1

이 연구는 취약계층 학생과 일반 학생들 사이에서 나타나는 교육의 격차, 학업 성취도 등의 차이를 줄이기 위해 수행되는 종단 연구를 위한 탐색적 연구이다. 이 연구의 목적은 취약계층과 일반 학생들의 비교를 통해 시스템 사고에 영향을 주는 요인을 탐색하고, 앞으로 진행될 연구에 대한 타당성을 확보하는 것이다. 이를 위해 취약계층 학생과 일반 학생, 학업 성취도, 학업 성적 만족도에서 시스템 사고 차이가 있는지에 대하여 분석하였다. 분석을 위해서 광역시 소재 중학교 학생 348명을 대상으로 시스템 사고 척도와 학업성취도, 학업 성적 만족도에 대한 설문을 실시하였으며 설문 결과는 SPSS 23.0 프로그램을 활용하여 평균 비교 및 일원분산분석을 실시하여 결과를 도출하였다. 분석 결과 취약계층 학생과 일반 학생 사이의 시스템 사고에는 유의미한 차이가 나타났다. 또한 학업 성취도와 학업 성적 만족도에서도 시스템 사고에는 유의미한 차이는 나타났으나 가정 소득 유형과 학업 성취도 혹은 학업 성적 만족도 사이에 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 이를 통해 학업 성취도 변인과 관련하여 시스템 사고도 취약계층 학생과 일반 학생 사이에 유의미한 차이가 있음을 확인할 수 있었으며 나아가 가정 소득 유형에 따른 학업 성취도 차이를 줄이는데 시스템 사고 향상을 위한 다양한 프로그램이 기여할 것이라는 근거를 제시할 수 있게 되었다. The purposes of this study are to explore the factors that influence students' systems thinking and to secure the validity of future research in order to develop systems thinking-based programs to reduce the difference in academic achievement between the underrepresented and general students. For the study, we analyzed the difference of the Systems Thinking Measuring Instrument(STMI) between the underrepresented students and general students, academic achievement, and academic achievement satisfaction. For the analysis, 348 middle school students in metropolitan city were surveyed about STMI, academic achievement, and academic performance satisfaction. The results were analyzed by the t-test and one-way ANOVA using the SPSS 23.0 program. As a result of the analysis, there was a significant difference in system thinking between the two groups. In addition, there was a significant difference in systems thinking between academic achievement and academic achievement satisfaction. In conclusion, it was found that systems thinking are significantly different between the underrepresented students and general students in relation to academic achievement variables. Moreover, educational programs that are designed to improve students’ systems thinking could contribute to reduce the differences in academic achievement according to students’ socioeconomic status.

Iceberg(IB) 모델을 적용한 고등학생의 시스템 사고 분석 및 효과

이현동,이효녕,Lee, Hyundong,Lee, Hyonyong 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

이 연구의 목적은 고등학생들의 시스템 사고를 측정하는 분석하는 도구로 Iceberg(IB) 모델을 적용하고, 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용한 IB 모델 활동 결과 분석 방법을 제시하며 그 효과를 검증하는 것이다. 문헌 분석을 통해 IB 모델과 시스템 사고 평가를 위한 루브릭의 활용에 대한 이론적 근거를 조사하였다. 그리고 6명의 고등학교 학생에게 극지방 기후 변화와 관련된 주제에 대하여 IB 모델 활동을 실시하였으며 활동 과정 중 비구조화된 면담을 통해 학생들의 시스템 사고를 조사하였다. 또한 IB 모델을 활용한 시스템 사고 분석 결과에 대한 효과를 검증하기 위하여 시스템 사고 측정 도구를 활용한 정량적 검사도 실시하였다. IB 모델의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용하여 분석하였으며 분석한 결과는 지구과학교육 전문가 2인에게 검토를 받아 타당도와 신뢰도를 확인하였다. 그리고 루브릭 결과와 시스템 사고 측정 도구 검사 결과에 대한 상관관계 분석을 통해 타당도를 재확인하였다. 연구 결과 6명의 학생은 IB 모델을 활용하여 자신들이 가지고 있는 사고를 구체적으로 잘 표현하였으며 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과 학생들은 17~35점까지의 분포를 보여주었다. 또한 시스템 사고 측정 도구 결과와 상관관계를 분석한 결과 Pearson 상관계수가 유의수준 .05에서 .856으로 매우 높은 상관을 보여주었다. 이 연구에서 제시한 IB 모델을 적용하면 학생 스스로 시스템 사고를 잘 표현할 수 있으며, 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과는 타당도와 신뢰도를 가지는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 과학 교육에서 시사점과 시스템 사고 연구의 방향을 제안하였다. The purposes of this study are to explore Iceberg(IB) model as a systems thinking analysis tool for high school students, suggest a systems thinking analysis method using rubrics and verify its validity and reliability. For this study, the theoretical basis was examined through literature analysis about IB model and rubrics of evaluating the systems thinking. And 6 high school students participated in IB model activity and were interviewed about polar climate change. In addition, quantitative tests using systems thinking scale were also conducted to support the results of the IB model activity analysis. Data obtained from IB model activity was analyzed by using the rubrics of evaluating system thinking developed by Hung (2008). The analysis results were reviewed by two professors to confirm the validity and reliability. In order to confirm the validity, correlation analysis were performed between the rubrics and the quantitative test results. Finding are as follows: Six students used the IB model to express their systems thinking in detail and the results of the systems thinking analysis of students using rubrics showed a distribution of 17~35 points. Furthermore, the results of correlation analysis between rubrics and systems thinking scale was highly correlated (Pearson product-moment is .856) on significance level from .05. Using the IB model introduced in this study, students express their systems thinking effectively and the results of the systems thinking analysis using IB model is considered to analyze validity and reliability. Based on the results of this study, implication suggests how to study the systems thinking in science education.

Validation of the Revised Systems Thinking Measuring Instrument(Re_STMI) for High School Students

이현동(Hyundong Lee ),박병열(Byung-Yeol Park ),전재돈(Jaedon Jeon ),이효녕(Hyonyong Lee ) 한국교원대학교 뇌기반교육연구소 2024 Brain, Digital, & Learning Vol.14 No.1

시스템 사고력 향상을 위한 글쓰기 교육 프로그램의 개발 및 효과 분석

임영구(Im, Young-Goo),이효녕(Lee, Hyonyong) 학습자중심교과교육학회 2014 학습자중심교과교육연구 Vol.14 No.12

이 연구의 목적은 이공 계열 대학생의 시스템 사고력 향상을 위한 글쓰기 교육 프로그램을 개발하고 그 효과를 분석하고자 한다. 글쓰기 교육 프로그램은 시스템 사고력 향상에 중점을 두어 개발하였다. 이 프로그램은 대학에서 한 학기 동안 사용할 수 있는 ‘full-version’으로 개발한 후, 5인의 관련 전문가 검증을 받았다. 또 글쓰기교육 프로그램의 효과를 검증하기 위해 시스템 사고 검사 도구, 그림 분석(DA:Drawing Analyses), 인과 지도(CM: Causal Map), 단어 연상(WA: Word Association), 면담(Interview)을 글쓰기 교육 프로그램 전후에 적용하였다. 이 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고를 향상시킬 수 있는 글쓰기 교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 시스템 사고 기르기, 시스템 사고를 기초 로 한 기본적인 글쓰기, 시스템 사고를 활용한 자연 계열 글쓰기, 시스템 사고를 응용한 이공 계열 글쓰기로 구성되어 있다. 둘째, 대학교에서는 45차시 분량의 교육 프로그램을 강의 전후 30명의 대학생에게 투입하였다. 그 결과 시스템 사고 능력이 글 쓰기 교육 프로그램 강의를 실시하기 전에 비해 향상되었으며, 시스템 사고의 하위영역인 시스템 일반화 능력도 향상되었다. 결론적으로 이공 계열의 특성을 반영한시스템 사고력 기반의 글쓰기 교육 프로그램 개발은 시스템 사고력 향상에 효과적이 다. 시스템 사고 능력은 공학 계열 대학생들에게 핵심적인 역량이 될 수 있다. The purpose of this study were to develop a writing educational program for university students majoring in science and engineering and to analyze its effect The program was focused on the development of system thinking ability. This program included the full version that can be used for a semester in university and was verified by 5 related experts. To investigate the effectiveness of system thinking, Drawing Analyses (DA), Causal Map (CM), Word Association (WA), and Interview were applied before and after writing educational program. Results of this study are as follows. First, the writing and composition program based on system thinking was developed and consisted of ‘Improving system thinking’, ‘Basic writing based on system thinking’, ‘Writing in Science using system thinking’, ‘Writing in Engineering based on system thinking’. Second, the program was applied to 30 college students before and after the writing class. The results indicated that students’ system thinking ability improved after taking the program. the system generalization ability as a sub-area of system thinking ability has improved. In conclusion, the developed writing educational program was effective for improving system thinking ability. This study could support that the system thinking skills could be essential ability for university students majoring in engineering.

중학생이 인지한 부모양육태도와 학습동기가 학업성취에 미치는 영향

신창환(Changhwan Shin),이효녕(Hyonyong Lee),김초복(Chobok Kim),허재홍(Jaehong Heo) 충남대학교 사회과학연구소 2018 사회과학연구 Vol.29 No.2

고등학생을 위한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 효과

전재돈 ( Jaedon Jeon ),이효녕 ( Hyonyong Lee ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.6

21세기 지식 기반 정보화 사회에서 융합인재교육이 요구하는 과학기술 인재는 복잡한 문제 현상을 이해하고 해결하기 위해서 시스템사고 능력이 중요하게 요구된다. 이 연구는 시스템 사고를 기반으로한 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 고등학생에게 적용하여 시스템 사고에 미치는 효과를 검증하는 데 그 목적이 있다. Park & Lee(2014)의 ADBAS 모형을 적용하고 물레방아를 주제로 개발된 프로그램을 고등학생 60명을 대상으로 투입하여 효과를 검증하였다. 그결과 시스템 사고 능력에 대하여 양적 효과와 질적 효과 모든 측면에서향상된 것을 확인하였다. 따라서 학생들의 시스템 사고 능력과 창의적문제 해결 능력을 위해 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을투입하기에 적절한 것으로 판단되며, 교육 현장에서 융합인재를 양성하는데 활용될 수 있을 것으로 기대 된다. In the 21st century, in a Knowledge-Based Information Society, systems thinking is a very important human resources skill in science and technology, which is required in STEAM education in order to understand and solve complex problems. The purposes of this study are: (1) to develop a STEAM education program based on systems thinking; (2) to investigate the effects of the program on students` systems thinking. The systems thinking-based STEAM education program was developed on the basis of ``ADBAS`` model (Park & Lee, 2013), and focused on the theme of watermill. A total of 60 high school students participated in this study. The results of this study showed that quantitatively as well as qualitatively, systems thinking skills improved after the treatment. In conclusion, the program we developed in this study can contribute in improving high school students` systems thinking skills and creative problem-solving abilities. The findings of this study may provide useful insights into cultivating human resources with systems thinking skills and creative problem-solving abilities.