• 과학교육연구지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.256-271
• /
• 2018

본 연구는 과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등 심화과정 전공영역별로 지원한 228명을 모집단으로 설정하고, 연구대상은 선발과정 1차 전형에서 실시한 과학 창의적 문제해결력 검사도구 점수를 기준으로 상위 30%에 속하는 67명을 상위집단으로, 하위 30%에 속하는 64명을 하위집단으로 구분하고, 두 집단에 속하는 총131명을 표집하였다. 자료수집을 위한 검사도구 문항은 초등과학 교육과정에서 추출한 소리, 전기, 무게, 온도, 호흡, 광합성, 날씨, 지진의 과학개념 8개를 활용하여 개발하였다. 검사문항은 과학개념 8개 가운데 가장 선호하는 과학개념 2개를 연결하여 과학적 질문을 생성하도록 제시하였으며, 연구대상이 진술한 과학적 질문을 분석하였다. 연구결과 과학영재들은 심화과정 전공영역에 따라 과학개념 연결 선호도에서 차이를 나타냈다. 과학적 질문에서 나타난 과학개념 연결방식의 특징을 분석하기 위해 수집한 자료를 먼저 관계, 유사성, 비유사성에 근거한 연결방식으로 분류하였다. 나아가 관계에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 수단, 영향, 예측, 원인, 측정, 현상으로, 유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 대상, 과학적 원리, 현상에 근거한 연결로, 비유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 병렬, 자원, 제거에 근거한 연결로 세분화하였다. 상위집단과 하위집단 간에 과학개념 연결방식은 통계적으로 유의미한 (p<.000) 차이를 보였다. 상위집단은 하위집단에 비해 서로 다른 과학영역에 해당하는 개념을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였으나, 하위집단은 상위집단에 비해 동일한 과학영역 내 개념들을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였다. 상위집단은 하위집단에 비해 유사성에 근거한 과학개념 연결방식을 더 빈번하게 사용하는 특징을 나타낸 반면, 하위집단은 상위집단에 비해 비유사성에 근거하여 단순하게 병렬시키는 연결을 더 빈번하게 사용하는 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.331-343
• /
• 2014

전지의 연결방법에 따른 전류의 특성에 대한 초등교사들의 오개념 유형과 그 일관성에 대하여 조사되었다. 초등교사들의 전지의 연결방법에 따른 전류의 특성에 대한 오개념은 3가지 유형으로 나타났다. 14명의 초등교사들을 대상으로 한 이 연구에서, 전지들의 직렬연결과 병렬연결시 전류의 특성을 연결하는 전지의 수에 초점을 맞추는 유형에는 2명의 초등교사가, 전지의 직렬연결에 대한 개념과 병렬연결에 대한 개념을 혼동하는 유형에는 8명의 초등교사가, 그리고 전지의 직렬연결과 병렬연결에 대한 개념을 저항의 직렬연결과 병렬연결에 대한 개념으로 혼동하는 유형에는 4명의 초등교사가 분포하였다. 초등교사들은 전지의 연결에 대한 학습개념이 적용되는 상황에서 뿐만 아니라 분화개념이 적용되어야 하는 상황에서도 그들의 오개념 유형을 일관성 있게 적용하고 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제19권2호
• /
• pp.1-13
• /
• 2000

과학 개념 연구로서 전류 개념에 대한 아동들의 개념 유형이 다양하다는 것이 많은 연구에 의해서 밝혀지고 있으며 과학적인 전류 개념으로 변화시키려는 수업 지도 방안에 대한 연구도 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 초등학교 학생을 대상으로 하여 전기 회로와 전류에 대한 개념을 조사하고, 이들 개념간에 어떤 관계가 있는지를 알아보고자 한다. 초등학생에게 실시할 수 있는 전기 회로 개념 검사 문항과 전류 개념 검사 문항을 선택 후 설명식으로 개발하여 초등학교 4-5학년 학생 중 총 163명에게 실시하여 선택결과와 선택 이유를 계통도로 분석하였다. 계통도에 따라 각 개념별 응답 유형의 비율을 구하였고 $\chi$$^2$검증으로 두 개념간의 관계를 찾아보았다. 불이 켜지는 회로 그리기에서는 과학적 모형보다는 전구의 꼭지에만 연결하는 아동의 수가 훨씬 많았다. 회로의 필수적인 요소로 대부분의 아동들이 건전지라 전구, 전선을 선택하였는데, 선택 이유로는 많은 아동이 전구에 불을 켜는 것에 초점을 두었다. 전선의 연결방법과 전구의 연결방법에 대해서는 정답률이 89%로 높게 나타났으며, 전구의 연결방법에 대한 정답률은 77%로 나타났다. 전류의 흐름 유무에 대해서는 대체로 옳은 선택을 하였으나, 회로의 상황에 따라 응답에 차이를 보이며, 주로 건전지는 전류를 공급하고, 전구는 불을 켜는 일, 전선은 전류를 흐르게 하는 길로 생각하고 있었다. 전지와 전구의 연결 방법에 따른 전구의 밝기에 대한 생각은 정답률이 각각 68%, 45%로 높은 편이 아니었다. 전체적으로 볼 때, 전기회로에 대해서 과학적인 생각을 가진 아동들은 그렇지 못한 아동들보다 전류 개념에 대해서도 과학적인 생각을 가지는 경향이 높은 것으로 나타났다. 따라서 전기회로 개념과 전류 개념 사이에는 서로 의미있는 관계가 있다고 결론지을 수 있으며, 전기 회로개념을 과학적으로. 형성한다는 것이 전류 개념을 과학적으로 형성하는데 중요한 요인이 됨을 알 수 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.471-481
• /
• 2008

이 연구에서는 학생들이 현재의 과학 교과서에서 화학 개념 학습을 위해 제시된 외적 표상들을 연계하는 과정에서 범하는 오류 유형을 학생들의 장독립성-장의존성에 따라 조사했다. 1개 중학교 1학년 학생 196명을 '보일의 법칙'을 학습하는 BL 집단과 '샤를의 법칙'을 학습하는 CL 집단으로 배치한 후, 장독립성-장의존성 검사를 실시했다. 각 집단 학생들에게 물질의 입자성이 강조된 글과 그림으로 해당 개념을 학습하게 한 후, 연계 과정 검사를 실시했다. 연구 결과, '불충한 연결', '부적절한 연결', '무분별한 연결', '불가능한 연결', '연결 불이행'의 5가지 연계 오류 유형이 나타났다. 이 중에서도 목표 개념과 관계없이 '연결 불이행', '부적절한 연결', '무분별한 연결'이 많이 나타났다. 장독립적 학생들과 장의존적 학생들이 범한 연계 오류의 빈도 사이에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.273-282
• /
• 1998

학습 초기에 과학적 개념과 상충되는 오개념을 이용하여 인지 갈등을 일으킴으로써 개념 변화를 꾀하는 갈등유발집단과 과학적 개념과 어느정도 일치하는 부분과학개념을 이용하여 과학적 개념과 연결시켜줌으로써 개념 변화를 꾀하는 비갈등집단의 개념 형성 정도 및 지속효과를 비교하였다. 초등학교 5 6 학년을 대상으로 일상 생활에서 쉽게 접할 수 있는 열전도, 열평형, 작용 반작용, 자유낙하, 무게보존 등에 관한 기초적인 5가지 개념을 이용하였다. 갈등유발집단에게는 오개념을 가지고 답하리라 예상되는 문항을 제시하였으며, 비갈등집단에게는 과학적개념과 어느 정도 일치하는 부분과학개념을 가지고 답하리라 예상되는 문항을 제시하였다. 그 다음, 시범 실험을 실시하여 갈등유발집단은 오개념을 드러내어 갈등이 일어나게 하였으며, 비갈등집단은 부분과학개념을 이끌어내어 갈등이 일어나지 않고 과학적 개념과 연결시킬 수 있게 하였다. 두 집단 모두 설명식의 간단한 처치를 동일하게 실시하였으며 처치 직후와 일주후, 한달후에 사후 검사를 실시하여 개념의 형성 정도 및 지속 효과를 비교하였다. 기초적인 5가지 개념에 대해 갈등과 비갈등의 효과를 비교해 본 결과 열평형 개념과 작용 반작용 개념에서 갈등유발집단에 더 효과적인 결과를 얻었다. 그리고 학업성적을 통한 상위 수준과 하위 수준의 학생들을 비교하였을 때 상위 수준의 학생들은 열전도와 열평형 개념에서 갈등을 일으킨 다음 갈등을 해소해 주는 방법이 더 효과적이었으며, 하위 수준의 학생들은 갈등의 방법이나 비갈등의 방법이나 개념의 형성 정도나 지속 효과면에서 차이가 나타나지 않았다. 전체적으로 초등학생들에게서는 두 방법간에 뚜렷한 경향성은 나타나지 않았으나, 개념과 학습자의 특성에 따라 다양한 결과가 나타났다. 따라서 학습할 개념의 특성, 학생의 선개념 상태, 학습에서의 성공 경험에 따라 적절한 방법을 사용하여야 한다고 본다.

• 과학교육연구지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.157-169
• /
• 2013

본 연구의 목적은 고등학생들의 지구시스템적 관점에 기반한 탄소 순환 개념을 분석하고자 한다. 이를 위한 연구 대상자로 고등학교 학생들 중 지구과학I 교과를 이수한 학생으로 본 연구에 참여 의사를 밝힌 7명의 학생들을 선정하여 지구시스템적 관점에 기반한 탄소 순환 개념을 분석하였다. 탄소 순환 개념 분석을 위해 학생들에게 탄소 순환과 관련된 단어 연상, 인과 지도 그리기, 그림 그리기를 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 연상된 개념은 7명 중 5명이 3개 이하로 나타났다. 두 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 상태 변화와 과정의 개념은 상태 변화 2개, 과정 8개로 나타났다. 세 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 연결 고리는 2명의 학생이 2개, 3명의 학생이 1개의 연결 고리를 나타내었고, 2명의 학생은 연결 고리를 나타내지 못하였다. 네 번째, 그림 그리기를 통해서 본 탄소 순환 관련 개념은 1명의 학생이 9개, 3명의 학생이 7개, 나머지 학생들은 각각 5개, 4개, 3개의 개념을 그림으로 표현하였다. 이는 연구 대상 7명의 학생 중 1명은 시스템 사고를 잘 수행하고 있으며, 6명은 탄소 순환에 대한 적은 개념과 연결 고리로 시스템 사고가 미흡함을 보여준다. 학생들에게 지구 시스템과 연결된 지식이나 시스템 사고를 향상시키기 위해서는 고등학교 교육과정의 다양한 교육프로그램이 개발되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.335-347
• /
• 2014

관찰과 측정을 기본으로 하는 과학의 교과에서 "크기(size)"와 그를 나타내는 "척도(scale)"는 물질의 물리적 속성과 과학적 현상을 이해하도록 돕는 중요한 개념이다. 또한, 사물의 수, 크기나 양을 어림잡거나 그것을 정확하게 표현하는 것은 수학에서 수의 개념 형성과 발달, 표현법의 습득, 나아가서는 연산에 관한 사고로의 발전과 관련되어있는 문제라고 볼 수 있어 "크기와 척도" 개념은 수학과 과학의 기본이며 동시에 두 교과를 연결하는 개념이다. 일반적으로 "크기와 척도"는 쉬운 개념이라 생각되지만, 실제 학생들은 물질의 크기를 제대로 이해하지 못하거나 척도로 나타내는 것을 어려워하는 것을 알 수 있다. 이는 단지 물질의 크기를 정확히 알지 못하는 정확성에 관한 오류로만 그치는 것이 아니라 종종 연관된 개념을 추론하거나 개념을 확장해 과학의 현상을 이해하는 과정에서의 어려움으로 이어진다. 이와 관련해 수와 연산에 관한 개념이해와 학습의 어려움에 관한 수학교육분야의 연구는 다양하게 진행되었지만, 과학교육분야에서의 연구는 많지 않았다. 본 연구에서는 "크기와 척도"에 관한 학생들의 사고를 더 잘 이해하고 과학 학습의 어려움에 관한 원인을 분석하기 위해 수학적 구조분석을 적용하였다. 수학교육에서 설명한 수 개념의 발달에 따른 사고유형(덧셈이전의 사고, 덧셈적 사고-additive reasoning, 곱셈적 사고-multiplicative reasoning)을 적용하여 7단계의 수학적 구조를 만들고 이를 이용하여 "크기와 척도"와 관련된 과제를 수행한 학생들의 인터뷰 데이터를 체계적으로 분석하였다. 수학적 구조를 바탕으로 한 개념 틀은 다양한 학생들의 사고를 분석하는 기준이 되었고, 또한 학생들이 겪는 개념이해의 어려움을 해석하는 도구가 되었다. 수 개념의 발달에 맞춘 수학적 사고구조를 적용한 분석은 학생들의 개념 유형의 구분을 명확히 하였고 설명이 모호했던 전환 단계(transition stage) 유형을 밝혀내어 수업에서 고려되어야 할 점들을 구체적으로 드러내었다. 이는 수학과 과학, 두 교과 간의 틈을 줄일 뿐 아니라 연결점을 찾아 학생들의 개념이해와 어려움의 원인을 분석하는데 폭넓은 시각을 제공한다는 점에서 최근 많은 관심을 받고 있는 STEM 혹은 수학과 과학의 융합 수업을 위한 소재로의 가능성을 제시해준다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.733-743
• /
• 2020

이 연구는 의미연결망 분석을 활용하여 Movement culture 중 K-pop 댄스, 태권도 공연의 인식을 탐색하는 것이 목적이다. 연구대상은 대전 소재 K 대학의 105명으로 선정하였다. 연구대상의 선정방법은 비확률 표집방법 중 눈덩이표본추출법을 사용하였으며 조사도구는 모바일 구글 설문지를 사용하였다. 결과는 다음과 같다. 첫째, K-pop 댄스는 '세계화', '문화', '유명'의 개념이 20회 이상 산출 된 인식의 상위 개념임을 알 수 있었다. 둘째, K-pop 댄스 인식의 의미연결망 분석 결과, '문화', '인기', '유명' 개념이 k-pop 댄스 인식의 주요 연결개념임을 알 수 있었다. 셋째, 태권도 공연은 '좋음', '한국', '절제의 개념이 20회 이상 산출된 상위개념임을 확인할 수 있다. 넷째, 태권도 공연 인식의 의미연결망 분석 결과, '움직임', '한국', '좋음' 의 개념이 태권도 공연 인식의 주요 연결개념임을 알 수 있었다.

• 인지과학
• /
• 제4권1호
• /
• pp.5-23
• /
• 1993

홀랜드 등(1986)은 인공 지능 시스템 내에서 경쟁한는 여러 규칙들 사이에 그 결과를 결정할 수 있는 주요 요소로서 대응성,강도,명세성,지원도의 네 가지를 든 바 있다.이러한 요소들은 그 시스템이 주어진 환경내에서 어떤 대상들을 인지함에 있어 일정한 규칙을 선호할 수 있는 기준으로 작용 할 수도 있다. 본 논문의 목적은 이러한 기준 중 특히 강도의 개념을 통계학에서의 우도의 개념으로써 해명하는 일이다.강도의 개념 자체나 그 활용 방식들이 우도의 개념으로써 좀더 충분히 이해될수 있다고 생각한다.학문사의 개념들은 그것을 여타 개념들과 연결하면 연결할수록 좀더 풍부해질수 있다.

• 과학과기술
• /
• 제29권7호통권326호
• /
• pp.14-15
• /
• 1996

과학과 기술의 개념은 분명히 다르지만 현대에 이르러서는 과학적인 발견이 바로 기술로 연결되고 있어 용어의 한계가 무너져가고 있다. 그래서 '과학과 기술'보다는 '과학기술'이라는 하나의 단어가 우리 사회에 오히려 포괄적인 의미로 수용되고 있다. 과학과 기술을 구별하지 말고 '과학기술'로 통일해 쓰는 것이 바람직하다.