IB PYP 기반 과학 수업이 초등학생의 과학적 의사소통능력 및 과학적 태도에 미치는 영향 : IB PYP기반 과학수업이 초등학생의 과학적 의사소통능력 및 과학적 태도에 미치는 영향

홍성미 부산교육대학교 교육대학원 2025 국내석사

IB PYP기반 과학수업이 초등학생의 과학적 의사소통능력과 과학적 태도에 미치는 영향 홍 성 미 부산교육대학교 교육대학원 초등과학영재교육전공 (지도교수 김 순 식) 본 연구의 목적은 IB PYP 기반 과학 수업이 초등학생의 과학적 의사소통능력, 과학적 태도에 미치는 영향과 IB PYP 기반 과학 수업에 대한 학생들의 인식을 알아보는 것이다. 본 연구를 위하여 B광역시 소재 D초등학교 3학년 41명을 대상으로 연구 집단 으로 분류된 20명의 학생에게는 IB PYP 기반 과학 수업을 하였고, 비교 집단으로 분류된 21명에게는 일반 과학 수업을 진행하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, IB PYP 기반 과학 수업은 초등학생의 과학적 의사소통능력을 향상시키 는데 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 과학적 의사소통능력의 하위 영역인 서술, 설명, 근거, 정당화 중에서 설명을 제외한 서술, 근거, 정당화에서 유 의 수준이 .05보다 낮게 나타나 이들 3개의 하위 영역에서 IB PYP 기반 과학 수 업의 효과가 유의미하게 나타났다. 둘째, IB PYP 기반 과학 수업은 초등학생의 과학적 태도를 향상시키는데 유의 미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 과학적 태도의 하위영역에 대해서 살 펴보면 인지적 진술을 제외한 가치적 진술과 태도적 진술 영역에서 유의 수준이 .05보다 낮게 나타나 이들 2개의 하위 영역에서도 IB PYP 기반 과학 수업의 효과 가 유의미하게 나타났다. 셋째, IB PYP 기반 과학 수업에 대한 참여 학생들의 수업에 대한 인식을 분석 한 결과 연구 집단 학생들 중 90%의 학생들이 만족한다고 답했으며, 흥미도 역시 90%의 학생들이 수업이 흥미로웠다고 답했다. 또한 수업의 참여도를 묻는 질문에 는 IB PYP 기반 과학 수업을 받은 전체 학생들이 수업에 열심히 참여했다고 답 했다. 이것은 학생들이 IB PYP 기반 과학 수업에서 문제를 해결하기 위해서 직접 자료를 찾고, 동료들과 토의하는 과정에서 IB PYP 기반 과학 수업에 대한 만족 도, 흥미도, 참여도가 높게 나타났다고 분석된다. 본 연구를 통하여 IB PYP 기반 과학 수업이 초등학생의 과학적 의사소통능력 과 과학적 태도에 긍정적인 효과를 미친다는 사실을 발견했다. 추후 IB PYP 기반 과학 수업을 일선 초등학교 과학 수업에 효과적으로 적용할 수 있는 교수·학습 방안에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다. * 키워드 : IB PYP 기반 과학 수업, 초등학생, 과학적 의사소통능력, 과학적 태도 * 이 논문은 2025년 8월 부산교육대학교 교육대학원 위원회에 제출된 교육학석 사학위논문임.

초등학교 교사들의 배경변인에 따른 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에 대한 분석적 고찰

서소영 한국교원대학교 대학원 2014 국내석사

과학교육은 학생과 과학내용 및 과학교사라는 세 요소 간의 상호작용으로 이루어지며 과학교사의 자질은 과학교육의 질을 결정하는 중요한 요소이며, 이는 과학교사 전문성을 나타내는 지표로서 이에 대한 체계적인 연구는 교사 전문성 연구의 기반이 된다. 이 연구는 초등교사들의 전문성의 요소로 연구되고 있는 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 차이를 보이는 배경변인을 찾고, 이러한 배경변인들 중 다른 배경변인들을 통제한 후 적절성 조건을 충족하는 배경변인을 알아보는 과정을 통해 차이를 보이는 배경변인에서 동질성 조건을 충족하는 분할을 규명하여 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 차이가 나타나는 실제적인 배경변인을 추출하며, 초등교사들의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감 간의 상관분석을 통해 도출한 결과가 배경변인의 분할과 일관성이 있는지에 대해 체계적으로 고찰하는 것이 목적이다. 이러한 연구목적 달성을 위한 연구의 대상은 초등현직교사 232명으로 대도시, 중소도시, 읍면지역에서 비율표집하였다. 초등교사들의 과학지식을 검사하기 위해 Manhart(1997)가 개발한 과학적 소양 검사(Scientific Literacy Test)를 사용하였고, 과학교과교육학지식을 검사하기 위해 박성혜(2003)가 개발한 과학교과교육학지식 검사도구(Pedagogical Content Knowledge Instrument in Science Teaching)를 사용하였다. 과학교수효능감을 측정하기 위해서 Enochs, Riggs(1990)이 개발한 과학교수효능감 검사도구(Science Teaching Efficacy Beliefs Instrument)를 사용하였다. 이에 대한 분석을 위해 t-검증, 일원변량분석(ANOVA), Scheffé와 Dunnett T3 사후 검정을 실시하였다. 초등교사의 배경변인은 성별, 고등학교 계열, 대학심화과정, 학력, 대학원심화과정, 경력, 연령, 과학과 실험연수 이수 여부, 최근 3년간 과학과 실험연수 외 과학연수 참여 여부, 지도 학년, 최근 3년간 과학연구 수업 여부, 최근 1년간 과학관련 독서량, 근무지역의 13가지였다. 이러한 연구의 과정을 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 과학지식의 하위영역인 화학지식에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 고등학교 계열, 대학심화과정, 경력, 연령이고, 물리지식에서는 대학심화과정이다. 생물지식에서는 이 연구에서 조사한 배경변인 중에서는 나타나지 않았고, 지구과학지식에서는 성별이었다. 둘째, 과학교과교육학지식의 하위영역인 교수법지식에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 경력이었고, 표현지식에서는 성별, 대학원심화과정, 근무지역이었다. 내용지식에서는 고등학교 계열이었고, 평가지식에서는 학력, 경력, 근무지역이었다. 학생지식에서는 성별로 나타났고, 교육과정지식에서는 과학관련 독서량이었으며 환경상황지식에서는 이 연구에서 조사한 배경변인 중에서는 나타나지 않았다. 셋째, 과학교수효능감의 하위영역인 개인효능감에 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인은 고등학교 계열, 대학심화과정, 대학원심화과정, 과학관련 독서량이었으며 결과기대감에서는 학력과 과학과 연구수업 여부였다. 다음으로 초등교사의 과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감에서 다른 배경변인을 통제한 후에도 차이를 나타내는 배경변인별로 나누어 정리하면 다음과 같다. 첫째, 성별을 살펴보면 성별은 모든 하위요소에서 차이를 나타내는 것이 아니라 지구과학지식, 표현지식, 학생지식에서 차이가 나타났다. 지구과학지식에서는 남자가 여자보다 점수가 더 높으나 표현지식과 학생지식에서는 여자가 남자보다 점수가 더 높은 상반된 결과를 보였다. 성별은 모든 하위요소에서 차이가 나지 않았으며 지구과학지식, 표현지식, 학생지식에서만 차이를 보였다. 이는 과학교과교육학지식을 성별에 따라 조사한 연구에서 다른 결과가 나타나는 이유일 것이다. 즉, 각각의 연구마다 표본으로 뽑힌 대상들이 여러 가지 다른 배경변인들을 가지고 있기 때문에 그 배경변인들이 편향되면서 ‘과학지식과 과학교과교육학지식 및 과학교수효능감의 하위영역’ 중에서 ‘지구과학지식, 표현지식, 학생지식’ 외에도 성별에 따른 차이를 보이는 하위영역들이 나타나는 것이다. 둘째, 고등학교 계열을 살펴보면 화학지식, 내용지식, 개인효능감에서 차이를 나타내는데 자연계열이 인문계열보다 더 높은 점수를 보였다. 셋째, 대학심화과정을 살펴보면 화학, 물리, 개인효능감에서 차이를 나타내고, 자연계열이 비자연계열보다 높은 점수를 보였다. 넷째, 대학원 심화과정을 살펴보면 표현지식과 개인효능감에서 차이를 나타낸다. 자연계열이 비자연계열보다 높았으며 자연계열이 학사보다 높았다. 다섯째, 경력은 화학, 교수법지식, 평가지식에서 차이를 보였다. 화학지식에서 저경력이 고경력보다 점수가 높고, 교수법지식과 평가지식에서는 저경력이 고경력보다 점수가 낮았다. 여섯째, 근무지역은 표현지식과 평가지식에서 차이가 나타나고, 대도시가 읍․면지역보다 높은 점수를 보였다. 일곱째, 연령, 과학과 연구수업, 학력, 과학관련 독서량에서는 차이를 보이는 요소가 각각 하나씩이었다. 연령은 화학지식에서 차이를 보이는 배경변인이었으며, 과학과 연구수업은 결과기대감에서 차이를 보이는 배경변인이었다. 과학관련 독서량은 교육과정지식에서 차이를 보이는 배경변인이었다. 학력은 평가지식에서 차이를 나타내는 배경변인이었다.

2007 개정교육과정에 따른 태양의 고도와 계절의 변화에 대한 초등학생의 개념 분석

유병철 한국교원대학교 교육대학원 2014 국내석사

본 연구에서는 태양의 고도와 계절의 변화에 대한 초등학생의 개념 및 교과서를 분석하여 초등학생의 개념변화 정도와 앞으로의 과학교육 및 과학과 교수 학습 지도 방법을 고찰해보는 것이다. 6학년 40명을 대상으로 2002년 김성주의 연구를 기반으로 비교 분석하였다. 연구의 결과 첫째, 태양고도의 변화에 대한 과학적 개념, 태양의 고도와 그림자의 길이와의 관계, 태양의 고도에 따른 기온의 변화, 태양의 고도에 따른 태양에너지에 대한 과학적 개념 습득 비율은 2001년 초등학교 학생들보다 증가되었으며 오개념을 일으킨 비율은 감소하였다. 다만 위도와 태양의 고도와 기온과의 관계에 대한 과학적 개념 습득 비율은 2001년 초등학교 학생들보다 하락하였으며 오개념을 일으킨 비율은 증가하였다. 둘째, 태양의 남중고도와 계절과의 관계, 계절에 따른 낮과 밤의 길이와의 관계에 대한 과학적 개념 습득 비율은 2001년 초등학교 학생들보다 증가하였으며 오개념을 일으킨 비율은 감소하거나 동일하였다. 다만 계절의 변화가 생기는 이유에 대한 과학적 개념 습득 비율은 2001년 초등학교 학생들보다 감소하였으며 오개념을 일으킨 비율은 증가하였다. 전체적으로 2007 개정교육과정에 따른 태양의 고도와 계절의 변화에 대한 초등학생의 과학적 개념 습득비율이 향상되었으며 오개념 형성 비율은 감소하는 결과를 보였다. 이는 제6차 교육과정과 2007 개정 교육과정에서 제시되어 있는 ‘계절의 변화’ 단원에서 주로 다루어지는 개념은 크게 다르지 않지만 2007 개정 교육과정에서 계절의 변화 단원 차시 분량은 줄었지만 교과서의 크기가 커지고 분량이 늘어난 것을 하나의 주제에 대해 심층적으로 학습 할 수 있게 더 많은 학습 자료와 참고 자료를 제시하고 있는 점에 관련이 있을 수 있으며 교과서의 차시 구성이나 개념에 대한 접근 방식, 자료를 바탕으로 분석적 접근에서 모형을 통한 실험 위주의 접근, 논리적인 순서로 재배열된 차시구성을 들 수 있다. 그리고 태양의 고도에 따른 태양에너지에 대한 과학적 개념 습득 비율이 다른 개념들에 비해 큰 변화를 나타내고 있는 것은 교과서 내용 변화를 통해 분석적 접근보다 2007 개정교육과정에서는 모형을 통한 실험 위주의 접근을 도입하였다는데 주목할 점이다.

초등학생의 과학단위에 대한 이해 수준과 사용 경험

김은희 대구교육대학교 교육대학원 2017 국내석사

본 연구는 과학단위에 대한 초등학생의 이해 수준이 성별에 따라 어떤 차이가 있는지, 생활 속에서의 사용 경험 사례는 어떠한지를 알아보는 데에 그 목적이 있다. 또한, 과학단위에 대한 이해 수준과 사용 경험 사이에 상관관계가 존재하는지를 살펴보고자 하였다. 연구 대상은 D광역시의 초등학교 6학년 학생들로, 3개교의 총 11학급에 대하여 연구를 실시하였다. 성별에 따른 인원은 남학생 104명, 여학생 113명으로, 총 217명의 응답을 분석하였다. 본 연구를 통해 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학단위에 대한 초등학생의 이해 수준은 성별에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, t검정에서 통계적으로 유의미한 수치가 나타나지 않았다. 둘째, 과학단위에 대한 경험 사례를 여러 키워드를 통해 유형화할 수 있었다. 그러나 해당 문항에서 실생활 경험을 응답하지 못한 학생도 많았다. 특히, 직접 경험의 경우에는 간접 경험에서보다 낮은 점수를 기록하여 과학단위에 대한 생활 속 경험이 부족함을 알 수 있었다. 셋째, 과학단위에 대한 이해 수준과 생활 속 사용 경험 점수로 상관분석을 실시한 결과, 두 데이터 사이에는 뚜렷한 정적 상관관계가 있었다. 위와 같은 결과를 볼 때 과학단위에 대한 초등학생의 이해 수준은 성별과 관계가 없었으나, 생활 속의 직간접적 사용 경험을 통해 향상될 수 있음을 확인하였다. 그러나 학생 대다수는 과학단위에 대한 학교 밖 경험이 매우 부족한 실정으로, 실생활과 밀접하게 연계된 과학단위 학습 기회를 제공하여 과학단위에 대한 이해도를 높여야 한다. 주요어: 과학단위, 이해 수준, 사용 경험

국내 초등과학교육 관련 융합인재교육(STEAM)의 연구 동향 분석 : 2011~2016년 연구물을 중심으로

최은영 광주교육대학교 2017 국내석사

본 연구는 2011년부터 2016년까지 국내에서 발표된 융합인재교육(STEAM)에 관한 학위논문과 학술지 게재 논문들을 선정하여, 연구 동향을 살펴보고 관련된 자료들을 목록으로 정리하여 제공함으로써, 우리나라 초등학교에서 융합인재교육(STEAM)의 조기 정착화와 이에 필요한 후속 연구에 도움을 주기 위한 것이다. 이러한 연구 목적에 따라 융합인재교육(STEAM)의 국내 연구 동향을 분석하기 위해 최근 6년 동안의 석·박사학위논문을 포함하여 과학교육, 과학교육연구지, 대한지구과학교육학회지, 생물교육, 초등교육연구, 한국과학교육학회지, 환경 교육, 영재교육연구, 한국과학예술포럼 등의 학회지에 게재된 논문 총 1,000편을 수집하여 조사 및 분석을 실시하였다. 연도별 분석 결과 융합인재교육(STEAM)이 시작된 2011년에는 관련된 논문을 거의 찾아보기 어려웠지만 2013년부터 급격하게 증가해가는 경향을 보이고 있으며, 특히 2013년 224편, 2014년 232편, 2015년 249편, 2016년에는 202편으로 최근 4년간 매년 평균 226편 이상의 융합인재교육(STEAM) 관련 논문들이 발표되고 있다. 연구 내용별 논문 게재 편수를 살펴보면 개발‧적용 650편(48.9%), 효과분석 394편(29.6%), 이론‧내용 179편(13.5%), 실태‧인식 107편(8.0%)순으로 나타났다. 이를 통해 융합인재교육(STEAM)의 수업모형, 전략, 프로그램에 대한 개발‧적용 연구가 활발함을 알 수 있으며, 개발한 프로그램을 적용한 후 그 효과를 분석하는 연구 역시 많이 수행되고 있음을 알 수 있다. 더불어 융합인재교육(STEAM)이 국가적으로 강조되고 있는 상황에서 교육과정과 교과서에서 STEAM의 각 요소를 추출하고 분석하는 연구와 학생 및 교사들을 대상으로 한 ‘실태’와 ‘인식’ 조사 연구도 함께 이루어지고 있어 앞으로의 융합인재교육(STEAM)에 대한 연구 방향을 설정하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 한편 연구 유형별로 논문 분석 결과 양적 연구 347편(34.7%), 질적 연구 274편(27.4%), 혼합 연구 379편(37.9%)으로 나타났다. 연구 유형별 분석 결과는 융합인재교육(STEAM)에 대한 연구가 데이터 분석을 주로 하는 양적 연구뿐만 아니라 과정을 중시하는 질적 연구와 적절한 연계를 통해 이해하려는 혼합 연구 방식도 함께 이루어지고 있어 융합인재교육(STEAM)에 대한 보다 심층적 연구에 기여할 수 있을 것으로 보인다. 연구 대상별 논문 게재 편수를 살펴보면 초등학교 435편(40.2%), 중학교 209편(19.4%), 고등학교 151편(14.0%), 문헌 150편(13.9%), 교사 88편(8.1%), 유아 19편(1.8%), 예비교사 11편(1.0%), 대학교 9편(0.8%), 일반인 9편(0.8%)순으로 나타났다. 이러한 결과는 융합인재교육(STEAM)은 국가로부터 적극적으로 시작한 교육이기 때문에 초등학교, 중학교, 고등학교에서 주로 교육과 연구가 이루어짐을 말해준다. 한편 문헌연구의 비중도 150편(13.9%)으로 비교적 높게 나타났다. 이는 새로운 교육 패러다임이 정착되기 위해 실태 및 인식조사와 교육과정 내용 분석이 이루어져야하고 이를 통해 이론적 배경과 교육적 적용 근거의 확보가 선행되어야하기 때문으로 생각된다. 그러나 예비교사를 대상으로 한 논문이 11편으로 비교적 적은 것은 융합인재교육(STEAM)을 학교 현장에서 실천하고 연구하는 주체가 주로 교사들이기 때문에 연구접근성이 낮았을 것으로 예상되나 미래의 교육실행자인 예비교사에 대한 연구가 미비한 것은 아쉬운 점이라고 할 수 있다. 융합인재교육(STEAM) 중심 영역별 추이는 과학을 중심으로 한 연구의 비율이 383편(33.2%)로 가장 높으며, 예술, 기술, 수학을 중심으로 하는 연구 또한 각각 266편(23.0%), 161편(13.9%), 152편(13.2%)로 적지 않은 비중을 차지한다. 초등 과학에서 융합인재교육(STEAM)은 전체 동향과 다르게 2014년에 연구물이 감소하는 경향을 보였고, 연구 내용별 분석 결과로는 개발‧적용 171편(51.8%), 효과분석 139편(42.1%), 실태‧인식 13편(3.9%), 이론‧내용 7편(2.2%)순으로 주로 개발‧적용과 효과분석에 대한 연구를 시행하였으며, 연구 유형별 결과로는 양적 연구 75편(36.6%), 질적 연구 25편(12.2%), 혼합 연구 105편(51.2%) 순으로 혼합 연구를 선호하는 것으로 나타났다. 초등 과학과 융합인재교육(STEAM) 관련 연구의 프로그램 속 STEAM요소를 정리하여 보면 SA, SE, SM 등 요소 2가지가 융합된 경우는 44편(17.3%), SAM, STM, STA 등 요소 3가지가 융합된 경우는 18편(7.1%), STEM, SEAM, STEA, STAM 등 요소 4가지가 융합된 경우는 60편(23.6%), 5가지 요소가 모두 융합된 경우는 132편(52.0%)임을 알 수 있다. 이러한 결과는 융합인재교육(STEAM)이 시작되던 시기에는 5가지 요소를 모두 융합해야 한다는 경향성이 반영된 것과 교육과정 분석을 통해 프로그램 개발자가 다양한 요소를 프로그램 속에 넣으려고 노력하였기 때문이라 생각된다. 본 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 국내 융합인재교육(STEAM) 연구에 대한 몇 가지 제언을 하고자 한다. 첫째, 초등 과학에서 융합인재교육(STEAM)에 대한 개발‧적용과 효과분석 이외에 심도 있는 이론‧내용 연구가 뒷받침되어야 한다. 둘째, 융합인재교육(STEAM)을 개발 및 적용할 때 비교적 교사에게 친숙한 수학, 예술을 활용하는 반면 익숙하지 않은 기술과 공학은 접목하기 어려워하므로 다양한 영역이 균형 있게 접목된 다양한 프로그램 개발과 적용이 뒤따라야 할 것이다. 셋째, 융합인재교육(STEAM)을 교사가 자발적으로 교육과정에 반영하고 실천하기 위한 내적 동기와 더불어 교육기관의 꾸준한 지원 방안에 대한 연구도 요구된다.

작은 생물에 대한 초등영재 과학교육 프로그램 개발 및 적용

김세욱 제주교육대학교 교육대학원 2006 국내석사

본 연구는 초등학교 5∼6학년 과학영재의 수준에서 자기 주도적 학습 능력 신장과 영재성을 발현시키기 위한 프로그램 개발의 필요성에 의해 초등학교 과학 교과서의 ‘작은 생물’과 관련된 내용을 분석하고, 초등학생들이 가지고 있는 작은 생물에 대한 오개념을 조사하여 이를 바탕으로 초등영재 과학교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 초등 과학영재들에게 적용한 후, 학생들의 탐구능력을 파악하고 여러 가지 분석을 통해 학교 현장에 바로 적용이 가능한 영재교육 프로그램 개발 준거의 한 방안을 제시하는 데 그 목적을 두었다. 초등영재 과학교육 프로그램 개발의 기본 방향에 따라 개발된 본 프로그램을 제주교육대학교 초등과학영재반 37명, 제주시교육청 초등수학·과학영재학급 37명, 제주시교육청 관내 초등학교 33명을 연구대상으로 적용하였다. 본 프로그램 적용을 통하여 초등과학영재들에게 생명현상에 대한 흥미와 호기심을 충분히 불러일으킨 것으로 여겨진다. 또한 작은 생물 관련 탐색활동 및 개별 프로젝트 활동을 통해 작은 생물에 대한 학생들의 과학적 개념이 향상되었고, 자기주도적인 학습 능력을 키우는데 일조하였다. 프로그램 적용 과정과 산출물에 대한 분석을 통해 얻을 수 있는 시사점은 다음과 같다. 1. 현행 초등학교 교육과정의 과학 교과서를 충분히 검토하고, 이를 바탕으로 프로그램을 개발하여 영재교육이 이루어져야 한다. 흔히 영재교육 프로그램은 무조건 어려운 것을 가르치면 된다는 생각으로 고등학생이나 대학생 수준에서 주제를 설정한 나머지 오히려 초등학생들이 흥미를 잃거나 혼란을 줄 수 있기 때문이다. 2. 관련성이 적은 다양한 주제를 여러 차시에 걸쳐 운영하기 보다는 한 주제를 중심으로 관련된 내용을 깊이 있게 다루는 것이 바람직하다. 이러한 주제 중심 프로그램이 영재 학생들에게 창의성과 과제집착력을 키우는 데 효과적인 방법이 될 수 있다. 3. 학생들의 창의력 증진과 지식 습득만을 강조하다 보면 학생들의 정의적 측면을 소홀히 여길 가능성이 커진다. 학생들이 쉽게 흥미를 잃고 수행 과제를 포기하지 않도록 하는 과제집착력, 여러 사람 앞에서 조리 있게 자신이 알고 있는 바를 발표할 수 있는 능력, 다른 사람과 협동하며 과제를 해결해 나가는 대인관계 능력, 자신이 탐구한 내용을 정리하여 보고서를 작성하는 능력 등을 키우는 데에도 힘써야 한다. 4. 초등영재를 위한 과학교육이 효과적으로 이루어지려면 교육에 필요한 시설, 교구 및 재료가 충분히 지원되어야 할 것이다. 현재 한국교육개발원 등에서 개발된 과학영재 프로그램은 초등학교 과학실에서 운영하기에는 어려움이 많다. 국가에서 시급히 영재교육 기관에 대한 투자를 서둘러야 할 것이며, 교구 및 재료 구입비 등의 증액이 절실히 요구된다. 5. 본 프로그램은 현 교육과정 내에서 초등학교 과학 교과서 내용을 5∼6학년 영재학생에게 심화한 수준에서 지식적인 것을 전수하기 보다는 학생들이 탐구과정을 보고서로 작성하는 방법으로 운영하였다. 앞으로 개발된 프로그램은 지속적으로 수정ㆍ보완되어져야 한다. The aims for this study are to grow the need for developing programs for gifted and talented students of elementary science and increasing their self-directed learning skills as well as their potential ability. This program is developed upon analyzing the contents of the students' science textbook on small living things and the research of such misconceptions elementary school students have about them. After the newly developed program was applied to elementary students, the students were surveyed to gauge how much of the subject of small living things was grasped. Through many other analyses as well as the above, this study is intended to outline a sort of guideline for the development of the program for talented elementary students to be easily implemented in schools. The study subjects are made up of the three groups. They are a class of 37 talented elementary students in science of Jeju National University of Education, a class of 37 talented students both in math and science of Jeju City Office of Education, and a class of 33 average students of Jeju City. The study was conducted from May 2005 to January 2006. The program was applied to talented students every Saturday afternoon, and to average students every Wednesday afternoon respectively. It is believed that the subjects were made to be more motivational and stimulating by this program. The program contributes both to the students' understanding of scientific concepts of small living things and increasing the students' ability to perform the self-directed learning. There are several implications inferred from the study. They are as follows. 1. The special education for the gifted and talented should be based on the thorough analysis of the science textbook. The reason is that in many cases special education is said to teach the students difficult subjects which are geared for either high school or college students. This can lead the gifted and talented elementary students to lose their interest and get confused. 2. It is much more desirable to teach one subject in depth for several periods rather than to deal with a variety of topics which are relatively irrelevant to each other. It is even better to operate a topic-based program, which helps the students to enhance creativity and to stick to their tasks. 3. If the students' creativity and the acquisition of knowledge are emphasized foremost, chances are the students' emotional character is easily ignored. So the students' affectivity should be considered. For example, the ability to adhere to a task, to present accompanying thoughts and opinions in a coherent and concise manner in front of others, to work well with others to solve the problems, and do a research paper on their own and so on. 4. To administer an effective science education program for gifted and talented students, the facilities, teaching aids, and materials should be fully equipped. Some problems arise when programs developed by KEDI are directly applied to elementary school labs. Therefore, it is necessary for the government to invest in such facilities and to increase the budget for teaching aids and materials. 5. This program was to involve the 5th and 6th grade gifted and talented students by letting them do the research paper on their task-solving process themselves. It is not intended to teach them in-depth knowledge. In future, this programs should be modified and commented after review.

초등과학교육의 최근 연구 동향

이아람 서울교육대학교 교육대학원 2012 국내석사

세계화․정보화 시대가 앞당겨지면서 과학기술의 발전은 국가적으로도 갈수록 중요해지고 있다. 특히 기초 과학과 함께 어릴 적에 배우는 과학교육의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 이러한 때 과학교육에서는 새로운 과학 교육 방향을 모색해야 할 것이며, 그러기 위해서는 현재의 과학 교육 실태를 파악하는 일이 선행되어야 할 것이다. 우리나라 초등 과학교육 연구의 현황을 살펴보는 것은 앞으로 초등과학교육에 방향을 제시할 뿐 아니라 과학교육 연구자들에게 시사점을 제공할 것이다. 본 연구는 지난 9년간 한국초등과학교육학회가 발간하는 학회지인 ‘초등과학교육’에 게재된 논문을 양적, 주제별, 연구방법별로 분석하여 시사점을 찾고자 했으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 학회지에 게재된 논문의 편수는 지난 30년간 그 수가 꾸준히 증가했다. 특히 2003년 학회지 발간 횟수가 2회에서 4회로 늘어난 이후, 매년 게재되는 논문의 수가 2배 이상 증가하는 양적인 성장을 거두었다. 둘째, 초등 과학교육 기능별 분류에서 초등 과학교육 교사교육 분야, 학습과정 분야, 교수방법 분야의 순으로 논문이 많았으며, 이 세 분야를 합치면 전체의 68% 정도로 많은 부분을 차지하였다. 초등 과학교육 교사교육 분야의 성장이 두드러지는데 이는 초등 과학교육에서 교사 교육의 중요성이 크게 강조되고 있음을 보여준다. 초등 과학교육 연구주제별 분류에서 전통적으로 초등 과학교육에서 강조되어 왔던 과학 탐구, 과학 개념에 대한 연구가 많이 이루어졌으며 최근 국가 정책적으로 추진되고 있는 영재 교육에 관한 연구도 많이 이루어졌다. 초등 과학교육 연구방법별 분류에서 조사연구, 실험연구, 문헌연구의 순으로 많이 연구되었으며, 최근에 사례연구 방법을 활용한 연구가 눈에 띄게 증가하고 있다. 이는 교육이라는 특수성 속에서 기존의 연구방법에 한계를 느낀 연구자들이 새로운 연구방법을 통해 시사점을 얻으려는 노력의 일환으로 분석된다. 본 초등과학교육 동향 연구는 ‘초등과학교육’ 학회지만을 대상으로 한정되어 이루어졌기 때문에 한국과학교육학회 학회지, 각 영역별 학회지 등 폭넓은 후속 연구가 수행될 것을 제안한다. With the advancing globalization and informatization era, the development of science and technology has increasingly gained national importance. The importance of science education children receive along with basic science, in particular, has been further highlighted. It is time that science education explored new directions by examining its current state. An effort to investigate the current research state of elementary science education of the nation will not only point to future directions for elementary science education, but also offer implications for researchers of science education. This study set out to analyze papers published in Elementary Science Education, a journal of Korean Elementary Science Education Society, by quantity, subject, and methodology for the last nine years, as well as find implications. The results were as follows: First, the number of papers published in the journal has continuously increased for the last 30 years. The annual number of papers especially has more than doubled since 2003 when the annual publications were expanded to four from two. Second, as for categorization by the functions of elementary science education, the number of papers was the highest in the field of teacher education, which was followed by learning processes and teaching methods in the order. The three fields accounted for 68% of the entire papers. The prominent growth of teacher education field reflects the huge emphasis on the importance of teacher education in elementary science education. As for categorization by the research subjects of elementary science education, many researches were conducted on scientific inquiries and concepts, which have been traditionally emphasized in elementary science education, and on gifted education, which has been recently implemented as part of national policy. As for categorization by the methodologies of elementary science education, survey study was the most popular, being followed by experimental study and literature study in the order. In recent years, researches based on the case study methodology have visibly grown in numbers, which seems to part of efforts to find implications with new methodologies among researchers facing limitations with the old ones in the middle of uniqueness called education. The study on trends in elementary science education only looked into Elementary Science Education and proposes to conduct follow-up research on a broader scope including the journal of Korean Association for Science Education and journals in each field.

영재교육기관별 초등과학영재와 일반학생의 회복탄력성 및 과제집착력 비교

이경미 경인교육대학교 교육전문대학원 2015 국내석사

본 연구의 목적은 영재교육기관별 초등과학영재와 일반학생의 회복탄력성 및 과제집착력을 비교하여 영재학생들의 교육에 적절한 방향을 제시하고자 하는 데에 있다. 연구대상은 초등과학 영재교육원학생 55명, 단위영재학급학생 77명, 일반학생 147명, 총 279명이며 6학년을 대상으로 하였다. 회복탄력성 및 과제집착력을 객관적으로 알아보기 위해 5점 리커르트 척도형 설문지를 사용하여 회복탄력성 및 과제집착력을 측정하였다. 집단간 회복탄력성의 차이, 과제집착력의 차이를 알아보기 위해 일원분산분석을 실시하여 Scheffé 검증을 하였다. 집단간 회복탄력성과 과제집착력의 관계를 알아보기 위해 Pearson 상관관계분석을 실시하였다. 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 집단간 회복탄력성의 차이는 초등과학 영재교육원 학생과 일반학생, 단위영재 학생과 일반학생 간에 유의한 차이가 나타났으나, 영재교육원 학생과 단위영재 학생 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 회복탄력성의 하위요인별로 살펴보자면 자기조절능력은 초등과학 영재교육원 학생 및 단위영재학생과 일반학생 간에 유의한 차이가 나타났으나, 영재교육원 학생과 단위영재 학생 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 대인관계능력은 초등과학 영재교육원 학생과 단위영재 학생 및 일반학생 간에 유의한 차이가 나타났으며, 단위영재 학생과 일반학생 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 긍정성은 초등과학 영재교육원 학생과 일반학생에서만 유의한 차이가 나타났다. 둘째, 집단간 과제집착력의 차이는 영재교육기관별 초등과학영재와 일반학생의 차이가 각각 유의하게 나타났다. 과제집착력의 하위요인별로 살펴보자면 성취목표와 책임감 항목에서는 초등과학 영재교육원 학생 및 단위영재 학생과 일반학생 간에 유의한 차이가 나타났으나 초등과학 영재교육원학생과 단위영재학생 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 학습몰입과 자기통제력 항목에서는 영재교육기관별 초등과학영재와 일반학생의 차이가 각각 유의하게 나타났다. 셋째, 전체집단의 회복탄력성과 과제집착력 간에는 .821(p<.01)의 상관이 나타나며 회복탄력성은 과제집착력 하위요인 중 책임감 항목과 가장 높은 상관을 보이는 것으로 나타났다. 과제집착력은 회복탄력성 하위요인 중 대인관계능력과 가장 높은 상관을 보이는 것으로 나타났다. 집단별로는 영재교육원학생은 .802(p<.01), 단위영재학급학생은 .792(p<.01), 일반학생은 .810(p<.01)의 상관이 나타났다. A Comparison of Resilience and Task Commitment between the Scientifically Gifted and Ordinary Elementary Students by Gifted Education Center This study aims to compare resilience and task commitment between the scientifically gifted and elementary students by gifted education center and thereby propose right directions for the education of gifted students. Subjects of this study were 55 scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers, 77 students of gifted classes, and 147 ordinary elementary students, totaling 279, all of whom were in the 6th grade. In order to examine resilience and task commitment from an objective viewpoint, a 5-point Likert scale-style questionnaire survey was employed to measure resilience and task commitment. With the aim of identifying the difference between resilience and task commitment among groups, one-way ANOVA was conducted for Scheffé’s test. In order to investigate the relationship between resilience and task commitment among groups, Pearson correlation analysis was carried out. Findings from this study are as follows: First, resilience was found to have a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and ordinary elementary students, and between students of gifted classes and ordinary elementary students, with no significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes. When it came to sub-factors of resilience, self-control was significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes and ordinary elementary students, with no significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes. As far as interpersonal relationship skills were concerned, there was a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes and ordinary elementary students, with no significant difference between students of gifted classes and ordinary elementary students. As to positivity, the study found a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and ordinary elementary students only. Second, task commitment was found to have a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and ordinary elementary students. When it came to sub-factors of task commitment, goals and sense of responsibility were found to have a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes and ordinary elementary students, with no significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and students of gifted classes. In regards to learning flow and self control, there was a significant difference between scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers and ordinary elementary students. Third, there was a .821(p<.01) correlation of resilience and task commitment among and between the groups, and resilience was found to have the highest level of correlation with a sense of responsibility among other sub-factors of task commitment. Task commitment was found to have the highest level of correlation with interpersonal relationship skills among other sub-factors of resilience. By group, scientifically gifted elementary students belonged to gifted education centers were found to have a correlation of .802(p<.01), students of gifted classes to have a correlation of .792(p<.01), and ordinary elementary students to have a correlation of .810(p<.01), respectively.

우리나라와 싱가포르 초등학교 과학교과서의 내용 요소 및 탐구 활동 비교 분석

최재중 경인교육대학교 2009 국내석사

국 문 초 록 우리나라와 싱가포르 초등학교 과학교과서의 내용 요소 및 탐구활동 비교 분석 초등과학교육전공 최 재 중 본 연구는 초등학교 과학과 교육과정에서 탐구 활동을 강조하고 TIMSS에서 우수한 성적을 거두고 있는 싱가포르의 초등학교 과학 교과서의 내용 요소 및 탐구 활동을 비교함으로써 우리가 미처 생각하지 못했던 교과서 구성의 내용적인 측면이나 탐구 활동에 대한 새로운 정보와 아이디어를 발견할 수 있다는 점에서 본 연구의 필요성이 있다. 본 연구에서는 연구 문제로 두 나라의 초등학교 과학 교과의 목표는 어떠한 차이점이 있는가, 두 나라의 초등학교 과학 교과서의 내용 요소는 어떠한 차이점이 있는가, 두 나라의 초등학교 과학 교과서의 탐구 활동(탐구 유형, 탐구 과정, 탐구 상황)은 어떠한 차이점이 있는가를 알아보기 위해 우리나라와 싱가포르의 초등학교 과학 교육과정 및 교과서의 내용 요소와 탐구 활동을 비교 분석하였다. 내용 요소 분석은 우리나라의 초등학교 과학과 교육과정과 교과서를 기준으로 싱가포르의 초등학교 과학과 교육과정 및 교과서를 비교 분석하였다. 탐구 활동의 비교 분석은 심규철 등(2002)이 제안한 탐구 유형의 정의를 토대로 분석하였고, 우종옥 등(1992)과 최영란(1999)이 사용한 탐구 과정 요소를 기초로 분석하였으며, 구창현(1999)의 탐구 상황 요소를 수정 보완하여 분석하였다. 연구 결과, 두 나라의 초등학교 과학과 교육과정의 목표에서는 두 나라 모두 탐구를 강조하고 있었고, 싱가포르의 경우 의사 소통 능력의 신장을 위한 목표가 따로 설정되어 있었다. 과학 교과의 편제 면에서 우리나라는 연간 최소 수업 시간 수를 102시간으로 설정하고 있었으나, 싱가포르는 연간 시수나 주당 시수에 제한이 없었다. 과학 교과의 내용 영역 구분에서도 우리나라와 싱가포르의 차이점을 발견할 수 있었다. 교과서 구성에서 싱가포르는 수업 시 중점적으로 지도해야 할 탐구 과정을 교과서에 명시해 놓았다. 교과서에 제시된 지도 내용에서 우리나라의 교과서가 싱가포르에 비해 많은 내용을 포함하고 있었다. 다음으로 탐구 활동 영역 중 탐구 유형의 분석 결과 두 나라 모두 해보기를 강조하고 있었으나, 탐구 유형의 수는 우리나라가 훨씬 더 많았다. 탐구 활동 영역 중 탐구 과정의 분석에서는 우리나라는 탐구 수행을 가장 강조하고 있는데 반해 싱가포르는 탐구 수행, 자료 해석, 결론 도출을 골고루 강조하고 있었고, 두 나라 모두 문제 인식과 탐구 설계의 비율이 매우 낮았다. 탐구 활동 영역 중 탐구 과정의 분석 결과 두 나라가 에너지, 물질, 생명 영역에서 비슷한 분포를 보였다. 주요어 : 싱가포르, 교육과정, 교과서, 탐구 활동

초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구 개발

성승민 경인교육대학교 교육전문대학원 2018 국내박사

교사의 과학수업 전문성과 관련하여, 지금까지는 교육의 수요자인 학생의 입장을 고려하기보다 교사의 입장을 중심으로 살펴보는 경우가 많았다. 이에 본 연구에서는 교육의 수요자인 학생의 초등 과학수업에 대한 기대도와 초등교사의 과학수업 전문성에 대한 학생의 생각도 함께 반영한 초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구를 개발하고자 하였다. 초등학생을 대상으로 초등교사의 과학수업에 대한 학생의 기대도와 초등교사의 과학수업 전문성에 대한 학생의 생각을 살펴보기 위해 각각 설문을 투입한 후 학생의 요구를 분석하였다. 이 연구 결과인 교사의 과학수업 및 전문성에 대한 학생의 요구, 교사 전문성에 대한 선행연구를 토대로 초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구 초안이 개발되었고, 개발된 초안은 초등과학교육 전문가 4명의 1, 2차에 걸친 검토를 통해 최종적으로 초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구가 개발되었다. 마지막으로 개발된 측정 도구를 초등교사에게 투입하여 초등교사의 과학수업 전문성에 대한 실태를 분석하였다. 초등교사의 과학수업에 대한 학생의 기대도와 초등교사의 과학수업 전문성에 대한 학생의 생각을 살펴본 결과, 학생들은 ‘교육환경 및 분위기’ 하위범주에서 교사의 많은 관심과 노력을 기대하고 있었다. 또한 재미있고, 명석하고, 친절하며 다양한 내용과 방법, 실험 등에 대한 지식을 가지고 있는 교사, 학생을 잘 이해해주는 교사를 과학수업 전문성이 있는 교사라고 생각하고 있었다. 초등교사의 과학수업에 대한 학생의 기대도, 초등교사의 과학수업 전문성에 대한 학생의 생각, PCK(Pedagogical Content Knowledge), 교사 전문성 척도를 반영하여 개발된 ‘초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구’는 5개 하위범주(전문성 계발 노력 4문항, 교육내용 8문항, 교육방법 6문항, 교육환경 및 분위기 8문항, 평가 8문항)로 이루어진 총 34문항으로 구성되어 있다. 이 측정 도구는 내용타당성지수(CVI), 신뢰도가 통계적으로 모두 높은 것으로 나타났다. 초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구를 활용하여 교사 자신이 생각하는 과학수업 전문성 실태를 살펴본 결과, 다른 하위범주들 보다 ‘전문성 계발 노력’에 보완이 더 필요한 것으로 나타났다. ‘교육내용’ 하위범주에서는 융합적 관점에서 여러 교과와 단원을 구성하는지에 대해 교사 스스로 자신의 전문성을 상대적으로 낮게 생각하는 것으로 나타났다. 그리고 학생의 참여와 흥미 등을 향상시킬 수 있는 ‘교육방법’에 대해 교사 자신이 생각하는 전문성은 높지만 그중 학습내용에 적절한 과학수업모형을 활용하는지에 대한 전문성은 낮은 것으로 나타났다. ‘교육환경 및 분위기’ 하위범주에서는 안전사고 예방 노력과 과학실 규칙 준수에 대해 교사 자신이 생각하는 전문성은 높았지만 상대적으로 교육환경 조성 노력에 대한 전문성은 낮은 것으로 나타났고, ‘평가’ 하위범주는 교사 자신이 생각하는 전문성 차이가 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 ‘초등교사의 과학수업 전문성 측정 도구’는 학교급에 따른 교사의 과학수업 전문성 비교 연구, 초등교사의 과학수업 전문성 신장 방안 등에 대한 시사점을 찾는 도구로 활용될 수 있을 것이다. Precedent studies on teachers' professionalism in science teaching have put their emphases on the teachers' perspectives with rare regards on students’, the actual demanders of the education. Accordingly, this study puts its attempts to develop teachers' professionalism scale on elementary science teaching which reflects the demanders' perspective, by including the students' expectation on elementary science teaching and their opinions on their science teachers' professionalism. In pursuance of measuring the elementary students' expectation levels on their science teachers’ teaching and opinions on their science teachers' professionalism, surveys have been conducted on each topic, and the students' demands on their science teaching and teachers' professionalism have been analyzed. The first draft model of teachers' professionalism scale on elementary science teaching has been developed based on the result of such—the students' demand on their science teachers' professionalism and with that of precedential studies on teachers' professionalism—in general. The final teachers' professionalism scale have been developed after the first and second scrutinized examinations on the draft scale, which had been conducted by four experts of elementary science education. This finally-developed scale has inserted to elementary school teachers, and the actual condition of the elementary teachers' professionalism on science education has been analyzed accordingly. The result has found that students expect teachers' concerns and efforts in ‘educational environment and atmosphere’, based on the survey. Additionally, the results have shown that students consider teachers with fun, intelligent, and kind personalities, with knowledges in various contents, methods, and experiments, and with good grasp on students are the teachers with ‘high professionalism’ in science education. The ‘Teachers' Professionalism Scale on Elementary Science Teaching’ is consisted of 34 questions under 5 categories—professionalism development efforts, educational contents, instructional method, educational environment and atmosphere, and assessment—and has been developed to focus on the reflection of students' expectation levels on elementary teachers' science teaching, students' opinions on elementary teachers' professionalism in science education, PCK(Pedagogical Content Knowledge), and teachers' professionalism measurement. This scale is appeared to have statistically high CVI(Content Validity Index) and Credibility. According to the result of the assessment on teachers' self-recognition on their science teaching professionalism, which had used the ‘Teachers' Professionalism Scale on Elementary Science Teaching’ method, the ‘professionalism development efforts’ has revealed to be the category to be more supplemented, compared to other categories. Within the ‘educational content’ category, teachers were shown to consider themselves as less-professionalized in composing and organizing various subject matter units in an integrated perspective. Furthermore, it has been resulted that teachers consider themselves as highly professionalized in ‘teaching method’, which can improve the participation and interest of students, but that as less professionalized in applying appropriate models of instruction in their science teachings. Within the ‘educational environment and atmosphere’ category, teachers were shown to consider themselves as highly professionalized in safety accident prevention efforts and the compliance of science room regulatory, but as comparatively less professionalized in educational environment-building effort. The self-recognized professionalism differences have shown to be small in the ‘assessment’ category. The ‘Teachers' Professionalism Scale on Elementary Science Teaching’ developed in this study is expected to be highly applicable as a useful method in further relative studies, such as comparative studies of science teaching professionalism in different school levels, implication method developing studies to increase elementary teachers' professionalism in their science teaching, and others.