• 한국문헌정보학회지
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• 제53권3호
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• pp.247-271
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• 2019

과학에서 지식의 불확실성은 명제가 현재 상태로는 참도 거짓도 아닌 불확실한 상태를 의미한다. 기존의 연구들은 학술 문헌에 표현된 명제를 분석하여 불확실성을 의미하는 단어를 수동적으로 구축하고 구축한 코퍼스를 대상으로 규칙 기반, 기계 학습 기반의 성능평가를 수행해왔다. 불확실성 단어 구축의 중요성은 인지하고 있지만 단어의 의미를 분석하여 자동적으로 확장하고자 하는 시도들은 부족했다. 한편, 계량정보학이나 텍스트 마이닝 기법을 이용하여 네트워크의 구조를 파악하는 연구들은 다양한 학문분야에서 지적 구조와 관계성을 파악하기 위한 방법으로 널리 활용되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 불확실성 단어를 대상으로 Word2Vec을 적용하여 의미적 관계성을 분석하였고, 영어 어휘 데이터베이스이자 시소러스인 WordNet을 적용하여 불확실성 단어와 연결된 상위어, 하위어 관계와 동의어 기반 네트워크 분석을 수행하였다. 이를 통해 불확실성 단어의 의미적, 어휘적 관계성을 구조적으로 파악하였으며, 향후 불확실성 단어의 자동 구축의 확장 가능성을 제시하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.538-559
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• 2023

본 연구에서는 과학교육 전문가 5인으로 구성된 포커스 그룹 토의(FGD)를 활용하여 모델 및 모델링에 관한 의미를 토의하는 과정에서 주요 주제로 다루어진 '모델과 이론의 관계'를 탐색하였다. 7회 수행된 FGD는 과학교육 연구에서 활발히 진행되고 있는 '모델 및 모델링'과 관련하여 '모델 혹은 모델링이란 무엇인가'라는 질문을 출발로 하여 토의가 전개되었다. 토의 과정에서 이론과의 관계를 중심으로 모델 및 모델링에 관한 몇 가지 주요한 논제가 제기되었고, 본 연구는 그 논제를 중심으로 전개된 토의의 흐름을 추적하였다. 이 연구에서 주목한 것은 FGD에서 연구 참여자들의 이론과 모델의 관계에 대한 토의가 하나의 주장으로 수렴되지 않고, 그와 관련된 몇 가지 논제들이 새로 불거져 나오는 상황은 그 논제에 대한 기존의 개념을 탈바꿈하고 새로운 이해를 추구하는 시도로 이어졌다는 점에 있다. 연구 결과는 세 가지 논제, '모델 혹은 모델링이란 무엇인가?', '모델과 이론의 관계는 어떠한가?', '이론에 기반하지 않은 모델링은 가능한가?'를 포괄하며, 특히 모델과 이론의 관계는 1) 모델이 이론 연역적이고, 모델링이 이론을 현상에 적용하는 것으로 이해되는가, 2) 모델이 이론으로 귀납되는가, 3) 모델링이 특정 구조를 갖는 바탕이론(경험적 지식의 틀)을 기반으로 출발하거나 혹은 바탕이론이 명시적으로 드러나지 않은 채 여러 가지 다른 자원들의 연결로 이해되는가로 토의되었다. 연구의 결과를 토대로, 과학철학과 과학교육, 그리고 과학교육 연구자와 과학교사 교육에 대한 함의가 제시되었다.

• 기술혁신연구
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• 제17권2호
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• pp.187-206
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• 2009

우리나리는 기존의 모방형 혁신체제에서 창조형 혁신체제로의 전환을 통하여 과학기술적 지식의 효율적 창출 확산 활용이 필요하다. 이를 위해서는 과학기술혁신의 주체인 연구인력의 육성이 핵심적인 필수조건으로 대두되고 있다. 본 논문은 우리나라 국가혁신체제의 핵심 구성요소인 출연연구기관의 창의적 인적자원 양성전략에 관해 논의한다. 본 논문에서는 출연(연)이 과학기술혁신활동을 직접 다루기 때문에 창의적 인적자원의 효율적 관리가 매우 중요성을 강조하고, 이를 위해 '전주기적 인적자원관리 모델'을 제시하고 있다. 이 모델은 우수 연구인의 유치, 연구원의 유동성 강화, 우수연구원의 특정자격 부여, 퇴직연구원의 효율적 활용의 네 단계로 구성되어 있으며 각 단계별 여러 정책과세를 제시하고 있다. 아울러 본 논문은 본 모델의 각 단계가 서로 선순환 구조를 가져야 할 것을 강조한다. 본 논문에서는 출연(연)은 전주기적 인력관리 모델의 추진을 바탕으로 연구인력을 전공분야의 심층적 지식과 관련 분야의 폭넓은 시식을 가지는 '역T자형 인력'으로 육성하여야 함을 강조하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.655-668
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• 2019

이 연구에서는 중학생들의 과학 그래프 구성 과정을 문제 해결의 관점에서 심층적으로 조사하였다. 중학교 3학년 학생 10명이 연구에 참여하였으며, 이들은 앙금 생성 반응을 묘사한 그림 자료를 바탕으로 과학 그래프를 구성하였다. 학생들이 그래프를 구성할 때 거치는 사고 과정을 심층적으로 조사하기 위하여 발성사고법을 활용하였고, 그래프 구성 과정에 대한 녹화 및 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 학생들의 과학 그래프 구성 유형은 사용한 문제 해결 전략과 활용한 표상의 수준에 따라 네 가지 유형으로 구분할 수 있었다. 구조적 전략을 사용한 학생들은 그래프의 목표 개념에 대한 명제적 지식을 바탕으로 자료를 분석하고 경향성을 파악함으로써 활용한 표상의 수준과 무관하게 과학 그래프 구성에 성공하였다. 임의 전략-고차원 표상 유형의 학생들은 다양한 표상을 활용해 자료의 특징을 체계적으로 분석하고 자신이 구성한 그래프의 의미를 과학적 맥락에서 검토하는 과정을 거치며 과학 그래프 구성에 성공할 수 있었다. 반면, 임의전략-저차원 표상 유형의 학생들은 단순히 점을 연결하는 방식으로 그래프를 구성하였고, 과학적 맥락에 대한 고려 없이 그래프 구성 과정만을 점검하는 수준에 머물며 올바른 과학 그래프 구성에 실패하였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들의 과학 그래프 구성 능력을 효과적으로 함양하는 방안을 제안하였다.

• 자원환경지질
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• 제49권1호
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• pp.43-52
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• 2016

미국과학재단(NSF) 지구과학위원회(GEO)의 지질과학사업단(EAR)은 미국의 국가 전략적 필요성에 직접적으로 적용될 수 있는 지구시스템에 관한 기반 기초 지식을 얻기 위한 기초연구를 지원하고 있다. 2011년도에 국가과학위원회(NAS)의 지구과학 신규 연구유망주제위원회는 향후 10년 동안에 급격한 발전에의 대응을 위한 지질과학분야 기초 과학연구의 특정주제를 도출하였다. 다학제적 접근에 의해 정리한 지질과학사업단의 심부지질과정과 지표지질과정분야 유망주제들은 (1)초기 지구연구, (2)열-화학적 내부 동력학 및 휘발성분 분포, (3)단층작용과 변형과정, (4)기후, 지표변화, 판구조, 심부지구과정의 상호작용, (5)생명, 환경 및 기후의 공동 진화, (6)자연과 인위적 변화에 동조화된 수리지형-생태계 반응, (7)육상환경과 글로벌 변화영향에서 생화학 및 물순환 등이다. 우리나라에서도 임계구역 연구(Critical Zone studies) 등의 미래분야의 연구가 활발하게 추진되고 있다. 이러한 미래의 거대연구를 활발하게 추진하기 위해서는 추가 연구지원 정책이 필요하다.

• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.381-393
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• 2012

이번 연구를 통해 고등학교 1,2학년 학생들이 학습하는 2009 개정 교육과정 화학 I 검정 교과서 4종을 선정하여 과학적 지식 외에 어떠한 STEAM 요소를 포함하고 있는지 분석하였다. 각 단원별, 출판사 별, 교과서의 영역별로 포함된 STEAM 요소의 종류와 수는 어떻게 다르게 나타나는가에 관한 연구 문제를 선정하고 결과를 분석해 보았다. 현 교과서의 내용과 잘 맞지 않는 STEAM 요소의 새로운 하위요소들을 정하고, 새로운 분류 틀을 만들어 그 분류틀을 기준으로 분류 하였다. 먼저 예술 분야의 경우 방법적인 면에서의 예술 분야를 '표현예술'로 만화, 토의, 역할놀이의 하위요소를 가지며 내용적인 면에서의 예술 분야를 '문화예술'로 사회문화, 과학자 이야기, 인류의 역사, 직업탐구, 미술의 하위 요소를 갖는다. 기술과 공학요소는 서로 분류하기 어려우므로 '기술공학' 이라는 하나의 분야로 통일하고, '과학적 내용을 활용한 기술'과 '과학적 발전에 활용된 기술'의 두 가지 하위 요소를 포함한다. 마지막으로 수학요소는 수, 연산, 단위변환, 구조모형의 하위 요소를 갖는다. 또한 교과서에 포함된 STEAM요소의 교과서 안의 위치영역을 도입부, 본문, 보충자료의 세 영역으로 분류하고, 본문의 경우 내용과 탐구영역으로 세분화 하여 분석하였다. 분석 결과 대부분의 교과서가 개정 교육과정의 의도를 파악하여 다른 분야를 통해 학습이 일어나게 하기위해 STEAM 요소를 포함 하고 있었다. 그러나 교과서 별로 활용하는 학습 방법이 제한되어 있으며, 교과서의 종류에 따라 조금 다르게 나타났다. 또한 포함하고 있는 세부요소의 종류는 전체 14종류 밖에 되지 않으며, 그것도 교과서 별로 몇 가지 요소에 집중돼는 경향을 나타내는 것으로 보아 현재 화학교육에서 활용되는 STEAM 교육에는 한계가 있는 것으로 보인다. 단원별로는 수업내용에 따라 포함된 STEAM 요소가 다르게 나타났는데, 많은 수의 STEAM 요소가 I단원에 포함되어 있는 것으로 보아 수업 내용에 수학, 역사 들이 포함되어 있지 않는 경우 STEAM 요소가 포함되기 어려움을 알 수 있었다. 마지막으로 영역별로 포함된 STEAM 요소의 경우 요소들이 대부분이 보충자료 영역에 포함되어 있고, 그 요소가 문화 예술이 가장 많은 것으로 보아 실제적으로 화학 지식에 대한 활용적인 면에만 STEAM이 활용되며 화학지식에 대한 접근 방법적 융합교육이 매우 부족함을 알 수 있었다. 현재, 국내 교육계에서 STEAM 교육에 관해 주시하고 있는 만큼, 새로운 교육적 경향인 STEAM 교육이란 무엇인지에 관해 면밀히 탐구하고, STEAM 교육의 효과와 프로그램 및 교재 개발에 대한 엄밀한 연구가 필요하다. 이러한 연구들을 통해서 저학년들에게 집중되어 있는 융합교육을 전 학생들에게 확대하고, 궁극적으로 평생에 걸친 학습 시대에 스스로 활용 할 수 있게 될 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권1호
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• pp.113-120
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• 2002

지금까지 중등 교육을 위한 많은 CAI 자료가 개발되었다. 중등 교과 중 특히 과학 과목은 기존의 교과서 이 외의 다양한 멀티미디어 자료들을 수업에 많이 활용한다. 과학 과목 중 생물의 생태와 구조 및 성분에 대한 기초 지식을 효율적으로 습득시키기 위해서는 다양한 멀티미디어 자료가 꼭 필요하다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 중학교 1학년 과학 교과 과정 중 심장과 혈액의 순환 부분을 택하여 멀티미디어 타이틀을 구현하였다. 하지만 기존의 선행 연구들은 CAI 프로그램을 개발하는 데에만 중점을 두었고, 이러한 CAI 프로그램들이 실제로 학습에 미치는 영향에 대한 실증적인 분석 결과들은 거의 제시하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 개발한 CAI 프로그램의 활용 유무에 따라 학습에 미치는 영향에 대한 분석 방법과 그 결과를 제시하였고, 또한 앞으로 멀티미디어 CAI를 활용한 수업의 효율성을 극대화할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권12호
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• pp.391-398
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• 2015

이 연구에서는 중등 심화 과정을 마치고 사사 과정에 진입한 최우수 정보과학 영재 교육을 위한 회로 최소화 알고리즘의 성능 개선 및 평가 과정을 보인다. 이 과정에서 학생들은 원하는 목표 기능을 얻기 위한 논리 회로는 꼭 한 가지가 아니고 다양하게 구성할 수 있다는 점과 이들 중 가장 간단한 회로를 찾을 수 있는 방법의 필요성을 인식하게 된다. 수작업으로 이루어지는 까르노 맵에서 회로 최소화를 위한 기본 원리를 터득하고, 그 과정을 소프트웨어로 수행하는 Quine-McCluskey 알고리즘을 탐구한다. Quine-McCluskey 알고리즘은 기본적으로 집합 연산의 반복에 의해 중복성을 도출하고 축약하는 과정을 반복한다. 집합 연산은 두 집합을 구성하는 원소들에 대한 비교 연산으로 이루어지므로 복잡도가 높다. 이를 해결하는 방법으로 원소 나열식 집합을 비트 정보로 표현하는 방안을 모색하고, 그 결과 약 36%의 성능 향상이 이루어짐을 보게 된다. 이 과정의 궁극적 목표는 영재 학생들이 전자 스위치, 논리 게이트, 논리 회로, 프로그래밍 언어, 데이터 구조, 알고리즘 등을 포괄하는 컴퓨터과학 학문에 대한 흥미와 지식 통합적 안목을 기르는 데 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제26권3호
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• pp.295-308
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• 2007

본 연구의 목적은 현장의 변화를 지원하는 과학교사 전문성 계발 프로그램의 특징과 모형에 대해 탐색하는 것이다. 연구는 크게 2단계로 이루어졌다. 연구의 앞부분에서는 과학 교사의 전문성에 대해 이론적 논의를 하였다. 과학 교사의 전문성에 대하여 교수 내용 지식에 대한 논의와 최근 교육 연구의 새로운 시각을 바탕으로 탐색하였으며, 이에 따라 다음의 시사점을 도출하였다. 첫째, 교사 자신의 실제 교수 상황에 바탕을 둔 연수 프로그램, 둘째, 지역 공동체나 학습자의 일상이 속한 공동체에 대한 이해를 고려한 연수 프로그램, 셋째, 교사의 실행 공동체에 대한 참여와 활동을 지원할 수 있는 연수 프로그램이 요청된다. 연구의 후반부에서는 구체적인 실행 사례를 검토하기 위해 영국의 대표적인 과학 교사 전문성 계발 프로그램을 살펴보았다. 사례분석 결과, 교사의 실행의 변화를 명시적으로 수집하고 교사 공동체에서 '뛰어난 교수 활동'에 대해 합의해 가는 과정을 통해 교사들 스스로 탐구활동에 대한 전문성을 계발할 수 있었음을 알 수 있었다. 마지막으로 논의 결과를 바탕으로 효과적인 과학 교사 전문성 계발 프로그램에 필요한 조건과 모형을 도출하였다. 모형은 전문성 계발 기회제공, 교실 현장 도입 및 연구지원, 변화 확산 및 지속성 지원의 3단계로 이루어지며, 전체적으로 순환적인 구조를 가진다. 본 연구에서 제안된 과학교사 전문성 계발 프로그램의 모형은 과학 교사 연수 프로그램을 설계하거나 평가할 때 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권6호
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• pp.533-547
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• 2023

이 연구에서는 초등예비교사를 위한 과학 교수법 수업을 진행하는 교사교육자가 수업에서 마주하게 된 초등예비교사의 과학에 대한 낮은 흥미와 호기심 수준의 원인이 무엇인지 파악한 후 이를 해소하기 위한 실천 계획을 탐색하고 수업에 적용하고 성찰하였다. 이러한 실행연구를 통해 초등예비교사를 위한 과학 수업에서 교수 실천을 개선하고 초등예비교사의 과학에 대한 흥미와 호기심을 향상시킬 수 있는 방안을 제안하였다. 초등과학교재연구 물리영역 수업에 참여한 초등예비교사를 대상으로 총 3차에 걸쳐 실행과 성찰을 반복하는 나선형적 실행구조를 설계하였고, 수업 일지, 학생의 참여 데이터, 동료 및 자기 평가 결과, 초등예비교사의 강의평가 결과 등을 수집하고 분석하였다. 초등예비교사의 과학에 대한 호기심이 낮은 이유를 정보격차의 인식과 표현력 부족 및 정보격차의 해소 의지가 낮기 때문으로 보고, 정보격차의 표현 연습, 정보격차를 인식할 수 있도록 지식수준 높이기, 정보격차의 해결의지 가지기 전략을 수업에 도입하였다. 단위 수업의 개선으로 변화할 수 있는 범위 내에서 초등예비교사는 이러한 과정 속에서 과학에 대한 호기심을 가지고 이를 표현할 수 있게 되었다.