연구의 목적은 Small-Scale Chemistry(SSC)를 적용한 수업이 고등학생의 과학성취도 및 과학관련 정의적 특성에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 제 7차 교육과정의 고등학교 과학 교과서 화학영역에 대한 SSC 실험 프로그램을 개발하였다. 실험집단에는 SSC 실험 프로그램을 적용하고 비교 집단에서는 교과서를 중심으로 한 전통적 실험 수업을 실시하여 사전-사후 과학성취도 및 과학관련 정의적 영역의 변화를 조사하였다. 연구결과에 의하면 SSC 실험 프로그램을 적용하여 수업한 실험집단의 성취도가 교과서 내용의 전통적인 실험수업을 실시한 비교집단에 비해 유의미하게 높았다(p<.01). 과학관련 정의적 영역의 경우, 흥미와 과학적 태도 영역에서도 SSC 실험집단이 비교집단에 비해 유의미하게 높은 것으로 나타났다(p<.05). 또한 SSC 적용 수업에 대한 학생들의 인식을 살펴본 결과 학생들은 대부분 과학학습에 있어 효과적이고 흥미 있는 수업이라고 응답하였으며, 과학성취도와 정의적 영역의 변화를 잘 설명해주고 있었다.
교육 목표 영역으로 설정된 부분이 실제 각 단원, 소단원 그리고 수업 차시 목표에 균형있게 반영되었는지를 확인하기 위해 제 6차 과학과 교육과정에 의해 개발된 초등학교 자연과 생물 영역의 수업 목표를 교사용 지도서를 중심으로 분석하였다. 교육목표설정 영역은 인지적 영역, 탐구과정 영역, 수공적 기능 영역, 창의성 영역, 정의적 영역과 STS 영역 등 6개이다. 인지적 영역의 교육목표가 가장 많았으나, 창의성 영역에 해당하는 것은 하나도 없었다. 단원 목표와 소단원 목표에서는 인지적 영역, 탐구과정 영역, 정의 영역, 수공적 기능 영역, STS 영역 순으로 비중이 높았으나, 차시 수업 목표에서는 인지적 영역과 탐구 과정 영역이 대부분이었다. 목표 영역 중에서 인지적 영역과 탐구과정 영역을 제외하고는 대체로 단원, 소단원과 차시의 수업 목표의 연계성이 부족하였으며, 특히 정의적 영역에서는 대단원, 소단원, 차시 수준으로 갈수록 그 비중이 급속하게 낮아지는 것으로 나타났다. 교육 목표 설정 영역의 형식적인 구분보다는 교과서의 개발시 목표 영역의 일관성 있고, 균형 있는 반영을 고려해야 하며, 또한 목표 설정 영역의 특성을 고려한 적절한 안배가 요구된다.
제7차 교육과정은 '21세기의 세계화 정보화 시대를 주도할 자율적이고 자율적이고 창의적인 한국의 육성'을 목표로 삼고 있다. 그러나 이를 위해 요구되는 창의력이나 문제 해결력과 같은 고등 사고 능력 신장을 위해서는 종래의 평가방법을 개선해야할 필요성이 있다. 학교 현장에서는 이를 인식하고 있음에도 불구하고 평가방법을 개선하는 것에 어려움을 느끼고 있다. 본 연구는 현장의 문헌조사 및 사례분석을 통하여 과학과의 평가영역을 선정하고, 계층화분석법(AHP)을 이용하여 과학과 평가영역의 중요도를 산출하였다. 이를 바탕으로 평가 영역을 중심으로 하여 과학과 평가를 개선하기 위한 방향을 제사하였다. 평가영역간의 중요도는 탐구능력, 인지적 영역, 창의력, 정의적 영역 순으로 나타났으며 특히, 전체 세부항목간의 중요도는 문제인식 및 가설 설정, 탐구의 설계, 이해 순으로, 평가의 가장 중요 영역으로 탐구능력, 그 중에서도 문제인식 및 가설 설정과 탐구의 설계의 중요도가 가장 높은 것으로 나타났다. 연구 결과를 고려 할 때 인지적 영역 중심의 학교 현장의 평가 실태는 개선되어야 할 것이다.
4차 산업혁명 시대에 필요한 인재를 양성하기 위해서는 정보영재를 선발하여 체계적으로 교육하는 것이 필요하다. 영재의 정의적 특성은 자아개념, 성격, 사회성, 성취동기, 도덕성, 태도나 흥미 등을 들 수 있으며 성취도에 영향을 끼치는 중요한 요소이며 특히 컴퓨터 과학적 태도는 컴퓨터과학 학습의 출발점 행동으로 컴퓨터과학 성취도에 영향을 미치는 중요 변인이다. 본 연구에서는 정보영재의 정의적 특성을 측정하기 위하여 Fraser가 개발한 TOSRA를 기반으로 컴퓨터 과학적 태도 검사 도구를 개발하였다. 컴퓨터 과학적 태도 검사 도구는 컴퓨터과학의 사회적 시사영역, 컴퓨터과학 탐구에 대한 태도영역, 컴퓨터 과학적 태도의 수용영역, 컴퓨터과학 수업의 즐거움영역, 컴퓨터과학 관련 취미에 대한 관심영역, 컴퓨터과학 관련 직업에 대한 관심영역, 컴퓨터과학자의 평범함 영역으로 7개의 영역으로 구성된다. 개발된 검사 도구를 사용하여 정보영재 학생들의 컴퓨터 과학적 태도와 학업성취도간의 관계를 분석하였다. 컴퓨터 과학적 태도가 학업성취도를 유의하게 예측하는지를 확인하기 위하여 회귀분석을 실시한 결과 t=2.543, p=0.025로 유의 수준 .05에서 컴퓨터 과학적 태도의 평균이 학업성취도를 유의하게 예측하였다.
이 연구의 목적은 물의 순환에 대한 과학 수업에서 개념 만화 활용이 중학생들의 과학 태도에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 연구 목적을 위해 개념 만화를 활용한 수업 프로그램이 계발되었으며, 과학에 대한 태도, 과학 교과에 대한 태도, 과학 교과에 대한 학습 동기, 과학적 태도의 네 영역을 가진 과학 태도 검사지를 개발하였다. 연구 설계는 준실험설계기법을 적용하였으며 개념 만화가 9차시 동안 실험집단에 적용되었다. 개발된 검사지를 활용하여 사전사후 검사를 실시하였으며, t-test를 통한 분석 결과 네 영역 중 과학 교과에 대한 학습 동기 영역에서만 유의미한 향상을 나타냈다. 이 결과를 바탕으로, 개념만화가 과학 태도의 모든 영역에 효과적이지 않음을 확인하였으며, 과학수업에서 개념만화의 사용은 좁은 영역에서 제한된 목적으로 사용되어져야 함을 제안하였다.
이 연구는 과학과 평가에 이용되는 행동 영역에 대한 과학 교사들의 인식을 조사하였다. 행동 영역은 학생들이 과학 지식을 어떻게 이해하고 과학적 탐구를 어떻게 수행하는지에 대한 정보를 알려준다. 연구 참여자는 서울 지역 중, 고등학교에서 5년 이상 근무한 7명의 과학 교사였고, 연구를 위해 국가수준 학업성취도 평가에서 기출된 27문항으로 구성된 구조화된 질문지와 심층 면담이 진행되었다. 질문지와 면담 내용은 동료 연구자와 함께 분석하고 논의하였다. 연구 결과, 과학교사들은 문항에 포함된 소재나 소재의 제시 방법에 근거해 행동 영역을 결정하는 경향이 있었다. 그리고 교사들이 문항 해결에 필요할 것이라고 예상한 정보와 사고 과정에 따라 행동 영역을 다르게 인식 하였으며 또한 행동 영역의 정의와 의미에 대한 이해정도가 달랐다.
이동하는 애드 혹 네트워크에서 통신장치의 통신가능영역을 구하는 문제는 네트워크를 운용하는 주요한 활동 중의 하나이다. 본 논문에서는 지형의 영향을 많이 받는 지상환경에서의 노드파괴나 이동으로 인해 링크실패가 발생되거나 임무수행영역 확대를 위해 중계기능을 수행하게 하기위한 통신가능 영역을 프레넬 영역 알고리즘의 기능을 확장하고 3차원 객체의 교차 알고리즘을 적용함으로써 효율적으로 구할 수 있는 방법을 제안한다.
본 논문에서는 과다 노출된 영상을 영상 간 변환(Image-to-Image Translation)을 위해 설계된 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network)을 활용하여 복원하는 연구를 수행한다. 과다 노출 복원을 위한 기존의 연구에서 과다 노출 영역 판별, 밝기 회복, 색상 보정 과정을 거치는데, 영상 내 과다 노출 영역을 판별하는 과정에서 임의로 결정하는 파라미터에 의해 복원된 영상 결과가 달라지는 한계점을 극복하기 위해 종단간(End-to-End) 신경망을 학습시켜 과다 노출 영역을 별도의 파라미터 선택과 분할된 과정 없이 한 번에 복원하는 방법을 제안한다. 영상 간 변환 신경망 학습에 필요한 과다 노출 여부로 도메인이 분할된 데이터셋은 게임 소프트웨어를 활용하여 만들어 사용하였다. 본 연구에서는 신경망이 생성한 영상이 실제로 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 것을 확인하였다. 그리고 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 과정을 학습 단계별로 확인함으로써 신경망이 실제로 과다 노출 복원 과정을 학습함을 보였다.
FIMS(Far-Ultraviolet Imaging Spectrograph)는 2003년에 발사된 과학 위성 1호의 주탑재체이다. FIMS는 우주의 고온 플라즈마에서 방출되는 원적외선(900-1750$\AA$) 영역을 2$\AA$의 분해능을 갖고 관측하는 기기로써 관측 영역의 범위는 선택된 천문학 target과 지구 북반구의 aurora에서 지구 대기의 glow까지 포함하고 있다. 본 연구에서는 위성발사 후 과학 위성 1호의 FIMS로부터 관측되어 내려온 data 중에서 aurora 관측 자료를 이용하여 aurora의 특성 spectrum에 대하여 분석해 보고자 한다. (중략)
과학교육의 목표를 달성하기 위한 교수 학습 전략으로 과학글쓰기를 활용할 수 있다. 그러나 초등학교 학생들은 과학글쓰기를 어려워한다. 본 연구에서는 소집단 토론이 학생들의 과학글쓰기에 도움을 줄 것이라는 가정 하에 과학글쓰기 전에 소집단 토론을 도입하였으며 소집단 토론의 내용, 토론 중 나타난 학생의 특성이 과학글쓰기 세 영역(과학성, 논리성, 독창성) 향상에 어떤 영향을 끼쳤는지 살펴보았다. 연구를 위해 서울시 소재 초등학교 6학년 학생들 중 같은 소집단을 이루는 4명의 학생들을 연구 참여자로 선정하여 수업의 전 과정을 녹음, 녹화한 후 전사하였으며 학생들의 과학글쓰기 결과물을 수집하여 평가틀에 맞춰 세 영역으로 나누어 평가하였다. 연구 결과 첫째, 소집단 토론 내용은 과학글쓰기의 과학성 영역에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 성취도가 낮은 학생은 우수한 학생의 도움과 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 둘째, 과학글쓰기 영역 중 논리성 영역 중 구성의 체계성은 비교적 짧은 시간 안에 향상이 가능한 것으로 나타났다. 논지 전개의 일관성은 학생이 개방성이 부족하거나 토론에 대한 잘못된 생각을 가지고 있을 경우 부정적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 올바른 논증의 형식과 논증의 목적, 의미에 대한 교육이 선행되어야 하며, 지속적인 토론과 글쓰기 교육이 필요함을 시사한다. 셋째, 성취수준이 중인 학생은 토론의 주제가 친숙할수록 독창성 영역에서 좋은 평가를 받는 것으로 나타났다. 과학글쓰기 수업에 참여해 4명의 학생은 모두 과학성, 논리성, 독창성 영역에서 향상되는 모습을 보였다. 특히 소집단 토론을 통해 성취수준이 낮은 학생이 과학글쓰기 능력에 가장 긍정적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 성취수준이 높은 학생이 소집단 토론을 통해 과학글쓰기 능력에 어떤 영향을 받았는지를 구체적으로 밝히지 못했으므로 이에 대한 후속연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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