본 연구에서 프로그래밍 교육과정의 내용 요소는 정보과학 영재가 아닌 과학영재학생들을 위한 도구교과로 설계되었다. 먼저, 도구교과로써의 프로그래밍 교육과정은 2학기 동안의 수업 결과를 바탕으로, 프로그래밍의 이해, 객체지향 프로그래밍, 시뮬레이션 프로그래밍의 3영역으로 구성하여 내용요소를 설계하였다. 그 후, 과학영재 고등학교 학생들에게 수학, 과학 수업이나 연구에서 활용 가능 여부 확인을 위해, 한 학기동안 수업 및 프로젝트과제, 문제해결과제를 수행하였다. 연구 결과를 통해, 학생들이 Computational thinking 기반의 문제해결능력 뿐 아니라 수학, 과학 분야에서의 수치 해석 및 시뮬레이션 프로그램 개발 역량이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 학생들은 프로그래밍 학습이 과학, 수학 공부나 연구를 하는데 필요한 도구교과라는 생각으로 바뀐 것을 알 수 있었다. 본 연구결과가 과학영재학교에서 도구교과 성격으로서의 정보 교과의 프로그래밍 교육과정을 설계하는데 가이드라인을 제시할 수 있을 것이라 기대한다.
과학고등학교 선발 과정 중 영재교육원 수료자를 대상으로 하는 정원 외 특별 전형의 타당성을 분석하고 그 개선 방향을 도출하였다. 이를 위해 먼저 수학 및 과학 분야에서 학생들의 성취도를 분석하였다. 성취도 분석은 학생들의 1학기 종합 성적 및 담당 과목 교사와 학급 담임의 학생 개인에 대한 평가 결과를 수합하여 수행하였는데, 분석 결과 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들의 수학 ${\cdot}$ 과학 분야의 성취도가 통계적으로 의미 있는 정도는 아니나 다른 전형과정으로 선발된 학생에 비해 다소 낮게 나타났다. 그러나 영재교육원 수료자로 학교장 추천제나 경시대회 수상자, 일반 전형으로 입학한 학생의 성취도는 전체 평균보다 높게 나타났다. 다음으로는 과학에 대한 인식, 흥미 과학적 태도를 판단하는 과학 분야의 정의적 영역 검사를 수행하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들이 다른 전형과정으로 선발된 학생과 다른 점은 찾기 어려웠다. 또한 영재교육원 수료자가 선호하는 학습 형태나 학습 환경이 다른 학생과 차이가 있는지도 함께 조사하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생은 명료화 요인에 대한 요구가 낮고 허용적인 분위기를 선호하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 판단할 때, 영재교육원 수료자 전형의 결과는 만족스러운 것은 아니지만 선발 과정의 다양화를 통해 기회를 갖지 못했던 영재아를 선발할 수 있으므로 그대로 존속시키되, 선발 방법의 혁신이 필요하다는 결론을 얻었다. 즉, 영재교육원에서의 활동에 대한 다면적 근거자료, 수렴적 사고 및 발산적 사고를 묻는 다양한 형태의 문항, 탐구 기능을 포함한 과제 수행 능력의 평가 등 다단계 선발 과정을 통한 입체적 판단 과정이 필수적이다.
본 연구의 목적은 과학 영재 학생들이 갖고 있는 공학에 대한 이미지와 인식을 분석하는 것이다. 이를 위해 A과학고등학교 1, 2학년 학생 182명의 과학 영재 학생들을 대상으로 공학과 과학에 대한 이미지를 비교분석하고, 공학 및 공학분야에 대한 인식과 공학교육에 대한 요구를 분석하였으며, 공학에 대한 태도를 분석하였다. 결과, 대부분의 영역과 문항에서 과학 영재 학생들은 공학에 대해 보통 이상 정도의 인식을 가지고 있었으나, 높지는 않았다. 특히, 과학 영재 학생들은 과학 기술 분야에 대한 흥미와 지식을 갖고 있는 학생들로 진로 및 직업에서도 대부분이 과학 기술 분야를 선택하게 되는 것에 비해 공학에 대한 학생들의 이해와 인식이 많이 부족하였다. 공학에 대한 체험과 교육 기회의 제한으로 인해 공학에 대한 지식이 부족하여 다양한 부정적인 이미지 및 인식과 오개념을 갖고 있었다. 또한, 학생들의 성별, 학년별, 장래희망 직업군별 집단에 따라 공학에 대한 인식의 차이도 함께 있었다. 공학의 중요성에 비해 과학 영재 학생들은 공학에 대한 인식, 이미지, 태도 등이 매우 부족한 것으로 조사되었다.
이 연구의 목적은 과학자의 사고과정을 반영한 모델링 탐구를 적용한 후 모델링에 대한 학생들의 인식을 알아보는 것이다. 기체의 확산, 이온의 전도도, 이온의 이동에 대한 모델링 모듈을 과학고등학교 1학년 학생들을 대상으로 적용하였다. 모델링 모듈에 대한 학생들의 인식을 알아보기 위하여 인터뷰, 실험보고서, 대화 내용을 분석하였다. 학생들은 모델링 탐구가 과학자의 연구과정을 경험할 수 있는 활동이며, 모델링 탐구는 '생각의 근육'을 키우는 활동, '새로운 시각'과 '다양한 표현'이 필요한 활동, '실험 디자인' 과정이 포함된 활동으로 인식하고 있었다. 그러므로 앞으로 다양한 모델링 모듈의 개발이 필요하다.
영재교육 프로그램 참여와 관련하여 학생들의 수학학습실태를 분석하고 암묵적 이론의 관점에서 영재교육 프로그램 참여학생들의 수학학습활동에 영향을 주는 요인은 무엇이고 어떻게 구성되어 있으며, 이러한 동기화 요인의 구성은 비슷한 학령의 일반학생 및 과학고등학교에 재학중인 학생들과는 어떤 차이가 있는지를 밝히는데 주된 목적을 두고 있다.
영재교육의 양적인 확장과 함께 과학영재학교의 증가를 고려할 때, 고등학생 영재를 대상으로 하는 적절한 수학 수업 방법을 모색하는 것은 중요한 문제이다. 특히 수학적 창의성을 중요한 교육 목표로 제시하는 현재의 수학 교육의 흐름에 비추어 볼 때, 과학영재학교의 수학 수업에서 교사 위주의 지식 전달 방식의 수업이 아닌 학생 중심의 토론식 수업이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 과학영재학교의 정규 수학 수업에서 적용할 수 있는 예습 기반 토론 수업모형을 설계하고 적용하였다. 연구에 참여한 학생들은 토론을 위한 예습 활동에 많은 부담을 가지면서도 토론 활동이 기존의 강의식 수업보다 수학적으로 의미 있는 경험이었다고 평가하였다. 이러한 연구 결과로부터 예습 기반 토론 수업모형이 과학영재학교 정규 수학 수업에서 의미있게 적용될 수 있다는 시사점을 도출하였다.
과학교등학교 학생을 대상으로 사이비과학에 대한 태도 학습 프로그램을 개발하기 위한 기초 연구로서 사이비과학에 대한 과학영재 학생들의 인식을 조사하였다. 이를 위해 먼저 초, 중, 고등학교에서 일반 학생과 과학영재아의 인식 차이를 조사하였다. 그 결과, 일반 학생에 비해서 과학 영재학생이 사이비과학에 대해 더 부정적인 사고를 가지고 있으나 학년이 올라가더라도 인식의 진전이 거의 없다는 것을 확인하였다. 다음으로는 6개월 동안 3번에 걸쳐 과학고등학교 학생들의 생각 변화를 조사하였는데, 이 조사를 통해 사이비과학에 대한 학생들의 생각이 견고하지 않으며 적절한 지도과정을 통해 합리적 논리적 사고를 하도록 유도하는 것이 가능할 것이라는 결론을 얻었다. 마지막으로 학생들의 사이비 과학에 대한 생각에 영향을 끼치는 요소를 조사하였다. 학생들의 사고 형성에는 TV나 서적과 같은 매체와 함께 개인의 경험이 큰 영향을 끼치는 것으로 드러났다. 따라서 매체에서 제공되는 정보의 진위를 판단하는 훈련이 필요하며 특히 점성술과 관련해서 학생들이 지속적으로 가졌던 긍정적 경험을 다시 돌아볼 수 있도록 유도하는 활동을 제공하여야한다는 결론을 얻었다.
이 연구의 목적은 1999년부터 2009년까지 발간된 논문 분석을 통해 과학영재교육 분야 의 연구 동향을 조사하기 위한 것이다. 각 논문들은 연구대상 연구 주제 연구방법 등에 따라 분석되었다. 연도에 따른 분석 결과 2002년부터 과학영재교육과 관련한 논문수가 증가했음을 알 수 있었다. 연구 대상은 중학생이 가장 많았고, 다음으로는 초등학생, 고등학생 순으로 나타났다. 보편적으로 연구된 주제는 과학영재의 특성이었다. 두 번째 주제는 과학영재교육 교육과정과 프로그램이었다. 연구방법에 있어서 가장 보편적인 방법은 조사였고, 다음은 실험연구였다.
본 연구에서는 과학영재학교에 조기입학한 학생들을 대상으로 조기입학의 경험에 대하여 알아보고자 하였다. 이를 위해 서울에 위치한 과학영재고등학교 조기입학생 13명을 대상으로 인터뷰를 실시하고 현상학적 연구방법 중 Giorgi 방법을 활용하여 결과를 분석하였다. 연구 결과, 13개의 주제와 5개의 중심의미를 추출하였다. 조기입학 학생들은 연습삼아 지원했다가 합격하게 되면서 준비 없이 1년을 단축하고 고등학교에 입학하게 되는 것에 대해 두려움을 경험하지만 따라잡음에 대한 문제는 크게 없는 것으로 나타났다. 학교에서 제공하는 차별화된 교육과정, 기숙사 생활, 학생들의 학습을 중시하는 분위기 등이 학교적응에 긍정적인 역할을 하였으며, 리더로 나서기가 어렵거나 뭔가 부족한 면을 가지고 있다 하더라도 시간이 지나면서 서로 적응하고 결국에는 형이라고 부르는 친구가 되는데, 이러한 과정에서 개인의 성격이 중요한 것을 볼 수 있었다. 본 연구의 결과는 조기입학 같은 학생 배치 문제는 나이의 문제가 아니라 학교의 분위기나 개인의 성격을 고려하여 결정해야 할 문제임을 시사한다고 볼 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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