• 과학교육연구지
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• 제41권2호
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• pp.195-212
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• 2017

소집단 학습은 소집단 내 학생들 간의 상호작용을 통해 공동의 목표 및 과제를 해결해 나가는 학습 방법이다. 과학 교육에서 소집단 학습은 중요 학습 전략 중의 하나이며, 학업 성취도와 태도 향상에 효과적이다. 소집단 구성은 3명일 때 학생들이 적극적으로 참여하며 과학 탐구 능력 향상에 효과적인 것으로 보고되었다. 그러나 집단의 구성 방법 즉, 동질과 이질 집단으로 구성하느냐에 따라 그 효과가 다른 것으로 보고되고 있다. 따라서 이 연구에서는 집단의 구성에 따라 7학년 학생의 광합성 개념의 생태적 지위에 차이가 있는지를 검증하였다. 이를 위해서 7학년 학생 1107명을 대상으로 이질 집단과 동질 집단은 상위, 중위, 하위로 구분하여 구성하였다. 광합성 개념은 광합성 장소, 광합성 생성물질, 광합성 필요물질, 광합성 환경 요인 영역으로 구분하였다. 광합성 개념의 생태적 지위 변화에 대한 선행 연구에 기초하여 빈도율 4%이상인 개념을 선정하여 설문을 구성하였다. 설문지는 4가지 영역에 각각 제시된 관련 개념들에 대한 관련성 점수와 이해 수준 점수를 측정하였다. 이 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 3명의 소집단 수업에서는 과학 개념 학습에 향상이 있었다. 2) 집단 구성 시 평균을 향상시키고자 할 때는 동질 집단으로 구성하고 구성원간의 편차를 줄이고자 할 때는 이질 집단으로 구성하는 것을 제안한다. 이 연구를 통해서 집단 구성에 따른 결과의 이중성에 대한 차이 또는 효과를 검증하는 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.

• 공학교육연구
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• 제10권2호
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• pp.87-105
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• 2007

본 연구에서는 열전달 및 수치해석을 주제로 통합적 영재 교육프로그램을 개발하고 영재아를 대상으로 한 교육에서 학생들의 반응과 통합적 영재 프로그램의 적용 가능성 및 효과에 대해서 연구하였다. 통합적 영재 프로그램은 크게 컴퓨터 프로그램 언어, 물리적 현상의 수학적 모델링, 수치해석방법의 3단계로 구성되어 있으며 대상은 청주교육대학교 영재센터 수학반 중3학생 4명이다. 수업은 4시간씩 15회 진행되었으며, 수업 종료 후 제출한 학생들의 보고서와 인터뷰를 통하여 프로그램의 적용 가능성 및 효과를 탐색하였다. 본 연구에서 개발한 통합적 영재프로그램의 투입 결과 4명 중 3명이 본 프로그램에서 목표로 하는 문제 해결을 수행하였다. 컴퓨터 프로그래밍 언어나 수치해석의 경우 비교적 잘 이해하는 편으로 생각됐으나 고등 수학이 필요한 물리적 현상의 수학적 모델링은 잘 이해하지 못하는 것으로 판단된다. 프로그램에 대한 만족도는 영재아의 특성에 따라 다르게 나타났다. 학생들은 통합적으로 구성된 본 프로그램은 과학교육프로그램의 하나로 생각하는 경향이 있어, 수학에만 흥미 있는 학생들의 만족도는 낮았다. 반대로 다양한 분야에 흥미를 가진 학생은 비교적 만족도가 높았으며 각자에게 자신감과 동기부여가 되는 결과를 얻었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.9-16
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• 2019

본 연구의 목적은 수업 시 스마트기기에 적용할 수 있는 나무 이미지를 인식하고 분류하여 정확도를 측정할 수 있는 효율적인 모델을 제안하는 것이다. 2015개정 교육과정으로 개정되면서 초등학교 4학년 과학교과서의 학습 목표에서 스마트 기기 사용한 식물 인식이 새롭게 추가 되었다. 특히 나무 인식의 경우 다른 사물 인식과 달리 수형, 수피, 잎, 꽃, 열매의 부위별 특징이 있으며, 계절에 따라 모양 및 색깔의 변화를 거치므로 인식률에 차이가 존재한다. 그러므로 본 연구를 통해 컨볼루션 신경망 기반의 사전 학습된 인셉션V3모델을 이용하여 재학습 전 후의 나무 부위별 인식률을 비교한다. 또한 각 나무의 유형별 이미지 정확도를 결합시키는 방식을 통해 효율적인 나무 분류 방안을 제시하며 교육현장에서 사용하는 스마트기기에 적용 할 수 있을 것이라 기대한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.47-55
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• 2006

효과적인 데이터베이스 수업방법을 모색하기 위하여 상황학습 이론을 교수 학습에 적용하여 효과를 분석하여 보았다. 이를 위해 관련 선행연구를 분석하고 데이터베이스 핵심 내용을 블룸의 교육목표 분류 기준에 의해 분석하였다. 그리고 데이터베이스 교육 내용을 기본 지식 단계와 기능 및 확장지식 단계로 분류하는 전략을 제시하였다. 이와 같은 연구를 바탕으로 실험, 통제 집단을 선정하였으며 데이터베이스 교수학습 효과의 기준을 지식 및 기술과 태도영역으로 설정하였다. 그리고 실제 교육과정을 구성하여 교수학습을 전개하여 다음과 같은 결과를 도출하였다. 적용결과는 상황학습을 적용하여 데이터베이스 교육을 받은 학습 집단이 DB개념, DB 조작, DB테이블 작성에 대해 높은 성취도를 나타내었으며 기능 중심의 데이터베이스 교육을 받은 학습 집단보다 긍정적 태도를 나타냈다. 또한, 향후에는 데이터베이스 및 컴퓨터과학 영역에 대하여 상황학습 이외의 다양한 교수학습 방법을 적용, 분석해야 할 것이다.

• 공학교육연구
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• 제12권3호
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• pp.118-128
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• 2009

본 연구는 차세대 공학인재의 사고의 역량을 개발하기 위한 교수학습 모델을 개발하는 것을 목적으로 한다. 차세대 공학인재가 필요로 하는 사고와 역량을 도출하기 위해 문헌을 검토하고 국내외 사례를 분석하였다. 공학 교육, 특히 핵심소재 분야에서 적용할 수 있는 개념적 교수학습 모델로 테크놀로지의 지원을 통한 과학적 탐구와 창조적 활동을 강조한 SICAT(Scientific Inquiry and Creative Activity with Technology) 모델을 개발하였다. SICAT 모델은 교수 학습 목표에 따라 수업에 바로 적용할 수 있도록 ARDA, CoCD, ReSh 유형으로 구분하였다. 또한, SICAT 교수 학습 모델에 대한 교수자를 위한 가이드북을 개발, 제공하였다. 앞으로, 개발된 모델의 교실 현장 적용과 효과성 분석을 통해 모델의 타당성을 공고히 하고 지속적으로 공학교육을 개선해 나가야 할 것이다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-109
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• 2015

본 연구의 목적은 2009 개정에 따라 집필된 가정 교과서의 '가족생활' 영역을 중심으로 가정 교과와 타 교과 교과서와의 비교를 통해 중복되는 내용을 파악하는데 있다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여, 2009 개정 교육과정에 의해 집필된 "가정 I II" 교과서와" 도덕 I II", "사회 I II", "과학 I II III", "체육" 교과서를 내용 분석하였다. 본 연구 결과, 2009 개정 교육과 정 중학교 "가정 I II" 교과서의 '가족생활' 영역과 타 교과 교과서와의 중복 내용은 "도덕"교과가 가장 많았으며, 다음으로 "과학", "체육", "사회" 교과 순이었다. "도덕"교과서는 "가정" 교과서의 가족생활 영역과 전 단원에 걸쳐 중복된 내용이 가장 많이 분포되어 있었다. "가정" 교과서와 중복된 내용으로 "과학"과 "체육"은 내용요소 '인간 발달 과정' 중 '청소년의 성적 발달' 내용이었고,"사회"는 '인간발달의 이해' 중 '청소년의 정서 사회적 발달'에 대한 내용이었다. 이러한 연구 결과, "가정"교과의 '가족생활' 영역과 "과학", "체육", "사회" 교과가 중복된 내용이 있었으나 가정교과가 타 교과에 비해서 건강한 개인 및 가정생활 영위라는 목표 하에 포괄적인 내용을 제시하였으며 도덕, 사회, 체육과는 달리 과학적 지식을 바탕으로 학생들의 실생활에서 나타나는 문제를 구체적으로 해결하기 위한 실천을 유도하고 있었다. 따라서 '가족생활' 영역에 대한 수업은 가정 교과를 중심으로 도덕, 과학, 체육, 사회 교과의 중복된 내용에 대해서 학년별 연계를 파악하고 융합하여 수업한다면 보다 더 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.826-839
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• 2013

본 연구는 과학 교과교육학 이론이 예비과학교사에게 어느 정도 필요한지에 대한 과학교육 연구자들의 의견을 알아보고자 하였다. 이를 위해서 과학교육 전공교수들의 설문을 통해 과학교사의 역량과 소양 측면에서 과학 교과교육학 이론들의 세부 내용들이 어느 정도 중요한지에 대한 의견을 분석하였다. 또한 중등과학교사신규임용후보자선정경쟁시험(중등과학교사 임용시험)에 제시된 과학 교과교육학 이론 관련 문항을 분석하여 과학교육 연구자들의 의견과의 차이점을 비교하였다. 그 결과, 과학교육 전공교수들은 탐구과정, 과학지식 평가, 탐구능력 평가 실험장치 및 도구 사용법, 실험실 안전, 학생의 오개념, 토론, 논술 등에 대해서 중요하다고 인식하고 있었다. 반면에, 과학교육 전공교수들은 과학 철학, 과학교육과정의 변천, 외국 교육과정, 브루너의 수업이론, 카플러스 순환학습모형, 발생학습모형, 발견학습모형, 클로퍼 교육목표 분류 등의 내용이 상대적으로 덜 중요하다고 인식하고 있었다. 중등과학교사임용시험 문항 분석 결과, 교육과정이나 오수벨 이론 등과 같이 중요도와 관계없이 편중된 영역에서 많은 문항들이 출제된 것으로 나타나 과학교육 연구자들이 중요하게 생각하는 이론의 중요성과 중등과학교사임용시험에서 출제된 문항 분포는 관련이 적었다. 본 연구는 과학교육 연구자들의 의견과 중등과학교사임용시험 출제 경향의 차이를 줄이는 방안 마련이 필요함을 시사한다.

• 영재교육연구
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• 제22권3호
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• pp.575-596
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• 2012

본 연구에서는 서울에 위치한 G 영재원의 과학영재학생들을 위하여 제공된 영재교육 프로그램에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 이 프로그램은 Betts와 Kercher(1999)에 의해 제안된 자율학습자 모형을 기반으로 설계된 통합적인 프로그램이라는 점에서 독특하다. 프로그램의 효과를 알아보고자 영재원의 교육목표들이 내재된 항목들에서 긍정적 영향이 있었는지 묻는 설문을 제작하여 프로그램에 참여한 중학교 1학년부터 중학교 3학년까지의 학생들을 대상으로 실시하였다. 설문 결과 거의 모든 학생들이 긍정적 영향에 강한 동의를 나타냈다. 학생들은 유용하고 흥미로운 과학 내용물을 배웠고, 소그룹 내에서 동료들과 함께 협력하는 의미 있는 경험을 즐겼으며, 탐구과제에 의해 많은 도전을 받았다고 응답하였다. 학생들은 또한 스스로 학습하는 방법을 익히게 되었고, 또한 자신들의 선택과 결정이 존중되었다는 사실이 동료와의 의견 조율이나 능동적인 탐색 등에 긍정적인 영향을 미쳤다고 했다. 이는 자율학습자 모형이 성공적으로 구현되고 있으며 학생들이 자율학습자로써 성장하고 있음을 시사한다. 프로그램에 처음 참여한 학생보다 참여한 기간이 길었던 학생들이 좀 더 긍정적인 반응을 보였으며, 이것은 시간이 지나면서 프로그램의 일관성으로 인한 축적된 효과를 기대할 수 있음을 시사한다. 또한 세부 프로그램들, 특히 ALM 수업, 분과 수업, 학술대회가 과학적 탐구의 과정과 자율학습자 특성에 기여하는 비중이 비슷하여, 과학적 탐구과정과 자율학습자 교육을 위한 전략이 프로그램 전체에 내재하고 있으며 서로 유기적으로 긍정적 상호작용을 하여 시너지 효과를 내는 통합적 접근이 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 영재들을 위한 특정 교육 모델에 기초한 프로그램의 일관성이 영재학생들을 위한 더 나은 교육환경을 제공할 수 있다는 점을 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.293-304
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• 2018

과학 및 과학자에 대한 인식을 조사하는 선행 연구에서 대상 및 국가를 넘어 공통적으로 드러나는 정형적 이미지가 있다고 보고되었다. 최근 연구에서는 연구 참여자 및 조사 도구에 따라 몇몇 새로운 이미지가 제시되지만 아직 정형적 이미지가 주도적으로 나타난다고 보고된다. 이에 본 연구는 과학자들의 일상과 연구과정을 담은 다큐멘터리를 맥락으로 하여 대학생들의 과학 및 과학자에 대한 인식을 구체적으로 탐색하고 인식변화의 경로를 추적해 보고자 하였다. 여기서 활용한 다큐멘터리에는 오랜 기간 실제 과학자들을 촬영하여 제작한 것으로 다양한 과학자들이 등장할 뿐 아니라 과학연구와 함께 개별 과학자들의 일상적인 삶을 조명하며 그들의 모습을 다각적으로 담아내었다. 연구 참여자들은 총 109명의 대학생(인문계열 33명, 자연계열 35명, 사회계열 41명)으로 과학기술관련 교양 수업에서 해당 다큐멘터리를 시청하고 과학 및 과학자에 대한 인식이 어떻게 변화하였는지에 대한 내용을 중심으로 에세이를 작성하였다. 연구 결과, 다수(70명, 64.2%)의 학생이 인식변화가 있었다고 보고하였고 그들 중 대부분은 다큐멘터리를 계기로 과학자에 대한 정형적 이미지에서 보다 현실적인 인식으로 변화하였다. 과학 및 과학자에 대한 현실적인 인식으로는 1) 감정기복을 겪는 평범한 일반인, 2) 반복되는 실패에도 인내심을 가지고 목표에 매진, 3) 지식의 최전선에서 창의성을 발휘, 4) 협력과 경쟁의 공존, 5) 경제적 현실적 장벽에 좌절하는 모습이 나타났다. 또한, 인식변화가 없다고 보고한 학생들(39명, 35.8%) 중 다수가 원래부터 과학자에 대한 현실적 인식을 가지고 있었다고 서술하였다. 결국, 전체 연구 참여자 중에서 소수의 학생들만이(8명, 7.3%) 과학자에 대한 정형적 이미지를 고수하였다. 이를 해석하면 대학생들이 갖는 과학자에 대한 정형적 이미지는 과학자들의 현실적 모습을 담은 다큐멘터리를 시청하였을 때 상대적으로 쉽게 변할 수 있는 것으로 보인다. 또한 이 결과는 대학생들이 서술하는 과학자에 대한 정형적 이미지가 내적으로 깊은 인상을 형성하는 인식 내용이기보다는, 외부에서(예, 학교 및 대중 매체 등) 주어지는 과학자에 대한 대표적인 특징을 단순히 보고하거나 묘사하는 것일 수 있다고 추론해볼 수 있다. 본 연구를 통하여 학생들의 과학자에 대한 인식 내용뿐 아니라 미묘한 인식 차원도 고려해볼 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.181-190
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• 2023

이 연구에서는 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 도구 사용 환경에 따른 담화를 참여 유형, 담화의 유형, 지식 형성 과정 측면에서 비교하였다. 고등학교 1학년 학생 24명을 6개 모둠으로 나눈 후, 마커 1개와 스마트 기기 1개를 공동으로 사용하는 도구 공유 환경과 마커와 스마트 기기를 개별로 사용하는 개별 도구 환경에 각각 배치하였다. 학생들은 모둠별로 물질의 규칙성과 결합 단원에서 다루는 개념을 주제로 증강현실 애플리케이션을 활용한 소집단 학습에 참여하였다. 모든 수업 과정은 모둠별로 녹음 및 녹화하였으며, 자발적으로 동의한 학생 6명을 대상으로 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구결과, 도구 공유 환경은 일인 주도형의 비율이 높았으나, 개별 도구 환경은 부분 참여형 및 다수 참여형의 비율이 높았다. 개별 도구 환경은 도구 공유 환경보다 지식 공유와 지식 구성 담화의 비율이 유사하였고, 세부 담화 유형도 다양하였다. 도구 공유 환경에서는 일부 학생에 대해서만 의미 있는 지식 형성 과정이 나타났다. 반면 개별 도구 환경에서는 모둠원 대부분이 목표 개념에 대해 올바른 지식을 구성하며 의미 있는 지식 형성 과정이 이루어졌으며, 일부 모둠원에게 나타난 오개념은 소집단 토의를 통해 올바른 과학 개념으로 수정되었다.