초등과학영재교육에 대한 교사·학부모·학생의 인식에 관한 연구

손영완 광주교육대학교 교육대학원 2006 국내석사

본 연구는 광주광역시를 중심으로 초등과학영재교육의 인식실태를 분석하고, 이를 통하여 초등과학영재교육의 개선 방안을 모색하는 것을 연구의 목적으로 한다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 첫째, 초등과학영재교육에 대한 운영계획이 법적·제도적 관점에 적합하게 수립되어 있는가? 둘째, 초등과학영재교육 대상자 선발·판별과정이 영재성 있는 학생을 선발하는데 적합한가? 셋째, 초등과학영재교육 프로그램이 영재교육의 목적과 영재교육대상자의 수준에 적합하게 마련되어 운영되고 있는가? 넷째, 초등과학영재교육에 대한 교사, 학부모, 학생의 인식은 어떠한가? 다섯째, 초등과학영재교육의 질적 향상을 위해 개선해야 할 것은 무엇인가? 본 연구에서는 연구문제해결을 위해 설문지에 의한 조사 방식을 택하였으며, 설문지는 초등과학영재교육의 제도적 측면, 초등과학영재교육의 목적 및 내용, 초등과학영재 선발방법 및 도구, 초등과학영재교육 프로그램 개발 및 운영, 초등과학영재교육의 평가 그리고 초등과학영재교육의 문제점 및 개선방안 등 6개 영역으로 구분하여 구성하였다. 설문지는 광주지역 초등과학영재교육과 관련이 있는 영재학급과 영재교육원의 교사·학부모·학생 480명에게 설문지를 배부하였으며, 그 중 회수된 설문지중 분석가능한 450부를 SPSS(Statistical Package for the Social Science) Window 10.0 Program을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 과학영재교육의 제도적 측면에 대해 교사들은 초등과학영재교육이 영재교육진흥법 및 시행령의 취지에 맞게 이루어지고 있다는 것으로 인식하고 있었다. 하지만 영재교육 담당교원을 위한 연수제도 등에 대해서는 만족하지 못하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 설문대상자 대부분은 과학영재교육의 목표가 학생 개개인의 자아실현을 위한 잠재력 계발에 있다는 것에 공감하였다. 초등과학영재교육의 운영주체에 대해서 교사는 지역중심학교와 영재교육원이, 학부모는 영재교육원이, 학생은 각 초등학교가 중심이 되어야 한다고 인식하고 있었다. 과학영재교육 내용의 주안점에 대해서 교사와 학부모는 창의력 계발·과학심화학습·과학속진학습 등 세가지 모두를 병행해야 한다고 주장한 반면, 학생은 창의력 계발에 주안점을 두어야 한다고 생각하고 있었다. 셋째, 과학영재 선발시기에 대해서는 중학년인 3·4학년에 시작하는 좋겠다는 의견이 많았고, 과학영재교육의 적당한 횟수에 대해서는 주당 1회씩 실시하자는 의견이 많았다. 사설학원을 수강한 경험이 과학영재선발에는 큰 도움이 되지 않았고, 과학영재의 적당한 선발 방법이나 도구로는 지능·창의성·문제해결력 검사 등 객관적 준거가 적당하다는 의견이 많았다. 또한, 과학영재 선발 기준으로 과학에 대한 흥미·관심·적성이 가장 중요하다고 인식하고 있었고, 과학영재 선발할 때 고려해야 할 교과로 과학과 수학을 함께 포함시켜야 한다는 의견이 많았다. 넷째, 과학영재교육 방법으로 교사와 학부모는 프로젝트 학습법을, 학생은 토론식 수업을 선호하였다. 다섯째, 과학영재교육의 평가와 관련하여 교사들은 적절한 평가가 이루어지지 못하고 있음을 지적하였는데, 이는 영재교육의 효과를 검증할 수 있는 바람직한 평가도구의 개발·적용에 대한 필요성을 시사하는 것이다. 여섯째, 영재교육 담당교원에 대해 초등과학영재교육은 초등교사가 담당하는 것이 좋겠다는 의견이 많았고, 과학분야에 실력, 전문성 그리고 열의를 가진 교사가 헌신적으로 영재교육을 담당해야 한다고 생각하고 있었다. 일곱째, 광주지역 과학영재교육의 문제점으로 교사는 영재교육대상자 선발방법을, 학부모는 영재교육프로그램 부족을, 학생은 영재교육기간의 부족을 지적하였다. 여덟째, 초등과학영재교육의 발전을 위한 개선방안으로 교사는 영재교육대상자의 선발제도 개선이, 학부모는 영재교육프로그램의 개발이, 학생은 수업시간확대가 우선적으로 필요한 것으로 인식하고 있었다. 따라서 보다 내실있는 초등과학영재교육의 운영을 위해서는 법적·제도적 차원에서 체계적인 지원방안을 마련함은 물론, 영재교육을 위한 전담부서를 설치하여 선발에서부터 평가에 이르기까지 초등과학영재교육을 체계적으로 관리해야 할 것으로 사료된다.ⅲ This research aims to analyze current status of elementary science gifted education in Gwangju, and to suggest directions its improvement. For this end, the following five research questions were raised: First, is the gifted education planning composed based on a legal and systematical viewpoint? Second, are the selection processes of elementary science gifted education student reasonable to identify a intellectually brilliant student? Third, is elementary science gifted education program structured according to characteristics of special education for the target level of the gifted students? Fourth, what are teachers, students and students' parents' recognitions about elementary science gifted education ? Fifth, what should be directions for elevating the quality of elementary science gifted education? A survey method for the study was employed and questionnaires were developed and distributed to the sample populations of teachers, students, and students' parents from elementary science gifted education institutions located in Gwangju area. Out of 480 returned questionnaires, 450 questionnaires were identified as those with reliable responses and SPSS 10.0 was utilized for statistical analysis of the collected data. The results are as follows. First, it was found that the system of elementary science gifted education is consisted according to The Gifted Education Promotion Law and Enforcement Ordinance. However, teacher thought that current elementary science gifted education service training system for the gifted student was not proper. Second, teacher, students' parents and students perceived that target of Elementary Science Gifted Education is in potential energy development for student's each person's self realization. While large majority of teacher and students' parents recognized that it must be absorbed all of three of creative mind development, science enrichment studying and science acceleration studying to essential point of Elementary Science Gifted Education Contents, but students had much opinion which must put essential point in creative mind development. Third, there were many opinions that science gifted beginning in advance time was at third-year student and forth-year student in elementary school, and many opinions that suitable number of times of Elementary Science Gifted Education was 1 times per week. Fourth, in connection with method to prefer Elementary Science Gifted Education while teacher and students' parents prefer most project approach, students prefer debate class. So desirous teaching method of them was different. Fifth, teachers had a contradictory tendency rather than affirmative about estimation of Elementary Science Gifted Education. So estimation tools have to be developed that it can verify effect of gifted education. Sixth, there were many opinions that elementary school teacher should take charge about Elementary Science Gifted Education, and they must have possess ability and professionalism in science field. Seventh, teacher thought problem of Elementary Science Gifted Education at Gwangju area was to select process the gifted student in science. Students' parents thought that number of Science Gifted Programs are few and students asserted insufficiency of Elementary Science Gifted Education Period to the biggest problem. Besides Shortage of administrative & financial support system of the Ministry of Education, Shortage of gifted education equipments, and teacher's ability shortage were submitted. Eighth, teachers recognized that preferential improvement of Elementary Science Gifted Education is selection or verification systems of the gifted student. Students' parents' preferential requirement is development of Elementary Science Gifted Education program. And student required preferential extension of studying hours. Therefore, it is necessary to systematic support of legal or systematic dimension, also to establish gifted education complete charge post for substantial elementary science gifted education.

도 교육청 초등과학영재교육 프로그램분석

최문희 한국교원대학교 교육대학원 2011 국내석사

이 연구의 목적은 K도에서 개발하여 사용하고 있는 초등 과학영재교육 프로그램을 분석하여 영재 교육의 목적에 부합한 프로그램인지 평가하여 프로그램의 개선 방향 및 질적 향상을 도모하는 데 있다. 이 연구에서는 K도에서 개발하여 사용하고 있는 초등 과학영재교육 프로그램 20개를 대상으로 하였으며 김성원과 허명(2005)의 영재교육 표준안을 5차에 걸쳐 수정ㆍ보완하여 프로그램의 목표, 프로그램의 내용, 과학적 탐구 과정의 종류, 교수 학습 방법, 그리고 평가 영역으로 나누어 분석하였다. K도에서 개발하여 사용하고 있는 초등 과학영재교육 프로그램에는 미래의 지식기반 사회에서 가장 요구되는 기능 중 하나인 창의적 사고 능력의 향상을 위한 발산적 사고는 적절하게 고려하고 있으나 수렴적 사고, 연관적 사고를 촉진 시킬 수 있는 내용은 부족하였다. 또한 의사소통 능력을 향상시키는 내용이 우수하였지만 과학의 본성을 탐구할 수 있는 기회가 주어지지 않은 점은 미흡하였다. 또 K도에서 개발하여 사용하고 있는 초등 과학영재교육 프로그램은 심화교육으로 영재의 특성을 잘 살린 프로그램이 많았으나 진로에 대한 소개가 부족하였다. 50%의 프로그램에서 목표에 부합되는 평가를 실시하고 있었으며 대부분이 수행평가이었다. 그리고 12개의 프로그램에서만 산출물에 대한 평가가 이루어졌으며, 그 중에서 9개의 프로그램에서 실생활 및 학생들과 관련이 있는 문제를 다루고 있었다.

멘토링을 통한 초등과학영재교육 담당교원의 반성적 수업실행에 대한 사례 연구

나연주 경인교육대학교 2015 국내석사

이 연구에서는 멘토링을 통해 초등과학영재교육 담당교원의 반성적 수업 실행에 어떠한 변화가 있는지 사례연구를 통해 알아보고자 한다. 이를 위해 현재 I 광역시 교육청 소속 초등과학영재교육 담당교원 중 멘토2명과 멘티2명을 연구 참여자로 선정하였다. 이 연구에서는 1:1(멘토-멘티)로 멘토링을 구성하여 실시하였으며, 멘티2명은 현재 인천광역시교육청 소속 단위학교영재학급 지도강사이며 영재교육경력이 각각 6개월, 1년이다. 총 3회에 걸친 9차시의 과학영재수업을 진행하였으며, 1차 수업에서는 수업 후 멘토링, 2∼3차 수업에서는 수업 전, 후에 멘토링을 실시했다. 참여관찰, 심층면담, 문서자료, 시청각 자료 등을 수집하였고, 이를 귀납적 범주의 방법으로 자료를 분석하였으며 연구 결과는 다음과 같다. 멘토링 전, 초등과학영재교육 담당교원의 수업 실행의 결과는 다음과 같았다. 첫째, 멘티는 과학영재수업에 대해서 ‘과학영재수업은 실험이다.’ 그리고 ‘과학영재수업은 어려운 내용을 가르치면 된다.’라고 인식하고 있었다. 둘째, 멘티는 과학영재수업을 준비하면서 교수·학습 자료의 부족, 과학영재학생에 대한 이해 부족으로 수업에 대한 부담감을 가지고 있었다. 셋째, 멘티는 과학영재수업을 하면서 전체적으로 교사중심으로 이루어졌고, 교과내용지식의 부족으로 인해 수업이 원활하게 진행되지 않았으며, 적절한 평가도 실시되지 않았다. 멘토링 후, 멘티는 반성적 수업실행을 통해 여러 가지 변화가 나타났다. 첫째, 과학영재수업의 목표, 다양한 수업모형, 다양한 교수·학습방법에 대한 올바른 인식을 갖게 되었다. 둘째, 과학영재수업에 대한 교수·학습자료의 선정 및 재구성이 이루어지고 과학영재학생의 특성을 바르게 이해하면서 수업준비에 대한 열의를 가졌다. 셋째, 과학영재수업이 학생중심으로 이루어졌고 교과내용지식의 확장으로 원활하게 진행되었으며 적절한 평가도 실시되었다. 이러한 결과는 멘토링이 초등과학영재교육 담당교사들의 과학영재수업에 대한 생산적 반성을 촉진할 가능성을 시사하며, 이들의 교수불안의 감소 및 자신감을 형성에 도움이 되고, 과학영재교원의 전문성 신장 및 역량 개발에 도움을 준다고 생각된다.

초등과학영재교육대상자의 Sternberg 사고양식과 융합적 소양간의 관계

박혜림 서울교육대학교 교육대학원 2014 국내석사

과학 고전을 통한 초등과학영재교육 프로그램 개발: 블레즈 파스칼의 논문집을 바탕으로 한 대기압에 관한 프로그램

이수영 공주교육대학교 교육대학원 2020 국내석사

This study selected the subjects of interest in elementary science gifted education based on Blaze Pascal's 『A Proceeding on the Weight of Air Chunks』 and 『A Proceeding on the Equilibrium of Liquids』, Joseph Renzuill's three-part deep learning model ( Enrichment Triad Model) was applied to investigate the effects of various programs on air and water pressure. This study was conducted on 15 subjects in 6th grade attending the science gifted class at Beautiful Elementary School. Based on the contents of Chapters 2, 1, 2, 2, and 3-6 of the Pascal Book, each of the first part of the Sambu Deep Learning Model We composed sub-depth (general exploration activities), part 2 in-depth (group training activities), and part 3 in-depth (applied exploration on practical problems). First, the science gifted education target students knew most of the weight of air, but through the program, they could clearly understand and explain the existence of atmospheric pressure caused by the weight of air. Second, although the level of experience and knowledge about atmospheric pressure and atmospheric pressure has been investigated to be very low, the concept of gas pressure acting in a certain space and atmospheric pressure acting around the earth can be distinguished through application of the program. Third, there were 6 out of 15 students who did not know the high and low atmospheric pressure according to altitude, and 40% did not know. Afterwards, it was found out precisely that the high and low air pressure according to the altitude is caused by the difference in air weight due to the height of the atmospheric layer. Fourth, instead of thinking about the height of a 10 m water column 1 m wide, running the activity of calculating the total weight of the air mass surrounding the atmosphere of the Earth's surface, finding the circumference of the Earth and the radius of the Earth, finding the area of ​​the Earth, surrounding the final Earth It was also possible to taste the achievement of the steam (fusion science) exploration process by finding the weight of the atmosphere. It was also discovered that the weight of the atmosphere surrounding the earth became enormous beyond the imagination, and that the inability to feel the pressure of the atmospheric pressure of 1 atm was due to the same pressure inside the body. Students who have studied the existence of atmospheric pressure through Pascal's classics will continue to think about the many phenomena that occur in nature in connection with water pressure and atmospheric pressure, and hope that they will help exploring science deeply. 본 연구는 블레즈 파스칼의 『공기 덩어리의 무게에 관한 논문집』, 과 『액체의 평형에 관한 논문집』을 바탕으로 초등과학영재 교육에서 흥미를 끌 만한 주제를 선정하여 Joseph Renzuill의 삼부 심화 학습 모형(Enrichment Triad Model)을 적용하여 공기와 물의 압력에 관한 다양한 프로그램을 적용하여 그 효과를 알아보고자 하였다. 이 연구는 아름초등학교 과학영재학급에 재학하는 6학년 대상 15명을 대상으로 하였으며 파스칼 책의 2장 1부, 2장 2부, 그리고 3~6장의 내용을 기반으로 각각 삼부심화학습모델의 제1부 심화(일반적인 탐색활동), 제2부 심화(집단 훈련 활동), 제3부 심화(실제 문제에 관한 적용 탐구)를 구성하였다. 우선 연구에 앞서 학생들의 기압 및 대기압에 관한 세 가지 기초 지식 정도를 조사, 분석하여 프로그램을 통해 기압, 수압, 대기압에 대한 기본 지식이나 개념을 이해시키고 더 나아가 steam의 사고 과정을 경험할 있도록 하였다. 본 연구로부터 얻은 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 대상으로 하는 초등과학영재교육 학생들은 공기는 무게가 있다고 대부분 알고 있었지만, 프로그램을 통해서 공기의 무게로 생기는 대기압의 존재를 확실히 이해하고 설명 할 수 있었다. 둘째, 기압, 대기압에 대하여 경험이나 지식 정도가 아주 낮게 조사되었지만 프로그램 적용을 통해서 일정한 공간에서 작용하는 기압(gas pressure)과 지구를 둘러싸고 작용하는 대기압(Atmospheric pressure)에 대한 개념을 구분할 수 있게 되었다. 셋째, 고도에 따른 대기압의 높고 낮음을 알지 못하는 학생이 15명 중 6명으로 40%학생이 모르고 있었다. 이 후 고도에 따른 기압의 높고 낮음이 대기층의 높이로 인해 공기의 무게가 달라져서 생긴다는 것을 정확히 알게 되었다. 넷째, 지표면의 대기를 둘러싸고 있는 공기 덩어리의 전체의 무게를 계산하는 활동을 실행하기 위해 1㎡ 너비의 10m 물기둥의 높이로 대신 생각하기, 지구의 둘레 및 지구의 반지름 구하기, 지구의 넓이 구하기, 최종 지구를 둘러싸고 있는 대기의 무게 구하기로 steam(융합과학) 탐구 과정의 성취감도 맛볼 수 있었다. 지구를 둘러싸고 있는 대기의 무게가 상상을 초월한 엄청난 무게를 실감하게 되었고, 1기압이라는 대기압의 힘을 느끼지 못하는 것은 체내 안에 이와 동일한 압력으로 외부로 작용하기 때문이라는 것도 알게 되었다. 파스칼의 고전을 통해 대기압의 존재를 함께 공부한 학생들은 앞으로도 자연 속에서 일어나는 여러 현상을 수압, 대기압과 연관지어 생각해 볼 수 있고 과학적으로 깊이 탐구하는데 많은 도움을 줄 거라 기대해 본다.

초등과학 영재교육 담당 교사의 영재교육 프로그램에 대한 인식 조사

김지현 한국교원대학교 교육대학원 2011 국내석사

이 연구는 초등과학 영재교육 담당 교사의 영재교육 프로그램에 대한 인식을 조사하여 분석함으로써, 초등과학 영재교육의 개선을 위한 지원 체제 구축에 필요한 기초 자료를 제공하고, 초등과학 영재교육 담당 교사 교육의 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해 영재교육 전문가와의 면담 및 문헌연구를 통해 설문지를 작성하였고 작성된 설문지를 연구 대상에게 배포한 뒤 수거하여 결과를 정리하고 분석하였다. 연구 대상은 경기도 지역 초등과학 영재교육 담당교사 31명을 대상으로 하였다. 연구 결과 첫째, 초등과학 영재교육 담당 교사의 영재교육 프로그램에 대한 인식 실태를 파악할 수 있었다. 초등과학 영재교육 담당 교사들은 영재의 특성에 알맞은 교수전략을 사용하여, 다양한 영역의 프로그램을 지도할 필요성을 인식하고 있었다. 그리고 실제 사용하거나 계획 시 참고하는 프로그램은 KEDI에서 보급한 프로그램의 활용도가 높았다. 또, 프로그램 계열의 기준으로는 주로 탐구과정의 수준을 기준으로 삼고 있었다. 둘째, 초등과학 영재교육 개선을 위한 지원체제 구축에 필요한 기초자료를 제공할 수 있었다. 영재교육의 연계성, 체계성, 일관성, 효율성, 효과성 등을 위하여 국가수준의 영재교육과정 제시에 대해 제고할 필요가 있으며, 반면에 개별 영재교육기관의 자율성을 확보하고, 영재교육대상자의 수준에 따른 개별화 교육 방안을 마련할 필요가 있음을 알 수 있었다. 또, 영재교육 프로그램이 실행되기까지의 업무 처리 절차를 간소화하고, 인력 등의 행정 지원이 필요하며, 타당성 있는 영재선발제도를 수립하고 정착시켜야 함을 알 수 있었다. 셋째, 초등과학 영재교육 담당 교사 교육에 시사점을 제공할 수 있었다. 초등과학 영재교육 담당 교사들에게 영재교육과정에 대한 체계적인 연수를 실시할 필요가 있으며, 교사 스스로가 영재교육 프로그램을 개발하고, 탐구능력을 지도할 수 있도록 하는 교수 내용을 교사 연수에 반영할 필요가 있었다. 연구 결과로부터, 초등과학 영재교육 담당 교사들에게 영재교육과정에 대한 체계적이고 전문적인 연수가 실시될 필요성, 국가수준의 영재교육과정 제시에 대하여 제고할 필요성, 초등과학 영재교육 담당 교사들이 영재교육 프로그램을 계획․실행하는 과정 내의 지원 확대의 필요성을 도출해 낼 수 있었다.

루브릭 기반 초등 과학영재 과학탐구보고서 평가에서 나타난 채점 교사의 채점 양상 및 인식

이수호 서울교육대학교 교육전문대학원 2026 국내석사

The purpose of this study is to investigate how the rubric-based evaluation of science inquiry reports operates during the actual scoring process in elementary gifted education, and to explore the perceptions of teachers regarding its practical application. Assessing science inquiry reports requires evaluating complex elements—such as the inquiry process, logical reasoning, creativity, and expressive skills—making the objectivity and consistency of the assessment crucial. Consequently, rubrics are widely utilized in educational settings to enhance fairness and reliability. However, most previous studies have focused primarily on the development of rubrics, leaving a notable gap in research regarding their actual operational patterns and raters' perceptions in practice. Addressing this gap, this study aims to derive implications for the more valid and stable implementation of rubrics by quantitatively analyzing the scoring patterns and qualitatively exploring the practical perceptions of rubric-based evaluations. A mixed-methods design was employed for this research. Five teachers specializing in elementary gifted science education scored two science inquiry reports—authored by two students enrolled in a mentorship program at a gifted science education center in Seoul—using an identical 12-item rubric. Quantitative data were analyzed using descriptive statistics, Kendall’s Coefficient of Concordance, score variation analysis across rubric items, rater bias analysis, and rater profile analysis. Subsequently, to gain a deeper understanding of the practical context, structural tensions, and operational difficulties that quantitative results alone could not fully explain, semi-structured in-depth interviews were conducted with the participating raters. The interviews broadly explored the cognitive challenges experienced during rubric interpretation, the applicability of evaluation criteria, administrative and time burdens, structural dilemmas specific to the context of gifted education, and demands for rubric improvement and institutional support. The collected qualitative data were systematically reviewed and categorized, and member checking was conducted to enhance interpretive validity. The quantitative results indicated that inter-rater agreement was generally low, with significant score variations observed in specific rubric items. The qualitative analysis revealed that while teachers perceived the rubric as a valuable tool for enhancing objectivity and structuring student feedback, they also experienced limitations. These included tensions with assessing true giftedness, ambiguity in the rubric’s descriptors, administrative burdens, and the high demand for evaluation expertise. These findings suggest that to improve the reliability and fairness of rubric-based evaluations, it is necessary to clarify evaluation items and performance level descriptions, conduct prior consensus-building on the weighting of items, implement case-based rater training programs, integrate multi-faceted evaluation methods, and establish administrative and technical support systems. Ultimately, this study highlights both the educational significance and the practical limitations of rubric-based evaluation for science inquiry reports in elementary gifted education. Furthermore, it discusses specific improvement strategies aimed at enhancing inter-rater consistency and overall evaluation validity. 루브릭 기반 초등 과학영재 과학탐구보고서 평가에서 나타난 채점 교사의 채점 양상 및 인식 이 수 호 서울교육대학교 교육전문대학원 영재교육전공 ( 지도교수 박 재 용 ) 이에 따라 교육 현장에서는 평가의 공정성과 신뢰성을 높이기 위한 장치로 루 브릭이 널리 활용되고 있으나, 다수의 선행연구는 루브릭의 개발에 초점을 두고 있을 뿐, 실제 적용 과정에서의 작동 양상이나 채점자 인식을 살펴본 연구는 거 의 없었다. 이 연구는 이러한 문제의식에 기반하여, 루브릭이 과학탐구보고서 평 가의 작동 과정을 양적으로 진단하고 루브릭 활용 평가의 실제에 대한 인식을 질적으로 탐색함으로써, 보다 타당하고 안정적인 루브릭 평가 운영을 위한 시사 점을 도출하고자 하였다. 이를 위해 이 연구는 양적 분석과 질적 분석을 결합한 혼합연구 방법을 적용 하였다. 이를 위해 서울 소재 과학영재교육원 사사과정에 재학 중인 두 명의 학 생이 작성한 과학탐구보고서 2편을 대상으로, 초등과학 영재교육 지도 교사 5명 이 동일한 12개 항목 루브릭을 사용하여 채점하였다. 양적 자료는 기술통계, Kendall의 일치도 계수, 루브릭 항목별 점수 변동 분석, 채점자 편향 분석 및 채 점자 프로파일 분석을 통해 처리하였다. 이어서 정량적 결과만으로는 충분히 설 명하기 어려운 평가의 실제적 맥락과 구조적 긴장, 실무적 어려움을 심층적으로 이해하기 위해 실제 채점에 참여한 교사들을 대상으로 반구조화된 심층 면담을 실시하였다. 면담에서는 루브릭 해석 과정에서 겪는 인지적 어려움, 평가 기준의 적용 가능성, 행정적·시간적 부담, 영재교육의 특수한 맥락에서 느끼는 구조적 딜레마, 그리고 루브릭의 개선 방향과 제도적 지원 요구 등을 폭넓게 탐색하였 다. 수집된 질적 자료는 체계적인 절차에 따라 반복적으로 검토·범주화되었으며, 연구 참여자의 검토를 통해 해석의 타당성을 높이고자 하였다. 연구 결과, 채점자 간 일치도는 전반적으로 낮았으며, 일부 루브릭 항목에서 채점자 간 점수 변동이 크게 나타났다. 면담 분석 결과, 교사들은 루브릭을 평가 의 객관성과 일관성을 높이고 학생 피드백을 구조화하는 도구로 인식하는 한편, 영재성 평가와의 긴장, 기술어의 모호성, 행정적 부담, 평가 전문성 요구와 같은 한계 또한 경험하고 있었다. 이러한 결과는 루브릭 기반 평가의 신뢰성과 공정성 을 제고하기 위해 평가 문항 및 수준 기술의 명확화, 항목별 중요도에 대한 사전 협의, 사례 중심 채점자 연수, 다면적 평가 방식의 병행, 행정적·기술적 지원 체 계의 구축이 필요함을 시사한다. 이러한 결과를 바탕으로 이 연구에서는 초등과학 영재교육에서의 루브릭 기반 탐구보고서 평가가 지닌 교육적 의의와 실제적 한계를 동시에 드러내고, 채점자 간 일관성과 평가 타당성을 높이기 위한 구체적 개선 방향을 제시하는 방안을 논의하였다. 주요어: 초등과학, 영재교육, 탐구보고서 평가, 루브릭, 평가 양상 * 본 논문은 2026년 6월 서울교육대학교 교육전문대학원 위원회에 제출된 교육학 석사학위 논문임. ** 본 논문의 일부는 2026년 7월 초등과학교육 45권 3호에 게재되었음.

초등 과학영재를 위한 과학의 본성 교육 프로그램 개발 및 교육적 효과 분석

박재현 서울교육대학교 교육전문대학원 2023 국내석사

The purpose of this study is to explore the educational effects of NOS education program developed to raise the perception level of elementary school science gifted students on NOS. Also, Prior to the development of NOS training programs, the NOS instrument for elementary school students in the form of open questionnaires was developed to specifically reveal elementary school students’ perceptions of the nature of science (NOS), and its validity and effectiveness were investigated. First, In order to develop a NOS instrument for elementary school students, problems that may occur when applying the existing NOS instruments to elementary school students were analyzed, and based on this, the development direction of the NOS instrument was established. In addition, after selecting 7 NOS types suitable for the level of elementary school students, the preliminary instrument was produced by modifying and supplementing the items in the existing instruments for each type or by developing new items. Finally, the NOS instrument consisting of eight questions was developed by adding one question asking for a comprehensive understanding of science to seven questions related to each type of NOS after content validity test of the science education expert group. In order to verify the practical effect of the developed instrument, pre- and post-tests were conducted on 50 students in two classes of 6th grade at two elementary schools in Seoul: ‘existing instrument → development instrument’ in one clsss, and ‘development instrument → existing instrument’ in the other class. The collected data were then compared and evaluated through summary content analysis and analyzed by executing Wilcoxon signed rank test. As a result of comparing and analyzing students’ responses to the existing NOS instrument and the developed NOS instrument, students’ perspectives on NOS were more diverse when using the developed instrument, and the error in the response caused by misinterpreting the intention of the question was reduced. In addition, when using the developed instrument, the responses of the majority of students at a statistically significant level changed more specifically. Meanwhile, To develop NOS education programs for elementary science gifted students, 7 NOS types suitable for the level of science gifted students were selected and an online NOS education program (On-NOS) was developed for a total of 7 sessions, one for each type. Afterwards, the On-NOS education program was applied to 32 science gifted students belonging to the university-affiliated science education institute for gifted, and using the previously developed 'NOS instrument for elementary school students' pre- and post-tests were conducted to examine the educational effects of the program. Changes in students’ perceptions of NOS types were compared through Wrightmap produced by analyzing with Rasch model, and specific changes were examined by summarizing the changes in the level of perception by NOS types in a diagram. As a result of the study, the On-NOS education program has been effective in raising the overall perception level of elementary school science gifted students about NOS. In particular, students’ perception of the empirical evidence-based characteristics of scientific knowledge and the diversity of scientific methods in the NOS type showed a clear transition to a high level. Based on these results, this study discussed the implications for the development of NOS instruments suitable for elementary school students and ways to increase the perception level of elementary science gifted students on NOS and to activate NOS education. 이 연구의 목적은 과학의 본성(Nature of Science, NOS)에 대한 초등 과학영재 학생들의 인식 수준을 높이기 위하여 NOS 교육 프로그램을 개발하고 그 교육적 효과를 탐색하는 것이다. 또한 NOS 교육 프로그램의 개발에 앞서 NOS에 대한 초등학생들의 인식을 구체적으로 드러내기 위해 개방형 질문지 형식의 '초등학생용 NOS 검사 도구'를 개발하고, 그 타당도와 효과를 조사하는 것을 목적으로 하였다. 먼저 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하기 위해 기존 NOS 검사 도구를 초등학생들에게 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 분석하였고, 이를 토대로 검사 도구의 개발 방향을 설정하였다. 또한 초등학생의 수준에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정한 후, 유형별로 기존의 검사 도구 문항을 수정․보완하거나 새로운 문항을 개발하여 예비 검사 도구를 제작하였으며, 과학교육 전문가 그룹의 내용 타당도 검증을 거쳐 최종적으로 NOS의 각 유형과 관련된 7개 문항에 ‘과학에 대한 포괄적 인식’을 묻는 1개 문항을 추가하여 총 8개 문항으로 구성된 NOS 검사 도구를 개발하였다. 개발한 검사 도구의 실질적 효과를 검증하기 위해 서울에 있는 두 초등학교에서 6학년 2개 학급 50명의 학생을 대상으로, 한 학급에서는 ‘기존 검사 도구→개발 검사 도구’, 다른 학급에서는 ‘개발 검사 도구→기존 검사 도구’의 순서로 사전·사후 검사를 실행하였고, 수집된 자료는 요약적 내용분석을 통해 비교 평가하고 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실행하여 분석하였다. 기존 NOS 검사 도구와 개발한 NOS 검사 도구에 대해 학생들이 응답한 내용을 비교․분석한 결과, 개발한 검사 도구를 사용할 때 NOS에 대한 학생들의 관점이 더 다양하게 나타났고, 문항의 의도를 잘못 해석하여 발생했던 응답의 오류가 줄어들었다. 또한 개발한 검사 도구를 사용할 때 통계적으로 유의미한 수준에서 과반 정도 학생들의 응답 내용이 더 구체적으로 변화하였다. 한편, 초등 과학영재를 위한 NOS 교육 프로그램을 개발하기 위하여 초등 과학영재들이 학습하기에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정하였고, 유형별로 1차시씩 총 7차시의 온라인 교육용 NOS 교육 프로그램(On-NOS)을 개발하였다. 이후 대학부설 과학영재교육원에 소속된 과학영재 학생 32명을 대상으로 On-NOS 교육 프로그램을 적용하였고, 프로그램의 교육적 효과를 살펴보기 위하여 앞서 개발한 ‘초등학생용 NOS 검사 도구’를 사용하여 사전·사후 검사를 실행하였다. NOS 유형에 대한 학생들의 인식 수준 변화를 Rasch 모형으로 분석하여 산출한 Wrightmap을 통해 비교하였고, NOS 유형별 인식 수준의 변화 양상을 도표로 요약하여 구체적인 변화 양상을 살펴보았다. 분석 결과, On-NOS 교육 프로그램은 NOS에 대한 초등 과학영재 학생들의 전반적인 인식 수준을 높이는 데 효과가 있었으며, 특히 과학 지식의 경험적 증거 기반 특성과 과학적 방법의 다양성에 관한 NOS 유형에서 학생들의 인식이 높은 수준으로 뚜렷하게 이행하는 모습이 나타났다. 이 연구에서는 이러한 결과들을 바탕으로 초등학생들에게 적합한 NOS 검사 도구의 개발을 위한 시사점과 NOS에 대한 초등 과학영재 학생들의 인식 수준을 높이고 NOS 교육을 활성화하는 방안을 논의하였다.

머신 러닝을 활용한 초등 과학영재 대상 암석 표본 관찰 및 분류 교수학습 프로그램의 개발과 적용

조영생 한국교원대학교 대학원 2022 국내석사

4차 산업 혁명의 핵심 기술인 인공지능 기술이 새로운 과학 지식의 발견에도 본격적으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 초등 과학영재의 관찰 및 분류 기능과 인공지능 소양을 함양하기 위해 머신 러닝을 기반으로 한 암석 분류 관찰 및 분류 교수학습 프로그램을 개발하였다. 개발한 교수학습 프로그램은 초등 과학영재에게 투입하여 효과성을 검증하였다. 본 연구에서 개발한 교수학습 프로그램은 과학과 국가 영재교육 프로그램 기준과 2015 개정 과학과 교육과정,「초·중등 인공지능 교육 표준」과 AI4K12의 가이드라인을 바탕으로 하여 초등 과학영재의 수준에 맞는 활동이 이루어질 수 있도록 구성하였다. 초등 과학영재 학생들이 꼬마 과학자가 되어 암석 표본을 직접 관찰하고 분류하는 활동을 바탕으로 인공지능 암석 분류 모델을 직접 제작하여 과학탐구에 활용할 수 있도록 하였다. 학생들이 활용하는 인공지능 교육 플랫폼으로는 코딩 없이 머신 러닝을 통해 분류 모델의 제작이 가능하여 초등 교육 현장에서 쉽게 활용할 수 있는 티처블 머신을 활용하였다. 티처블 머신은 노트북과 웹캠이 있으면 활용 가능하며 최근 현장에 빠르게 보급되고 있는 크롬북을 통해서도 구동할 수 있어 다양한 환경에서 적용 가능하다. 학생들이 인공지능 분류 모델을 제작하고 개선해 보는 활동을 통해 학생들이 인공지능을 활용한 과학탐구 활동을 직접 체험할 수 있도록 하였다. 교수학습 프로그램의 적용을 통해 학생들이 과학탐구에 인공지능을 활용하는 방법을 더 깊이 이해할 수 있도록 구성하였다. 개발한 프로그램은 영재교육 현장의 전문가 20명의 내용타당도 검토를 시행하였다. 내용타당도 검토에 참여한 전문가의 영재교육 평균 경력은 7년이며 그 중 인공지능 교육 경험이 있는 12명의 교사의 평균 인공지능 교육 경력은 2.9년이다. 현장 교육 전문가들의 프로그램 내용타당도 검토 결과 프로그램의 현장 투입이 가능함을 확인하였다. 프로그램의 현장 투입 전 초·중등 과학영재 및 일반학생에게 3회에 걸친 파일럿 투입을 통해 현장에서의 적용 가능성을 점검하였다. 파일럿 투입은 초등 과학영재 3명, 중등 과학영재 3명, 초등 4∼6학년 일반학생 10명, 총 16명에게 투입하여 현장에서 활용할 수 있는지 확인하였다. 최종 프로그램은 총 6차시로 구성하였으며 교수-학습 과정안과 교사용 학습지, 학생용 학습지와 활동 프레젠테이션 자료로 구성하였다. 1∼2차시는 경험 학습 모형을 바탕으로 하여 학생들이 암석 표본을 관찰하고 분류하는 활동으로 구성하였다. 3∼4차시는 인공지능 수업 모델을 바탕으로 하여 학생들이 머신 러닝을 통해 인공지능 암석 분류 모델을 제작하여 활용하는 활동으로 구성하였다. 5∼6차시는 학생들이 관찰한 내용을 바탕으로 하여 그림을 그려 보고, 그린 그림을 인공지능 암석 분류 모델을 활용하여 분류하는 활동을 통해 인공지능 암석 분류 모델의 머신 러닝 결과와 학생들의 관찰, 분류 결과를 비교할 수 있는 활동으로 구성하였다. 개발한 프로그램은 초등 4학년 수·과 융합 영재 35명, 초등 5학년 수·과 융합 영재 21명, 초등 6학년 과학영재 12명, 총 68명의 초등 영재에게 3회에 걸쳐 투입하여 효과성을 검증하였다. 프로그램의 적용이 초등 과학영재의 관찰 분류 기능의 향상에 미치는 영향을 알아보기 위해 과학탐구역량 자기평가 5문항과 관찰, 분류 능력 객관식 평가 6문항을 프로그램의 적용 전후에 투입하여 활용하였다. 과학탐구역량 자기평가를 통해 학생들은 프로그램 투입 전과 비교하여 프로그램 투입 후에 자신의 과학탐구역량이 고르게 향상되었다고 평가하였다. 관찰, 분류 능력 객관식 평가 결과를 통해 프로그램의 투입이 초등 과학영재의 관찰, 분류 기능의 향상에 유의미한 영향을 미친 것으로 나타났다. 프로그램의 적용이 초등 과학영재의 인공지능 소양에 미치는 영향을 알아보기 위해 인공지능 이해도 자기평가 6문항과 의미분별법을 활용한 인공지능 인식 조사 23문항을 프로그램의 적용 전후에 투입하여 활용하였다. 인공지능 이해도 평가를 통해 학생들은 프로그램 적용 전과 비교하여 인공지능에 대한 이해도가 높아졌다고 평가하였으며 특히 인공지능의 분류, 인공지능의 인식, 머신 러닝 부분에서 자신의 이해도가 높아졌다고 평가하였다. 의미분별법을 활용한 인공지능 인식 조사 문항의 결과를 통해 프로그램의 적용이 학생들의 인공지능 인식 변화에 영향을 미치는 것을 확인하였으며 23개 문항 중 13개 문항의 결과가 통계적으로 유의하였다. 본 연구의 결과는 머신 러닝을 활용한 초등과학영재 대상 암석 표본 관찰 및 분류 프로그램의 적용이 초등과학영재 학생들의 관찰, 분류 기능과 인공지능 소양의 향상에 효과적일 수 있음을 시사한다.

초등 과학영재 교육에 관한 개괄적 연구

이응주 대구교육대학교 교육대학원 2003 국내석사

The purpose of this study is to grasp suggestions of discriminating the gifted children in science of elementary schools, managing education program and training teachers for them and to give foundation for activation and efficiency by suggesting realization plan through this. It was focused on discrimination of the gifted children in science of elementary schools, management of education program and plans of training teachers for the children by the way of utilizing data analysis by records study. The summaries of the results were as follows: Fist, there are various standardization tests, observation and recommendation as tools of discrimination of the gifted children in science. It is in need of proper choice according to age, psychological and behavioral characteristics, surroundings of the subject and there are an intelligence test, a creativity test, an aptitude test, an achievement test, an interest test and a character test in standardization tests. Scientific creativity test or an aptitude test should be valued above an intelligence test or an achievement test in discrimination of the gifted children in science. Three stages of discrimination procedure was mostly suggested with importance. It is desirable that the rate of the gifted children chosen in the last stage should be within 1 to 3% in all and there is the discrimination committee in school in a lot of country for the judgement. Second, it is desirable that it should be focused of in-depth learning more than fast proceeding in management of education program for the gifted children in elementary school. Most countries focus their attention on in-depth program and execute various fast proceeding, and in-depth program is generally executed in elementary schools and fast proceeding program is executed in middle and high schools. It is desirable that education for the gifted children in science in elementary schools is managed as the form of a special program after class, special deepening class during Saturday afternoon and special program during vacation. It is in need of activation of education centers under university or in education office for the gifted children in science as a way of education except for school. Especially, for students in elementary schools, education centers under teacher's colleges in each city and province can be utilized. Third, the government of Singapore manages training teachers for the gifted children in science in elementary schools and university or local self-government is generally managing various things such as educating and producing teachers, continuous training and establishing supporting system in most countries including U.S.A. In Korea, a teacher's college may take the role of training and producing teachers for them. Especially, for students in elementary schools, training teachers in a teacher's college can be thought to be one way of it. For this, it is needed that training teachers in charge in actual scene should be intensified and training program for them should be executed in science education center for the gifted children under university or education office in city and in province under the control of government. It is suggested that the opportunity of training for other teachers should be enlarged so that they can understand and have the chance of participating actively in education, and that various benefits should be given for the encouragement of the teachers if charge of education for the gifted children. As summarization of this study, it is expected that this study can be utilized as a reference education materials for the gifted children in science.