• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.11-18
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• 2016

2011년부터 본격적으로 도입되기 시작한 융합인재교육은 2009개정 교육과정에 과학교과에 반영되기 이르렀다. 그러나 이러한 상황은 학문적 연구 성과에 기인하기 보다는 정책적으로 결정된 측면이 크다. 그러므로 융합인재교육에 대한 실천적 효과에 대한 연구가 요구된다. 본 연구자는 2012년부터 2014년까지 초등학교 4학년생들에게 피지컬 컴퓨팅 기반의 스팀 교육 프로그램을 구안하여 적용하였다. 효과를 연구하기 위해 과학적 태도, 과학적 문제해결력, 청소년 심리검사, 논리적 문제 해결력, 학교 교육과정만족도 등의 검사를 사전, 사후로 나누어 실시하였다. 그 결과 과학적 태도, 논리적 문제 해결력, 교육과정만족도는 3년간 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 스팀교육의 도입된 필요성인 학업성취도에 비해 낮은 과학에 대한 흥미와 호기심을 키우는데 스팀교육의 필요성을 확인하는 결과라고 할수 있다. 본 연구를 통해 컴퓨팅 기반의 스팀 프로그램은 과학적 태도, 논리적 문제 해결력, 학교만족도등에 영향을 미친다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제38권1호
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• pp.120-132
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• 2014

본 연구에서는 초등과학영재를 위하여 영화를 매개체로 하는 융합인재교육 프로그램을 개발하고 이를 교육현장에 적용하여 초등과학영재들의 창의적 문제해결력과 창의적 인성, 그리고 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며 그 연구 결과는 다음과 같았다. 첫째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 인성 향상에 효과적이었으며, 특히 인내/집착, 자기확신, 유머감, 호기심, 상상, 개방성, 모험심, 독립심 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 둘째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 문제해결력 향상에 효과적이었으며, 특히 실험계획세우기, 창의적 문제해결력 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 셋째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 과학적 태도 향상에 효과적이었으며, 특히 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로 볼 때, 영화를 활용한 융합인 재교육 프로그램은 초등학교 과학영재학생들의 창의적 인성, 창의적 문제해결력, 과학적 태도 향상에 효과적이라고 볼 수 있다.

• 영재교육연구
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• 제24권6호
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• pp.961-974
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• 2014

본 연구에서는 과학영재(n=159)를 대상으로 뇌 활용 성향과 과학 창의적 문제해결력 간의 관계를 분석하였다. 뇌 활용 성향은 좌상뇌, 좌하뇌, 우하뇌, 우상뇌로 구분되었으며, 과학 창의적 문제해결력은 타당성, 과학성, 정교성, 독창성, 유창성의 하부점수로 구분이 되었다. 분석 결과 과학영재집단은 네 가지의 뇌 유형 중에서 좌상뇌의 점수가 가장 높고 빈도수도 높게 나타나 좌상뇌의 특성인 분석적이고 비판적인 사고를 하는 성향이 강하다는 것을 알 수 있었다. 과학 창의적 문제해결력 점수에 따라 상위 집단과 하위 집단으로 구분하여 두 집단 간에 뇌 활용 성향 점수의 차이를 분석한 결과, 유창성 점수가 더 높은 집단이 낮은 집단에 비해서 우 상뇌의 활용 점수가 높게 나타났다(p<0.05). 뇌 활용 성향과 과학 창의적 문제해결력 간의 상관도를 분석한 결과, 우상뇌 활용 성향과 유창성 및 독창성 점수 간에 통계적으로 유의미한 상관도를 보였다(p<0.05). 이러한 결과는 상상력이 풍부하고 도전적인 우상뇌의 활용 성향이 과학 창의적 문제해결에 있어 많은 아이이어와 독창적인 아이디어를 만들어내는데 관련이 있음을 시사한다.

• 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.

• 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.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.498-509
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• 2021

본 연구에서는 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램을 개발하고 초등학생들에게 적용하여 에 너지소양과 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 6학년 학생 29명을 대상으로 연구를 실시하였고, 에너지소양과 창의적 문제해결력에 관한 사전·사후 검사 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 에너지소양에 긍정적인 영향을 주었다. 둘째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램을 마친 후, 학생들은 에너지 및 과학에 대한 관심 및 흥미가 높아졌고, 일상생활과 연계하려는 태도를 가지게 되었다. 융합인재교육 프로그램을 통해 학생 중심 수업으로 학생들이 스스로 문제 해결 계획을 수립하여 수력에너지를 발생시키고, 이를 활용해보는 과정에서 의미 있는 성과를 거둔 것으로 보인다.

• 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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• 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.

• 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.