이성묵 교수

수도권 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중학교 2학년 학생 21명을 대상으로 인터넷 홈페이지를 이용하여 2개월 동안 과학일기쓰기를 실시하였다. 이들은 총 192편의 일기를 작성하였는데, 자신의 과학일기를 작성하여 탑재하고 다른 사람의 일기를 읽고 의견을 나누는 활동을 하였다. 일기내용과 설문 응답 내용, 홈페이지에서의 상호작용 내용, 면담 내용 등을 분석하여 학생들의 과학에 관련된 정의적 영역에 어떠한 변화가 있었는지를 고찰하였다. 그 결과 과학일기쓰기는 과학영재학생들의 과학에 대한 인식과 흥미, 과학적 태도 등 정의적 영역의 모든 대범주에 현저하게 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 연구의 목적은 중학교 교사와 학생들을 대상으로 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 비교하는 것이다. 본 연구에서는 7학년 ‘빛’ 단원에서 가장 중요하다고 생각되는 핵심개념은 광선추적과 스펙트럼에 의해 파악할 수 있다고 전제하고, 이에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 조사하였다. 연구 대상은 서울경기지역 과학교사 10명과 이들에게 배운 학생 328명이다. 모든 검사문항은 광선추적법과 스펙트럼 방법을 적용하는 문항으로 구성하였다. 연구결과 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생들의 개념유형에는 차이가 있었다. 또한 대부분의 교사와 학생들은 상이 생기는 근본원리에 대하여 정확하게 알지 못하였다. 광선추적법을 알지 못하여 반사와 굴절에 의한 상을 찾을 때, 물체에서 나온 두 개 이상의 광선을 그려서 상을 찾는 경우는 거의 없었고, 하나의 광선으로 임의의 위치에서 상을 찾거나 평소 암기하고 있던 상의 위치를 표시하였다. 그리고 색에 대하여는 교사와 학생들은 개념을 이해하

이 연구에서는 7학년 학생들의 빛의 이동경로에 대한 개념의 상황의존성을 물체의 관찰, 물체의 거울상 관찰, 거울에 비친 자신의 얼굴상 관찰이라는 세 가지 서로 다른 상황에서 연구하였다. 면담을 통해 각 상황에 대한 학생들의 반응을 조사하였으며, 세 가지 상황에 대한 학생들의 설명을 바탕으로 학생들을 네 그룹으로 나누었다. 각 그룹은 다시 개념특성에 따라 2-3개의 하위집단으로 나누었으며, 각 하위집단의 특성을 조사하였다. 연구결과 (1) 그룹 1의 학생들의 개념은 각 상황에 따라 변화하였다; (2) 그룹 2의 학생들은 C1 상황에선 과학적 개념을 나타냈지만 C2 상황에선 시선개념이나 상에 대한 오개념을 나타냈다; (3) 그룹 3의 학생들은 얼굴의 거울상에 대한 강한 오개념 때문에 과학적 개념을 포기하였다. 제언 부분에서는 이러한 연구 결과를 바탕으로 빛 단원에 대한 교수-학습방법의 개선점을 논의하였다.

본 연구는 물리탐구활동에서 학생들의 측정과 자료해석과정을 분석하여 학생들이 증거를 수집하는데 겪는 어려움을 조사하였다. 특히 학생들이 신뢰로운 증거를 수집하기 위해서 오차나 불확실도를 어떻게 고려하는지에 관하여 살펴보았다. 연구는 예비중등교사 27명을 대상으로 실시하였다. 학생들은 진자의 주기와 이를 이용하여 중력가속도를 측정하는 과제를 수행하고, 두 개의 개방형 질문지에 응답하였다. 연구를 위하여 학생들의 응답지를 분석하고, 일부 학생을 대상으로 면담을 실시하였다. 연구결과에 의하면, 대부분의 학생들이 어떻게 해야 의미 있는 자료를 모을 것인가에는 관심을 두지 않고 자료를 모으는 행위 자체에만 관심을 기울였다. 또한 학생들은 특히 자료가 가지고 있는 오차나 불확실도에 대해서 고려하지 않기 때문에 적절한 증거를 모으는 데 실패하는 것으로 드러났다. 이러한 학생들의 증거 수집 과정에 대한 분석은 학생들의 실험실습 지도나 평가를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구는 한국과 싱가포르의 중학교 과학 교과서에 실린 물리 영역의 탐구 활동을 비교분석함으로써 차기 과학과 교과서 탐구 활동 구성에 대한 시사점을 얻기 위한 목적을 지닌다. 두 나라의 교과서 탐구 활동을 탐구 활동의 일반적인 특징과 참 과학 탐구(authentic scientific inquiry)의 반영 정도라는 두 가지 측면에서 분석하였는데, 이를 위해 각각 Millar et al.(1998)의 탐구 활동 분석틀과 Chinn & Malhotra(2002)의 분석틀을 수정 보완하여 이용하였다. 연구 결과, 두 나라 탐구 활동의 목적, 학생의 사고 관련 활동, 과제의 개방성 정도에서 차이가 발견되었다. 탐구 활동의 목적 영역에서 한국은 내용 중심적인 활동이 많았고, 싱가포르는 과정 중심적인 활동이 많았다. 학생의 사고 관련 활동 영역에서 싱가포르에는 한국에는 드문 ‘예상한 것 검증하기’ 등의 사고 관련 활동이 있었으며, 탐구의 개방성 정도도 싱가포르가 한국보다 높았다. 두 나라의

본 연구에서는 학생들의 창의적 문제해결력과 비판적 사고력을 함양하기 위한 프로그램으로 온라인 물리탐구토론 학습체제를 개발하여, 온라인 물리탐구토론에 참여한 학생들의 상호작용 유형을 단위토론에서의 참여자 수, 다중토론장의 형성, 대화의 이동을 중심으로 구분하여 개인간 상호작용 유형, 일대일 참여의 상호작용 유형, 다중참여로 인한 일대다 상호작용 유형, 다대다 상호작용 유형 등으로 분류하였다. 이는 사이버 상에서 벌어지는 학생들의 참여구조와 상호작용 양상을 파악할 수 있어 온라인을 통한 교육의 방향에 좋은 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.

In this study, we examined the reasons physics-gifted students have diculty in solving an advancedphysics problem. As a whole, those students, who had more diculty in optics than inmechanics and electromagnetism cited insuciency learning as the reason. We found that middleschool students have a tendency to depend on formulas and that high-school students could solve theproblem with more time. In the experimental test, the stuednts had a diculty in understandingthe problem and the design of the e

Diffraction and interference experiments with narrow slits play an important role in helping students understand many properties of light. Of special interest is the diffraction experiment suggested by PSSC physics. Slits made with two razors can have large errors, and commercial slits may not offer the variety of slit widths needed to obtain specific diffraction patterns. We show how slits can be made more easily and inexpensively with graphic arts films with errors of less than 5%.

본 연구의 목적은 예비교사를 대상으로 하여 측정 자료의 불확실도 개념을 조사하는 것이다. 연구의 대상은 서울시내 소재한 대학의 예비교사 27명이었다. 예비교사들에게 개방적인 탐구과제를 수행하게 하고 이것을 관찰 분석하는 방법을 사용하였다. 예비교사들의 개념을 조사하기 위해 2차례의 질문지를 제시하였으며, 일부에 대해서는 면담을 실시하였다. 응답한 자료를 분석하여 불확실도의 개념요소인 대표값의 표현, 정밀과 정확, 오차의 분석, 불확실도의 전파 등으로 나누어 예비교사들의 개념을 정리하였다. 연구결과에 의하면 예비교사들은 대표값의 표현에서 과학자들의 개념과 다른 개념을 가지고 있었으며, 정밀과 정확을 혼돈하여 사용하고 정밀한 실험을 실시하는데 소홀하였다. 또한 오차를 나열할 뿐 그 원인이나 실험에 영향을 미치는 정도를 분석하는 경우는 거의 없었다. 이러한 연구결과는 예비교사와 학생들이 올바른 개념을 가지게 하기 위한 교육과정이나 교수 학습 자료 개발에 활용될 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 중학교 과학교사들의 전기와 자기에 대한 개념의 이해 정도를 조사하여, 성별, 교직 경력별, 전공 교과별로 개념에 대한 이해도의 차이를 비교함으로써 교육적 시사점을 얻고자 하는 것이다. 이를 위해 선행 연구들에서 사용한 개념 검사도구 중 중학교 과학과 교육과정과 밀접한 관련이 있는 검사 문항을 추출하여, 이를 개념 검사 도구로 활용하였다. 연구 대상은 S시 소재 중학교에 근무하는 과학교사 81명으로, 물리, 화학, 생물, 지구과학 전공자의 수는 각각 36명, 23명, 14명, 8명이다. 연구 결과 성별, 교직 경력별로는 점수 차이가 없었으나, 대학 학부 전공 교과별로는 차이가 있었으며, 전기와 자기에 대한 개념 중 차폐 효과, 전하가 자기력을 받는 상황, 접지 등의 개념 이해도가 낮았다.

본 연구에서는 탐구 기능 가운데 자료 수집, 자료처리, 자료 해석과 관련하여 실험보고서 분석틀을 개발하였다. 또한 개발한 분석틀을 대학생들의 보고서 분석에 적용하여 오차와 불확도 개념을 중심으로 대학생들이 보고서 작성에서 어려움을 겪고 있는가에 대해 알아보았다. 물리실험 수업을 수강한 30명의 학생들에게 실시한 설문지와 학생들이 작성한 실험보고서를 분석하였다. 학생들은 자료 수집과 관련하여 반복 측정에 대해 인식을 하고 있으나 보고서에서는 이를 명확하게 표현하지 못하였다. 극값이나 기울기가 급하게 변하면 더욱 정밀한 측정을 해야 하지만 학생들은 이 부분에서도 어려움을 지니고 있었다. 특히, 오차와 불확도와 관련하여 학생들은 많은 어려움을 표출하고 있었다. 오차와 불확도의 전파에 대한 이해도가 매우 낮은 상태에서 단순한 오차 전파공식도 이용하지 못하는 학생이 많았다. 오차와 불확도를 분석을 통해 자료를 해석하는 과정에서도 많은 어려움을 겪고 있었는데, 오차의 원인들이 결과에 어떻게 영

본 연구는 과학영재 프로그램으로 부각되고 있는 연구교육 프로그램이 갖추어야 될 요건을 살펴보고자 흑체복사를 이용한 연구교육 프로그램을 개발하고, 이를 적용하여 프로그램의 적합성 여부와 장점을 알아보았다. 흑체복사를 활용한 연구교육 프로그램은 고등학교 2학년 학생 3명을 대상으로 실시되었으며, 흑체복사를 이용해 물체의 온도를 측정하는 내용으로 구성되었다. 교육은 1년간 진행되었으며, 흑체복사를 활용한 프로그램과 다른 프로그램들과의 비교설문을 실시한 후 추가면담을 실시하였다. 설문 결과, 학생들은 흑체복사를 활용한 프로그램에 대해 높은 만족도를 표시하였고, 스스로 실험을 설계하여 결론을 도출한다는 측면과 실험에서 사용되는 여러 가지 기능을 배울 수 있다는 점에서 좋은 반응을 보였다. 개발된 흑체복사 연구교육 프로그램은 과학영재교육에서 교육프로그램을 개발하는데 사례로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 최근의 물리교과 선택의 감소에 대한 개선방안을 위한 연구이다. 이를 위해 물리에 흥미와 소질이 있는 과학경진대회에서 입상한 물리 영재 학생들을 대상으로 물리학을 선택하여 공부하게 된 요인을 분석하였다. 설문조사를 바탕으로 물리학 선택요인을 내용, 환경, 개인변인의 세범주로 나누어 분석하였다. 이 분석을 바탕으로 상위권학생들을 위한 물리교과제시방안에 대해 논의하였다.

Graphic Art Film 출력을 이용하여 ±0.02°의 분해능(불확도)을 지니는 정밀 각도기를 제작하여 온도에 따른 물의 굴절률 변화를 측정하였다. 측정 결과는 95 % 신뢰 수준에서 문헌값과 불확도 범위 내에서 일치하였고, 불확도 값은 ±2 ∼3 ×10 ^(-3 )을 지녔다. 본 연구에서 제작한 교육용 정밀 각도기를 학교 실험수업에 활용함으로써 학생들이 손쉽고 정밀하게 유체의 굴절률 측정에 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

The purpose of this study is to investigate the impacts of a science gifted education program. 155 students who experienced the SNU science gifted education program were interviewed. The interview questions consisted of eligible questions from ‘Interview Protocol of Hertzog’ (2003) based on ‘Recommended Practice in Gifted Education (Shore, Cornell, & Ward, 1991)’. All interviews were immediately transcribed and analyzed qualitatively. It was found that scientifically gifted students had similar