Earticle

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.

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.

본 연구는 2024년 ‘자연재해 대응에서의 과학의 역할’을 주제로 개최된 제14회 ASEAN+3 과학영재 학생 캠프 및 제16회 교사워크숍의 교육적 효과를 분석하였다. 13개국 참가자 132명(학생95명, 교사 37명)을 대상으로 PISA 2018 역량 프레임워크 기반의 사전·사후 설문과 서술형 응답자료를 수집하여 혼합 연구방법으로 분석하였다. 연구 결과, 첫째, 프로그램 전반에 대한 만족도는 5점 만점 기준 학생 4.54점, 교사 4.57점으로 나타났으며, 특히 다국적 네트워킹과 타 문화 이해측면에서 긍정적인 인식을 확인하였다. 둘째, 글로벌 이슈에 대한 자기효능감 및 인식, 과학 학습에 대한 즐거움과 동기 등 주요 지표는 통계적으로 유의미하게 향상되었으나(p < .05), 관점 취하기 및 적응성과 같은 정의적 태도 요인에서는 단기 프로그램의 한계로 인해 유의한 변화가 관찰되지 않았다. 셋째, 정성적 분석을 통해 언어 장벽 완화를 위한 구조화된 협력 방식과 실험 설계의 실행가능성을 고려한 제한적 탐구 모형의 필요성을 도출하였다. 본 연구는 아시아 역내 국제 과학영재 교육의 성과를 실증하고, 향후 글로벌 역량 강화를 위한 운영 전략 수립에 기여하고자 한다.

This study examined the educational effects of the 14th ASEAN+3 Science Gifted Student Camp and the 16th Teacher Workshop (2024) under the theme “The Role of Science in Responding to Natural Disasters.” Data were collected from 132 participants (95 students and 37 teachers) from 13 countries using pre- and post-surveys based on the PISA 2018 competency framework and open-ended responses, and analyzed using a mixed-methods approach. Overall satisfaction was high (students: 4.54; teachers: 4.57 out of 5), particularly regarding international networking and intercultural understanding. Key indicators, including self-efficacy and awareness of global issues, and enjoyment and motivation toward science learning, showed significant improvement (p < .05), whereas no significant changes were found in affective factors such as perspective-taking and adaptability, likely due to the limitations of a short-term program. Qualitative analysis highlighted the need for structured collaboration strategies to reduce language barriers and for a semi-structured inquiry model to enhance the feasibility of experimental design. This study provides empirical evidence for the outcomes of international science gifted education in Asia and offers implications for fostering global competencies.

본 연구에서는 국제중등과학올림피아드(IJSO) 교수요목을 국제 기준으로 삼아 대한민국 과학과 교육과정과 한국중등과학올림피아드(KJSO) 정규 교육과정의 정합성 및 간극을 비교·분석하고, KJSO 참여 학생의 학업 성취도 자료를 결합하여 과학영재교육 개선의 함의를 도출하였다. 분석 결과 IJSO는 학제간 통합, 정량적 분석 역량, 구체적 탐구·실험 기술을 핵심 기준으로 요구하였다. 국가 교육과정은 정량성 및 실험 기술을 포함한 탐구 역량에서 내용적 간극(Gap 1)이 확인되었으며, KJSO는 이를 보완하는 심화·가속화 과정으로 기능하였다. 다만 IJSO가 지향하는 통합 구조와 달리 KJSO의 분절적 운영으로 구조적 간극(Gap 2)이 잔존하였다. 성취도 분석에서는 국가 교육과정에서 적게 다루고 있는 정량 분석 및 분석적 사고 관련 영역에서 상대적으로 낮은 성취가 나타났다. 이는 Gap 1이 실제 학업 수행에 직접 영향을 미치는 인지 부담 지점임을 보여준다. 본 연구를 통해 확인된 간극을 중심으로 KJSO 교육과정을 보완하고, 국가 수준 과학과 교육과정에는 기초 정량·분석 요소를 단계적으로 도입할 필요를 제안한다.

This study used the International Junior Science Olympiad (IJSO) syllabus as an international benchmark to compare South Korea’s national science curriculum with the Korea Junior Science Olympiad (KJSO) regular curriculum and to connect curriculum gaps with achievement data from KJSO participants. The IJSO standards emphasize interdisciplinary integration, quantitative analysis, and specific inquiry/experimental skills; however, the national curriculum shows a content gap (Gap 1) in quantitative and experimental inquiry competencies, which the KJSO program addresses through enrichment and acceleration. Nevertheless, a structural gap (Gap 2) persists because the KJSO curriculum operates in fragmented disciplinary modules rather than an integrated structure. Achievement analyses indicated relatively lower performance in domains missing from the national curriculum— especially quantitative chemistry and analytical thinking in biology—suggesting that Gap 1 functions as a cognitive-load point that directly constrains student performance. These findings imply that while KJSO can bridge national curricula and international standards, targeted methodological supports at gap points and the gradual introduction of basic quantitative and analytical elements into the national curriculum are needed.

This study aimed to (1) develop a learning management plan based on gamification integrated with microscale chemistry experiments in the unit Factors Affecting the Rate of Chemical Reactions for Grade 11 students, (2) examine learning achievement, and (3) assess changes in scientific competency. The study employed a one-group pretest–posttest design. The sample comprised 50 Grade 11 students from Montfort College, Chiang Mai Province, during the second semester of the 2024 academic year, selected through purposive sampling and organized into 10 heterogeneous groups for instruction. Learning activities were designed using gamification principles and microscale chemistry experiments and implemented through four lesson plans over twelve class periods. Research instruments included lesson plans, experimental kits, a performance assessment rubric, and a scientific competency assessment adapted from the PISA 2018 framework. Data were analyzed using descriptive statistics (mean, standard deviation, and percentage). A one-sample Wilcoxon signed-rank test (using the 10 groups as the unit of analysis) was used to test whether group learning achievement exceeded the 70% criterion, and the Wilcoxon signed-rank test for paired samples was used to compare students’ pre- and post-instruction scientific competency scores. The results indicated that the developed learning management plan demonstrated good to very good quality. Students achieved an average learning outcome of 87.67 percent, which was significantly higher than the 70 percent criterion (p = .001). Furthermore, students’ scientific competency improved significantly from pre- to post-instruction (p = .016), with problem- solving showing the highest post-test mean score (̅ = 4.11, S.D. = 0.73).