Earticle

여러 연구에 따르면 발명 교육은 학생들의 창의력과 문제 해결력 향상과 밀접한 관계가 있다. 이러한 능력은 미래 사회에 필수적인 능력이므로, 이러한 능력을 개발 하기 위한 효과적인 발명 교육이 필요하다. 이에 본 연구 에서는 내러티브 탐구를 통해 초등학교 교과서에 등장하 는 3명의 한국 발명가의 창의성 요소, 가정환경, 부모 양 육 방식을 특정하고, 3명의 공통점을 분석하였다. 연구 결과, 3명의 발명가들은 모두 지적 호기심, 독창성, 생산 적 사고능력, 정교성을 가지고 있었다. 그리고 이들은 대 부분 경제적으로 풍요로운 가정에서 태어났고, 자신을 지지해주는 사람이 있었다. 또한 이들은 부모들은 자녀 와 안정적인 애착 관계를 가졌고, 자녀의 교육에 적극적 으로 참여하며 자녀의 창의성을 가장 먼저 발견하였다.

According to many researches, invention education relates to improvement of students’ creativity and problem solving skills, which are essential in future. So effective invention education is necessary. This study is to analyze creativity factor, family background and parenting style of three korean inventors in elementary textbooks through narrative inquiry and find similarities. As a result of study, all three inventors had intellectual curiosity, originality, productive thinking and sophistication. And they were born in wealthy families and had a member who support them. Also, their parents had secure attachments to them, actively participated in their education and were the first person who found their creativity.

이 연구의 목적은 예비교사들이 과학교과서를 학습 과정에서의 시선 이동, 교과서에 제시된 화살표에 대한 인지 여부, 그리고 화살표에 의한 시선 행동의 변화 등 을 조사하여 분석하는 것이었다. 연구를 위해 시선 이 동 추적 장치인 eye-tracker를 이용하였으며, 교사 양성 대학에 다니는 예비교사 10명을 선정하여 진행하였다. 연구에 이용된 과학교과서 단원은 지구과학 영역 중 하 나인 ‘날씨와 우리 생활’ 단원이었다. 연구결과, 첫째, 예비교사들은 과학교과서를 학습과정에서 그림 보다는 글에 많은 시간을 할애하는 것으로 조사되었다. 둘째, 예비교사들은 과학교과서에 제시된 화살표에 대해 시선 을 집중하지 않는 편으로 분석되었다. 셋째, ‘화살표에 의한 시선 행동 유도’가 일어나기 위해서는 화살표에 대 한 충분한 집중이 이루어져야 함을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 화살표와 같은 과학교과서의 학습 요소에 대한 학습자의 시각적 주의 투여의 중요성을 시사해주며, 더불어 효과적인 학습을 위해 시선 이동 연구 자료를 통한 교과서 내 학습 요소에 대한 시각적 주의 투여를 유도할 수 있는 교과서 편집 디자인 개발 이 중요함을 시사해준다.

The purpose of this study was to investigate and analyze pre-service teachers' eye-movement in science textbooks in the learning process, whether they perceived “arrow” presented in textbooks, and changes in eye-movement by arrows. For the study, an eye-tracker, a eye-movement tracking device, was used, and 10 pre-service teachers attending a teacher training college were selected and conducted. The science textbook unit used in the research was the “Weather and Our Life” unit, one of the areas of earth science. As a result of the study, first, it was investigated that pre-service teachers devote more time to texts rather than illustrations in the learning process of science textbooks. Second, it was analyzed that pre-service teachers did not pay attention to the “arrow” presented in science textbooks. Third, it was confirmed that in order for “affordance of the eye-movement by arrow” to occur, sufficient concentration on “arrow” should be made. These findings suggest the importance of the learner's visual attention to learning elements in science textbooks such as “arrow”. In addition, it suggests the importance of developing a textbook editing design that can induce visual attention to learning elements in textbooks through eye-movement research data for effective learning.

본 연구의 목적은 연구제목에서 추출한 키워드를 중심으로 네트워크 분석을 활용하여 기후변화 교육 관련 연구동향을 분석하는 것이다. 이를 위하여 2015년부 터 2020년 11월까지 한국연구재단(KCI) 등재(후보)지 에 게재된 기후변화 교육 관련 논문의 연도별, 학습지 별 동향을 파악하고, 논문에 제시된 키워드에 대한 네 트워크 분석을 실시하였다. 분석절차는 분석 대상 선 정, 키워드 추출과 정제, 키워드 네트워크 분석 및 시 각화의 과정으로 진행되었다. 자료처리는 Textom 분석 프로그램, Ucinet 6.0, NetDraw 프로그램을 활용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 2011년부터 2020년 사 이 총 62편의 기후변화 교육 관련 논문이 게재되었으 며, 학술지는 ‘에너지기후변화 교육’에서 가장 많은 기 후변화 교육 관련 논문이 게재된 것으로 나타났다. 둘 째, 키워드 ‘프로그램’ 키워드가 가장 높은 빈도를 보 였으며, 그 다음으로 ‘에너지’, ‘분석’, ‘초등학교’, ‘초등 학생’, ‘개발’, ‘영향’ 등이 높은 빈도를 보였다. 셋째, 연 결정도 중심성 분석결과 ‘프로그램’, ‘초등학생’, ‘초등 학교’ 지수가 가장 높게 나타났으며, 가장 큰 군집은 ‘교 수·학습 프로그램 개발과 효과’가 형성되었다. 본 연구 는 전반적인 기후변화 교육 관련 연구동향을 탐색하고, 향후 연구주제에 대한 방향성을 파악하였다는 데 의의 가 있다.

The purpose of the research is to analyze research trends related to climate change education by network analysis based on keywords extracted from the research title. For this purpose, 62 papers were selected from Korean Citation Index(KCI) journals published from 2011 to 2020 using such keywords as "climate change" and "climate change education" in the Research Information Sharing Service. The analysis procedure consisted of selection of analysis papers, keyword extraction and purification, and keyword network analysis and visualization. Textom, Ucinet 6.0, and NetDraw were used to analyze the frequency, degree centrality, and betweenness centrality. The results of the research showed that, first, Early ‘Energy and Climate Change Education’ had the highest frequency of papers examining climate change education. Second, the keywords/phrases that appeared most frequently in research on climate change education were "program" "energy," "analysis," "elementary school," "elementary school," "elementary school students," "development," and "impact." Third, the analysis of the centrality of betweenness centrality showed that the index of 'program', 'primary students' and 'primary schools' were the highest, and the largest group was 'development and effect of teaching and learning programs'. Based on these results, it was concluded that future research on climate change education needs to be examined in further detail and expanded into more specific areas.

본 연구에서는 지구과학 예비교사들이 수업 설계 과정에서 구성한 학습 내용 논증구조에서 반박의 대상 이 되는 요소에 따라 반박유형을 분석하였다. 또한, 반 박을 해결하기 위한 예비교사의 대응 방법에 따라 사 례를 분류하고 탐색하였다. 5주간 총 20시간의 강의 및 모둠 토론 과정에서 수집한 예비교사들의 수업 결 과물과 토론 및 면담 내용 등을 분석한 결과, Verheij (2005)가 이론적으로 도출한 5가지 반박유형이 모두 확인되었다. 분석을 통해 추출한 총 18건의 반박 사례 를 질적으로 해석하였고, 예비교사들이 반박을 수업에서 해결하는 방식에 따라 반박 사례를 3가지로 분류할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 얻은 결론과 시사점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 예비교사들이 논증구조를 활용하여 수업을 설계하는 동안 논증의 핵심 요소와 논 증 과정의 과학적 타당성을 검증하는 사고 과정을 활발 히 진행한다는 경험적 자료를 제공하였으며, 과학교육 연구에서 논증활동의 적용 범위를 확장하였다. 둘째, (예비)교사가 학생들의 궁금증을 유발하여 수업에 몰입 (참여)시키기 위한 전략을 마련하는 데 있어 수업내용 논증구조의 활용 가능성을 제시하였다. 셋째, 반박을 생 성하고 해결 방안을 도출하는 과정을 통해 예비교사는 과학지식의 가변성이나 불확정성을 비롯하여 과학의 본성에 대하여 생각해 볼 기회를 얻을 수 있다.

In this study, we analyzed the types of rebuttals in the argument structure of learning contents in lesson plans constructed by Earth science preservice teachers, and then we explored examples of how they responded to resolving the rebuttal. As a result of analyzing preservice teachers' assignments, discussions, and interviews collected during a total of 20 hours of classes and group discussions for 5 weeks, all 5 types of rebuttals suggested by Verheij (2005) were identified. Through the data analysis, a total of 18 rebuttal cases derived, and these cases were classified into 3 types according to how preservice teachers solve the rebuttals in class. The conclusions and implications based on the results are as follows: First, this study provided empirical data that the thinking process of validating core elements of argumentation and processes of argumentation is actively taking place in preservice teachers’ lesson planning using the argument structure, and expanded the scope of application of argumentation in science education research. Second, the argument structure of learning contents should be used to help teachers to come up with strategies to induce students’ curiosity and devotion to learn science contents. Third, preservice teachers should have the opportunity to think about the nature of science, including the variability and uncertainty of scientific knowledge when they discover rebuttals and develop solutions to them. Based on these conclusions, implications and suggestions for science education and further research were suggested.

이 연구는 시대적 배경으로 통합성을 강조하고 과 학적 소양 함양을 목적으로 하는 과학교육의 효과적인 목표 달성을 위해 과학수업에서 관찰 가능한 세계관 기반 과학교육과 지속가능발전교육을 접목한 프로그 램을 개발하고 이를 실제 고등학교 수업에 적용하여 분석하였다. 실제 고등학생에게 프로그램을 적용한 결 과 학생들은 스스로 자신의 가치관을 파악하여 다양한 가치를 고려하고 의사결정하는 과정에서 생태주의의 세계관으로 전환이 일어난 것을 볼 수 있었다. 프로그 램 적용과정에서 다양하게 나타나는 각 교과 내용과 교사 세계관의 불일치로 인한 학생들의 가치 충돌로 자신이 가지고 있는 세계관을 파악하고 수업 과정에서 다양한 측면의 가치에 접근하는 과정 중에 학생들의 세계관이 갈등을 일으키고 있는 것이 나타났다. 개인 의 가치관 영역에서 세계관은 과학교육에서 확대 적용 하여야 하며 교사 및 교과 내용의 세계관에 대한 이해 도 필요하다. 이 연구를 통해 과학교육에서 세계관으 로 대표되는 개인의 가치관 영역의 접근이 학생의 근 본적인 변화에 도움이 되길 기대한다.

The study developed and analyzed programs that incorporate observable worldviews-based science education and education for sustainable development(ESD) in science classes to emphasize integration with the background of the times and achieve effective goals of science education aimed at cultivating scientific literacy. As a result of applying the program to actual high school students, students were able to see the transition to the worldviews of ecology in the process of considering various values and making decisions by identifying their own values. Students' worldviews were found to be at odds during the process of identifying their worldviews and approaching values in various aspects of the class due to the conflicting values of each curriculum and teacher worldviews. In the area of individual values, the worldviews should be applied in science education and understanding of the worldviews of teachers and curriculum contents is also required. Through this study, we hope that access to the area of individual values represented by the worldview in science education will help students change fundamental.

이 연구의 목적은 초등 예비교사를 대상으로 ‘나의 창작 이야기를 이용한 그림자 북 만들기’ 활동을 실시 한 후 융합 프로그램에 대한 초등 예비교사들의 인식 을 알아보는 것이다. 이 프로그램은 초등 예비교사들이 ‘이야기’를 창작하고, 그 이야기를 이용해 ‘그림자 북’ 을 만드는 내용으로 구성되었고, 8주 동안 52명의 예 비교사들에게 실시되었다. 프로그램 종료 후 초등 예 비교사들에게 융합 프로그램에 대한 인식을 Likert 척 도 문항과 서술형 문항으로 조사하였다. Likert 척도 문항을 분석한 결과, 초등 예비교사들은 이 프로그램의 목표, 내용, 방법에 대해서는 매우 높은 점수를 나타냈 으며, 프로그램의 만족도와 필요성, 재참여 의지 역시 높은 점수를 나타냈다. 또한 프로그램의 운영 방법, 장 점 및 개선점을 묻는 서술형 문항에 대해 키워드를 중 심으로 분석한 결과 교과 내용, 융합 교육, 수업 역량, 사고력, 심리, 경험에 대한 정서 등으로 범주화할 수 있었다. 이 연구를 통해 초등 예비교사들은 서로 다른 전공의 교수들이 협력하여 운영하는 융합 프로그램을 체험함으로써 자연스럽게 융합교육의 의미, 중요성, 필요성을 인식할 수 있고, 관련 교과의 내용도 쉽게 이 해할 수 있으며, 교수 역량도 향상시킬 수 있다고 생각 함을 알 수 있었다. 그러나 비대면 수업 상황으로 인한 여러 가지 개선점도 언급하였다.

The purpose of the study is to investigate the perception of elementary pre-service teachers about convergence program after conducting 'Making shadow book using my creative story' activity. The program consists elementary pre-service teachers to creat their own stories and using them to make a "shadow book." The program was conducted on 52 elementary pre-service teachers for eight weeks. After the end of the program, they were examined for their perception of the convergence program with the Likert scale questions and essay questions. The analysis results of the Likert scale questions showed that they scored very high on the objectives, contents and methods of the program, and the satisfaction, necessity and willingness to re-participate were also high. In addition, the analysis results based on keywords of essay questions about how the program operates, and its advantages and improvements made it possible to categorize them into instructional content, convergence education, teaching competency, thinking ability, psychology, and emotional experience. Through this study, we could see that by experiencing the convergence program ran by cooperative professors of different majors, elementary pre-service teachers naturally recognized the meaning, importance and necessity of convergence education, understood the contents of related subjects easily, and improved teaching competency. But, they also mentioned various improvements due to the situation of non-face-to-face classes.

본 연구는 지역사회 환경문제에 관한 토론 수업이 고 등학생들의 환경 인식, 환경 문제에 대한 의견과 그 판단 근거, 환경 문제 해결방안에 미치는 영향을 알아보는 연 구이다. 본 연구에서 개발된 토론 수업은 도심 내의 백로 서식지 문제를 주제로 3차시에 걸쳐 지역사회 환경문제 에 대해 알아보고, 토론하는 수업이다. 연구의 주요 데이 터로 수업 전후 환경 인식 검사지, 환경 인식 설문지, 학 습지가 수집되었다. 환경인식 검사지는 Likert 척도로 기 술적 통계로 분석되었으며, 환경 인식 설문지의 응답은 귀납적 질적연구 방법을 통해 분석되었다. 본 연구의 결 과는 먼저 환경 인식 검사지의 환경 인식에서 사전-사후 유의미한 통계적 효과가 있었다. 다음으로 SSI 토론 주 제인 “백로의 서식지를 이동해야 하는가?”에 대하여 과 반수의 학생들이 찬성하였으며, 토론 수업이후에도 의견 에 변화가 없었다. 하지만 토론 수업 이후 학생들의 해경 방안은 단기적이고 실현 가능하며, 구체적이고 비용이 적게 드는 해결방안으로 바뀌었다. 본 연구 결과를 바탕 으로 학생들의 지역환경문제에 대한 관심을 높이고 문제 해결력 증가를 위해 학교 과학 수업에서 지역 환경 문제 와 관련된 SSI 토론 수업의 필요성을 제언한다.

This study investigates the effect of SSI debate on first-year high school student’s opinions about environmental issue, their judgment grounds, and solutions to regional environmental problems. The SSI debate was about white heron habitats near the village where students live. As the main data of the study, environmental perception questionnaires, and students’ workbook including open-ended questions were collected before and after class. The environmental perception questionnaire was analyzed by descriptive statistics, and the response of the open-ended questions was analyzed through inductive qualitative research methods. First, the results of this study shows that the SSI debate has a statistically significant impact on students’ environmental attitude. Second, a majority of students agreed on the idea that villagers should drive the birds out of town and they did not change their after the discussion class. However, after the discussion class, students' solutions about the issue were changed in a way that more short-term, feasible, concrete, and less time-consuming solutions to the problem. Based on the results of this study, this study implies that SSI issue debate using local problem should be used more often in science classroom so the students recognize local SSI and improve real world problem solving skills.

이 연구의 목적은 지구의 공전 실험에 대해 알아보 고, 학교 급별로 효과적인 지구의 공전 실험이 무엇인 지 알아보는데 있다. 연구자는 지구의 공전을 학습할 수 있는 8가지의 실험 방법을 조사 또는 개발하였다. 초등 예비교사 26명에게 이 실험을 실시하고 토의하도 록 한 후, 학교 급별로 효과적인 지구의 공전 실험을 선택하고 이유를 쓰도록 하였다. 그 결과 초등학교에 서는 계절별 별자리가 달라지는 실험, 중·고등학교에 서는 계절별 별의 스펙트럼을 비교하는 실험, 대학교에서 외행성의 역행운동이 효과적이라고 선택하였다. 예비교사는 직접 체험의 가능 여부, 교과 내용과 연계 되는 정도, 배경지식과 고차원적인 사고의 정도를 실 험 선택의 이유로 제시하였다.

This study is to find out experiments of Earth’s revolution and which experiment is effective by school level. Researcher investigated and developed eight experiments for students to learn Earth’s revolution. Twenty six pre-service teachers did these experiments, discuss about them, chose an effective experiment of Earth’s revolution and wrote the reason why. As a result, they thought that an experiment of seasonal constellations is effective for elementary school students, an experiment of seasonal star’s spectrum is effective for secondary school students and an experiment of the superior planets’ retrograde motion is effective for university students. Pre-service teachers gave reasons such as hands-on experience, connection with textbooks, background knowledge and higher-level thinking.

이 연구에서는 대학생들이 인식하고 있는 외계행성 에 대한 개념을 빅데이터 분석을 하기 위해 외계행성 교육 프로그램과 교육을 받기 전, 후의 개념 변화를 알 아보기 위한 질문지를 개발하여 적용하였다. 이를 통한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육을 받기 전에는 외 계행성을 단순히 ‘태양계 바깥(외계)의 행성’ 정도의 맥락으로만 이해하고 있었으나, 교육을 받은 후에 중요 키워드 중심으로 ‘태양계 바깥 항성 주위를 공전하는 행성’ 개념으로 확장되었다. 둘째, 대학생들은 매스컴 에서 접했던 간접 경험을 토대로 도플러효과, 식현상, 중력렌즈를 활용한 관측한다는 정도의 간단한 답변을 하여 관측 방법에 대한 개념이 매우 부족하였다. 그러 나 학생들은 외계행성 탐사와 관련된 내용을 교육 받 으면서 외계행성 탐사에 대한 인식이 구체화되었다. 셋 째, 대학생들은 외계행성 탐사의 중요성을 단순히 외계 생명체의 발견을 넘어서서 태양계를 비롯한 행성의 생 성과정과 연구 방법, 인류의 발전으로 확장시키고 있었 다. 넷째, 대학생들은 외계행성과 관련된 내용을 지구 과학 교육과정에서 소개한다면 과학지식 뿐만 아니라 흥미와 호기심을 일으킬 수 있으므로, 교육과정에서 외 계행성에 대한 교육이 필요하다고 인식하였다.

This study aimed to analyze the conception of an extra-solar planet perceived by university students. To conduct this, we developed an extra-solar planet education program and questionnaires which help to figure out changes between before and after the program, and then applied them to the targeted students. The results of the study are as follows. First, as to the conception of an extra-solar planet, participants understood it merely as a planet outside the solar system before they got training. However, they expanded it to the one revolving around a star that appears outside the solar system based on keywords after the training. Second, they gave brief responses regarding exploration strategies (e.g., observing the extra-solar planet by using the Doppler effect, dietary phenomenon, and gravitational lens) based on indirect experiences they encountered in the media. The responses indicated their lack of concept of the extra-solar planet exploration methods. However, their recognition of the extra-solar planet observation became concrete while students learned about the exploration of the extra-solar planet. Third, they were expanding the importance of the exoplanet observation simply beyond the discovery of extraterrestrial life to the creative process and research methods, including the solar system and the development of humanity. Fourth, they recognized that exoplanet education is necessary for curriculum as it will be able to bring about students' interest and curiosity as well as scientific knowledge if contents related to the extra-solar planet appear in the earth science curriculum.

본 연구의 목적은 COVID-19 상황에서 초등 과학 전 담 교사들은 과학 수업을 어떻게 운영하고 있으며 수업 에 대해 어떤 인식을 갖고 있는지 조사하는 것이다. 연 구 참여자는 2020년 과학 교과 전담교사를 맡고 있는 21명이다. 21명 전체를 대상으로 COVID-19 상황에서의 과학 수업과 앞으로의 수업방향에 대한 개방형 설문을 실시하였고, 21명 중 8명을 대상으로 과학 수업을 어떻 게 하고 왜 그렇게 했는지등에 대한 면담을 실시하였 다. 연구 결과, 첫째, 초등 과학 교사들의 COVID-19 이 전과 이후의 과학 수업은 달랐다. COVID-19 상황에서 교사들은 온라인 수업과 오프라인 수업의 특성을 파악 하고 특성에 따른 방식으로 운영하였다. 둘째, 이러한 과학 수업 운영 방식의 바탕에는 교사의 수업에 대한 공통된 인식이 있었으며, 그 인식은 과학 수업은 탐구 활동으로 운영해야 한다는 것, 방침이 허락하는 한, 내 입맛에 맞는 수업을 하고 싶다는 것, 온라인 수업은 학생들의 동기 저하 및 학력 격차 확대를 야기하며 이를 극복해야 한다는 것이다.

The purpose of this study is to investigate how elementary science specialized teachers operate and how they have a perception of the science class in the COVID-19 situation. The number of participants in the study is 21 who are dedicated to science subjects in 2020. 21 teachers were given an open survey of science classes and future directions in the COVID-19 situation, and 8 out of 21 teachers were interviewed in-depth on how and why they did so. As a result of the study, first, the science classes before and after COVID-19 of primary science teachers were different. Under the COVID-19 situation, teachers identified the characteristics of online and offline classes and operated them in a way that was specific to their characteristics. Second, there was a common perception of teachers' classes on the basis of this science class operation style, which is that science classes should be operated as activities, that I would like to have classes that suit my taste as long as the policy allows, and that online classes cause students to lose motivation and widen their educational gap.

이 연구에서는 데이터를 기반으로 하여 대기대순환, 해류 순환에 관한 STEAM 교육프로그램을 제작하고 이 를 고등학교 1학년 106명을 대상으로 적용하여 그 효 과와 문제해결과정을 분석하고자 하였다. 이를 위해 데 이터를 수집, 정제, 시각화, 분석하고 이러한 결과를 기 반으로 의사소통 과정을 진행할 수 있도록 하는 프로그 램을 구성하였다. 이를 활용하여 일상생활에서의 순환 에서 전 지구적인 관점에서 나타나는 순환으로의 개념 을 확장하여 전 세계적으로 발생하는 순환에 관한 문제 를 확인할 수 있도록 하였다. 프로그램의 투입 결과 지식 정보처리역량과 그 하위 영역에서 유의미한 변화가 확인 되었으며. STEAM 핵심역량과 STEAM 핵심역량의 하위 영역인 융합, 창의 역량에서 유의미한 변화를 확인하였 다. 또한 학생들의 응답을 텍스트 네트워크의 형태로 분 석하여 데이터 기반 STEAM 교육에 대한 제안할 점을 얻고자 하였다.

In this study, STEAM program on the subject of ‘atmospheric circulation and surface current’ was produced based on data and applied to 106 first-year high school students to analyze its effect and problem-solving processes. This program was organized to collect, refine, visualize, and analyze data and to allow communication processes to proceed based on these results. Using this, the concept of circulation in daily life was expanded from a global perspective to identify problems about circulation around the world. As a result of the application of the program, significant changes were identified in knowledge information processing competency. Also, significant changes were made in terms of convergence and creativity, which are sub categories among STEAM core competencies. It also sought to obtain suggestions for data-based STEAM education by analyzing students' responses in the form of a Text network.