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초등 과학영재를 위한 과학의 본성 교육 프로그램 개발 및 교육적 효과 분석

Analyzing the Effects of Educational Program on the Nature of Science for Gifted Students

박재용|박재현
한국영재학회 (The Korean Society For The Gifted)|2022.12|영재교육연구 (Journal of Gifted/Talented Education)|제32권 제4호|pp. 515-544

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Rasch modelRasch 모형영재교육과학의 본성과학영재과학에 대한 인식Science giftedGifted educationNature of sciencePerception of science
주제분류교육학

초록

초등 과학영재 학생들의 과학적 소양을 신장시키기 위해서는 과학의 본성(NOS)에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구의 목적은 NOS에 대한 초등 과학영재 학생들의 인식 수준을 높이기 위하여 NOS 교육 프로그램을 개발하고 그 교육적 효과를 탐색하는 것이다. 이를 위해 문헌 연구를 바탕으로 초등 과학영재 학생들의 수준에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정하였고, 유형별로 1차시씩 총 7차시의 온라인 교육용 NOS 교육 프로그램(On-NOS)을 개발하였다. 이후 대학부설 과학영재교육원에 소속된 과학영재 학생 32명을 대상으로 On-NOS 교육 프로그램을 적용하였고, 프로그램의 교육적 효과를 살펴보기 위하여 사전·사후 검사를 실행하였다. NOS 유형에 대한 학생들의 인식 수준 변화를 Wrightmap을 통해 비교하였고, NOS 유형별 인식 수준의 변화 양상을 도표로 요약하여 구체적인 변화 양상을 살펴보았다. 연구 결과, On-NOS 교육 프로그램은 NOS에 대한 초등 과학영재 학생들의 전반적인 인식 수준을 높이는 데 효과가 있었으며, 특히 과학 지식의 경험적 증거 기반 특성과 과학적 방법의 다양성에 관한 NOS 유형에서 학생들의 인식이 높은 수준으로 뚜렷하게 이행하는 모습이 나타났다. 이 연구에서는 이러한 결과들을 바탕으로 NOS에 대한 초등 과학영재 학생들의 인식 수준을 높이고 NOS 교육을 활성화하는 방안을 논의하였다.

Abstract

It is essential to understand the nature of science (NOS) in order to increase the scientific literacy in gifted elementary science students. The purpose of this study is to explore the educational effects of the NOS education program developed to raise the perception levels of the students in the study. To this end, 7 NOS types suitable for the level of science gifted students were selected based on literature review, and an online NOS education program (On-NOS) was developed to have a total of 7 sessions. Afterwards, the On-NOS education program was applied to 32 science gifted students belonging to the university-affiliated science education institute for gifted, and pre- and post-tests were conducted to examine the educational effects of the program. The specific changes in students’ perceptions of NOS types were compared through Wrightmap, and results were summarized in a diagram. As a result of the study, the On-NOS education program has been effective in raising the overall perception level of gifted elementary science students about NOS. In particular, students’ perception of the empirical evidence-based characteristics of scientific knowledge and the diversity of scientific methods in the NOS type showed a clear transition to a higher level. Based on these results, this study discussed ways to increase the perception level of gifted elementary science students on NOS and to activate NOS education.

참고문헌 (59)

  1. 강석진, "과학사를 이용한 소집단 토론 수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해에 미치는 영향", 한국과학교육학회지, 24(5), pp.996~1007 (2004), 한국과학교육학회
  2. "교육부", 2015
  3. 김경대, "과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식", 한국과학교육학회지, 26(6), pp.743~752 (2006), 한국과학교육학회
  4. 김선영, "The Use of History of Genetics in Teaching Nature of Science", 생물교육, 36(3), pp.266~274 (2008), 한국생물교육학회[DOI]
  5. 김지나, "초등학생들의 과학의 본성에 대한 명시적 교수 효과 분석", 초등과학교육, 27(3), pp.261~272 (2008), 한국초등과학교육학회
  6. 나지연, "4차 산업혁명 시대에 필요한 초등 과학교육학 과목의 학습 내용에 대한 초등 교사의 인식", 과학교육연구지, 45(1), pp.90~104 (2021), 과학교육연구소[DOI]
  7. 나지연, "과학 연극 수업이 과학 본성에 대한 초등학생의 인식에 미치는 영향", 초등과학교육, 24(5), pp.558~570 (2005)
  8. 노태희, "과학의 본성에 대한 초등학생들의 견해", 한국과학교육학회지, 22(5), pp.882~891 (2002), 한국과학교육학회
  9. 맹승호, "순위 선다형 문항을 이용한 천문 시스템 학습 발달과정 개발 및 타당화 연구", 한국과학교육학회지, 34(8), pp.703~718 (2014), 한국과학교육학회[DOI]
  10. 맹승호, "판구조론의 학습발달과정 개발을 위한 지구적 인지과정 평가의 횡단적 문항 반응 분석: Rasch 모델", 한국과학교육학회지, 35(1), pp.37~52 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
  11. 박기수, "‘과학사 기반 화학자 탐구 프로그램’이 고등학교 과학영재의 과학의 본성에 대한 인식과 과학적 태도, 과학 진로지향도에 미치는 영향", 대한화학회지, 57(6), pp.821~829 (2013), 대한화학회[DOI]
  12. 박영신, "국내 과학관 전시물에 반영된 과학의 본성(NOS) 특징 분석에 따른 프로그램 개발 및 이의 적용", 대한지구과학교육학회지, 10(2), pp.104~121 (2017), 대한지구과학교육학회[DOI]
  13. 박은이, "과학 영재를 대상으로 한 명시적 과학의 본성 프로그램의 효과", 한국과학교육학회지, 30(2), pp.249~260 (2010), 한국과학교육학회
  14. 박은이, "중학교 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식 분석", 영재교육연구, 21(2), pp.391~405 (2011), 한국영재학회
  15. 박재용, "과학자의 연구 사례에 관한 비네트 개발 및 효과 탐색", 초등과학교육, 40(1), pp.81~99 (2021), 한국초등과학교육학회
  16. 박재현, "초등학생용 과학의 본성 검사 도구 개발 및 타당성 검토", 초등과학교육, 41(4), pp.701~724 (2022), 한국초등과학교육학회
  17. 박종원, "과학의 본성 지도자료 개발과 과학영재를 대상으로 한 시험적용", 한국과학교육학회지, 28(2), pp.169~179 (2008), 한국과학교육학회
  18. 방미정, "초등학생의 인지 수준에 따른 과학의 본성에 대한 명시적 교수 효과 분석", 초등과학교육, 29(3), pp.277~291 (2010), 한국초등과학교육학회
  19. 성은모, "영재 학습자의 자기주도학습역량 특성 탐색", 영재교육연구, 27(3), pp.299~329 (2017), 한국영재학회[DOI]
  20. 성태제, "현대교육평가" (2019), 학지사
  21. 심병주, "영재지도교사, 영재학생 및 학부모의 과학 및 과학자에 대한 인식", 영재교육연구, 23(5), pp.715~729 (2013), 한국영재학회
  22. 이기영, "지구과학 탐구에서 통합 탐구 기능에 대한 학습발달과정 탐색", 한국지구과학회지, 38(3), pp.228~238 (2017), 한국지구과학회
  23. 이기영, "고등학생들의 통합 탐구 기능 향상을 위한 인지적 스캐폴딩 도구 개발 및 적용", 한국과학교육학회지, 39(4), pp.545~562 (2019), 한국과학교육학회[DOI]
  24. 이봉우, "대학부설 과학영재교육원의 운영 현황 분석 및 시사점 도출", 과학영재교육, 13(3), pp.160~171 (2021), 한국과학영재교육학회
  25. 이신동, "초등 영재와 일반학생간의 학업성패에 대한 귀인성향과 자기조절학습전략 사용의 차이", 영재교육연구, 18(3), pp.425~442 (2008), 한국영재학회
  26. 이영희, "초등 과학 교과서에 나타난 과학의 본성에 대한 분석 - 4가지 영역의 과학적 소양을 기준으로 -", 초등과학교육, 33(2), pp.207~216 (2014), 한국초등과학교육학회[DOI]
  27. 이영희, "과학의 본성" (2017), 교육과학사
  28. 이항로, "과학 영재의 과학 본성과 탐구 관점 분석", 영재교육연구, 21(2), pp.511~530 (2011), 한국영재학회
  29. 장명덕, "초등과학교육 이론과 실제" (2014), 아카데미프레스
  30. 정윤숙, "과학관련 사회쟁점 학습을 통한 과학의 본성에 대한 이해의 전이", 한국과학교육학회지, 35(5), pp.895~905 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
  31. 지은림, "Rasch 모형의 이론과 실제" (2000), 교육과학사
  32. 최준환, "과학사를 활용한 과학수업 적용을 통한 중학생들의 과학의 본성에 대한 이해의 발달", 한국과학교육학회지, 29(2), pp.221~239 (2009), 한국과학교육학회
  33. 한국교육개발원, "국가 영재교육 프로그램 기준 : 초·중학교 과학", 한국교육개발원, ~ (2015)
  34. 한국교육개발원, "2020 역량중심 영재교육 프로그램-초등과학, 규모와 구조 : 물리" (2020), 한국교육개발원
  35. 한국과학창의재단, "미래세대 과학교육표준", 한국과학창의재단, ~ (2019)
  36. 한수진, "과학 탐구의 본성에 대한 명시적-반성적 탐구 학습 프로그램의 영향", 대한화학회지, 57(1), pp.115~126 (2013), 대한화학회[DOI]
  37. Abd-El-Khalick, F., "The nature of science and instructional practice : Making the unnatural natural", Science Education, 82(4), pp.417~437 (1998)
  38. American Association for the Advancement of Science, "Science for All Americans" (1990), Oxford University Press
  39. Benchmarks for science literacy: A Project 2061 report, "American Association for the Advancement of Science", Oxford University Press, ~ (1993)
  40. Baker, F. B., "문항반응이론 입문" (2019), 학지사
  41. Bond, T. G., "Applying the Rasch model: Fundamental measurement in the human sciences" (2007), Routledge
  42. Driver, R., "Young peoples images of science" (1996), Open University Press
  43. Elder, A. D., "Personal epistemology: The psychology of beliefs about knowledge and knowing", pp.347~364 (2002), Lawrence Erlbaum
  44. Irwin, A. R., "Historical case studies : Teaching the nature of science in context", Science Education, 84(1), pp.5~26 (2000)
  45. Kang, S. J., "Examining Students’ views on the NOS results from Korean 6th, 8th, and 10th graders", Science Education, 89(2), pp.314~334 (2004)
  46. Lederman, J. S., "Views of nature of science" (2002), Illinois Institute of Technology
  47. Lederman, N. G., "Students’ perceptions of tentativeness in science : Development, use, and sources of change", Science Education, 74(2), pp.225~239 (1990)
  48. Lederman, N. G., "Views of nature of science questionnaire : Toward valid and meaningful assessment of learners’ conceptions of nature of science", Journal of Research in Science Teaching, 39(6), pp.497~521 (2002)
  49. Linacre, J. M., "What do Infit and Outfit, Mean-square and Standardized mean?", Rasch Measurement Transactions, 16(2), pp.878~ (2002)
  50. McComas, W. F., "The nature of science in science education: Rationales and strategies", pp.3~39 (1998), Kluwer Academic
  51. McNamara, T. F., "문항반응이론의 이론과 실제: 외국어 수행평가를 중심으로" (2003), 서현사
  52. Meichtry, Y. J., "Influencing student understanding of the nature of science : Data from a case of curriculum development", Journal of Research in Science Teaching, 29(4), pp.389~407 (1992)
  53. Montgomery, D. E., "Young children’s theory of knowing : The development of a folk epistemology", Developmental Review, 12(4), pp.410~430 (1992)
  54. National Research Council, "National science education standards" (1996), National Academic Press
  55. NGSS Lead States, "Next generation science standards: For states, by states" (2013), National Academies Press
  56. Plummer, J. D, "Spatial thinking as the dimension of progress in an astronomy learning progression", Studies in Science Education, 50(1), pp.1~45 (2014)
  57. Reigeluth, C. M., "교수설계 이론과 모형" (2005), 아카데미프레스
  58. Solomon, J., "Teaching about the nature of science through history : Action research in the classroom", Journal of Research in Science Teaching, 29(5), pp.409~421 (1992)
  59. Wright, B. D., "Reasonable mean-square fit values", Rasch Measurement Transactions, 8(3), pp.370~ (1994)

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