• 과학교육연구지
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• 제43권2호
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• pp.227-238
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• 2019

이 연구에서는 데이터 기반 과학탐구에서 탐구활동과 협력적 문제해결력에 대한 초등학생들의 인식을 알아보고자 하였다. 이를 위해 경남 소재 도시의 초등학생 고학년 26명을 대상으로 20차시의 데이터 기반 과학탐구 수업을 진행하였다. 학생들은 탐구 문제를 선정한 후 디지털 탐구도구로 데이터를 수집하는 탐구 과정을 수행하였다. 수업 후 인식 조사 설문과 면담을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 학생들은 데이터 기반 과학탐구에서 '탐구 설계 및 수행' 단계가 가장 유익한 것으로 인식하였다. 둘째, 학생들은 데이터 기반 과학탐구를 통해 과학적 능력과 협동심이 향상되었고, 탐구문제 선정이 가장 어렵다고 인식하였다. 셋째, 학생들은 협력적 문제해결력의 향상에 대해 긍정적으로 인식하였다. 이상의 결과로부터 데이터 기반 과학탐구는 초등학생들의 과학적 탐구능력과 협력적 문제해결력 향상을 위해 필요함을 알 수 있었다. 이 연구를 바탕으로 다양한 탐구활동의 개발과 연구를 통해 미래를 살아갈 학생들에게 필요한 다양한 역량들을 함양할 수 있는 탐구 기회가 제공되기를 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.670-683
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• 2020

본 연구의 목적은 융합적 문제해결력을 검사할 수 있는 도구를 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 선행연구에서 다양하게 정의된 융합적 문제해결력의 영역들을 융합적 성향, 융합적 사고, 융합적 소양 영역 측면으로 정의하였다. 37개의 예비문항은 문제해결과 융합적 사고, 창의적 사고, 개인적 성향과 사회적 성향, 그리고 융합적 소양을 포함한 각 영역에 대한 선행연구에 근거하여 정의된 하위 영역에 근거하여 개발되었다. 탐색적 요인분석을 통해 30개의 예비 문항이 확정 되었다. 확인적 요인 분석 결과는 확정된 5개 요인 모델이 문항수준에서 적합한 요인구조를 가지고 있다는 것을 보여준다. 측정된 모든 문항과 요인에 대한 신뢰도 검정 결과 검사도구 전체의 Cronbach's α값은 .963으로 매우 양호한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 융합적 문제해결 검사 도구는 통계적으로 신뢰롭다고 할 수 있다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.171-174
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• 2018

정보교과는 컴퓨터과학적 지식과 기술의 탐구와 더불어 실생활의 문제 해결을 위해 새로운 지식과 기술을 창출하고 이를 통합적으로 적용하는 능력과 태도를 함양하는 교과이다. 2015 개정 교육과정에서 정보교과의 교과역량 중 하나가 협력적 문제해결력이다. 정보교육을 통하여 배울 수 있는 프로그래밍 분야에서 강조하는 역량 역시 협력이다. 본 연구는 정보교과의 관점에서 협력적 문제해결력 측정 방식을 깃허브, 스택오버플로우의 사례와 PISA, ATC21S의 평가사례를 비교하고자 한다. 협업을 통한 더 나은 결과물을 도출해내는 프로그래밍의 과정을 통하여 협력적 문제해결력을 살펴볼 수 있는 토대를 마련하는데 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제8권2호
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• pp.43-52
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• 1988

과학교육에서의 문제해결력의 강조는 그 긴 역사를 가지고 있으나, 인지 심리학에서의 정보처리 모형을 사용한 문제해결과정의 분석이 사용되면서 그 교수가능성이 높아지고 있다. 본 연구는 하나의 탐색연구로써 학습자들이 물리문제를 해결하려는 과정에서 그 문제를 자기나름으로 이해하여 만든 내적표상과 동원한 해결방안이 문제해결에 어떤 관련이 있는지를 알아내보려고 한다. 물리전공 박사과정 학생 3명을 전문가로, 고등학생 2명과 대학 1년생 4명, 모두 6명을 초보자로 삼아 역학내용을 다룬 세 문제를 소리내어 푸는 과정을 개인별로 녹음하여 그 문제해결과정들을 분석하였으며, 학생들의 사고수준을 알기위해 사고 수준검사가 실시 되었다. 주로 질적 분석을 사용했으나 그 결론을 뒷받침하기위해 비모수통계방법이 사용되었다. (유의수준 . 10) 밝혀진 결론은 다음과 같다. 1) 내적표상은 피험자와 문제에 따라 각각 달랐다. 초보자들은 모두 한가지 표상을 세 문제에 걸쳐 계속 사용한데 반해, 2명의 전문가는 문제에 따라 다른 표상을 사용하였다. 이러한 표상의 형태에 따라 문제해결결과가 달랐다. 즉,일-에너지 표상형태를 사용한 피험자가 더 나은 결과를 얻는것으로 나타났다. 2) 문제해결방안에 있어서는 전문가들은 세문제에 걸쳐 계속하여 지식-개발 방안을 사용하였으나 초보자들은 문제에 따라 다른 방안들을 동원하였다. 지식-개발 방안을 사용한 경우가 다른 것들에 비해 더 나은 결과를 얻는 것으로 나타났다. 3) 사고 수준검사(하위검사 또는 전체)의 접수와 문제해결과정 변인들-특히 내적표상의 형태, 문제해결방안의 종류, 목표확인 그리고 문제 해결력-간에는 유의미한 관련이 있는 것으로 나타났다. 4) 그외 속도와 가속도 개념의 혼동, 마찰력 개념의 부정확 등이 공통적으로 범하는 실수였다. 본 연구가 과학교육 실제에 주는 함의로는 내적표상, 문제해결방안의 훈련을 통한 문제해결력의 향상을 들 수 있겠으며 이를 위한 세부연구가 실행되어야 할 것이다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
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• pp.191-196
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• 2006

오늘날 IT산업이 급속도로 진보하고 있다. 단순한 자원이나 노동력보다는 첨단과학 기술을 이용하여 얼마나 의미 있는 정보를 찾아내고 활용하는가에 따라 개인의 경쟁력이 좌우된다. 이러한 미래사회에 대비하기 위해 7차 교육과정에서는 지식 위주의 암기 교육이 아닌 창의력과 문제해결력 신장을 중요하게 여기고 있다. 그러나 아직까지 학교의 컴퓨터교육은 지나치게 기능위주의 내용이나, 단순 소프트웨어와 컴퓨터의 활용법에 관한 내용만을 강조하고 있어 이러한 취지를 잘 살리고 있지 못하다. 또한 교육자료 조차 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 그동안의 수박겉핥기 식의 컴퓨터 활용법 및 소프트웨어 사용법 위주 교육에서 벗어나, 컴퓨터의 원리에 대한 내용을 연구함에 있어 초등학생들이 좀더 체계적으로 쉽게 다가갈 수 있도록 컴퓨터 과학자들을 이용하여 창의적 문제해결력을 향상시킬 수 있는 교수-학습 자료를 개발하고자 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.432-442
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• 2022

본 연구는 초등과학 '식물의 한살이' 단원 온라인수업에 적용할 메이커교육프로그램을 개발하고 그 효과로 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 개발된 메이커교육프로그램의 주제는 '식물의 한살이를 주제로 동화 오디오북 만들기'이다. 프로그램은 TMI 메이커교육 모형 단계에 따라 학습한 개념을 활용하여 창의적 오디오북을 제작하는 활동으로 구성하였다. 연구결과, 초등과학 '식물의 한살이' 단원 온라인수업에 메이커교육프로그램은 초등학생의 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 초등과학 온라인수업에 메이커교육의 적용은 학생들의 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력 향상에 효과적이다. 그리고 초등과학 온라인 수업에 메이커교육을 활발하게 적용할 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.307-328
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• 2000

본 연구의 목적은 창의적 문제해결력 신장을 위한 초등과학 교육과정을 개발하여 그 효과를 검증하고자 하는 것이다. 창의적 문제해결력 신장을 위하여 과학의 명제적 지식인 '내용지식'과 절차적 지식인 '과정지식', 그리고 '창의적 사고기능'을 교육과정의 구성요소로 설정하였다. 과학의 내용지식은 지식의 구조파악을 용이하게 해 주기 위해 다섯 가지 핵심주제(theme)를 중심으로 하여 6차나 7차 교육과정보다 더 포괄적으로 구성하였고, 과정지식은 기초적 과정 지식과 통합적 과정지식으로 구분하여 학년별로 차별화 하였다. 또한 창의적 사고 기능의 요소는 확산적 사고와 비판적 사고로 나누어서 이를 문제해결의 단계별로 적용하도록 교육과정을 구성하였다. 이러한 세 가지 교육과정 구성요소들이 상호작용 하도록 5학년 2학기의 세 단원을 구성하여 실험집단에 적용하였다. 수업방법은 문제해결중심의 방법을 사용하였다. 비교집단은 6차 교육과정의 내용을 그대로 적용하였다. 사전검사로서 창의적 문제해결력 검사를 수행평가의 형태로 제작하여 실험집단과 비교집단 각각에게 수업 전에 실시하였고, 사후검사는 사전검사와 동형의 문제를 제작하여 각 단원이 끝날 때마다 한 문제씩 실시하여 세 단원에 걸친 평가를 실시하였다. 평가 결과를 검사의 종류와 집단을 두 변인으로 하여 이원변량분석 및 T검증을 해 본 결과 실험집단의 사전 사후검사의 점수 차이는 유의미하고 비교집단의 점수차이는 유의미하지 않게 나옴으로 해서 본 연구에서 개발한 초등 과학 교육과정이 창의적 문제 해결력 신장을 위해 효과적이었음이 검증되었다.

• 산업융합연구
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• 제21권1호
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• pp.123-135
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• 2023

대학 교양 SW 기초 교육은 SW를 기반으로 일상 생활의 문제를 창의적으로 해결할 수 있는 능력을 기르는 데 중점을 두어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력을 신장시키기 위한 수업을 설계하고, 수업의 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 A 대학교 학생 38명을 대상으로 융합프로젝트, CT-CPS 모형을 고려하여 SW 기초 교육을 실시하고 그 효과를 분석하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, SW 기초 교육을 진행한 후 전체 학생들의 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었다. 둘째, 상위, 하위 집단의 컴퓨팅사고력과 하위 집단의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 상위 집단의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 셋째, 인문사회계열과 자연과학계열의 컴퓨팅사고력과 자연과학계열의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 인문사회계열의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 본 연구는, 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력 신장에 초점을 두어 수업을 설계하고, 수업의 효과를 사전 검사 결과 및 계열에 따라 심층적으로 분석하였다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.433-442
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• 2021

본 연구의 목적은 초등과학 실시간 쌍방향수업을 위하여 인공지능 융합교육프로그램을 개발하고 그 효과로 과학학업성취도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 적용 단원은 초등학교 4학년 과학 '식물의 생활'이다. 이 단원은 주로 암기 중심의 학습이 이루어지고 가르치기에 어려운 단원이다. 개발된 프로그램의 주제는 '식물박사 인공지능 챗봇 만들기'이다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 본 연구에서 개발한 프로그램은 초등학생의 과학학업성취도와 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 초등과학 쌍방향 수업을 위한 인공지능 융합교육프로그램은 학생들의 과학학업성취도와 창의적 문제해결력 향상에 효과적이다. 그리고 인공지능융합교육 이론, 방법 및 실습에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.681-691
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• 2018

이 연구에서는 과학교과에 협력적 문제해결(Collaborative Problem solving for Character competency, CoProC) 전략이 중학생의 실천적 인성 역량에 미치는 영향을 알아보고, 이 전략을 적용한 학생들의 반성 글쓰기에서 나타나는 협력적 문제해결력의 변화를 알아보고자 하였다. 이를 위해 광역시에 위치한 중학교 1학년 여학생반을 대상으로 하여 2개 학급 49명은 협력적 문제해결(CoProC) 전략을 적용한 집단(CoProC 집단)으로, 2개 학급 46명은 전통적인 강의식 수업 및 실험 수업을 적용한 집단(비교 집단)으로 나누었다. 두 집단에는 한학기 동안 5개 주제의 프로그램을 적용하였다. CoProC 집단은 비교 집단 보다 실천적 인성 역량의 총점에서 통계적으로 유의미하게 높은 결과를 나타냈으며, 하위 항목에서는 협력, 소통, 책임, 긍정적 자기이해에서 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 협력적 문제해결(CoProC) 전략을 적용한 수업에서 학생들의 실천적 인성 역량의 하위항목별 효과 크기(effect size)를 분석해보면, CoProC 집단은 비교 집단 보다 배려, 협력, 소통, 정직, 책임, 긍정적 자기이해, 자기조절에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 중학교 과학수업에서 적용한 협력적 문제해결(CoProC) 전략이 협력적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보기 위해 CoProC 집단의 학생들이 수행한 5개 주제의 활동 중 초기와 후기의 수업에서 작성된 반성 글쓰기를 분석하여 협력적 문제 해결력의 사회적 역량에 한정하여 그 변화를 알아보았다. 그 결과 협력적 문제해결력의 총점에서 큰 수준의 효과 크기를 보였다. 하위 항목인 구성원의 탐색과 이해는 작은 수준의 효과 크기를 나타냈으며, 조직 구성 및 유지는 중간 수준의 효과 크기를 나타냈다. 또한 의사소통과 자기 행동 반성은 큰 수준의 효과 크기를 나타냈다. 과학교과 중심의 협력적 문제해결(CoProC) 전략은 과학적 탐구 과정에서 이루어지는 과학적 의사소통을 통한 문제해결의 과정을 통해 학생들의 협력적 문제해결력을 향상시킬 수 있다.