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초록

영어

This study has designed a lesson for secondary science-gifted students to estimate air density by comparing a fixed-volume container before and after depressurization, then analyzed the learners’ performance and interpretations. The lesson embodies NGSS Science and Engineering Practices such as collecting data under a range of conditions and considering limitations of data analysis and seeking to improve precision and accuracy of data. Students derived a theoretical value, measured volume, computed density, and interpreted results; evaluation criteria were drawn from post-lesson responses focusing on precision, accuracy, and uncertainty. Many students understood the theory and steps but struggled with small discrepancies in measurement and record-keeping, yielding unstable estimates. At the interpretation stage, distinctions between accuracy and precision were often unclear and justifications weak. The findings support a shift toward process-oriented, reflective evaluation that foregrounds uncertainty, precision, and accuracy, and includes repeated measurement, error diagnosis, and improvement planning.

한국어

본 연구는 중등 과학 영재 학생들을 대상으로, 고정 부피 용기의 감압 전후 상태를 비교하여 공기 밀도를 산출하는 탐구 수업을 설계하고 학습자의 수행과 해석을 분석하였다. 이 수업은 관찰을 정량화하여 증거로 전환하고, 반복 측정과 절차 개선, 데이터 해석을 중시하는 과학·공학적 실천을 반영한다. 학생들은 이론값 산출, 부피 측정, 밀도 계산, 결과 해석을 순차적으로 수행하였으며, 수업 후 작성된 답안을 통해 정밀도와 정확도, 불확도 표현을 중심으로 평가 준거를 도출하였다. 분석 결과, 다수의 학생은 관련 이론과 계산 절차를 개략적으로는 이해했으나, 실제 측정과 기록 단계에서 나타나는 미세한 차이를 적절히 다루지 못해 최종 추정이 흔들리는 양상을 보였다. 결과 해석 단계에서는 정확도와 정밀도의 구분이 불명확하거나 근거 제시가 미흡한 답변이 다수 확인되었다. 이러한 결과는 과학 교육에서 성과 중심 평가를 넘어, 불확도와 정밀도 및 정확도 개념, 반복 측정과 재측정, 원인 진단과 개선 계획을 포괄하는 성찰적 실천 중심의 전환이 필요함을 시사한다.

목차

< 요 약 >
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 연구 대상 및 방법
1. 연구 대상
2. 연구 절차 및 분석 방법
Ⅲ. 결과 및 논의
1. 측정 수행 및 계산 과정의 특징
2. 정밀도·정확도 인식과 불확도 표현
3. 반복 측정과 데이터 기반 해석
Ⅳ. 결론 및 제언
참고문헌
Abstract

키워드

저자

• 서다은 [ Daeun Suh | 서울둔촌초등학교 교사 ]
• 전영석 [ Youngseok Jhun | 서울교육대학교 교수 ]

참고문헌

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• 간행물명

  국제과학영재학회지 [Journal of the Society for the International Gifted in Science]

• 간기

  반년간

• pISSN

  1976-2224

• 수록기간

  2006~2026

• 십진분류

  KDC 405 DDC 505