• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.497-512
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• 2023

과학적 설명 구성은 과학의 본질적 실행임에도 불구하고 교사들은 과학적 설명의 형식적 구조에 익숙하지 않으며 좋은 과학적 설명을 평가하는 기준 역시 지니고 있지 못한 경우가 많다. 그에 따라 본 연구는 과학적 설명의 개념을 명료히 하고 과학적 설명 구성을 안내할 수 있는 과학적 설명 구성 도구를 제안하고 이 도구가 예비교사들의 응결 현상에 대한 설명 수준 변화에 미치는 영향을 탐색하였다. 연구 결과 총 네 단계의 설명 구성 수준 중 상당수의 예비교사는 사전에 기술(description) 수준에 머물렀으나 이 도구의 활용을 통해 연관적(associative) 수준 이상의 설명을 구성하는 것으로 나타났다. 또한 이 도구는 예비교사들이 현상을 설명하기 위한 개념적 틀을 정립하고 논리적 설명과 미시적 해석을 이끄는 어포던스를 지니는 것으로 분석되었다. 이 연구는 예비교사들이 과학적 설명에 대한 형식과 준거를 이해하고 이를 자신의 설명 구성에 적용할 수 있음을 보여주었다는 점에서 의의를 지닌다. 앞으로 다양한 주제와 분과 영역에서 예비교사들의 과학적 설명 수준 향상을 위한 노력이 수반되어야 할 것이며, 나아가 예비교사들에게 실제적인 환경 속에서 학생들이 과학적 설명을 구성할 수 있도록 장려하는 수업 경험을 제공할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권6호
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• pp.887-900
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• 2011

생물교사는 자신의 글과 말을 활용하여 지식을 논리적인 과학적 설명의 형태로 변환하여 학생들을 지도한다. 그러므로 생물 예비교사들이 과학적 설명을 구성하는 능력을 확인할 수 있는 개방형 검사가 요구 될 것이다. 하지만 채점자간 일치도, 늦은 피드백과 같은 개방형 검사가 가진 문제로 선택형 검사가 대체 될 수 있을 것이다. 이 연구는 생물 예비교사들의 과학적 진화 설명 구성 능력을 확인함과 동시에 선택형 진화 개념 검사가 개방형 검사 결과를 어느 정도 예측하는지 두 가지를 조사하였다. 생물 예비교사 124명이 참여하였으며 20문항의 진화 개념 선택형 검사도구와 3문항의 실제 사례를 활용한 개방형 검사 문항을 모든 참여자에게 투입하였다. 연구 결과 생물 예비 교사는 선택형 검사 도구에 더 높은 능력을 보였으며 최상위(0 ~ 25%)의 참여자를 제외하고 선택형 검사 도구는 개방형 검사 도구 검사 결과를 예측하지 못하였다. 진화 설명의 일관성, 오개념이 포함되지 않은 순수성, 과학적 설명의 양을 측정한 결과, 선택형 검사 결과는 최상위 집단을 제외하고 다른 집단을 구분하지 못하였다. 또한 이 결과들은 생물 교사들이 과학적 설명의 구성 능력이 지식의 양에 비하여 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있었으며 일부 예비교사들은 오개념과 과학적 개념을 혼합하는 등의 세련되지 못한 과학적 설명을 가지고 있었다. 이 결과는 생물 예비교사들의 개념 평가는 선택형보다 개방형이 더 많은 정보를 제공할 수 있음을 보여주며, 생물 예비교사들을 위한 교사양성 프로그램은 과학적 설명 능력의 신장에 더욱 더 초점을 맞출 것을 제언한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권2호
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• pp.155-164
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• 2003

본 연구의 목적은 물리 외 교과서의 물리 내용 설명이 학생들의 물리개념 형성에 미치는 영향에 대하여 조사하는 것이다. 본 연구를 위해 부산에 있는 두 중학교에서 각 39명의 학생들로 구성된 한 학급씩을 선정하였으며, 학생들의 개념 조사를 위해 두 종류의 검사 도구를 개발하였다. 검사 도구는 A는 물리 외 교과서의 물리 내용에 관한 설명을 읽은 후에 학생들의 개념을 조사하기 위한 것이고, 검사 도구는 B는 똑같은 물리적 현상에 대해 물리 교육 전문가에 의해서 물리학적으로 이해가 가능하도록 다시 진술한 설명을 읽은 후에 학생들의 개념을 조사하기 위한 것이다. 각 학급에 두 검사 도구 모두를 적용시켰다. 이때 공평한 조사를 위해 한 학급에는 검사 도구 A를 적용한 후 검사 도구 B를 적용하였고, 다른 학급에는 검사 도구 B를 적용한 후 검사도구 A를 적용하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 두 학급 모두에서 물리 교육 전문가에 의해서 재진술된 설명에 대한 학생들의 이해도가 물리 외 교과서의 설명에 대한 이해도 보다 더 높게 나타났다(p< .01). 이것은 물리 외 교과서에서의 모호하고 바르지 못한 물리 개념의 설명이 학생들의 오개념을 유발할 가능성이 있으며, 적절치 못한 문장의 표현 및 용어의 선택, 애매한 문장의 문법적인 구조가 물리 개념을 올바르게 이해하는데 방해가 됨을 알 수 있다. 또한 적절치 못한 예와 잘못된 그림을 제시하는 것이 오개념을 형성시킬 가능성이 높다고 볼 수 있다. 그리고 물리 교과서에 사용하는 용어와 물리 외 교과서에서 사용하는 용어가 다른 것이 학생들의 혼동을 야기 시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권2호
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• pp.273-290
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• 2017

본 연구의 목적은 과학 교실 탐구공동체 관점에서 접근한 학생의 과학 수업에 대한 인식 조사 도구 개발과, 개발된 도구를 사용하여 과학 교실 탐구공동체 관점에서 과학 수업에 대한 학생의 인식을 조사하는 것이다. 본 연구는 총 417명의 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 수행되었다. 연구결과, (a) 6개의 요인('문제인식I: 불일치 인식', '문제인식II: 흥미', '문제원인설명I: 가설설정 및 검증', '문제원인설명II: 협력적 검토', '문제해결I: 대상관계/개념 변화 반추', '문제해결II: 공동체관계/탐구자 변화 반추')으로 구성된 총 42개 문항의 '탐구수행 과정' 관련 조사 도구와, (b) 3개의 요인('탐구실행 의지', '탐구수행 태도', '의사소통 구조')으로 구성된 총 17개 문항의 '탐구수행 토대' 관련 조사 도구를 개발하였다. 또, 개발된 도구를 사용하여 초등학생들의 인식을 조사한 결과, 학생들은 과학 수업에 대해 과학 교실 탐구공동체 관점에서 대체로 보통 이상의 긍정적 인식을 하고 있었지만, 불일치에 기반 한 문제인식, 탐구자의 변화 및 공동체와의 관계 변화 반추를 동반하는 문제해결, 엄격성과 오류가능성 견지에 기반 한 탐구수행 태도 등 일부 요인에 대해서는 상대적으로 덜 긍정적인 인식을 하고 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 탐구 중심의 과학 교육을 위한 몇 가지 시사점에 대해 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.434-445
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• 2015

이 연구에서는 초등학생을 대상으로 출판되는 과학 추천도서들을 살펴보고 그 특징을 분석하였다. 출판되고 있는 과학 학습 도서들의 양과 종류는 상당히 많고 다양하기 때문에, 많은 학생들과 학부모, 학교, 도서관에서는 과학 추천 도서 목록을 이용하고 있다. 하지만 추천도서들은 선정하는 기관에 따라 각각 다르고 다양하기 때문에, 이들 추천도서들이 어떤 특징을 지니고 있고 과학 학습 자료로서 적절성을 지니고 있는지를 분석할 필요가 있다. 이를 위하여 여러 문헌들과 선행연구들을 참고하고 면담 및 의견조사를 통해 기준을 추출하고 검토하여 예비 검사 도구를 제작하였다. 이렇게 제작한 예비 검사 도구의 타당성 및 신뢰성 및 타당성을 확보하기 위하여 8명의 초등 과학 교육 석사 및 석사과정으로 구성된 전문가 집단을 통하여 파일럿 테스트 및 일치도 검사를 실시하였고, 의견교환을 통하여 문항을 상세화하고 수정하여 검사 도구를 제작하였다. 그 후 과학도서 추천도서들을 추천기관, 판매량을 고려하여 9권을 선정하였고, 도서 1권당 3명의 평정자가 검사 도구를 이용하여 검토하고 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 추천도 서들은 탐구와 과학의 본성영역이 과학태도와 지식영역에 비하여 비교적 낮은 평가를 받았다. 둘째, 몇몇 추천도서들 도서에서 다루고 있는 과학 지식들에 대한 자세한 설명이 이루어지지 않는 모습들이 보였다. 셋째, 편집적인 면에서 일부도서는 딱딱한 어조와 일방적인 설명으로의 지식제공으로 학생들이 부담감을 가지고 흥미를 잃기 쉽게 구성되어 있었다. 이를 통하여 다음과 같이 제언할 수 있다. 첫째, 추천도서를 선정함에 있어 과학지식뿐만 아니라 탐구와 과학의 본성 측면을 반영할 필요가 있다. 둘째, 본 연구에 이어 좀 더 추가적인 사후 연구들이 진행될 필요가 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1303-1311
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• 2009

본 논문은 과학적 탐구학습을 지원하는 비쥬얼 가상환경 저작도구 DEVISE(Drawing Environment for VR-based Inquiry-learning Science Education)에 대해서 설명한다. DEVISE는 프로그래밍 전문지식이 없는 일반인들이 2차원 Drawing 인터페이스를 사용하여 3차원 개체와 변인데이터 설정을 함으로써 탐구학습을 위한 가상현실 콘텐츠를 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 먼저 가상현실 저작도구들과 탐구학습 가상환경 관련 저작 도구에 관한 연구들과 탐구학습을 위한 가상환경 통합 시스템인 SASILE를 살펴보고 SASILE의 문제점을 지적한다. 그리고 DEVISE 구성요소와 DEVISE 도구를 사용한 작업 흐름 (Workflow)에 대해서 설명하고,탐구학습 가상현실 콘텐츠를 개발하는 사용자평가실험 관찰결과에 대해서 논한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권3호
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• pp.411-420
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• 2000

본 연구의 목적은 중학교 과학 교과서에서 물리 개념 설명을 위해 사용된 비유에 대해 학생들의 평균적인 이해도는 어떠한지, 또 어떤 유형의 비유를 더 잘 이해하는지를 조사하는 것이었다. 비유의 유형은 표현 방식에 따라서는 언어적 비유와 그림 비유로 분류 될 수 있고, 비유물에 대한 설명 정도에 따라서 단순 비유와 부연 비유로 분류될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 비유를 언어적이면서 단순한 비유, 언어적 이면서 부연된 비유, 그림을 이용하면서 단순한 비유, 그림을 이용하면서 부연적 비유 등 4 종류로 분류하였다. 본 연구를 위해 울산시의 한 중학교에서 평균수준의 한 학급 학생 46명이 표집되었으며 이들에게 본 연구에서 개발된 4가지 유형의 비유 이해도 조사 도구가 투입되었다. 이 도구는 비유의 각 유형당 2문항씩 8개의 문항으로 구성되어 있으며, 5명의 과학교육 전문가에 의해 문항의 수준과 내용 타당성에 대해 타당도를 검증받았다. 본 연구에 의해 평균적으로 50% 정도의 학생만이 중학교 과학 교과서에 제시된 비유에 대해 이해하고 있으며, 그림에 의한 단순한 유형의 비유를 다른 유형의 비유들보다 더 잘 이해하고 있는 것으로 밝혀졌다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제35권3호
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• pp.180-186
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• 2012

신제품 개발에 있어서 제품의 잠재적 고장모드를 줄이기 위한 설계 노력은 매우 중요하며 이를 위해서는 체계적이고 혁신적인 신뢰성프로그램을 적용하는 것이 반드시 필요하다. 기업에서 동시공학을 기초로 한 건전한 신뢰성프로그램에 포함된 주요활동으로는 DFR(Design for Reliability), 신뢰성검증 및 물리적 해석활동 등이 있으며, 이 중 DFR은 제품 개발을 지원하는 첫 번째 과학적 신뢰성활동이다. 본 연구는 브레이크패드의 신뢰성을 향상시키기 위하여 회사조직전체에서 여러 부서의 팀 구성원이 유기적으로 참여하는 DFR 프로세스를 조직하고 실행하는 전략과 기술에 대한 연구이다. 본 사례연구의 동기는 해당기업에서 DFR에 적용된 모든 도구와 기술을 통해 제품의 신뢰성을 향상시키고 동시에 글로벌시장의 잠재고객에 대하여 품질과 신뢰성에 대한 확신을 주는데 유용하게 활용하기 위함이다. 본 논문에서는 제품개발주기의 개념설계단계 부터 제품의 폐기까지의 DFR 개념 전개에 대하여 설명하고, 기술적 도구를 적용한 설계초기 단계에서의 분석사례를 제시하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2017년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.413-414
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• 2017

계산공학 분야는 복잡한 수치이론과 계산 실행 및 분석 툴의 중요성이 높기 때문에 온오프라인 모두에서 효과적인 교육을 수행하는 것이 힘든 실정이다. 본 논문에서는 오프라인 저작도구와 EDISON 플랫폼을 두축으로 효과적인 웹기반 이러닝 환경을 구축하는 과정을 설명하였다. 특징으로는 웹기반이지만 데스크탑에서 오프라인으로 동영상/발표자료/외부링크 등의 이종 콘텐츠들을 조합하여 강의를 구성할 수 있는 저작도구가 있다는 것이다. 또한 계산과학공학 플랫폼인 EDISON의 계산실행 포틀릿을 활용하여 인터랙티브 실습교육 환경을 구성하였다는 것이다. 본 이러닝 시스템은 대학 및 현장에서의 즉각적인 이론습득 및 실습 요구에 대응할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.161-170
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• 2018

과학자들은 연구 과정에서 다양한 시각적 표상을 다양한 방식으로 활용한다. 과학 교수 학습 과정에서도 시각적 표상은 과학 개념을 가르치거나 이해하기 위한 수단으로, 또 학생의 과학적 사고를 촉진하고, 탐구 능력을 증진시키기 위한 도구로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 과학 교수 학습 과정에서 효과적인 시각적 표상 활용을 촉진하고, 체계적인 과학교육 연구의 기초를 제공하고자 하는 목적으로 시각적 표상능력의 교육목표 분류체계(visual representation competence taxonomy: VRC-T)를 개발하였다. VRC-T는 시각적 표상 유형과 인지 과정, 2개 차원으로 구성하였고, 선행 연구를 고찰하여 초기 모형을 개발한 뒤 교사 중심의 타당도 검토 결과, 전문가 중심의 타당도 검토 결과를 반영하여 최종 모형을 개발하였다. 최종 모형에서 시각적 표상 유형은 크게 '기술적 표상', '과정적 표상', '설명적 표상'으로 구분하였으며, 시각적 표상의 인지 과정은 크게 '해석하기', '통합하기', '구성하기'로 구분하였다. VRC-T의 타당화 과정과 각 세부 범주의 개요 및 예시를 설명하였고 가능한 활용 방안을 제안하였다.