2007 개정 초등학교 과학 교과서의 발문 분석

임청환, 이성호 대구교육대학교 과학교육연구소 2012 과학·수학교육연구 Vol.35 No.-

진자의 운동에 대한 초등 영재학생들의 탐구 활동 분석

임청환 대구교육대학교 과학교육연구소 2021 과학·수학교육연구 Vol.44 No.-

The purpose of this study is to find out how gifted students in elementary school can solve problems on the pendulum motion inquiry activity task. The subjects of this study were 40 science-gifted students in the 6th grade of the Gifted Education Center at the University of Education in the metropolitan city. In the process of assembling the experimental set in the exploration of the movement of the pendulum, 50% of the students had difficulties, and the students who did not observe carefully and accurately had difficulties in the next step or failed to perform the task. In order to master the most basic and important observational skills that students need to master, it is necessary to provide the most possible observation opportunity so that they can master in-depth and sharp observation skills. Many students had a hard time thinking about how to accurately measure the time of one reciprocating movement in measuring the period of a pendulum. Methods and tools for accurate periodic measurement require high-level thinking skills to make judgments about what is available. When teaching students to measure, they should be able to think and decide on their own measurement methods and tools, so that they can develop creative thinking skills. Regarding the search for potential variables affecting the period of a pendulum, finding as many predictable variables as possible can have a positive effect on divergent thinking, but did not appear in the actual exploration of the movement of the pendulum. The students who designed and performed experiments according to the hypothesis were more than half, but most of the failed students lacked the ability to systematically control multiple variables. Therefore, in order to acquire the systematically controlling variables, the single variable controlling skills should be learned. 42.5% of the gifted students came to an appropriate conclusion. 27.5% of the students presented nothing. Most of them had difficulties in integrated inquiry skills such as operational definition, formulating hypothesis, identifying and controlling variables, data interpretation, experimenting, and drawing conclusions. Many opportunities to master not only basic inquiry skills but also integrated inquiry skills should be required. 본 연구의 목적은 진자의 운동 탐구 활동 과제를 분석하여 초등 영재학생들 스스로가 문제인 식 단계부터 결론도출 단계까지 조작적인 활동을 통하여 각각의 단계에서 어떻게 문제 해결을 하는가를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 광역시 소재 D교육대학교 영재교육원 과학 영 재 6학년 40명이다. 진자의 운동에 대한 탐구 활동에서 실험 세트를 조립하는 과정에서 50%의 학생이 어려움을 겪었으며, 세심하고 정확하게 관찰하지 못한 학생들은 다음 단계에서도 어려움을 겪거나 과제 수행에 실패하였다. 학생들이 숙달해야할 가장 기초적이고 중요한 관찰 기능 숙달을 위해서 가 능한 최대의 관찰 기회를 제공하여 심도 있고 예리한 관찰 능력이 숙달 되도록 해야 할 것이다. 많은 학생들이 진자의 주기 측정에서 한번 왕복 운동하는 시간을 정확히 측정하는 방법에 대 한 사고를 하는데 어려움을 겪었다. 정확한 주기 측정을 위한 방법과 도구는 어떤 것이 있는가 에 대한 판단을 할 수 있는 고등 사고를 요하는 능력이 필요하다. 학생들에게 측정을 지도할 때 스스로 측정 방법과 도구를 생각하고 결정할 수 있게 하여, 창의적이고 확산적인 사고력을 기를 수 있게 해야 할 것이다. 주기에 영향을 주는 잠재적인 변인 찾기에 대해서는 예상되는 가능한 변인들을 많이 찾는 것 이 확산적인 사고를 하는데 긍정적인 영향을 줄 수 있는데도 진자의 운동에 대한 과제를 해결 하기 위한 실제 탐구 활동에서는 나타나지 않았다. 가설에 맞게 실험을 설계하고 수행한 학생이 과반수를 넘었으나 실패한 학생의 대부분은 다 변인을 체계적으로 통제할 수 있는 기능이 부족하기 때문이었다. 따라서 체계적인 변인 통제 기능을 습득하기 위해서는 단일 변인 통제 기능이 선수되어야 할 것이다. 전체 영재 학생들의 42.5%의 학생들이 적절한 결론을 도출하였다. 27.5%의 학생은 아무것도 제시하지 못하였다. 이들은 대부분 조작적 정의, 가설 설정, 변인 찾기 및 변인 통제, 자료 해석, 실험 수행, 결론 도출과 같은 통합 탐구 기능에 어려움을 겪었다. 기초 탐구기능 뿐만 아니라 통합 탐구 기능을 숙달할 수 있는 많은 기회가 요구 된다.

초등학교 과학교실 및 과학동아리 관련 현장 조사 및 프로그램 개발 모형 설정

임청환,김남일,권성기,고한중,이성호 한국과학교육학회 2005 한국과학교육학회지 Vol.25 No.2

본 연구의 목적은 과학 교실 및 과학반, 과학동아리 활동과 관련하여 일선 학교 현장에서는 어떤 문제점을 갖고 있으며 어떤 요구가 있는지 조사연구를 통해 알아보고 그 결과를 바탕으로 활동 프로그램을 개발하기 위한 개발 모형을 제시하는 것이었다. 146개 초등학교의 과학 관련 교사를 대상으로 설문 조사하였으며 조사결과, 교사들은 다양한 문제점과 해결 덜'간을 제시하였는데 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있었다. 첫째, 다양한 과학 활동에 대한 행·재정적 지원이 절실히 필요하다. 둘째, 과학비전공 교사도 쉽게 다룰 수 있는 활동 프로그램의 제공이 필요하다. 셋째, 재미있는 활동으로 구성된 프로그램이 있어야 한다. 넷째, 프로그램은 준비가 용이한 활동으로 이루어져야 한다. 다섯째, 탐구 활동 중심의 평가 방법이 제시되어야 한다. 이러한 조사 결과를 바탕으로, 교사, 학생, 운영 환경을 축으로 하는 프로그램 개발 맥락을 설정하고 주제 설정, 활동구성, 차시구성, 활동지 구성, 교사용 지침서 구성의 단계로 이루어진 개발 모형을 제안하였다. The purpose of this study was to investigate the needs of elementary school teachers on extra-science programs and to suggest development model for extra-science program. Survey research was conducted on 146 science-related teachers all over the country. As the result, teachers presented several problems and solutions on extra-science activities and programs. The suggestions from the results are as follows. First, more administrative and financial supports are required. Second, it must be the programs with which any teachers, regardless of their major fields, can execute easily. Third, the programs should be interesting for students to do. Fourth, it should be easy to prepare activities and materials, Finally, the inquiry-focused assessment method should be presented in each program. Based on these suggestions, the context of development of programs was established. Three axises of, students, teachers, and environment, were included in the context. The model of development of programs was set up based on the context. It was constructed with six process steps, Confirmation of theme, Composition of work frame, Organization of each period, Worksheets for students, Guidebook for teachers, Completion, and one or two assessment criteria in each process steps. It must be useful to development of extra-science programs that is appropriate to the need of teachers.

SSI(Socio-Scientific Issues)에 관한 토론 수업에서 나타난 초등학생들의 논변 활동 과정 및 수업 참여도 분석

임청환, 채동현 大邱敎育大學 科學敎育硏究所 2016 과학·수학교육연구 Vol.39 No.-

이 연구의 목적은 SSI(Socio-Scientific Issues)에 관한 토론 수업에서 나타나는 초등학생들의 논변 활동 과정을 조사하고 토론 수업에 대한 학생들의 참여도를 분석하는 것이다. 연구를 위해 D광역시 소재 초등학교 과학 동아리반 19명을 연구대상으로 선정하였다. 연구대상 학생은 초등학교 4학년 8명, 5학년 5명, 6학년 6명으로 구성되어 있었다. 연구에 분석된 자료는 ‘원자력 발전소, 계속 지어야 하는가?’에 대한 주제로 이루어진 토론 수업 녹화 자료와 사전 설문지, 사후 설문지, 그리고 그룹 인터뷰 자료였다. 연구결과 초등학생들은 토론 수업의 논변 활동은 주장과 반론의 과정에서 의견을 정리하고 최종변론 과정에서 자신의 의사를 결정하는 것으로 조사되었다. 또 자신의 의사를 결정하는데 사실적인 기사와 논리적인 발표가 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 학생들은 토론 수업이 생소하다고 느끼면서도 역동적인 상호작용으로 인해 좋아하고 참여하기를 원하는 것으로 조사되었다. 이러한 점에서 토론 수업이 앞으로 학교 현장에서 다각적인 방향으로 시도되어야 할 것으로 사료된다.

초등학생들의 과학·수학 수행능력 국제 비교

임청환,박창숙 大邱敎育大學校 科學敎育硏究所 2001 과학·수학교육연구 Vol.24 No.-

본 연구의 목적은 TIMSS의 수행 평가를 우리 나라 초등학생들에게 실시하여 그 결과를 TIMSS에 참여했던 다른 나라와 비교하고, 우리 나라 초등학생들의 수행 능력에 대한 유용한 정보를 제공하는 것이다. 연구 대상은 남학생 90명 여학생 90명으로, 대구 시내에 있는 초등학교 5개교를 선정하여 각 학교의 4학년에서 36명씩(9명씩 4조) 총 180명을 표집하였다. TIMSS의 수행평가 문항은 모두 12개의 과제로 구성되었다. TIMSS의 수행 평가 운영 매뉴얼에 따라 과제별로 실험 준비물을 제공하고 평가를 하였다. 평가 결과는 TIMSS의 채점/코딩 체계(TIMSS International Study Center : Boston College, 1994a)에 따라 이루어졌다. 평가 결과는 TIMSS의 수행 평가 결과 분석에 따라 문항별, 과제별, 성취기대별로 평균 백분율 점수를 구하여 다른 나라와 비교하였고, 과제별 수행 능력에서 남녀간에 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위해 T 검증을 하였다. 연구 결과, 우리 나라 학생들의 수행에 대한 전체 평균은 48%로 TIMSS에 참여했던 다른 나라와 비교해 볼 때, 가장 높게 나타났다. 그러나 문항별 및 과제별로 수행 결과를 살펴보면, 문제 해결 전략을 설명하는 문항과 개념 지식을 사용하여 결과를 설명하는 문항, 직접 탐구를 설계하고 수행하는 문항에서 낮은 결과를 보였다. 성취기대별 수행 결과는, 우리 나라 학생들은 과학적 절차 수행(69%)은 다른 나라에 비해 현저하게 높은 반면, 과학 탐구는 45%로 중위권에 머물렀다. 수학에서도 문제 해결과 수학적 증명(43%)이 수학 절차 수행(52%)보다 낮은 결과를 보였다. 이로 보아 우리 나라 학생들은 안내된 절차대로 문제를 해결하는 능력은 뛰어나나, 직접 탐구를 설계하고 수행하는 능력은 크게 부족하다고 할 수 있다. 성별에 따라 수행 능력의 유의미한 차이를 알아본 결과, 전체 평균에서 성별에 따른 유의미한 차이가 나타나지 않았고, 고무찰흙 과제(p< .05)에서만 남학생이 여학생보다 높은 수행 결과를 보였다. 따라서 남녀별 수행 능력에는 유의미한 차이가 없다고 할 수 있다. The purpose of this study was to compare the performance of Korean students with that of other countries which participated in the Third International Mathematics and Science Study(TIMSS) and to provide useful information about the performance of the students. For this comparative study, 180 fourth-grade students from 5 elementary schools in Taegu, Korea were sampled. The TIMSS performance assessment in consisted of 12 tasks requiring mathematics and science knowledge and performance skills. It was administered to the students according to the TIMSS administration guide. The performance of the students was scored by the TIMSS scoring system. The results of the assessment involved calculation the average percentage scores on items, on tasks and by performance expectation categories. Also analysis for gender in performance was included. The major findings of this study are as follows. 1. Korean students had higher achievement than other countries participated in the TIMSS. 2. Korean students were less successful in describing a problem-solving strategy and explaining findings. 3. Korean students performed very well in using scientific procedure and performing mathematic procedure but performed just slightly above the international average in 'scientific investigating'. 4. There were no significant differences in overall achievement by gender. The only significant gender difference was on the Plasticine task. In conclusion, korean students were very successful in solving routine problem by following procedure. However, they were less successful in designing and conducting an investigation for problem-solving.

과학 교사의 자질에 관한 문헌 연구

임청환 大邱敎育大學校 科學敎育硏究所 1999 과학·수학교육연구 Vol.22 No.-

자질있는 과학 교사란 무엇을 의미하는가 여기에 관련하여 본 연구는 실증적이고 경험적인 데이터에 의한 문제 해결보다는 문헌 연구를 통한 접근으로 과학 교사가 갖추어야 할 자질을 알아 보았다. 논의의 시작을 과학 교사의 자질이란 무엇인가로 하였다. 이를 해결하기 위해서 일반 교사의 자질과 물리 교사의 자질을 통하여 과학 교사의 자질을 추론하였다. 둘째로 과학 교사의 자질 중에서 가장 핵심적인 요소인 과학 교과 교육학 지식의 본질에 대해서 고찰해 보았다. 마지막으로 과학 교사의 질을 결정하는데 가장 중요한 영향을 미치는 과학 교사 교육가의 자질에 대해 언급하였으며 결론에서는 과학 교사의 자질과 관련하여 종합 평가를 하였다. What does mean competent science teacher? About this problem. instead of analyzing empirical data, former research literatures are reviewed in order to answer this question. It begins with a discussion about the competency of science teacher. In this part competencies of general teachers and physics teachers are reviewed to inference the science teachers competencies. next the nature of science pedagogical content knowledge as a essential factor in considered. Finally the competencies of science teacher educator which influences critical effect about quality of science teacher are presented. In the conclusion, some syntheses are offered regarding desirable competency of science teacher.

초등학교 고학년 학생의 과학 탐구능력 측정을 위한 평가 도구 개발

송경혜,이항로,임청환 한국과학교육학회 2004 한국과학교육학회지 Vol.24 No.6

본 연구에서는 평가도구의 구비조건을 갖춘 초등학교 고학년 학생의 과학탐구능력을 측정할 수 있는 과학탐구 능력 평가도구를 개발하고자 하였다. 평가도구를 구성하는 문항은 R&D 방법에 의해 개발되었으며, 2차례에 걸친 과학교육 전문가의 점검과 2번의 현장 검증을 통해 문항을 수정ㆍ보완하였다. 각 평가 문항은 교과 내용에 대한 지식이 없어도 해결할 수 있는 범교과적인 문항으로 제작하여 과학탐구능력의 하위 요소들을 측정하고자 하였다. SAPA 교육과정과 제7차 과학과 교육과정에서 제시한 과학탐구과정 요소를 근간으로 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리, 문제인식, 변인통제, 자료해석, 결론도출, 실험설계의 10가지 하위 요소들을 선정하고 각 요소에 대한 조작적 정의와 평가 목표를 설정하였다. 물질과 에너지, 생명과 환경, 지구와 순환의 3가지 내용 영역의 소재를 중심으로 총 30문항을 개발하였다. 개발된 문항을 과학교육 전문가에게 2회 의뢰하여 타당도, 객관도, 문항의 명료성을 점검 받았으며 2번의 현장 검증을 통해 신뢰도, 변별도, 난이도를 검증하였다. 그 결과 타당도 91.6%, 신뢰도 지수 Cronbach α값 0.79, 객관도 93.3%, 변별도 지수 0.30, 난이도 지수 66.1%로 나타났다. 위와 같은 값들은 평가도구가 갖추어야 할 구비조건의 허용 범위내에 있는 것으로 보아 본 연구에서 개발한 과학탐구능력 평가도구는 양호한 것으로 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 과학탐구능력 평가도구는 초등학생들의 과학탐구능력 성취 수준의 진단, 과학과 교육과정과 교수?학습 자료 및 과학과 교수ㆍ학습 방법의 과학탐구능력 반영 수준을 평가하는 도구로도 이용될 수도 있을 것이다. The purpose of this study is to develop a valid and reliable evaluating instrument for elementary school fifth and sixth graders. The instrument is developed through R&D procedure, which includes two checks of science specialist and two field trials of the instrument. Evaluating items are content-free for each science inquiry skill. Each science inquiry element is based on SAPA and the 7th curriculum. This study has selected 10 science inquiry skills(observing, classifying, measuring, predicting, inferring, recognizing of a problem, controlling variables, interpreting data, drawing a conclusion, designing an experiment), formulated a clear definition of the elements of science inquiry skills, and established the objectives of evaluation. The content areas are divided into three categories, material and energy, life and environment, and the earth and circulation. Each category contains 10 items. So the instrument consists of 30 items. The content validity of items, objectivity of the scoring keys, and clarity of the items has been checked twice by specialists in science education. At the same time, two field trials were performed to produce the reliability of the instruments, discrimination index, and item difficulty index. The instrument has the content validity is 91.6%, reliability 0.79, objectivity 93.3%, discrimination index 0.30, and item difficulty index 66.1%.

교사의 과학불안이 학생들의 과학성취도 및 과학에 관련된 태도에 미치는 영향

임청환(Cheong Hwan Lim),최종식(Jong Sik Choi) 한국초등과학교육학회 1999 초등과학교육 Vol.18 No.1

This study investigated the influences of science anxiety in elementary school teachers on the children s science achievement and attitudes. For this study, 166 elementary school teachers taken charge of 4th, 5th, 6th grade of elementary school children, were chosen as a sample. First, we tested science anxiety test to these teachers, and then chose 50 teachers that are 25 teacher of highest score and 25 teachers of lowest score. Next, we chose 1848 students that 50 teachers take charge. The results are as follows. 1. The children learned from lowest scored teacher got the higher point than the children learned from highest scored teacher in science achievement test. 2. Children s science attitude have a little differences in 4 sub-boundary area but totally lower science anxiety group teacher have higher score than higher science anxiety group. 3. Another variables such as grade, living district, teachers` training experience give influence to the children`s attitude to science. In this result, we found that teachers` science anxiety influenced in some part upon the elementary student science achievement and attitude.

논리적 사고력과 과학 탐구 기능 요소의 위계적 분석

임청환(Cheong Hwan Lim) 한국교원대학교 과학교육연구소 1993 청람과학교육연구논총 Vol.3 No.1

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[ 제 3 분과 ] 초등학생들의 과학 / 수학 수행평가 국제 비교

임청환(Cheong Hwan Lim),박창숙 한국교원대학교 과학교육연구소 1999 학술자료집 Vol.1999 No.-

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