전문가의 형태소 분류를 활용한 과학 논증 자동 채점

이만형 ( Manhyoung Lee ) , 유선아 ( Suna Ryu )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제3호, 321~336페이지(총16페이지)

본 연구는 실제 교실에서 이루어진 학생의 과학 논증과정을 기계 학습을 활용한 자동 채점에 적용함으로써, 논증 자동 채점의 가능성 및 개선 방향을 탐색한다. 분자 구조에 대한 고등학생의 과학 논증 수업 중 발생한 2,605개의 모든 발화를 대상으로 연구를 진행하였다. 지도 학습을 위해 5가지의 논증 요소로 발화를 분류하였고, 분류된 발화를 대상으로 텍스트 전처리를 수행하였다. 전처리된 학생 발화를 활용하여 서포트 벡터 머신, 의사결정나무, 랜덤 포레스트, 인공신경망의 기계 학습 방법으로 자동 채점 모델을 구성하였다. 불용어 처리가 되지 않은 학생 발화를 활용한 자동 채점의 결과 랜덤 포레스트의 정확도는 65.96%, kappa는 0.5298의 유미한 결과를 얻었다. 불용어 처리를 수행한 학생 발화를 활용한 새로운 채점 모델의 결과 채점의 정확도가 ...

TAG scientific argumentation, automated scoring, machine learning, scientific language, experts system, 과학적 논증, 자동 채점, 기계 학습, 과학적 용어, 전문가 시스템

고등학생의 과학긍정경험 향상을 위한 교수학습 및 평가 개선 방안에 대한 질적 탐구

곽영순 ( Youngsun Kwak ) , 신영준 ( Youngjoon Shin ) , 강훈식 ( Hunsik Kang ) , 이성희 ( Sunghee Lee ) , 이일 ( Il Lee ) , 이수영 ( Soo-young Lee ) , 하지훈 ( Jihoon Ha )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제3호, 337~346페이지(총10페이지)

본 연구에서는 과학중점고 학생들이 말하는 과학중점고의 학생 참여형 수업의 특성과 과학긍정경험의 관련성 및 과학긍정경험 유발 요인과 개선 방안을 탐색하였다. 전국 4개 권역에서 총 20명의 학생들과 5명의 담당 교사들이 심층면담에 참여하였으며, 먼저 학생 초점집단을 대상으로 심층면담을 진행하고 그 이후 교사와 심층면담을 진행하였다. 면담결과를 토대로 과학긍정경험에 도움이 되는 교수학습경험, 과학긍정경험에 도움이 되는 평가 경험, 과학긍정경험 제고를 위한 과학중점고 개선과 지원 방안을 탐색하였다. 심층면담에서 과학중점고 학생들과 교사들은 학생들이 이해할 수 있는 범위 안에서 관심을 끌면서 수업을 진행해야 학생 참여도가 높아지고, 학생들이 주제를 정하거나 직접 탐구과정을 설계하는 실험을 통해 과학 흥미와 같은 긍정경험을 높일 수 있으며, 과학의 본질에 맞는 탐구...

TAG Positive Experiences on Science, Science Core Schools, teaching and learning, science assessment, qualitative inquiry, 과학긍정경험, 과학중점학교, 교수학습, 과학 평가, 질적 탐구

초등학교 저학년 학생을 위한 종합적 과학재능 검사 도구의 개발 -수행형 검사 수행을 위한 시사점 도출-

서윤경 ( Yoonkyung Seo ) , 전영석 ( Youngseok Jhun )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제3호, 347~358페이지(총12페이지)

본 연구에서는 초등학교 저학년 학생의 과학재능을 효과적인 방식으로 판별할 수 있는 도구를 개발하고 시범 적용하였다. 재능 판별 도구는 다양한 경로의 정보를 복합적으로 활용하기 위하여 교사 의견서, 지필형 검사, 수행형 검사로 구성하였고, 시범 적용의 결과는 검사의 저학년 적합성 측면과 적극적 참여 유발 측면에서 평가하였다. 우선 저학년 적합도를 확인하고자 참여 학생들이 수행형 검사에서 보인 말과 행동을 귀납적으로 분석하였고, 과학 지식 및 과학탐구수행요소와 관련하여 범주화한 30개의 탐구행동유형은, NGSS 과학탐구수행요소의 k-2학년 수준에 해당되거나 일부 상회하고 있었다. 따라서 본 검사는 저학년을 대상으로 과학 재능을 판별하기에 적합하다고 판단된다. 다음으로, 수행형 검사가 참여 학생의 과학재능을 파악 할 수 있을 정도의 충분한 탐구 행동을 유발할...

TAG identification of scientific talents, lower elementary students, performance assessment tools, behavioral patterns, 저학년, 과학재능 검사 도구, 수행형 검사, 행동 유형

통합과학 교과 역량에 대한 교사들의 인식 분석

안유민 ( Yumin Ahn ) , 변태진 ( Taejin Byun )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 97~111페이지(총15페이지)

2015 개정 교육과정에서는 융복합적 사고력 신장을 위해 ‘통합과학’을 신설하고, 문이과 구분 없이 모든 학생이 배우도록 공통 과목으로 지정하였다. 또한 2015 개정 교육과정에서는 이전 교육과정과 차별화되는 특징으로 ‘역량’을 도입하였다. 2015 개정 교육과정에서 역량은 범교과적 성격의 핵심역량과 교과의 학문적 지식과 기능에 기반한 교과 역량으로 구분된다. 과학과 교과 역량에는 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 5가지로 이루어져 있다. 하지만 교육과정 문서의 교과 역량에 대한 설명은 불충분하며, 역량에 대한 전문가들의 인식 역시 통일되어 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 역량 기반 교육이 학교 현장에 제대로 적용되기 위해서는 과학 교사들이 량에 대한 이해가 선행...

TAG 2015 revised curriculum, Integrate Science, subject competency, semantic network analysis, achievement standard, 2015 개정 교육과정, 통합과학, 교과 역량, 언어 네트워크 분석, 성취기준

문화역사적 활동이론(CHAT)을 활용한 과학교사의 교육실습 지도 분석

김민환 ( Minhwan Kim ) , 김다애 ( Da-ae Kim ) , 노태희 ( Taehee Noh )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 113~126페이지(총14페이지)

이 연구에서는 과학교사의 교육실습 지도 과정을 CHAT을 활용하여 심층적으로 분석하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학의 부설학교에서 근무하는 2명의 과학교사가 연구에 참여하였다. 교육실습에 참관하며 지도 과정과 수업을 관찰하였고, 관련 문서 자료를 수집하였으며, 교육실습의 전, 중, 후에 반구조화된 면담을 실시하였다. 지속적 비교 방법으로 수집한 자료를 분석하였다. 분석 결과, 교과 지도교사의 수업 중 생활지도 또한 중요하였으며 교과 오리엔테이션은 실습 전에도 추가로 이루어질 필요가 있었다. 예비과학교사와의 분업은 지도교사의 업무 부담을 덜기도 하였다. 성적에 민감한 학생들과 같이 공동체 요소의 영향으로 학생 평가를 지도하지 못하는 경우가 있었다. 두 교사의 교육실습은 상호협력적으로 이루어져 예비교사만이 아니라 지도교사, 학생들 모두에게 긍정적으로 작용하...

TAG teaching practicum, CHAT, science teacher, 교육실습, 문화역사적 활동이론, 과학교사

명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업이 초등학생들의 메타모델링 지식에 미치는 영향 탐색

임성은 ( Sung-eun Lim ) , 최승언 ( Seung-urn Choe ) , 박창미 ( Changmi Park ) , 김찬종 ( Chan-jong Kim )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 127~140페이지(총14페이지)

본 연구에서는 명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업이 초등학생들의 메타모델링 지식 이해에 미치는 영향을 탐색했다. 연구를 위해 서울 J 초등학교 4학년 2개의 학급을 선정하여 각 학급을 실험반과 통제반으로 선정하였다. 실험반에서는 명시적-반성적인 방법으로 모델링 수업을 5차시 동안 진행하였으며, 통제반에서는 4차시 동안 암시적 방법으로 모델링 수업을 진행하였다. 수업 사전ㆍ사후에 메타모델링 지식 다섯 가지 요소인 ‘모델의 의미, 목적, 설계와 구성, 가변성, 다중성’에 대해 설문 및 면담을 수행하였다. 연구 결과 메타모델링 지식 요소 중 실험반에서는 ‘모델의 의미(모델의 예)’, ‘모델의 목적’, ‘모델의 가변성’, ‘모델의 다양성’ 영역에 대한 이해가 높아지는 변화가 나타났지만, 통제반에서는 여전히 모델의 의미를 파악하지 못하는 학생이 다수였으며 ...

TAG metamodeling knowledge, explicit and reflective modeling instruction, elementary students, 메타모델링 지식, 명시적-반성적 접근을 활용한 모델링 수업, 초등학생

과학 교육에서 기능 중심의 과학 탐구에 대한 비판적 고찰

오필석 ( Phil Seok Oh )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 141~150페이지(총10페이지)

본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다. 하지만 이러한 입장은 기능의 사용에 이론이 적재되어 있다는 현대 과학 철학의 관점과 상충되었으며, 탐구에서 사용되는 기능들이 내용-특이적 또는 맥락-의존적이라는 사실과 추상적인 과학 이론이나 원리는 귀납적으로 발견될 수 없다는 점에서 비...

TAG inquiry, skill-based approach, Science-A Process Approach (SAPA), science practice, 탐구, 기능 중심 접근, 과학적 실천

2015 개정 과학과 교육과정의 ‘기능’에 대한 비판적 검토

권문호 ( Munho Kwon ) , 박종석 ( Jongseok Park )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 151~161페이지(총11페이지)

2015 개정 교육과정의 ‘내용 체계’에는 ‘핵심 개념’, ‘일반화된 지식’, ‘기능’이 새롭게 도입되었고, 이 중 ‘기능’의 경우 과학과 교육과정에서는 명확하게 정의되어 있지 않다. 그리고 과학 교과의 모든 ‘영역’에서 ‘기능’을 획일적으로 제시하는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 ‘내용 체계’에 새롭게 도입된 ‘기능’에 대한 비판적 문제 인식 및 고찰을 통해 교사들의 ‘기능’에 대한 명확한 이해와 이로부터 개정된 교육과정의 철학이 현장에 잘 적용되길 의도하였다. 먼저 ‘기능’을 교육과정에 도입하는데 참고한 NGSS의 ‘과학ㆍ공학 실천’을 살펴보고 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 ‘기능’의 문제점을 확인하였다. 또 타 교과 및 이전 교육과정과의 ‘기능’과 ‘탐구’를 비교하여 비판적으로 분석하였다....

TAG skill, science and engineering practice, NGSS, contents system, 기능, 과학ㆍ공학 실천, 내용 체계

2015 개정 교육과정에서 초등과학과 교육과정 성취기준 분석 방법의 제안 -‘지구와 우주’ 영역을 중심으로-

손준호 ( Jun-ho Son )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 163~175페이지(총13페이지)

이 연구는 2015 개정 교육과정에서 교수ㆍ학습 방향의 출발점이 되는 성취기준을 여러 가지로 분석하는 방법과 함께 실사례를 활용해 분석함으로써 과학 교과의 본질에 맞는 성취기준 분석 방법을 제안하고자 하였다. 이에 초등학교 과학과 중 ‘지구와 우주’ 영역의 성취기준을 ①경기도교육청이 제시한 성취기준 분석 방법, ②백워드 설계의 이해 관련 수행 동사를 활용한 성취기준 분석, ③신교육목표분류체계를 활용한 성취기준 분석 방법에 맞게 분석해 보고, 과학 교과의 특성을 살린 과학과 교육과정 성취기준 분석 방법을 제안하였다. 이 방법은 3가지 분석 방법의 장점을 살린 것으로, 내용과 수행 동사로 분리한 후, 수행 동사를 이해의 6가지 측면의 수행 동사로 세분화시킨 후, 성취기준을 재 진술하여 신교육목표분류체계의 이차원 틀에 의해 사고 수준을 고려한 과정 중심 평가 계...

TAG achievement standards, science curriculum, backward design, Bloom’s revised taxonomy, 성취기준, 과학과 교육과정, 백워드 설계, 신교육목표분류체계

예비과학교사들의 반응적 교수 유형 및 실행의 제약점 분석

조미현 ( Mihyun Cho ) , 백성혜 ( Seoung-hey Paik )  한국과학교육학회, 한국과학교육학회지 [2020] 제40권 제2호, 177~189페이지(총13페이지)

본 연구에서는 예비과학교사들의 반응적 교수 역량을 향상시키기 위한 교육프로그램을 실행하고 프로그램 과정 중에 드러난 반응적 교수 실행을 분석하였다. 이를 통해 반응적 교수 실행의 유형과 유형별 특징을 도출하고, 예비과학교사들이 반응적 교수를 실행을 어렵게 만드는 요인을 확인하여 예비교사들의 반응적 교수 역량이 어떠한 조건 하에서 개발되는지에 대한 경험적 데이터를 얻고자 하였다. 이를 위하여 반응적 교수법에 대한 경험이 없는 14명의 예비과학교사들을 대상으로 실천기반 교사교육 프로그램을 설계하여 운영하였다. 프로그램은 수업관찰을 통한 의미구성, 리허설을 통한 연습, 교육실습에서 적용, 교육실습 사후성찰로 이루어졌으며, 특히 교육실습에서의 적용 단계에서 드러난 예비과학교사들의 반응적 교수 유형과 실행의 저해요인에 대해 질적 분석을 하였다. 분석 결과, 변별자 유형...

TAG responsive teaching, pre-service science teacher, education program, barriers of practice, 반응적 교수법, 예비과학교사, 교육프로그램, 교육실습

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