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.

과학과 탐구수업에 대한 초등 교사의 자아개념과 교수 불안의 관계

張銀辰 서울교육대학교 교육대학원 2010 국내석사

본 연구는 과학과 탐구수업에 대한 초등학교 교사의 자아개념과 교수 불안을 조사, 분석함으로써 이 두 요소간의 상관관계를 알아보아 탐구 수업에 있어서 교사의 교수 불안을 줄일 수 있는 방안을 찾는 데 도움을 주는 것에 목적이 있다. 이를 위해 과학과 탐구 수업에 대한 초등학교 교사의 자아개념과 교수 불안을 묻는 질문지를 개발하여 서울 지역 초등학교 교사를 대상으로 조사한 후, 그 결과를 SPSS처리 프로그램으로 분석을 하였고, 두 요소 간의 상관관계를 심층적으로 알아보고자 인터뷰 집단을 선정하여 인터뷰를 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학과 탐구수업에 대한 초등학교 교사의 자아개념은 보통 수준보다 다소 높게 나타났으며, 과학 지식 안내 영역에 비해 탐구 활동 조력 영역이나 수업 운영 영역에서 교사의 자아개념이 상대적으로 낮게 나타났다. 이를 통해 기존의 교사교육이나 연수가 다소 과학 지식 전달에 치우쳐있다고 판단할 수 있다. 한편, 과학과 탐구 수업에 대하여 초등학교 교사의 자아개념은 배경 변인에 따라 다소 차이가 나타났다. 특히, 여교사, 연령이 낮은 교사, 과학교육 심화전공을 하지 않은 교사일수록 과학과 탐구수업에 대한 자아개념이 약하게 나타났다. 그 중, 연령이 낮은 교사와 과학교육 심화전공을 하지 않은 교사에게서 자아개념이 약하게 나타나는 것은 과학과 탐구수업에 대한 이해를 높이거나 실제 탐구 수업 기술에 대해서 배울 수 있는 직접적 혹은 간접적 교육 기회가 부족했기 때문이라고 판단된다. 둘째, 과학과 탐구수업에 대한 초등학교 교사의 교수 불안은 보통 수준보다 다소 낮게 나타났으며, 과학 지식 안내 영역이나 탐구 활동 조력 영역에 비해 수업 운영 영역에서 교사의 교수 불안이 상대적으로 높게 나타났다. 이를 통해 초등학교 교사들은 탐구 수업에서 수업 운영 부분이 제대로 이뤄지지 않고 있다고 판단할 수 있다. 한편, 과학과 탐구 수업에 대하여 초등학교 교사의 교수 불안은 배경 변인에 따라 다소 차이가 나타났다. 그 중, 여교사, 연령이 낮은 교사, 과학교육 심화전공을 하지 않은 교사일수록 과학과 탐구 수업에 대한 교수 불안이 높게 나타났다. 특히, 연령이 낮은 교사와 과학교육 심화전공을 하지 않은 교사의 경우 교사 교육을 통해 배운 탐구 수업에서의 교사의 역할과 실제 스스로가 행하는 교사의 역할에서 괴리가 있기 때문에 불안이 조성된 것으로 판단할 수 있다. 셋째, 과학과 탐구수업에 대한 초등학교 교사의 자아개념과 교수 불안의 관계에서 수업 운영 영역은 보통의 부적 상관관계가 나타났고, 과학 지식 안내 영역 및 탐구 활동 조력 영역에서는 상당히 높은 부적 상관관계가 나타났다. 이를 통해 과학과 탐구수업에서 자아개념이 강할수록 교수 불안이 낮다는 것을 알 수 있다. 끝으로 과학과 탐구 수업에 대한 자아개념과 교수 불안을 정확하게 파악하여 교사 교육을 개발·운영함으로써 교사의 자아개념은 강화하고 교수 불안을 감소시켜서 초등학교 교사들이 과학과 탐구 수업에서 보다 자신의 역할을 효과적으로 해낼 수 있도록 해야 할 것이다. The purpose of this study is to look into self-concept, teaching anxiety of elementary school teachers about inquiry instruction in science class, and investigate correlations among them. Therefore, this study is expected to provide fundamental data, which is useful to find the way to reduce teachers' teaching anxiety about inquiry Instruction in the science class. For this study, the survey was carried out on 338 elementary school teachers, and the interview was conducted with 5 of them. The results of this study are as follows; 1. Self-concept of elementary school teachers about inquiry instruction in science class was higher than usual. And the teachers who were male, older and majored in science education showed higher self-concept about inquiry instruction in science class. 2. Teaching anxiety of elementary school teachers about inquiry instruction in science class was lower than usual. And the teachers who were male, older and majored in science education showed lower teaching anxiety about inquiry instruction in science class. 3. The correlation of self-concept and teaching anxiety of elementary school teachers about inquiry instruction in science class was an negative interrelation. This presents that the teachers, who have higher self-concept about inquiry instruction in science class, have less teaching anxiety than those who have lower one. Consequently, teacher training and retraining programs should be developed and conducted by grasping teachers' self-concept and their anxiety, to reduce anxiety about inquiry instruction in science class.

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.

2007과 2009년 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 교과서 발문 유형 비교 분석 : 물리 영역 중심으로

고은주 광주교육대학교 2018 국내석사

본 연구는 2007과 2009 개정 교육과정에 의한 초등학교 과학 교과서의 물리 영역의 발문 유형을 비교하고, 교과서에 실린 발문들이 교육과정이 지향하는 바와 학생들의 탐구 과정 및 발달 수준에 적합하게 구성되어 있는지 분석하여 앞으로 개정될 과학과 교과서 발문에 시사점을 찾고자 하였다. 연구의 목적을 이루기 위하여 아래와 같이 연구 문제를 설정하였다. 첫째, 2007과 2009년 개정 교육과정별로 초등학교 3~6학년 과학과 교과서 물리영역에서의 학년별 발문 유형의 특징은 어떠한 것이 있는가? 둘째, 2007과 2009년 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 3~6학년 교과서 물리영역에서의 단원별 발문 유형의 특징은 어떠한가? 셋째, 2007과 2009년 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학과 3~6학년 교과서 물리영역에서의 차시별 발문 유형의 특징은 어떠한가? 2007과 2009 개정 교육과정에 따른 과학 교과서의 발문들을 비교하고 이를 분석하기 위해서 물리 영역에 해당하는 17개 단원을 분석하였다.(2007년 개정 교육과정에서 9개 단원, 2009 개정 교육과정에서 8개 단원) 본 연구를 위하여 교과서에 실린 발문들을 문장 단위로 추출한 후 분석하였다. 또한 선행연구를 종합하여 발문 분석 틀을 만들었으며 교육과정, 학년별, 단원별, 차시별로 발문 유형의 비율을 구하여 비교분석하였다. 2007과 2009 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 교과서 물리 영역의 발문을 비교, 분석한 결과는 아래와 같다. 첫째, 2007과 2009년 개정 교육과정에서의 발문 유형을 학년별로 분석해 본 결과, 두 교육과정 모두 인지․기억적 발문이 학년이 올라갈수록 감소하였다. 이는 학생의 사고수준 및 구체적 조작기인 발달단계를 고려한 것으로 사료되며, 학생의 특성을 고려한 이러한 변화는 바람직하다고 본다. 둘째, 2007과 2009 개정 교육과정에서 단원별로 발문을 분석한 결과, 각 교육과정에서는 단원들의 특성을 고려하여 발문을 배치하였다. 배울 내용과 이전 학년과의 관련성, 생소한 내용의 제시 여부, 또한 단원에 나오는 실험의 특징과 양을 고려한 단원별 학습 목표를 배치하여 그에 적합한 발문 유형을 사용하였다. 셋째, 차시별로 발문 유형들을 비교, 분석한 결과, 도입 차시에서는 제안적 발문이 많이 나타났다. 이는 교수‧학습의 방향을 제시하는 특성을 지녔기 때문이다. 도입 차시에서는 상대적으로 가치판단이 적기 때문에 평가적 발문은 낮게 분포했다. 전개 차시에서는 과학 교과서의 안내적 특성을 반영한 제안적 발문이 많았다. 정리 차시에서는 특히 2009 개정 교육과정에서 확산적 발문이 증가하였는데 이는 학생들의 창의 응답을 강조한다는 점을 반영한 것이며 정리차시의 특성에 따라 평가적 발문이 증가하였다. 이상의 연구를 통하여 2007과 2009년 개정 교육과정에서는 학생의 사고수준, 단원별 학습 내용의 특성, 각 차시의 역할을 고려하여 발문이 구성되었음을 알 수 있었고 2009년 개정 교육과정에서는 2007년 개정 교육과정보다 보다 학생들의 고차원적 응답을 이끌 수 있도록 발문이 구성되었음을 파악할 수 있었다. 또한 각 교육과정이 지향하는 바를 반영하여 발문이 이루어짐을 알 수 있었다.

초등과학교육 학회지의 과학교육 및 STEAM 교육 연구동향 분석

박혜수 진주교육대학교 교육대학원 2017 국내석사

이 연구는 초등과학교육의 전체적인 최근 동향과 STEAM 교육의 연구동향 이 주로 어떤 방향으로 이루어졌는지 파악하기 위하여 2011년부터 2016년까지 발간된 초등과학교육학회지를 대상으로 하여 연구 동향을 분석하였다. 이를 통해 최근 초등과학교육 및 STEAM 교육의 연구 실태를 파악하고 향후 연구 방향을 설정하기 위한 정보를 얻고자 하였다. 이러한 연구 목적의 달성을 위한 연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 최근 6년간의 초등 과학교육 동향을 분석한다 둘째, 최근 6년간의 초등 과학교육 연구에서 STEAM 교육이 어떠한 방식으 로 이루어졌는지 분석한다. 셋째, 앞으로의 초등 과학교육 및 STEAM 교육 연구의 방향을 시사한다. 이번 연구에서는 한국초등과학교육학회에서 발간하는 2011년부터 2016년도 까지의 ‘초등과학교육’ 학회지에 게재된 논문을 대상으로 선정하였다. 대상, 관 련 분야, 연구 영역, 연구 방법의 4개 기준을 선정 후 각 기준별로 세부 분류 하여 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, 최근 6년 간 발행된 초등과학교육 학회지 분석 결과 학생 대상 연구 에서는 3∼6학년 학생을 대상으로 한 연구가 주를 이루었으며, 1∼2학년이나 학습부진아를 대상으로 한 연구는 그 수가 많지 않았다. 교사 대상 연구에서는 예비 교사와 현직 교사를 대상으로 한 연구가 분류 항목별로 상반된 결과를 보였다. 또한 지도자료 및 교육과정을 연구대상으로 하는 논문의 수는 교육과정 수시 개편의 영향으로 인하여 수가 조금씩 감소하 고 있는 추이를 나타내었다. 과학 교과 관련 분석 결과, 물리, 화학, 생물, 지구과학 영역이 고루 연구되고 있었으며, 타 교과와의 연계 연구도 그 수가 많지는 않으나 꾸준히 논문이 게재 되었다. 연구 영역 관련 분석 결과, 인지적 영역이 가장 많이 연구되었으나 STEAM 연구에서는 정의적 영역이 많이 연구된 것으로 나타났다. 둘째, 최근 6년간의 초등 과학교육 연구에서 STEAM 교육은 2013년 기준으 로 조금씩 감소하는 경향을 보였다. 이는 앞으로의 STEAM 교육을 지속적으로 유지하기 위한 방법의 연구가 필요함을 시사한다. 또한 STEAM 교육의 연구가 다양한 연구 형태로 이루어지고 있지는 않았으며, 주로 실험이나 개발·적용으로 이루어지는 경우가 많음을 알 수 있었다. 셋째, 연구 결과에 따르면 학생을 대상으로 한 연구의 다양화에 초점을 맞 출 필요가 있다. 특히 학습부진아와 초등 1∼2학년을 대상으로 한 연구에 대한 관심이 필요할 것으로 여겨진다. 또한 STEAM 교육에 대한 관심도 2013년 이후 로 감소하는 추세를 보이고 있으므로 이에 대한 대책도 필요할 것으로 보인다.

로봇코딩 STEAM 프로그램이 초등영재학생들의 과학탐구과정에 미치는 효과

강경찬 서울교육대학교 교육전문대학원 2019 국내석사

논 문 요 약 로봇코딩 STEAM 프로그램이 초등영재학생들의 과학탐구과정에 미치는 효과 강 경 찬 서울교육대학교 교육전문대학원 초등과학교육전공 ( 지도교수 장 신 호 ) 본 연구의 목적은 초등영재학생들의 탐구 과정 기능 신장을 위하여 로봇코딩을 활용한 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 연구의 효과성을 검증하는 것이다. 연구 대상은 서울 소재 수․과융합영역 초등영재학급 4학년 총 36명(남 25명, 여 11명)이다. 본 연구에서는 김진수(2011)가 개발한 PDIE 모형 절차에 따라 로봇코딩을 활용한 STEAM 프로그램을 개발하고 수업에 적용하였다. 준비 단계에서는 프로그램 개발을 위해 2015 과학과 교육과정 및 로봇코딩 관련 STEAM 교육 프로그램 분석하여 개발 방향에 대한 시사점을 도출하고 STEAM 교육을 위한 학습준거와 통합유형 선정하였다. 개발 단계에서는 활동주제와 교육활동 목표를 선정하고, 학습주제와 학습활동 내용을 추출하였다. 또한 학습 활동에 따른 STEAM 요소 및 탐구 과정 기능(기초 과학 탐구 기능, 통합 과학 탐구 기능) 요소를 수업에 반영하였다. 이에 따라 ‘속력’을 주제로 총 12차시 로봇코딩 STEAM 교육 교수․학습 과정안과 활동지를 개발하였다. 실행 단계에서는 개발된 프로그램을 수업에 적용하고 효과성을 검증하기 위해 사전․사후 탐구 과정 기능 검사를(TSPS : Test Of Science Process Skill)를 실시하였다. 평가 단계에서는 로봇코딩 STEAM 프로그램의 효과성을 검증하기 위해 탐구 과정 기능 검사 결과를 통계 처리하고 해석하였다. 이와 함께 수업 상황에 대한 녹화 및 학생들이 나눈 담화를 녹음하여 질적 분석 자료로 활용하였다. 또한 프로그램 적용 직후에 로봇코딩 STEAM 교육에 대한 학생들의 반응을 알아보기 위해 실시한 설문 및 인터뷰 자료를 분석하여 프로그램 효과를 이해하는 자료로 활용하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 로봇코딩 STEAM 수업은 초등영재학생들의 기초 과학 탐구 기능을 신장시키는데 효과가 있다. 기초 과학 탐구 기능 영역 중에서는 측정 능력과 관찰 능력을 신장시키는데 큰 도움을 줄 수 있는 것으로 나타났다. 둘째, 로봇코딩 STEAM 수업은 초등영재학생들의 통합 과학 탐구 기능을 신장시키는데 효과가 있다. 통합 과학 탐구 기능 영역 중에서는 자료해석 및 가설설정과 변인통제 능력 등을 신장시키는데 효과가 있는 것으로 나타났다. 셋째, 로봇코딩 STEAM 수업은 초등영재학생들이 흥미를 가지고 적극적으로 탐구 활동에 참여하는데 매우 효과적이다. 본 연구에서 활용된 STEAM 수업은 로봇을 활용하여 학생들을 자발적으로 수업에 참여하게 함으로써 문제 해결을 위하여 해결 방범을 모색하고 탐구 활동에 몰입할 수 있도록 유도한다. 이 과정에서 학생들은 자료를 수집하고 그 결과를 해석하여 과학적 지식이나 개념을 얻거나 새로운 의미를 구성해가는 탐구 능력을 신장시킬 수 있다. 이상의 결과들은 로봇코딩 STEAM 수업이 초등영재학생들의 탐구 과정 기능을 신장시키는데 효과적이며, 본 프로그램에 대한 초등영재학생들의 인식이 긍정적이라는 것을 보여준다. 따라서 본 연구는 로봇코딩을 활용한 과학 기반 STEAM 수업이 탐구 과정 기능에 미치는 효과에 대한 연구를 활성화하는데 기초적인 자료가 될 것으로 기대된다. 주요어 : 로봇코딩, 탐구 과정 기능, STEAM * 본 논문은 2019년 6월 서울교육대학교 교육전문대학원 위원회에 제출된 교육학 석사학위 논문임.

초등학교 5, 6학년 과학 교과서의 융합인재교육(STEAM) 요소 분석 : 2009, 2015 개정 교육과정 중심으로

오미희 서울교육대학교 교육전문대학원 2020 국내석사

과학교육과정의 구성에 대한 초등 교사의 관점과 과학의 본성과의 관련성

김명호 대구교육대학교 교육대학원 2008 국내석사

본 연구의 목적은 과학교육과정의 구성과 과학의 본성에 대한 초등 교사들의 관점을 배경 변인에 따라 조사하고 이 두 가지 관점에 대한 상관관계를 분석하는 것이다. 초등 교사들의 과학교육과정의 구성에 대한 관점을 조사하기 위해 Wellington(1994)의 선행연구에서 사용된 교사들의 과학교육과정의 구성에 대한 관점 조사도구를 번안하여 내용 타당도와 신뢰도를 측정하였다. 과학의 본성에 대한 교사들의 입장을 조사하기 위해서는 외국의 선행 연구의 조사도구를 번안해 국내 연구에서 사용한 과학의 본성 조사도구를 사용하였다. 연구 목적 달성을 위해 132명의 초등 교사들을 편의 표집 하였고 각 교사들의 과학교육과정의 구성에 대한 관점과 과학의 본성에 대한 관점을 조사하여 상관관계를 조사하였다. 과학교육과정의 구성에 대한 관점을 조사한 결과 초등 교사들은 과학의 내용과 과정에 대한 차원에서 과정주의의 관점을 가지고 있었고, 분리와 통합에 대한 차원에서는 통합주의의 관점을 가지고 있는 것으로 나타났다. 물론 초등 교사들은 한 가지 관점을 유일하게 가지기 보다는 상황과 문항의 내용에 따라서 서로 반대되는 관점을 보이기도 하였지만, 전체적으로 과학교육과정에서 과정을 강조하고 통합된 형태로 조직되는 관점을 형성했다고 말할 수 있다. 또한 성별, 경력의 배경 요인별로 과학교육과정의 구성에 대한 관점을 분석해 보았지만 유의한 차이는 없었다. 다만 연령별로 볼 때 과정-내용주의 차원에서 31-40세의 집단이 41-50세의 집단보다 과정주의 관점을 더욱 강하게 가지며 유의한 차이를 보였다. 이런 차이는 연령에 따라 어떤 학교 현장의 교육적 경험이 많아질수록 초등 교사들의 과학교육과정의 구성에 대한 관점이 내용주의를 강조하는 경향으로 변한다고 해석할 수 있다. 그럼에도 전반적으로 초등 교사들은 과학교육과정이 과정을 강조하면서 통합되어 있는 것으로 지각하고 있다고 볼 수 있다. 과학의 본성에 대해 초등 교사들은 상대주의, 연역주의, 비상황주의, 내용주의 그리고 도구주의의 관점을 갖고 있었다. 성별에 따라서는 과학의 본성에 대한 관점들은 유의한 차이가 없었다. 다만 경력에 따라서는 경력 6-10년의 집단과 26년 이상의 집단이 상황-비상황주의 관점에서 유의한 차이가 있었고, 연령에 따라서도 상황-비상황주의 관점에서 31-40세의 연령 집단과 51세 이상의 집단이 유의한 차이가 있었다. 초등 교사들은 그들의 경력과 연령이 증가 할수록 과학을 비상황 주의의 관점에서 바라보았고 이는 그들의 과학교육과 관련된 경험의 증가와 관련이 있다고 생각된다. 이런 결과와 관련하여 과학교육과정과 목표를 과학의 본성과 통합하여 설정 할 때 이러한 변인에 따른 교사들의 과학의 본성과 과학교육과정의 구성에 대한 다른 관점들을 어떻게 연결할 것인가를 생각해 보아야 할 것이다. 과학교육과정에 대한 관점과 비교적 비슷하다고 예상된 과학의 본성에 대한 하위 관점들은 서로 상관이 없는 것으로 나타났다. 이것은 과학의 본성에 대한 개념이 과학교육과정의 구성에 대한 개념과는 매우 다른 관점을 이루는 바탕이 된다고 보여 진다. 초등 교사들의 과학교육과정의 구성과 과학의 본성에 대한 관점의 조사 및 관련성의 조사 결과 초등 교사들은 과정이 강조되고 내용이 분리되기 보다는 통합된 형태로 과학교육과정이 조직되는 것으로 지각하고 있으며, 이런 관점은 과학의 본성에 대한 관점과는 다른 변인으로 보여 진다. 한편 이런 특성은 교육 경력과 연령에 따라 과학교육과정의 구성에 대한 관점이 어떤 이유와 과정을 거쳐 변화하는 지를 후속 연구에서 다루어야 할 필요가 있음을 시사한다. The purpose of this study is to investigate elementary school teachers' point of views about the organization of the science curriculum and to compare their views about the nature of science with background variables and to explore the relationships of these two point of views. To investigate elementary school teachers' point of views about the organization of science curriculum, we adapted Wellington(1994)'s research instrument for teachers and we checked the validity and reliability. We used the research instrument of nature of science that adapted in the Korean proceeding research to investigate elementary school teachers' point of views about nature of science. To accomplish the purpose of this research we sampled the 132 elementary school teachers for convenient. We analyzed teachers' responses about the organization of science curriculum and nature of science and verified the relationships of these two point of views. By the research about the elementary school teachers' point of views about organization of science curriculum, elementary school teachers had the point of view focused on process in the dimension of process-content and they had the point of view focused on the integration in the dimension of integration-separation. Of course, elementary school teachers didn't have only one point of view rather than sometimes they had opposite point of views comparing with their main view point by the contents of each question and situation. But generally they built up the point of views like the science curriculum have to be focused on process and have to be systematized as an incorporated way. And we analyzed the point of views about organization of science curriculum by the background variables like career and gender, but there is no meaningful difference. But by the age, there is meaningful difference of point of views in the dimension of process-contents between the 31-40 age group and the 41-50 age group. The 31-40 age group teachers focused on the process much more than content comparing with 41-50 age group teachers. According to this difference, we can think as the age and the educational experience increased the elementary school teachers' point of views about organization of science curriculum changed to the tendency emphasizing the content. Nevertheless, in generally elementary school teachers perceived the science curriculum should be integrated and focused on the process. Elementary school teachers had point of views about nature of science like relativism, deductivism, decontetualism, content, and instrumentalism. There is no meaningful difference of point of views about nature of science by the gender. But by the career, there is meaningful difference in the dimension of contetualism-decontentualism between the 6-10 years career group and the 26 years over career group. And also by the age, in the dimension of contetualism-decontentualism, there is meaningful difference between the 31-40 age group and the 51 over age group. The more elementary school teachers career and age increased the more they focused on the point of view of decontentualism when they think science. We think this tendency is related with increasing of the experience about science education. Concerning with these results, when we make up the science curriculum and its purpose by incorporating nature of science, we need to get a chance to think about how we can connect teachers' point of views about nature of science causing by these variables and the different point of views about organization of science curriculum. Subordinated point of views about nature of science were expected as being similar with point of views about organization of science curriculum had no meaningful relation between each other. It looks like the concept about nature of science become the background making up very different point of views of the concept about organization of science curriculum. According to these results of research about the elementary school teachers point of views about the nature of science and the organization of science curriculum and the relationship of these, the elementary school teachers perceived the science curriculum made up by emphasizing the process and the contents of science curriculum integrated rather than separated. And point of views about organization of science curriculum looks like different variables of the point of views about nature of science. On the other hand, these characteristics suggested the need of following research about what kind of reason made the point of views about organization of science curriculum changed with their career and age and how this change went through.

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.

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.