새 과학교육과정의 내용 구성 : 논문 발표 2 ; 과학 상상화 그리기에 대한 교사 및 학생의 인식과 실태

문공주,김성원 한국과학교육학회 2006 한국과학교육학회 학술발표 및 세미나집 Vol.- No.-

해양 플라스틱 쓰레기로 인한 문제와 해결책에 관한 초등학생의 인식 조사

문공주,서경운,강은희,황요한 한국초등과학교육학회 2020 초등과학교육 Vol.39 No.3

This study aims to explore how elementary students perceive and approach the issue of plastic debris in marine habitats by examining students’ perspectives on the ecosystem and environmental solutions. The study was conducted to 143 Grade Four elementary school students in Seoul. After implementing two class-units on plastic waste, students’ constructed responses on the problem of and solutions to plastic debris in marine habitats were collected. Data were analyzed through semantic network analysis and the keywords were visualized to reflect their relationships. Furthermore, students’ responses on how they perceive environmental problems were further analyzed based on the following analysis criteria: students’ perspectives on the ecosystem, the level of complexity of food chain(s), and the scope of their perspective. Also, student responses on environmental solutions were classified to be either at a personal or social level. Through semantic network analysis, keywords identified for students’ perceptions on the problem were the sea, plastic, debris, animals, living things, humans, extinction, while keywords extracted for the solutions were plastic, debris, recycling, disposable, and I. Based on the analysis criteria, it was found that students were well aware of the food chain concept, could perceive the ecosystem as having comprised of both biotic and abiotic factors, and could approach the problem beyond the scope of the marine environment. Also, most students mentioned the solutions only at a personal level. Based on the findings, implications on how to move forward in educating environmental issues related to the ecosystem in science education is further discussed.

과학 상상화 그리기의 교육적 요인의 탐색 - 초등교사의 인식을 중심으로

문공주,김성원 이화여자대학교 교과교육연구소 2008 교과교육학연구 Vol.12 No.1

과학 상상화 그리기는 대부분의 초등학교에서 매 해 과학의 달 행사의 일부로 시행되고 있어 학 생들에게 익숙한 활동이다. 과학 상상화 그리기는 과학과 관련된 주제로 논리적인 상상력을 그리 기 방법으로 표현하는 활동으로 과학과 미술의 통합교과의 의미를 가진다. 그러나 지금까지 이에 대한 실태조사나 연구가 없어 그 교육적 의미와 효과를 입증하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 과학 상상화 그리기가 가지는 교육적 요인을 탐색하여 앞으로 과학 상상화 그리기에 대한 다양한 연구와 이용 방법에 대한 논의가 이루어 져야 함을 제안하고자 한다. 본 연구의 대상은 과학 상상 화 그리기의 지도 경험이 있는 135명의 초등교사이다. 교육적 요인에 대한 인식을 조사하기 위하 여 교사들의 과학 상상화에 대한 인식을 조사하는 질문지를 개발하여 사용하였다. 질문지는 정의 적, 인지적, 심미적 영역의 3 영역으로 나누어져 있으며, 모두 12개의 문항으로 구성되었다. 교사 들의 과학상상화의 교육적 특성에 관한 인식을 살펴보고 세 영역별 인식차이를 확인하기 위하여 각각의 평균과 표준편차를 비교하였다. 또한 하위 역영 개념인 인지적, 정의적, 심미적 요인이 교 육적 효과를 대표할 수 있다는 것을 탐색하기 위한 요인분석은 주축 요인법을 사용하였다. 연구 결과 초등 교사들은 과학 상상화 그리기에 대하여 긍정적으로 인식하고 있다는 것을 확인할 수 있 었다. 또한 과학 상상화 그리기의 교육적 요인은 요인분석을 통하여 조사하였다. 요인분석 결과 과학 상상화 그리기의 교육적 요인은 정의적, 인지적, 심미적 영역으로 나눌 수 있었다. 또한 교사 들의 요인별 인식은 심미적 영역, 인지적 영역, 정의적 영역 순으로 더 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 과학과 미술의 통합 교육의 좋은 예를 보여주는 과학 상상화 그리기가 교육현장 에서 교육적으로 활용되기 위해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요하다. 과학 상상화 그리기의 교육 적 요인에 실질적인 연구, 실태 조사, 교육적 이용 방안 등에 대한 연구가 계속적으로 이루어져야 할 것이다. Science imaginary drawing is well­integrated science instruction with art. Science imaginary drawing can motivates students to more engage in science learning and to freely express their thoughts and feelings on what they have learned about science. This study aims to explain that science imaginary drawing is very educational method for learning science. The purposes of this study were to investigate various perceptions of teachers who have experienced in science art integration and to explore educational factors of science imaginary drawings. One hundred and thirty five(135) elementary school teachers participated in this study. The teachers completed questionnaires measuring their perception of educational benefits of the drawings. The questionnaires were consisted of three domains. We have done factor analysis of the survey to educational factors. The findings are as follows. First, teachers' perceptions of educational benefits of the drawings is positive. Second, the science imaginary drawing consisted of three educational factors; attitude toward science, science knowledge, art skill. The science imaginary drawing can be a good sources for integrated curriculums. Many researchers told that curriculums integrated science and art have been successful in connection content across science and art. Therefore, we suggested that teachers need to design special curriculums integrating science and art (specially science and imaginary drawing). In order to make this possible, the following research is needed to study deeply about science imaginary drawings.

물리영재의 자기효능감에 영향을 주는 요인의 탐색

문공주,문지영,김성원,신승희 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.3

In this article we explored factors influencing self efficacy for learning physics with 513 Korean physics gifted students. Participants of this study were required to write about their confidence, and motivation toward learning physics. Four researchers analyzed the qualitative data according to Strauss and Corbin (1998)’s open cording process. We found Thirty-two self-efficacy-related variables were found from the students’answers and were categorized into eight factors: (1) personal characteristics, (2) thinking ability, (3) cognitive ability, (4)learning experience, (5) learning strategies, (6) understanding of the nature of science (NOS), (7) learning environment, and (8)motivation. Based on these results, researchers and physics gifted educators should be able to understand physics gifted students’self efficacy for learning science. We also suggest that educators and researchers who develop science education programs and diagnosis examination materials for gifted student should consider these eight influence factors of self efficacy identified in this research. 자기효능감은 자기 자신의 능력에 대한 신념으로 도전적 과제에직면하였을 때 선택이나 노력의 정도에 영향을 미치며, 행동을 예측하는강력한 변인이다. 자기효능감은 자신감, 자기조절 효능감 및 과제난이도선호의 하위영역으로 구성된다. 이러한 자기효능감은 영재교육,일반교육학 및 심리학 등 다양한 분야에서 연구되어 왔다. 영재교육 관련연구들에서 자기효능감은 영재학생의 행동 특성 및 학업 성취에 영향을주는 주요 예측변인으로 나타났으며, 대부분 영재학생의 자기효능감의정도, 일반아동과의 차이 등을 주로 연구하였다. 영재학생의자기효능감을 높이기 위해서는 자기효능감에 영향을 주는 요인들을이해하는 것이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 물리영재학생들을대상으로 자기효능감에 영향을 미치는 요인을 탐색하였다. 물리영재로판별된 513명의 중학교 3학년-고등학교 2학년 학생들은 본인이 물리를잘할 수 있다고 생각하는 근거에 대해 서술하였으며, 학생들의 서술에나타난 개념을 4인의 연구자가 개방코딩을 통해 추출하였다. 개방코딩을통해 추출된 자기효능감 관련 개념은 총 32개이며, 이 개념들은 (1)성격, (2) 사고능력, (3) 정신능력, (4) 학습경험, (5) 학습전략, (6)과학의 본성 이해, (7) 학습 환경, (8) 학습 동기의 8가지 요인로범주화되었다. 대부분의 물리영재들은 자신의 성격, 흥미, 학습 경험,환경 등이 과학을 잘할 수 있는 조건이라고 설명하였다. 또한물리영재들은 과학을 하기 위한 특별한 적성이 있어야 한다고 믿고있었다. 이 같은 여러 요인을 갖추었다고 생각하는 믿음은 학생들의자기효능감의 형성에 영향을 주고 있었다. 본 연구의 결과를 통해물리영재학생들의 자기효능감에 영향을 미치는 다양한 요인들을 이해할수 있었으며, 이러한 영향요인에 대한 탐색은 과학영재교육 프로그램개발에 기반이 될 것이다. 또한, 자기효능감은 과학 수행 능력에 대한중요한 예측요인이므로 물리영재 선발 및 진단에 있어 자기효능감영향요인을 고려하여 평가 도구를 개발할 수 있을 것으로 기대한다.

과학-예술 융합 수업의 개발 및 적용을 통한 개념이해 변화 탐색: 초등학생의 빛에 대한 개념을 중심으로

문공주,황요한,양달아 이화여자대학교 교과교육연구소 2020 교과교육학연구 Vol.24 No.3

This study aims to develop a science and art integrated program and to explore students' understanding of scientific concepts through the developed program. Therefore, in this study, a science-art integrated program with the topic of media facade was developed and a survey was conducted to understand students’ concerns on the program. Twenty-four 5th graders were surveyed on perceptions of the content and interests of the program. For 48 students, their conceptual understanding was also tested and compared before and after the program. The study results showed that students became interested in science through the participation in the science-art integrated program and they also recognized the contents they learned from the program. However, there was no significant change in conceptual understanding. Especially many students were confused about the concept of light and light source, and for the process of seeing things through the eyes, some students did not apply the scientific concept of the path of light. This showed that integrated educational program can increase students' interest and engagement in science class, and this can support them to recognize what they learn, but to promote understanding of scientific concepts, it is necessary to point out science concepts more clearly. With the findings, the study suggested that teaching and learning strategies should be established to enhance scientific conceptual understanding in designing an integrated curriculum. 본 연구에서는 융합교육의 실행이 학생들의 과학적 개념이해에 미치는 영향을 탐색하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 빛을 이용한 미디어아트의 한 형태인 미디어파사드와 시각과 관련된 빛의 진행에 대한 개념이해를 도울 수 있는 홀로그램 피라미드를 소재로 하여 과학-예술 융합교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램에 대한 학생들의 인식을 확인하기 위해 먼저 24명의 학생을 대상으로 프로그램을 적용하고 수업의 내용과 흥미에 대한 인식을 확인하였다. 이후 기존 물리 오개념 검사 도구 중 일부 문항을 사용하여, 빛과 광원에 대한 이해를 검사할 수 있는 5개의 문항을 구성하였고, 48명의 학생을 대상으로 프로그램의 적용 전, 후의 학생들의 개념이해를 측정하여 비교하였다. 연구 결과 학생들은 과학-예술 융합교육 프로그램을 통해 과학에 흥미를 느끼며 즐겁게 수업에 참여하였으며, 융합교육에서 학습하는 내용을 인지하는 것으로 나타났다. 그러나 학생들이 기존에 가지고 있는 빛과 시각에 대한 오개념의 개선이나 개념이해의 변화가 크게 나타나지는 않았다. 특히 빛과 광원의 개념에 대해 혼동하는 경우가 많이 나타났으며, 눈을 통해 사물을 보는 과정에서 빛의 경로에 대한 과학적 개념을 나타내지 않는 학생도 있었다. 이는 융합교육이 학생들의 흥미와 수업 참여도를 높여주고, 이로 인해 학습 내용을 인지하는 데 도움을 줄 수 있으나, 과학 개념이해를 증진하기 위해서는 조금 더 명확하게 과학 개념에 대해 짚어주어야 한다는 것을 보여준다. 이에 융합교육 설계에 있어 과학 개념의 이해를 증진하기 위한 교수 학습 전략의 수립이 필요하다는 것을 제안하는 바이다.

과학 사상화 그리기의 교육적 요인의 탐색 - 초등교사의 인식을 중심으로-

문공주,김성원 이화여자대학교 교과교육연구소 2008 교과교육학연구 Vol.12 No.1

Science imaginary drawing is well integrated science instruction with art. Science imaginary drawing can motivates students to more engage in science learning and to freely express their thoughts and feelings on what they have learned about science. This study aims to explain that science imaginary drawing is very educational method for learning science. The purposes of this study were to investigate various perceptions of teachers who have experienced in science art integration and to explore educational factors of science imaginary drawings. One hundred and thirty five(135) elementary school teachers participated in this study. The teachers completed questionnaires measuring their perception of educational benefits of the drawings. The questionnaires were consisted of three domains. We have done factor analysis of the survey to educational factors. The findings are as follows. First, teachers' perceptions of educational benefits of the drawings is positive. Second, the science imaginary drawing consisted of three educational factors; attitude toward science, science knowledge, art skill. The science imaginary drawing can be a good sources for integrated curriculums. Many researchers told that curriculums integrated science and art have been successful in connection content across science and art. Therefore, we suggested that teachers need to design special curriculums integrating science and art (specially science and imaginary drawing). In order to make this possible, the following research is needed to study deeply about science imaginary drawings. 과학 상상화 그리기는 대부분의 초등학교에서 매 해 과학의 달 행사의 일부로 시행되고 있어 학 생들에게 익숙한 활동이다. 과학 상상화 그리기는 과학과 관련된 주제로 논리적인 상상력을 그리 기 방법으로 표현하는 활동으로 과학과 미술의 통합교과의 의미를 가진다. 그러나 지금까지 이에 대한 실태조사나 연구가 없어 그 교육적 의미와 효과를 입증하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 과학 상상화 그리기가 가지는 교육적 요인을 탐색하여 앞으로 과학 상상화 그리기에 대한 다양한 연구와 이용 방법에 대한 논의가 이루어 져야 함을 제안하고자 한다. 본 연구의 대상은 과학 상상 화 그리기의 지도 경험이 있는 135명의 초등교사이다. 교육적 요인에 대한 인식을 조사하기 위하 여 교사들의 과학 상상화에 대한 인식을 조사하는 질문지를 개발하여 사용하였다. 질문지는 정의 적, 인지적, 심미적 영역의 3 영역으로 나누어져 있으며, 모두 12개의 문항으로 구성되었다. 교사 들의 과학상상화의 교육적 특성에 관한 인식을 살펴보고 세 영역별 인식차이를 확인하기 위하여 각각의 평균과 표준편차를 비교하였다. 또한 하위 역영 개념인 인지적, 정의적, 심미적 요인이 교 육적 효과를 대표할 수 있다는 것을 탐색하기 위한 요인분석은 주축 요인법을 사용하였다. 연구 결과 초등 교사들은 과학 상상화 그리기에 대하여 긍정적으로 인식하고 있다는 것을 확인할 수 있 었다. 또한 과학 상상화 그리기의 교육적 요인은 요인분석을 통하여 조사하였다. 요인분석 결과 과학 상상화 그리기의 교육적 요인은 정의적, 인지적, 심미적 영역으로 나눌 수 있었다. 또한 교사 들의 요인별 인식은 심미적 영역, 인지적 영역, 정의적 영역 순으로 더 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 과학과 미술의 통합 교육의 좋은 예를 보여주는 과학 상상화 그리기가 교육현장 에서 교육적으로 활용되기 위해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요하다. 과학 상상화 그리기의 교육 적 요인에 실질적인 연구, 실태 조사, 교육적 이용 방안 등에 대한 연구가 계속적으로 이루어져야 할 것이다.

물리 자기효능감 측정 도구의 개발 및 적용: 자연계열 고등학생을 대상으로

문공주 ( Kong Ju Mun ),문지영 ( Ji Yeong Mun ),신승희 ( Seung Hee Shin ),김성원 ( Sung Won Kim ) 한국과학교육학회 2014 한국과학교육학회지 Vol.34 No.7

Based on social cognitive theory, self-efficacy in the context of learning has been steadily emphasized as an indicator of students’ motivation and performance. The premise for developing such an instrument was that a specific measure of Physics self-efficacy was deemed to be an important predictor of the change processes necessary to improve students’ physics understanding. In this study we described the process of developing and validating an instrument to measure students’ beliefs in their abilities to perform essential tasks in physics and then investigated high school students’ self-efficacy about physics learning and performance. Validity and reliability of PSEI were tested using various statistical techniques includingthe Cronbach alpha coefficient, exploratory factor analysis. The result of factor analysis supported the contention that the Physics Self-Efficacy Inventory (PSEI) was a multidimensional construct consisting of at least four dimensions: understanding and application of Physics concepts, achievement motivation, confidence for physics laboratory, confidence for Mathematics. The result showed that Kroean high schools students have low Physics self-efficacy for the all four dimensions. Therefore, researchers should focus on development of students`` Physics self-efficacy. In addition, the instrument may lead to further understanding of student behavior, which in turn can facilitate the development of strategies that may increase students’ aspiration to understand and study Physics. More specifically, by using the PSEI as a pre- and post-test indicator, instructors can gain insight into whether students’ confidence levels increase as they engage in learning Physics, and, in addition, what type of teaching strategies are most effective in building deeper understanding of Physics concepts.where they freely exchanged opinions and feedback for constructing better collective ideas.

21세기 과학적 소양 평가기준 개발 및 교과서 내용 분석에의 적용

문공주 ( Kong Ju Mun ),문지영 ( Ji Yeong Mun ),조미영 ( Mi Young Cho ),정윤숙 ( Yoon Sook Chung ),김성원 ( Sung Won Kim ),( Joseph Krajcik ) 한국과학교육학회 2012 한국과학교육학회지 Vol.32 No.5

We developed 21st century scientific literacy assessment instrument and applied it to explore the contents of seven Korean science textbooks. The 21st century scientific literacy assessment instrument involved three dimensions (habits of mind, character and values, science as human endeavor). Each dimension consists of three sub-dimensions. Five science education experts assessed the content of textbook using criteria. We discussed issues in which the examiners responses did not match and reached an agreement on initial disagreement. As a result, we found that most Korean textbook contained contents on habits of mind, especially, communication, collaboration, and information management. We also found that most materials lacked information about character and values and science as human endeavor. Based on the result, we suggest that researchers and science educators need to consider all dimensions of the 21st century scientific literacy when they develop curriculum and teaching materials. In addition, the rubric for 21st century scientific literacy can be adopted as an assessment tool for examining curriculum, teaching materials.

언어네트워크 분석을 활용한 발명교육 연구 동향 분석

문공주(Mun, Kongju),황요한(Hwang, Yohan),김민기(Kim, Minkee) 학습자중심교과교육학회 2019 학습자중심교과교육연구 Vol.19 No.12

본 연구에서는 발명교육의 언어적 개념을 다면적으로 탐색하고 관련된 주제어들의 관계를 이해하기 위하여 발명교육과 관련된 국내연구의 주제어를 추출하고 언어 네트워크 분석을 실시하였다. 2003년에서 2018년까지 KCI 등재 및 KCI 등재 후보 학술지에서 ‘발명교육’을 주제로 한 291개 논문의 제목을 분석대상으로 하였다. 형태소 분석을 통해 417개의 주제어를 추출하여 언어클라우드로 가시화하였고, 빈도가 높은 상위 32개의 주제어들의 언어네트워크를 분석하였다. 연결중심성이 높은 단어는 ‘프로그램’, ‘발명’, ‘초등’ 순으로 나타났으며, 매개중심성이 높은 단어는 ‘발명’, ‘내 용’, ‘초등’, ‘프로그램’이었다. 여전히 발명교육 연구의 주제가 초등을 대상으로 한 발명교육 프로그램의 개발 또는 적용과 관련된 것이 주를 이루고 있으며, 지식재산교 육, 중등교육 등으로 연구 영역이 넓게 확장되지 못하고 있음을 확인하였다. 2017년 부터 법으로 규정된 학교현장의 발명교육이 다양한 형태로 개발되고 전파될 수 있는 관심과 노력이 필요하다. In this study, we examined multifaceted concepts of invention education and conducted semantic network analysis on key words extracted from the literature. 291 articles were selected from the KCI journals and the KCI nominate journals published between 2003 and 2018 with the key words of ‘invention education’. The morphological analysis identified 417 key words and visualized their semantic clouds. The most frequent 30 key words were further examined in the semantic network analysis. Among them, ‘program’, ‘contents’, and ‘elementary’ present the largest degree centrality, while ‘invention’, ‘contents’, and ‘elementary’ present the largest betweenness centrality. In other words, most studies on invention education are limited to the elementary education backgrounds, overlooking advanced concepts such as intellectual properties or secondary education. The finding warrants for our attention to enlarge efforts and researches of school invention education that has been supported by the law ‘Act on the Promotion of and Support for Invention Education’ enacted in 2017.

고등학생의 투지, 흥미, 과제집착력, 자기조절능력 및 과학학업성취의 관계 분석

문공주 ( Kongju Mun ),함은혜 ( Hye Eun Ham ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.3

The purpose of this study is to identify the structural relationship among students` grit, interest, selfregulation ability, task-commitment and achievement within science learning. Our concern is understanding how grit is related to the other non-cognitive variables, i.e., interest, self-regulation ability, and taskcommitment, which are widely known as significant predictors of science achievement. Based on literature review, we evaluated two hypothetical models in the frame of structural equation modeling as follows: first, grit was assumed to mediate relations of interest and self-regulation ability, and interest and task-commitment. Second, grit was assumed to have a direct effect on self-regulation ability and task-commitment independent of interest. In both models, grit was assumed to be indirectly associated with science achievement. A total number of 180 high school students (77 boys, 103 girls) participated in surveys on grit, interest, self-regulation ability, and task-commitment and reported their science test scores on mid-term/final exams. Results revealed that students` grit and interest were indirectly associated with their science achievement with the mediation of their self-regulation and task-commitment. We also found that task-commitment was highly correlated with interest and self-regulation. Furthermore, we found different patterns of correlations within the five variables between female and male students. From these results, we suggested that researchers need to investigate whether students` grit and task-commitment can explain their interest decreasing as they move to higher grade levels, how teachers can help students to maintain their interest in learning science from early childhood, and relationships of these non-cognitive variables and science achievement.