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TIMSS 평가는 4년 간격으로 실시되는데, 우리나라 의 경우에는 TIMSS 2011에서 4학년으로 평가에 참여하 였던 학생 모집단이 4년 뒤인 TIMSS 2015에서 8학년으 로 다시 평가에 참여함으로써, 우리나라가 TIMSS 평가 에 참여한 이래 처음으로 코호트 집단의 초등학교와 중 학교 성취도 자료를 얻었다. 이에 본 연구에서는 초4에 서 중2로 학년 및 학교급이 바뀌면서 나타나는 우리나 라 학생들의 성취도 급락의 원인을 탐색하기 위해, TIMSS 2011의 초4와 TIMSS 2015의 중2에 공통으로 사 용된 설문 문항들을 분석함으로써, 성취도 상위 5개국 을 중심으로 학생 특성, 교사 특성 그리고 교실수업 특 성과 관련된 교육맥락변인들의 변화를 분석하였다. 연 구결과에 따르면 학생들의 학교 소속감은 초4에서 중2 로 가면서 증가한 반면에, 과학 수업에 대한 학생들의 인식은 대부분의 항목들에서 긍정적 인식의 비율이 낮 아지는 것으로 나타났다. 교사 특성과 관련하여, 교사의 전문성 개발 활동은 초4에서 중2로 가면서 더 증가하였 고, 과학교사의 수업에 대한 자신감은 국제평균과 유사 한 경향을 나타내었다. 교실수업 특성과 관련하여, 과학 수업에서 탐구 관련 활동 유형별 빈도는 초4에서 최상 위 수준이다가 중2에서 국제평균보다 더 낮아지는 것으 로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 과학과 교수 학습에 주는 시사점을 학교급별로 성취도 향상을 위한 차별화된 전략 마련의 필요성, 학생 참여형 수업으로 전환할 필요성, 과학 흥미에 영향을 주는 교육맥락변인 에 대한 지속적인 연구의 필요성, 학생 성취도에 미치 는 교사 수준의 교육맥락변인에 대한 심층연구의 필요 성 등의 측면에서 제안하였다.

The TIMSS assessment is conducted every four years, and Korean fourth grade cohort in TIMSS 2011 participated in TIMSS 2015 again as eighth graders, which produced the first achievement data of the cohort group of elementary and middle schools. In this study, in order to investigate the causes of the decline in Korean students’ science achievement with grade changes from the fourth to the eighth grade, we analyzed educational context variables such as characteristics of students, teachers, and classroom instructions of the top 5 achievement countries participated in both TIMSS 2011 and TIMSS 2015. According to the results, students’ sense of school belonging increased, whereas students’ positive attitudes toward science teaching decreased with the grade change from the fourth to the eighth. As for the teacher characteristics, the teacher’s professional development activity increased, and the teacher’s confidence in science teaching showed similar tendency to the international average. Regarding classroom instruction characteristics, the frequency of inquiry-related science activities was highest at the fourth grade, and lower than the international average at the eighth grade. Based the results, we suggested implications for science teaching and learning as well as further studies including development of differentiated strategy by the school level to improve students’ achievement, the necessity of converting into more student-engaging science classes, and the necessity of in-depth study on the teacher related educational contextual variables.

이 연구에서는 창의교육의 일환으로 컴퓨팅 사고력 을 개발할 수 있는 블록형 코딩프로그램을 활용해 지구과학 교수·학습에 적용하여 컴퓨팅 사고력에 대한 인식과 과학적 태도가 어떻게 변화되는지를 알아보고 자 하였다. 연구 결과를 바탕으로 결론을 정리하면 다 음과 같다. 첫째, 초등학생들에게 적용할 수 있는 블록 형 코딩프로그램을 활용한 지구과학 교육프로그램을 개발하였다. 총 12차시로 구성된 프로그램은 학생 활 동중심의 문제를 제공하여 다양한 사고를 학생들이 유 도할 수 있도록 탐구활동을 설계하였다. 둘째, 블록형 코딩프로그램을 활용한 지구과학 교육프로그램을 통 해 컴퓨터 프로그램 활용에 대한 자신감, 컴퓨터 활용 통합학습, 컴퓨팅 사고력에 대한 자신감 및 컴퓨팅 사 고력을 활용한 문제해결 요인에서 유의미한 결과를 나 타냈다. 셋째, 블록형 코딩프로그램을 활용한 지구과 학 교육프로그램은 호기심, 비판성, 협동성, 끈기, 창의 성 항목에서 유의미한 차이를 나타내었다. 이것은 학 생들이 문제를 접했을 때 의문을 갖고 이를 해결하는 과정에서 효과를 나타낸 것이라고 판단할 수 있다.

In this study, a block-base coding that could develop computing thinking was applied to Earth science teaching and learning to identify how the perception of computational thinking and scientific attitude was changed as part of creativity education. Based on the results of the study, the conclusions are as follows: First, an Earth science education program was developed using a block-based coding for elementary school students. The 12-hour program was designed for inquiry activities to encourage students to engage in various thinking by providing them with activity-oriented problems. Second, the Earth science education program using a block-based coding showed significant results in confidence in the use of a computer program, integrated learning with a computer, computational thinking, and problem-solving factors with computational thinking. Third, the Earth science education program using block-based coding showed significant differences in the categories of curiosity, criticism, cooperation, persistence, and creativity. It could be judged that it was effective for students in the process of questioning and trying to solve the problem themselves.

이 연구의 목적은 초등예비교사에게 메이커 교육을 도입한 프로젝트 학습으로 자기주도적 학습능력 및 창 의적 인성에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 본 연구는 2019년 3월부터 4월까지 8주간의 실험처 치 기간을 설정하였으며, 연구에 참여한 학생들은 B 교육대학교 2학년 1학기에 재학 중이고 ‘과학과 교재 연구 1’ 강좌를 수강하는 심화과정 3개 반 75명의 초 등예비교사를 대상으로 연구집단을 구성하였다. 연구집단의 실험처치는 메이커 교육으로 창의적인 산출물을 만들어 내는 과정의 수업이 이루어졌다. 모 둠별로 창의적인 산출물을 만들기 위해 주제를 설정하 였으며, 주 도구인 3D펜으로 작업을 하였고 리사이클 재료를 활용하였다. 창의적인 산출물이 완성되면 모둠 별로 실물을 제시하면서 발표를 하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사의 프로젝트 학습은 자기주도적 학습능력에 미치는 효과가 있었다. 둘째, 초등예비교사의 프로젝트 학습은 창의적 인 성에 미치는 효과가 있었다. 셋째, 초등예비교사는 프로젝트 학습에 대해 흥미 를 느끼며 인식에 긍정적인 반응을 보였다.

The purpose of this study is to investigate the effect of the pre-service teacher's maker project learning on self -directed learning ability and creative personality. This study established an eight-week period of experimental treatment from March to April 2019, and the students who participated in the study formed a research group of 75 students in three of their advanced classes who are attending the second semester of B University of Education and taking courses in 'Teaching Research 1'. The experimental treatment of research groups was conducted by the process of producing creative outputs through training of manufacturers. The experimental group of the study group was a process of producing creative output through maker education. The theme was set up to create creative output by group, worked with the main tool, 3D pen, and utilized the recycling material. When the creative output is completed, it is announced by presenting the actual product in each group. The results of the study are as follows. First, project learning by pre-service teachers had an effect on self-directed learning ability. Second, project learning by pre-service teachers had an effect on creative personality. Third, pre-service teachers was interested in learning about the project and responded positively to the students' perception.

이 연구의 목적은 단계별 질문을 활용해 ‘계절의 변 화’ 단원을 재구성함으로써 학생들의 오개념 변화에 어떠한 효과가 있는지 확인해 보고자 한 것이다. 대부 분의 학생들은 계절 변화의 원인을 설명하는데 자신의 경험을 바탕으로 하여 선개념을 구성하고 있었다. 그래서 개발한 수업에서는 학생들이 갖고 있는 선개념 중 오개념을 조사하고 이에 대한 지도 계획을 ‘개념 변화를 위한 수업 설계 요소’로 명시하여 핵심 교수·학습 내용이 되도록 단원을 재구성하였다. 연구 결과, 실 험 집단의 24명 학생들을 대상으로 과학 개념 검사를 실시하여 통계적으로 유의미한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 질적 분석을 실시한 결과, 계절 변화를 설명할 때 활성화한 개념적 자원의 수와 계절 변화를 설명하는 구체성의 정도가 비교 집단에 비해 높음을 확인할 수 있었다.

The purpose of this study is to find out the effects of reconstructing unit ‘Seasonal Change’ using step-by-step questioning for concepts changes to adjusting misconceptions of elementary school students. Most students have pre-conceptions at describing seasonal changes based on their experiences. Therefore, in newly developed unit, we reconstructed unit to include core teaching and learning contents by finding out common pre-conceptions of students and specifying purpose of teaching at misconceptions found in pre-conceptions as ‘constituent of class for conceptual change’. After the scientific concept test, the result of 24 students in experimental group is statistically significant. Also, according to the result of qualitative analysis, the number of activated conceptional resources and degree of specificity in explaining seasonal changes are higher than that of control group.

본 연구의 목적은 토의 토론 중심 과학수업이 과 학적 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과 를 알아보는데 있다. 연구의 대상은 B 교육대학교의 2학년 학생 27명을 대상으로 연구집단을 구성하였다. 토의 토론 중심을 활용한 과학수업을 위해 2015 개정 교육과정을 분석하여 지구와 우주영역인 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’ 단원에서 20개의 과 학개념을 추출하였다. 그리고 과학주제를 토의 토론 중 심 과학수업 12차시로 나누었으며, 12주간의 실험처치 를 하였다. 연구집단에 사전-사후검사로 과학개념 검사, 과학교수효능감 검사를 하였다. 토의 토론 중심 과학수 업을 통해 자연스럽게 과학개념의 습득과 과학교수효 능감이 향상될 수 있도록 연구절차를 설정하여 연구를 진행하였다. 이에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업 은 과학개념 습득에 효과가 있었다. 둘째, 초등예비교 사들의 토의 토론 중심 과학수업이 과학교수효능감 함 양에 효과가 있었다. 셋째, 초등예비교사들의 토의 토 론 중심 과학수업에 대한 인식 변화를 분석한 결과 참 가한 학생 대부분이 토의 토론 중심의 과학수업에 대 해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이러한 연구 결과를 통하여 토의 토론 중심 과학수업이 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있다.

This study purposes to figure out the effects of applying discussion-based science class on concept of science achievement and science teaching efficacy. This study established an twelve-week period of experimental treatment from April to June 2019, and the students who participated in this study formed a research group consisting of 27 students in the first semester of the second year of the B University of Education. and taking courses in ‘elementary Science Textbook Research 1’ For the classes applying discussion-based science class, the analysis was made on 2015 revised curriculum, and 12th process-centered performance assessment based on discussion. The developed data had designed to develop concept of science achievement and science teaching efficacy. The study group applied process-centered performance assessment based on discussion science class, so unaffectedly study group could improve their concept of science achievement and science teaching efficacy. B University of education is singleness class that doesn't have compare group, so this study is constituted only study group. Applying based-discussion science class to study group, before and after concept of science concept test, science teaching efficacy test is performed. The results of the study were as follows. First, the study group applied discussion-based science class had statistically significant differences in concept of science achievement (p<.05). Second, the study group applied discussion-based science class had statistically significant differences in science teaching efficacy(p<.05). Third, after discussion-based science class of pre-service teachers have a very good feeling. Through such study results, the study could figure out that the class applying discussion-based science class has positive effect on concept of science achievement and science teaching efficacy.