화학반응의 양적 관계에 대한 화학교사의 교수 효능감 및 교수 갈등

이선금 강원대학교 교육대학원 2023 국내석사

본 연구의 목적은 화학반응의 양적 관계에 대한 화학교사의 교수 효능감과 교수 갈등에 대해 알아보는 것이다. 이를 위해 고등학교 화학 교사 72명을 대상으로 설문조사를 하였고, 2명을 면담하였다. 설문을 분석한 결과, 화학 교사들은 교과서 수준의 화학반응 양적 관계에 대해서는 효과적인 교수법을 가지고 있는 것에 비해 대학수학능력시험 화학반응 양적 관계에 대한 문제 풀이 강의에 대해서는 교수 효능감이 낮았으며, 대학수학능력시험의 양적 관계 문제 풀이 지도에 대해 갈등이 있다고 응답한 교사는 91.7%이었다. ‘화학반응 양적 관계’ 수업을 학생들이 어려워하는 이유에 대하여 교사들은 몰개념이 제대로 성립되지 않은 상태에서 양적 관계 문제를 수학의 계산 문제로 인식하기 때문이고, 대학수학능력시험의 양적 관계 문항은 이러한 어려움의 상황을 극대화한 문제이기 때문이라고 인식하고 있었다. ‘화학반응의 양적 관계’ 교수에서의 화학교사의 갈등의 가장 큰 원인은 고난도 수능 문제의 어려움으로 발생하는 문제점이며, 이 갈등의 해결 방법으로 수능을 보는 학생들을 위해 문제 풀이를 지도하는 ‘변경형 대응’ 방안을 선택하고 있다는 것을 알 수 있었다. 이러한 학교 현장의 갈등은 대학수학능력시험 출제 문항의 변화와 화학Ⅰ 교육과정의 개편을 통해 해소될 수 있다. 교육과정의 개편을 통해 화학Ⅰ의 내용에서 개념을 충실히 다루고, 대학수학능력시험에서도 난이도 높은 수학위주의 문항보다는 개념중심의 문항이 출제될 필요가 있다. 또한, 화학반응의 양적 관계 학습에 필수적인 수학적 사고를 다루는 교수법을 개발할 필요가 있다. 이를 통해 화학Ⅰ 응시자 감소, 학생들의 화학 과목에 대한 흥미 감소 등의 문제를 해결할 수 있기를 기대한다. The purpose of this study is to investigate chemistry teachers' teaching efficacy and teaching conflicts on the quantitative relationship of chemical reactions. For this purpose, 72 high school chemistry teachers were surveyed and 2 were interviewed. As a result of analyzing the questionnaire, chemistry teachers had an effective teaching method for the quantitative relationship of chemical reactions at the textbook level, but had a low teaching efficacy for teaching the quantitative relationship of chemical reactions in the College Scholastic Ability Test. 91.7% of teachers responded that they had conflicts with the quantitative relationship problem solving guidance. The biggest cause of the chemistry teacher's conflict in the "Quantitative Relationship of Chemical Reactions" was the difficulty of the high-level CSAT, As a solution of this conflict, most of them chose the 'modified type' response that guides problem solving for students taking the CSAT. Such conflicts in schools can be resolved through changes in the questions of the CSAT and reorganization of the Chemistry I curriculum. Through the reorganization of the curriculum, it is necessary to deal with concepts in the content of Chemistry 1, and to provide concept-oriented questions rather than difficult math-oriented questions in the CSAT. In addition, it is necessary to develop teaching methods that deal with mathematical thinking essential for learning the quantitative relationship of chemical reactions. Through this, it is expected that problems such as the decrease in Chemistry I applicants and the decrease in students' interest in Chemistry subjects can be solved.

광합성 실험에서 BTB 용액의 변색에 대한 교과서 분석 및 예비 교사의 이해도 조사

김지명 강원대학교 대학원 2013 국내석사

‘식물의 광합성과 호흡'은 생명 과학 영역에서 다루는 개념이지만 출입하는 기체를 확인하는 실험은 BTB 용액의 색변화에 대한 화학적 이해가 바탕이 되어야 한다. 이 연구의 목적은 BTB 용액의 변색 과정에 대해 교과서에 제시된 색변화의 양상과 화학적 설명을 분석하고, 예비 교사의 색변화에 대한 이해를 조사하여 '광합성과 호흡' 실험의 문제를 개선하는 것이다. 이를 위해 『2007 개정 과학과 교육과정』에 따른 중학교 「과학 1」 교과서 8종을 대상으로 실험에 사용된 BTB 용액의 색과 광합성 후의 색을 분석하고, 예비 교사 204명을 대상으로 설문을 실시하였다. 교과서 분석 결과, ‘광합성과 호흡’ 실험에 사용한 BTB 용액의 초기 색깔은 청색과 녹색 두 가지로 나타났으며, 광합성 이후의 색변화에 있어서 색깔이 같은 BTB 용액을 사용하였음에도 불구하고 교과서 별로 다른 색변화를 제시하고 있어 혼동의 여지가 있었다. 문헌을 참고하여 BTB 지시약을 제조하고 교과서 실험을 재현한 결과, 지시약의 제조 방법에 따라 결과는 다양한 양상으로 나타났다. 예비 교사들의 이해도 조사 결과, ‘광합성 과정에서 이산화탄소를 소모하기 때문에’ 처음 사용한 BTB 용액의 색깔 즉, 청색은 청색으로 녹색은 녹색으로 돌아간다는 의견이 가장 많았다. 그러나 상당수의 예비 교사들은 초기 BTB 용액의 색깔이 청색이거나 녹색인 것과 상관없이 광합성 후에 청색으로 된다고 응답하였는데, 이들은 변색 이유로 산소의 발생으로 인해 용액의 액성이 염기성이 된다고 생각하는 비율이 높았다. 한편, 초기 용액의 색이 청색이거나 녹색인 것과 상관없이 광합성 후에 녹색으로 된다고 응답한 예비 교사도 많았는데, 이들은 초기 용액의 액성에 대한 고려없이 이산화탄소가 사라지면 중성이 되기 때문이라고 인식하고 있었다. 이러한 BTB 용액의 색변화에 대한 혼동과 이해에 있어서 문제점을 해결하기 위해서는 광합성과 호흡 실험에 적합한 표준 BTB 용액의 제조 방법을 개발하고, 교과서에서 BTB 용액의 변색 이유에 대한 설명이 추가적으로 제시될 필요가 있다.

북한 화학교사교육 교재의 분석

황태승 강원대학교 대학원 2023 국내석사

본 연구의 목적은 북한에서의 화학교사교육을 이해하기 위한 기초적인 자료를 제공하는 것이다. 이를 위해 북한의 화학교사교육 교재인 중학교화학교수방법론, 중학교화학교재분석, 중학교화학교수설계 3권을 분석하고, 남한의 화학교사교육교재와 비교, 분석하였다. 그 결과, 북한은 화학교사교육에서도 북한의 사회주의 국가 체제 유지를 추구하고 있음을 알 수 있다. 또한 북한의 화학교육은 실천 실습 중심의 실용적 성격이 강하며, 남한의 화학교육은 이론적인 측면이 강함을 알 수 있었다. 과학철학, 과학학습심리 등의 과학교육이론 관련 내용은 북한 교사교육 교재에는 전혀 포함되어 있지 않았다. 북한의 화학교육은 교육내용을 다양한 준거로 분류하고, 그에 맞는 수업형태와 교수방법을 고안하고, 다양한 예시와 연습과제를 제시하고 있었다. 또한 수업, 연습 및 복습, 실험의 교수형태와 교육내용의 유형에 따라 맞춤형 교수방안을 제공하고, 이를 교수설계 단계에서 고려하여 교수안을 작성하는 체계적인 교사교육 시스템을 가지고 있었다. 북한의 화학교육과 남한의 화학교육 비교를 통해 각 체제의 화학교육의 장단점을 인식하고 개선할 필요가 있다. The purpose of this research is to provide basic materials for understanding chemistry teacher education in North Korea. For this purpose, three volumes of North Korean chemistry teaching materials, middle school chemistry teaching methodology, middle school chemical property analysis, and middle school chemistry teaching design, were analyzed and compared with South Korean teaching materials for chemistry teaching. As a result, it can be seen that North Korea is seeking to maintain its socialist state system even in chemical teacher education. It was also found that North Korea's chemistry education has a strong practical character centered on practice, while South Korea's chemistry education has a strong theoretical aspect. Content related to science education theory, such as science philosophy and science learning psychology, was not included in the North Korean teacher education materials. Chemistry education in North Korea categorized educational content into various standards, devised class formats and teaching methods suitable for them, and presented various examples and exercises. In addition, a systematic teacher education system that provides customized teaching plans according to the type of teaching form and educational contents such as classes, practice, review, and experiments, and considers these at the teaching design stage to create teaching plans. had. It is necessary to recognize and improve the strengths and weaknesses of chemical education in each system by comparing chemical education in North Korea and South Korea.

중학교 과학과 원격 탐구수업의 개발 및 효과

서영미 강원대학교 교육대학원 2022 국내석사

본 연구의 목적은 비대면 원격수업 상황에서 교사-학생, 학생-학생 상호작용을 강조하고, 가정에서 실험이 가능한 원격 탐구 수업을 개발하여 적용한 후 그 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 전체 7차시의 원격 탐구 수업자료를 개발하였으며, 강원도 소재 중학교 1학년 18명 대상으로 원격 탐구 수업을 진행하였다. 수업은 ‘온라인 클래스 화상수업’ 플랫폼을 사용하여 실시간으로 진행하였으며, 띵커벨 보드, 패들렛, 구글폼 등의 상호작용 툴을 활용하였다. 원격 탐구 수업의 효과성을 분석하기 위하여 과학과 핵심역량 검사, 과학탐구능력 검사(TSPS)를 사전·사후에 실시하였으며 학생들의 원격 탐구 수업에 대한 인식 분석을 위한 사후 설문을 실시하였다. 설문을 분석한 결과, 원격 탐구 수업의 적용으로 과학 핵심역량, 과학 탐구능력이 향상되었다. 원격 탐구 수업에 대한 학생들의 인식에서는 학교에서의 수업과는 다르게 개별 실험 도구의 사용으로 모든 실험을 학생 개개인이 직접 수행할 수 있는 것을 가장 큰 장점으로 인식하고 있었다. 또한, 원격 탐구 수업에서 의사소통을 더 원활하게 할 수 있다고 인식하였으며 수업 중 교사-학생, 학생-학생 간 의사소통이 활발하게 진행되었고, 수업에 도움이 되었다고 생각하는 것으로 나타났다. 결과를 바탕으로 원격 탐구 수업의 적용과 효과성에 대한 시사점을 제공하였다. 비대면 원격 수업 상황에서 탐구 수업의 적용은 위드 코로나 시대를 대비한 과학 교수-학습방법의 방향을 제시하였다는 의의가 있으며, 코로나시대가 종식되더라도 미래과학교육을 대비하기 위해 꼭 필요한 과정이라 할 수 있겠다. The purpose of this study is to develop remote experimental classes that can be done at home and to find out the effect after applying. These are emphasizes teacher-student, student-student interaction in a non-face-to-face remote class situation. To this end, a total of 7 remote experimental class materials were developed, and experimental classes were conducted five times for 18 first-year middle school students in Gangwon-do. Classes were conducted in real time using the 'Online Class Video Class' platform, and interaction tools such as the ‘Thinkerbell board’ and ‘Google survey’ were used. In order to analyze the effectiveness of remote experimental classes, science core competency tests and science exploration ability tests (TSPS) were conducted in advance and after, and post-survey was conducted to analyze students' perceptions of remote experimental classes. As a result of analyzing the survey, the application of remote experimental classes improved the core competencies of science and the ability to explore science. In students' perception of remote experimental classes, unlike experimental classes in schools, the biggest advantage was that each student could directly perform all experiments by using individual experimental tools. In addition, it was recognized that communication could be smoother in remote experimental classes, and it was found that teacher-student, student-student communication actively progressed during class, and that it was helpful in class. Based on the results, implications for the application and effectiveness of remote experimental classes were provided. In the context of non-face-to-face remote classes, the application of experimental classes is meaningful in that it presented the direction of science teaching-learning methods in preparation for the With Corona era, and even if the Corona era ends, it is a necessary process to prepare for future science education.

논박에 기반한 문제해결수업모형의 개발과 적용

어선숙 강원대학교 대학원 일반대학원 2015 국내박사

과학교육에서는 2007개정 교육과정부터 창의적 사고력과 의사소통능력, 글쓰기 능력을 포함한 창의적 문제해결력을 강조하고 있다. 이 연구는 일반적인 과학수업에서 창의-비판적 사고력과 문제해결력을 신장시킬 수 있는 적합한 수업모형을 개발하고, 적용하여 그 효과를 알아보기 위해 수행하였다. 연구를 위해 여러 문제해결수업의 특징을 조사하였으며, 그 중 미래문제해결프로그램을 적용한 사전연구를 통해 수업효과와 문제점을 알아보았다. 이 결과를 바탕으로 논박기반문제해결(Refutation-driven Problem Solving; RdPS)수업모형을 개발하였다. RdPS는 학생상호간, 학생교사간 논박과 피드백을 강조하는 수업방법으로, 문제상황 인식-문제의 발견과 명료화-해결책 탐색과 초기 의사결정-중간발표와 논박-해결책 결정-해결책 발표의 6단계를 따른다. RdPS의 수업효과를 알아보기 위해 중소도시에 소재한 중학교 3학년 6개 반 218명 학생을 대상으로 3명의 교사가 각각 1개 반씩 실험반과 통제반의 수업을 실시하였다. 수업의 결과는 과학적 태도, 창의-비판적 사고력, 문제해결력을 양적 통계분석을 하였다. 양적 분석을 보완하기 위해 학생의 수업소감 서술 내용을 분석하고, 수업을 진행한 교사들의 포커스 그룹 인터뷰를 실시하였다. 양적 통계분석 결과 실험반인 RdPS수업반은 통제반인 PS수업반에 비해 과학적 태도, 창의-비판적 사고력, 문제해결력이 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 질적 분석 결과 학생들은 RdPS수업의 중요한 특징을 의사소통으로 인식하고 있었다. 또한 RdPS수업에서는 PS수업에서 두드러지게 나타나지 않은 사고, 문제해결 및 반론과 질문에 대한 인식을 하는 비율이 높게 나타났다. 또한, 수업을 진행하였던 교사들은 RdPS수업모형을 적용한 수업의 논박과정을 통해 학생들의 사고가 수정되는 효과가 있었으며, 학생 상호작용에 의한 검토, 피드백 등이 문제해결력을 증진시키는 효과가 있었다고 말하였다. 이에 비추어 볼 때 RdPS수업모형은 일반적인 과학수업에서 과학적 태도와 창의-비판적 사고력 및 문제해결력을 신장시키고자 할 때 활용할 수 있는 의미 있는 수업모형이 될 것으로 기대된다. In science education, creative problem solving ability, including creative thinking ability, communicative competence, and writing skills, has been highlighted since the 2007 Revised Educational Curriculum. The purpose of this study was to examine the effect of the Refutation-driven Problem Solving: RdPS model which was developed and applied to a classroom activity, improving thinking ability and problem solving. For this study, the characteristics of various Problem Solving Models were reviewed, and among them, through prior research based on the Future Problem Solving Program, the class effects and drawbacks of this study have been investigated. As a result, the Refutation-driven Problem Solving: RdPS model was developed. The RdPS model is a teaching process that emphasizes refutation and feedback between teachers and students or students and students and has six steps: problematic situation suggestion, problem identification and clarification, finding solutions and early decision making, interim presentation and refutation, definitive solution and final presentation. For this research, 218 middle school students, 3rd graders taught by 3 teachers in small and medium-sized cities, were divided into two groups: a control and an experimental group. The results of quantitative analysis show meaningful effects in the scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving of the RdPS model. To compensate for the shortcomings of quantitative research, students’ reviews of the RdPS model were analyzed and the teachers who engaged in the experiment took part in a personal interview. The result of the quantitative research showed that the students in the RdPS model had more scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving skills than in the PS model. The qualitative result was one that the students in the experimental group thought that communication skills were the most important aspect of the RdPS model. Thinking, problem-solving, counterargument and understanding questions were also more highly recognized in the RdPS lesson than the PS lesson. The result of the teachers’ focus group interview showed that students have changed their thinking in the RdPS model. Monitoring became embedded in students’ interactions and feedback has been improved. The RdPS model will be a helpful teaching model to improve scientific attitude, creative-critical thinking and problem-solving in middle school science classes.

과학교사의 대학원 경험과 의미에 관한 사례 연구 : 과학 연구 경험을 중심으로

유정 강원대학교 대학원 2022 국내석사

본 연구에서는 과학 교사의 대학원 경험에 대한 이해가 필요하다는 문제의식에서 출발하여 석사 학위 논문으로 이학 논문을 작성하여 졸업한 과학 교사들의 대학원 경험에서 교육학적 의미를 찾아보고자 하였다. 이를 위해 교사로 재직 중 대학원에 진학하였으며, 4년 이상의 학생 연구 지도 경험을 가진 과학 교사를 대상으로 연구를 진행하였다. 연구 방법은 면담 중심의 질적 사례 연구로 하였으며, 대학원 진학 동기와 대학원에서의 경험, 경험의 의미, 앞으로 꿈꾸는 미래에 관한 질문을 통해 특징을 파악하고자 하였으며 과학 연구 경험을 중심으로 분석하였다. 연구 결과 과학 교사들은 ‘탐구 지도의 벽에 부딪히면서’, ‘교사로서 성장하기를 위한 결심’으로 대학원을 진학하게 되었다. 따라서 교과교육학보다는 교과내용학에 대한 학습 열의가 높았으며, 이에 대학원에서의 경험도 ‘과학 연구’에 중점을 두고 이루어졌다. 과학 교사들에게 중요한 대학원의 경험은 ‘과학 연구의 맛을 보고’ ‘진짜 공부를 하며’, ‘과학 하는 사람들을 만나는 것’ 이었다. 또한 대학원 경험을 통해 ‘탐구 지도에 대한 자신감을 얻고’ ‘과학 수업을 위한 다채로운 재료를 얻었으며’, ‘과학자들과의 네트워크를 만들었다.’ 과학 교사들은 학교 현장으로 돌아간 후에도 여전히 교사로서 성장하고 있었다. ‘연구하는 교사’로, ‘과학 교사들의 리더’로 활약을 하는 중이었으며 ‘다양한 미래를 꿈꾸며’ 한발씩 앞으로 나아가는 중이었다. 이 연구를 통해 첫째, 과학 교사의 대학원 경험에 대한 심층적인 이해를 제공할 수 있으며, 둘째, 과학 교사들이 의미 있는 대학원 경험을 통해 과학 교사로서의 전문성을 발휘할 수 있도록 시사점을 제시할 수 있다. Starting with the need to understand the graduate experience of science teachers, this study attempted to find the pedagogical meaning in the graduate experience of science teachers who graduated by writing a science thesis with a master's thesis. To this end, a study was conducted on science teachers with more than 4 years of experience in student research guidance. The research method was an interview-oriented qualitative case study, and the characteristics were identified through questions about the motivation to go to graduate school, the meaning of experience, and the future of dreams, and analyzed focusing on scientific research experiences. According to the study, each student is going to graduate school with various goals, but in common, it was possible to derive “decide to grow up as a teacher” and “to face the wall of inquiry guidance”. Therefore, the enthusiasm for learning about Content Knowledge(CK) was higher than that of Pedagogical Knowledge(PK), and accordingly, the experience in graduate school was also focused on scientific research. The experiences of graduate school, which are important to science teachers, were “tasting scientific research”, “really studying”, and “meeting scientists”. In addition, through their graduate school experience, They “gained confidence in exploration guidance”, “gained a variety of materials for science classes”, and “created a network with scientists”. Science teachers were still growing as teachers after returning to the school site. They were moving forward on by one as a "teacher who researches" and as a "leader of science teachers" and as a "dreaming of various futures.“ Through this study, first, it is possible to provide an in-depth understanding of science teachers' graduate experiences, and second, it is possible to present implications for science teachers to demonstrate their expertise as science teachers through meaningful graduate experiences.

2015 개정 교육과정 화학Ⅰ 수행평가 실태 및 화학 교사들의 인식 분석

김홍일 강원대학교 대학원 2023 국내석사

본 연구는 고등학교 교육 현장에서 2015 개정 교육과정 화학Ⅰ 수행평가가 어떻게 시행되고 있는지 실태를 분석하고 수행평가의 계획·시행 과정에서 어떤 어려움이 있는지에 대한 화학 교사들의 인식을 파악하여 수행평가 운영에 대한 바람직한 방향을 제안하기 위해 수행되었다. 이를 위해 전국 지역 중 서울특별시, 강원도, 충청남도 지역에 소재한 일반고등학교 272개교의 화학Ⅰ 평가 계획서를 수집하여 총 1,012개의 수행평가 과제를 분석하였다. 이후 고등학교 화학 교사 4명을 선정하여 초점집단 면담을 실시하였으며, 수행평가 반영 비율, 평가 주체, 활동 유형 및 평가 방식, 문제점 및 개선방안에 대해 논의하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 고등학교 화학Ⅰ 과목의 수행평가 반영 비율은 한 학기당 40%를 반영하는 학교가 가장 많았다. 평가 주체는 모든 수행평가 과제에 대해 교사 평가가 이루어졌으며 동료 평가 및 자기 평가 사례는 극소수에 불과했다. 수행평가 활동 유형을 분석한 결과 실험 430개(42.5%), 학습활동지 389개(38.4%), 조사 143개(14.1%), 독서 24개(2.4%), 과학 글쓰기 17개(1.7%), 기타 9개(0.9%) 순으로 나타났으며 화학Ⅰ 수행평가를 실시하는 교사들은 주로 실험과 학습활동지를 선호하는 것으로 나타났다. 실험 유형의 수행평가에서 가장 선호하는 평가 방식은 실험보고서이며, 탐구 수행과 자료의 수집·분석 및 해석과 같은 탐구 기능 요소를 주로 평가하였다. 평가 단원 및 실험 주제로는 주로 1단원의 양적 관계 실험, 4단원의 중화 적정 실험이 많이 활용되었다. 학습활동지 유형의 수행평가에서 많이 활용된 평가 방식은 일회성 서술형 활동지 평가였다. 조사 유형의 수행평가에서 많이 활용된 평가 방식은 조사보고서와 발표이며, 주로 1단원의 실생활 속 화학의 주제로 수행평가가 이루어졌다. 화학 교사들은 화학Ⅰ 수행평가를 실시할 때 평가의 객관성과 신뢰성을 지나치게 강조함에 따라 실험보고서나 일회성 학습활동지와 같은 산출물 형태의 수행평가 방식을 선호하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 고등학교 교육 현장에서는 다양한 수행평가 방식이 아닌 특정 수행평가 방식을 선호함을 알 수 있었고, 교사가 겪는 수행평가 운영에 대한 어려움과 그 원인을 인식하고 국가 및 학교 차원에서의 지원과 개선이 필요함을 제언하였다.

두 풍선 실험(Two-balloon experiment)에 대한 고등학생과 예비교사의 설명 탐색

박세희 강원대학교 2016 국내석사

본 연구의 목적은 크기가 다른 풍선 두 개를 긴 호스로 연결하고 콕을 막아두었다가 열었을 때 두 풍선의 크기 변화를 다루고 있는 ‘두 풍선 실험(Two-balloon experiment)’에 대한 고등학생들과 예비교사들의 설명을 탐색하는 것이다. 이를 위해 강원지역 고등학생 55명과 사범대학에 재학 중인 화학교육전공과 물리교육전공 예비교사 30명에게 ‘두 풍선 실험’ 관찰 전과 관찰 후, 풍선의 부피 변화와 그 이유에 대하여 질문지에 응답하도록 하였다. 또한 예비교사의 경우, 소집단 토의를 수행하여 예비교사의 전공에 따른 특성과 토의과정에서의 설명 변화를 살펴보았다. 질문지 분석 결과, 실험 관찰 전 고등학생들과 예비교사들 두 집단 모두 ‘두 풍선의 크기가 같아질 것이다’라고 예측하는 응답자가 가장 많았다. 고등학생들은 공기의 양이 많을수록 압력이 커진다고 보는 직관적 관념을 가지고 있었고, 대부분이 풍선의 탄성을 인식하지 못하였다. 일부는 풍선의 크기가 그대로 유지될 것으로 예상하였으며, 이는 두 풍선에 미치는 대기압이 동일하므로 풍선의 내부압력이 평형을 이루기 때문으로 설명하였다. 이러한 인식은 예비교사들도 유사한 경향을 보였으며, 물리교육전공 예비교사의 경우, 풍선의 탄성을 인식하여 설명하는 경향이 있었다. 현상 관찰 후에 고등학생들은 풍선의 부피 변화 이유를 보일의 법칙을 적용해서 설명하거나 재 진술하였으며, 화학교육전공의 예비교사는 풍선의 겉넓이와 압력과 관련된 식을 적용하여 설명하는 등 현상에 맞추어 자신에게 친숙한 이론을 차용하여 설명하려는 경향을 보였다. 각 전공별 예비교사의 설명 특성을 분석한 결과, 화학교육전공의 경우 입자 관점으로, 물리교육전공의 경우 탄성, 힘의 합력으로 설명하려는 특징이 나타났다. 대부분의 예비교사들은 소집단 토의 전 풍선의 부피 변화를 풍선의 내부압력, 외부압력, 탄성에 의한 압력의 관점 중의 일부를 고려하여 설명하였으나, 소집단 토의 후 다른 동료 예비교사의 관점을 수용하여 ‘두 풍선 실험’의 전체 시스템을 고려하여 설명하려는 변화를 나타냈다. 그러나 일부 예비교사는 자신의 설명 관점을 그대로 유지하였다. 결과를 바탕으로 ‘두 풍선 실험’을 이용한 탐구 자료의 개발과 관련된 시사점을 논의하였다. The purpose of this study was to explore the explanation of high school students and pre-service teachers about ‘Two-balloon experiment’ which deals with the change in two different sized balloons which are connected with a long hose when the closed cock opens. So, we surveyed 55 high school students and 30 pre-service teachers who majored chemistry education and physics education at college of education. Before the observation of ‘Two-balloon experiment’, they had to predict the size change of two balloons. After the observation, they had to explain the reason of phenomena. Also, pre-service teachers small group discussion was recorded to examine the characteristics and changes of explanation according to their major. As a result, most of high school students and pre-service teachers predicted that the two balloons will have same size. High school students had intuitive idea such as ‘more air has more pressure’ and most of them were not aware of elasticity. Some students predicted that the size of the balloons will remain and explained like that the atmospheric pressure applied to the both balloons is same. Pres-service teachers also showed the similar results, but physics pre-service teachers explained using the elasticity of balloon. After observation, high school students tried to explain by applying Boyle’s law and chemistry pre-service chemistry teachers tried to explain using the surface area and internal pressure of balloon. Both of them is to adjust the plausible theories for the phenomenon. The characteristics according to pre-service teachers’ major is that chemistry pre-service teachers explained using particles, and physics pre-service teachers explained using elasticity and resultant force. Most of them explained the phenomena considering only some part among the inner pressure, the outer pressure, and the elasticity of balloon before the small group discussion. But after small group discussion, some considered all of them by accepting the colleagues’ opinion, and some maintained their perspective. A few implications for the development of inquiry materials using ‘Two-balloon experiment’ were discussed based on the results.

‘보일의 법칙’의 전제 조건에 대한 중·고등학생의 이해 조사

신해진 강원대학교 2014 국내석사

많은 학생들이 보일의 법칙을 다양한 사례에 바르게 적용하지 못하는 것은 보일의 법칙이 성립하기 위한 전제조건에 대한 이해의 부족에서 비롯된다. 하지만 실제 학생들이 다양한 사례가 제시되었을 때, 각각의 사례에 대해 보일의 법칙을 어떻게 적용하고 있으며, 그 바탕에 어떠한 오개념이 형성되어 있는지에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 보일의 법칙이 성립하거나 성립하지 않는 사례들을 다양하게 제시하여 보일의 법칙의 전제조건에 대한 중·고등학생의 이해를 좀 더 구체적으로 조사하고자 하였다. 이를 위해 중학생 214명, 고등학생 22명을 대상으로 감압용기 내의 다양한 상황에서 결과를 예측하고, 각각에 대한 이유를 기술하는 설문조사를 실시하고, 이들의 응답을 유형화 하였다. 그 결과 각각의 사례에 대해 평균적으로 전체 학생의 10.2%만이 과학적 사고를 하고 있는 것으로 나타났다. 과학적 답변을 하지 않은 학생들의 유형은 크게 네 가지로 나타났다. 첫째, 공기의 존재 여부만으로 보일의 법칙을 기계적으로 적용하는 경우이다. 둘째, 감압용기 실험에서 시스템 내부에만 집중하여 외부압력의 변화를 인식하지 못한 채 결과를 예측하는 경우이다. 셋째, 보일의 법칙이 성립하기 위한 전제조건으로서 시스템을 구성하는 물질의 강도나 신축성을 제시한 경우로 유연계에 대한 인식이 명확하지 않았다. 마지막으로 각각의 사례에 대한 응답 결과에 일관성이 부족한 경우이다. 이와같은 결과를 통해 각각의 경우에 대해 이를 해결하기 위한 제안점을 제시 하였다. It is known that many students have the difficulties in applying Boyle’s law to various examples which is due to the lack of understanding about the system requirements for Boyle’s laws. However, it is not well known that how students apply Boyle’s law to each example and what kind of misconceptions they have. On this background, the purpose of this study was to investigate the understanding of middle and high school students on the system requirement of Boyle’s law with various examples which are applicable or not applicable to Boyle’s law. For this, 214 middle school students and 22 high school students were surveyed to describe the expected results of various decompression experiments and the reason for the expectation, and then their responses was analyzed. Consequently, only 10.2% students had the sound understanding about the system requirement. There were four types of students' misunderstandings. First type of students automatically applied Boyle’s law with checking only the existence of air. Second, some students expected the result without taking into consideration of the external pressure change because they had focused on the internal pressure change in decompression experiments. Third, some students considered the properties of material that constitutes the system such as ‘strength’ and ‘elasticity’ as system requirements for Boyle’s law, which means that they have the uncertain understanding of flexible system. Lastly, there is the lack of consistency in answers about each examples. The resolutions for each type were discussed based on the results.

시각자료를 활용한 과학글쓰기 수업이 고등학생의 서술형 평가에 대한 학업성취도와 인식에 미치는 효과

홍안나 강원대학교 교육대학원 2013 국내석사

본 연구의 목적은 고등학생들의 서술형 평가에 대한 학업성취도와 인식에 관하여 시각자료를 활용한 과학 글쓰기 수업의 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위해 고등학교 화학Ⅰ 교육과정의 ‘개성 있는 원소’ 단원에서 9개의 주제를 선정하고 시각자료를 활용한 과학글쓰기 프로그램을 개발하여 8차시의 수업에 적용하였다. 고등학교 2학년 123명을 대상으로 비교 집단은 강의식 수업을 진행하고, 실험 집단은 수업의 도입 단계와 마무리 단계에서 동일한 시각자료에 대하여 2회의 과학글쓰기를 진행하였다. 사전·사후 검사로 서술형 문항의 학업성취도 검사와 인식 검사를 실시하고, 성취 수준에 따라 상중하의 세 집단으로 구분하여 이원 공변량 분석을 하였다. 그 결과, 서술형 문항의 학업성취도 검사에서 처치의 주 효과는 나타나지 않았으나 성취 수준과 수업 처치 사이에 유의미한 상호작용 효과가 나타났다. 서술형 평가에 대한 학생들의 인식에는 긍정적인 효과를 보였는데, 특히 서술형 평가의 가치 인식에서 주 효과가 나타났고, 서술형 평가에 대한 선호도에 상호작용 효과가 나타났다. 그러나 서술형 평가에 대한 수행 의지, 학습 방법, 작성 요령에 대하여 처치의 효과는 나타나지 않았다. 시각자료를 활용한 과학글쓰기 수업에 대한 학생들의 인식 결과를 토대로 연구 결과에 대한 시사점을 논의하였다.