• 제목/요약/키워드: 과학지식

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관계 추출 및 지식베이스 확장을 위한 반복 학습 시스템 설계 (Iterative learning system design for relation extraction and knowledge base population)

  • 정용빈;남상하;김지성;이민호;최기선
    • 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 2019년도 제31회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.185-189
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    • 2019
  • 관계추출기의 학습을 위해서는 많은 학습 데이터가 필요한데, 사람이 모으게 되면 많은 비용이 필요하여 원격 지도 학습을 이용한 데이터 수집이 많은 연구에서 사용되고 있다. 원격 지도 학습은 지식베이스를 기반으로 학습 데이터를 자동으로 만들어 내는 방식이기에 비용이 거의 들지 않지만, 지식베이스의 질과 양에 영향을 받는다. 본 연구는 원격 지도 학습을 기본으로 관계추출기의 성능을 향상 시키고, 지식베이스를 확장하는 방안으로 반복학습을 제안한다. 실험을 적은 비용으로 빠르게 진행하기 위해 반복학습을 자동화 하는 시스템을 설계하여 실험을 하였고, 이 시스템으로 관계추출기의 성능이 향상 될 수 있는 가능성을 보였으며, 반복학습을 통한 지식베이스의 확장 방안을 제시한다.

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예비 지구과학교사들의 선행지식과 개발 절차가 교수학습 자료에 미치는 영향: 교정에 적용할 수 있는 자료를 중심으로 (The Effects of Prior Knowledge and Development Procedure to Teaching Materials Developed by the Pre-service Earth Science Teachers-Focused on the Teaching Materials in the Schoolyard)

  • 정덕호
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.140-151
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    • 2011
  • 본 연구는 예비 지구과학교사들이 개발한 교정 교수학습자료의 문제점과 개발 과정에 영향을 주는 요소를 찾는 것이다. 이를 위해 전라북도에 소재하는 사범대학 과학교육학부(지구과학전공)에 재학 중인 54명(남자 18명, 여자 36명)으로부터 258개의 교정 교수학습자료를 수집하였다. 이를 분석한 결과 교정 교수학습자료는 개발하는 절차와 예비 지구과학교사들의 선행 지식에 의해 영향을 받고 있었다. 교정 탐색 우선형은 이미 형성된 선행 지식 범위 내에서 자료를 개발하기 때문에 이들이 개발한 자료는 교육과정의 특정 영역에 편중되어 있다. 이에 비해 개념 탐색 우선형은 대부분의 예비 지구과학교사들이 접근하지 못한 영역의 자료를 개발하였다. 올바른 선행 지식을 형성하지 못한 예비 지구 과학교사들은 잘못된 소재를 선택할 뿐 아니라 개념 연결에서도 오류를 범하고 있다. 또한, 대부분의 예비 지구과학교사들이 지질현상에 대한 과학개념을 형성하고 있다고 하더라도 생성과정을 무시하고 소재의 형태만을 주로 고려하고 있다. 그러므로 지질조사 및 고체지구과학 분야에 대한 충분한 학습이 가능하도록 지구과학교사 양성 교육과정에 충실히 반영해야 하며, 이를 바탕으로 예비 지구과학교사들의 지질학적 내용지식, 야외 교수학습 전략, 자료개발 절차 등이 하나의 통합적인 개념으로 형성될 수 있도록 지도할 필요가 있다.

고등학생의 인식론적 신념과 진화수용 및 진화지식과의 관련성 (The Relation of High School Students' Epistemological belief, Acceptance of Evolutionary Theory and Evolutionary Knowledge)

  • 김선영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.259-265
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    • 2015
  • 본 연구는 종교에 따른 인식론적 신념, 진화지식 및 진화수용의 차이를 살펴보았다. 특히 기독교와 비기독교 학생들의 진화지식과 인식론적 신념과의 관계, 그리고 진화수용과 인식론적 신념과의 관계를 조사하였다. 본 연구에서의 인식론적 신념(episgemological belief)은 영역-특수적(domain-specific)인 '과학에 관한 인식론적 신념(scientific epistemological views)'과 상황-특수적(context-specific)인 '진화와 관련한 과학의 본성(evolution in relation to nature of science)'을 포함한다. 연구결과에 따르면, 기독교 학생들의 진화지식은 과학에 관한 인식론적 관점의 하위 영역 중 '과학의 이론 의존적 탐구(TL)'에 의한 설명력이 가장 큰 것으로 나타났으며, 진화와 관련한 상황-특수적(context-specific) 인식론적 관점인 '진화와 관련한 과학의 본성'이 추가되어 그 설명력이 증가하였다. 반면 비기독교 학생들의 진화지식은 일반적인 과학의 본성에 대한 이해로도 진화지식을 어느 정도 향상시킬 수 있었다. 또한 '진화와 관련한 과학의 본성'은 기독교 학생들과 비기독교 학생들 모두의 진화수용을 예측할 수 있는 변인으로 나타났으며, 기독교 학생들은 과학에 관한 인식론적 신념과 진화와 관련한 과학의 본성을 서로 다르게 인식하고 있어(p<.05) 일반적인 과학의 본성 교수로는 기독교 학생들의 진화지식이나 진화수용을 향상시키기 어려움을 나타냈다. 진화론이 가지는 상황-특수적(context-specific)인 과학의 본성에 대한 이해는 중등학교 학생들이 진화론을 이해하고 수용하는데 중요한 요인으로 작용한다.

과학적 탐구 수행에서 초등교사가 겪은 어려움과 성장으로 탐색한 교사의 과학적 지식 향상 방안 (Improvement of Teachers' Scientific Knowledge researched by Difficulty and Development of teachers experienced in process of Conducting Scientific Inquiry)

  • 이동승;박종석
    • 대한화학회지
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    • 제66권1호
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    • pp.42-49
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    • 2022
  • 많은 초등교사들의 과학적 지식 부족은 과학 교수활동에서 여러 가지 문제점으로 나타난다. 따라서 초등교사의 과학적 지식 향상이 필요하지만 교사 양성 과정이나 재교육 과정에서 주로 수행되는 강의 기반 활동을 통해서는 초등교사의 과학적 지식 부족을 해결하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 과학 교사교육 개선 방안을 탐색하고자 한다. 초등학교 과학과 교육과정 내 물질 영역에 대한 내용 지식을 향상시키기 위해 실행연구를 수행한 연구자 3명에 대해 심층면담을 실시했다. 면담결과를 토대로 3명의 연구자들이 실행연구 과정에서 수행한 과학적 실천에서 공통적으로 겪은 어려움과 성장한 부분을 분석했다. 심층면담에서 3명의 교사들은 자신이 특정 개념을 어떻게 이해하고 있는지, 무엇을 이해하지 못하고 있는지, 무엇을 더 공부해야 하는지를 파악하는데 어려움을 겪었다. 그리고 탐구 실천 계획을 수립하는 과정에서 명시적으로 배웠던 절차적 지식을 실제 맥락 속에서 어떻게 적용시켜야 하는지 모르는 상황도 겪었다. 또한 선언적으로 이해하고 있던 지식은 실제 현상에서 관찰되는 내용과 차이가 있어 어려움을 겪기도 했다. 하지만 교사들은 이러한 어려움 속에서 주제 분석, 탐구 계획, 탐구 수행, 결과 논의의 과정을 스스로 실천한 결과 내용 지식뿐만 아니라 의도하지 않았던 절차적 지식에 대한 이해까지 향상되었다고 진술했다. 또한 기존에 이해하고 있던 내용 지식을 통합적으로 이해하는 것도 도움이 되었다고 했다. 그리고 교사들은 과학 실천이 개별적으로 수행되기보다 주변 동료들과 공동체를 구성하여 논의하고 점검하는 기회를 가진다면 더 효과적인 학습이 될 수 있을 것이라는 제안을 했다. 이러한 점에 비추어 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 교사교육의 방향은 교사들이 학습 공동체 속에서 현상이 발생되는 맥락에 대해 직접 탐구하고 그 결과를 바탕으로 과학 개념을 이해하는 형태로 개선될 필요가 있다. 이는 교사의 실천과 이해를 통합시켜 과학 교수 활동 개선에도 기여할 것으로 판단된다.

토픽 모델링 기반 과학적 지식의 불확실성의 흐름에 관한 연구 (The Stream of Uncertainty in Scientific Knowledge using Topic Modeling)

  • 허고은
    • 정보관리학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.191-213
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    • 2019
  • 과학적 지식을 얻는 과정은 연구자의 연구를 통해 이루어진다. 연구자들은 과학의 불확실성을 다루고 과학적 지식의 확실성을 구축해나간다. 즉, 과학적 지식을 얻기 위해서 불확실성은 반드시 거쳐가야 하는 필수적인 단계로 인식되고 있다. 현존하는 불확실성의 특성을 파악하는 연구는 언어학적 접근의 hedging 연구를 통해 소개되었으며 컴퓨터 언어학에서 수작업 기반으로 불확실성 단어 코퍼스를 구축해왔다. 기존의 연구들은 불확실성 단어의 단순 출현 빈도를 기반으로 특정 학문 영역의 불확실성의 특성을 파악해오는데 그쳤다. 따라서 본 연구에서는 문장 내 생의학적 주장이 중요한 역할을 하는 생의학 문헌을 대상으로 불확실성 단어 기반 과학적 지식의 패턴을 시간의 흐름에 따라 살펴보고자 한다. 이를 위해 생의학 온톨로지인 UMLS에서 제공하는 의미적 술어를 기반으로 생의학 명제를 분석하였으며, 학문 분야의 패턴을 파악하는데 용이한 DMR 토픽 모델링을 적용하여 생의학 개체의 불확실성 기반 토픽의 동향을 종합적으로 파악하였다. 시간이 흐름에 따라 과학적 지식의 표현은 불확실성이 감소하는 패턴으로 연구의 발전이 이루어지고 있음을 확인하였다.

온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학교사의 교수 지향과 PCK 특징 (Characteristics of Teaching Orientation and PCK of Science Teachers in Online-offline Mixed Learning Environment)

  • 김지수;최애란
    • 대한화학회지
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    • 제67권6호
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    • pp.441-461
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    • 2023
  • 본 연구는 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학교사의 교수 지향과 그에 따른 PCK의 특징 탐색을 목적으로 한다. 본 연구에서는 교사 12명을 대상으로 설문, 반구조화 면담, 수업관찰 및 현장노트의 질적 자료를 수집하여 귀납적으로 분석하였다. 본 연구 참여교사의 과학 교육 목표 지향과 과학 교수·학습 지향의 조합으로 범주화하여 '과학 개념 이해-강의식 수업' '과학 개념형성-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-강의식 수업' '과학 정보 분석 및 판단-탐구 수업' '과학적 태도 함양-탐구 수업' '과학적 태도 함양-강의식 수업' '과학·기술·사회 상호관계 인식 함양-탐구 수업'의 교수 지향을 추출하였다. 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학 교육 목표 지향과 관계없이 '탐구 수업 지향'의 교사는 '강의식 수업 지향'의 교사와 다르게 다양한 탐구 활동을 위한 온라인 학습환경 특이적인 교육과정에 관한 지식을 형성하고 있는 것으로 나타났다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 이해 점검을 위한 질문 전략, 반복 강의 전략 등의 교수 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 학생들의 과학 개념 형성을 위해 온라인 학습환경에서 실시간 모둠 활동을 수행하는 전략, 코로나 19 이전 수행하던 대면 모둠 활동을 가상 실험, 학생 개별 실험으로 대체하여 수행하는 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 과학 학습에 관한 지식이 드러나지 않은 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 온라인 학습환경에서 탐구 수업 관련된 학생의 학습 어려움에 관한 지식을 가지고 있었다.

과학 수업에 대한 반성적 사고의 개념적 정의와 유형: 예비 과학교사를 중심으로 (Conceptual Definition and Types of Reflective Thinking on Science Teaching: Focus on the Pre-service Science Teachers)

  • 박미화;이진석;이경호;송진웅
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.70-83
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    • 2007
  • 교육에서 교사의 중요성은 수많은 연구를 통해 강조되어 왔다. 이는 교육의 수준과 질이 교사의 전문성과 밀접한 연관성이 있기 때문이다. 교사의 전문성을 신장시키기 위한 방법 중 교사의 반성적 사고는 많은 교사교육 과정에서 중요하게 다루어지고 있다. 반성에 대한 개념은 주로 Dewey와 $Sch\ddot{o}n$에 의해 정의된 것이 받아들여져 왔으나 교사의 반성적 사고를 그러한 개념적 정의에 비추어 구체적으로 알아보기에는 모호하고 어려운 점이 있다. 이에 본 연구에서는 "과학교사의 반성적 사고란 과학수업 상황에서 자신의 기존 지식, 신념, 그리고 실천 행위와 이에 모순되는 내 외적 요소들 간의 갈등을 인식하거나, 이를 해소하기 위하여 새로운 대안을 고려하는 사고과정을 의미한다."로 정의하였다. 또한, 이를 기술적, 전문적, 비판적 반성의 세 가지 유형으로 구분하고 구체적인 분류 기준틀을 개발하였다. 기술적 반성은 자신의 교육학적 신념이나 지식 그리고 교사 교육과정에서 학습한 기성의 교육학 이론이 교사의 실천, 외부 환경 또는 외부의 교육적인 지식과 갈등을 일으키며 교사의 새로운 실천과 지식을 만들어가는 과정이라고 할 수 있다. 전문적 반성은 교사자신의 교육학적 지식과 신념 그리고 실천이 외부의 교육학적 지식이나 환경 등과 모순을 일으킬 때 자신의 지식과 신념에 의문을 가지고 새로운 대안을 고려하게 되며, 이때 기존의 것과 새로운 대안 사이에 교육적 가치갈등의 과정을 거치는 사고 과정을 의미한다. 비판적 반성은 자신이 가지고 있는 사회문화적 지식과 신념 및 실천이 외부의 사회문화적 환경과 갈등을 일으키며, 자신의 지식, 신념, 그리고 실천을 새롭게 형성하는 과정이다. 본 연구에서는 위와 같은 각 반성적 사고의 과정과 함께 각각의 특성과 교사가 자신에게 물었을 때 각 유형의 반성적 사고가 일어날 수 있는 몇 가지 질문들을 초점으로 정리하여 '반성적 사고의 유형 분류 기준틀'을 개발하였다. 이후 본 연구에서 개발한 기준틀을 적용하여 예비 과학교사의 반성적 사고를 분석해 본 결과, 세 가지 유형의 반성적 사고를 실제 확인할 수 있었다. 예비 과학교사들은 반성적 사고의 세 가지 유형 중 특히 기술적 반성을 많이 하고 있었으며, 비판적 반성의 사례는 극히 드물었다.

중학교 과학 교사의 과학 탐구 교수 지향 (Science Teachers' Orientation toward Scientific Inquiry-Based Teaching)

  • 양정은;최애란
    • 대한화학회지
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    • 제64권4호
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    • pp.210-224
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    • 2020
  • 본 연구는 1년간 동료 교사들과 과학 탐구 수업을 협력적으로 계획하여 수행한 다섯 명의 중학교 과학 교사들이 과학 탐구 수업에 대하여 어떠한 교수 지향을 가지고 있는지 밝히는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 사전·사후 설문과 면담, 교사들의 협력적 수업 계획 및 성찰 대화, 개별 수업 관찰 및 수업 후 면담 자료를 수집하여 분석하였다. 본 연구의 교사들이 가지고 있는 과학 탐구 교수 지향은 다음과 같이 4가지로 나타났다. 첫째, 본 연구의 교사들은 학생이 과학 탐구를 수행하여 스스로 과학 개념을 형성하고 과학적 소양을 함양하는 것이 중요한 과학 교육 목표라는 '과학 탐구 교육 목표'에 관한 믿음을 가지고 있었다. 둘째, 교사의 치밀한 수업 설계와 학생의 능동적인 과학 탐구 수행을 통해 진정한 과학 학습이 이루어진다는 '과학 탐구 교수-학습'에 관한 지식과 믿음을 가지고 있었다. 셋째, 논의를 활용한 교수가 학생의 사고를 구체화하고 조직하여 과학 학습에 효과적이라는 '논의 기반 과학 교수-학습'에 관한 지식과 믿음을 가지고 있었다. 마지막으로 과학 탐구가 과학적 증거와 사회적 합의를 통해 과학 지식을 형성한다는 '과학 지식 및 과학 탐구의 본성'에 관한 인식론적 믿음을 가지고 있었다. 본 연구의 교사들이 과학 탐구 수업에 대하여 실천적이고 구체적인 교수 지향을 가지게 된 것은 1년 동안 동료 교사와 함께 과학 탐구 수업 계획 및 실행을 하고 성찰하며 수업을 개선한 교사학습공동체 경험과 관련되는 것으로 사료된다.

과학영재 학생들의 과학 메타모델링 지식 발달 단계 탐구 (Exploring Progression Levels for Science Metamodeling Knowledge of the Science Gifted)

  • 김성기;김정은;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제63권2호
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    • pp.102-110
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    • 2019
  • 본 연구에서는 G 과학고등학교의 영재학생 97명을 대상으로 설문지를 통해 과학 메타모델링 지식의 발달 단계를 탐구하였다. Rasch 모델 분석 결과 Person reliability는 0.71, Item reliability는 0.96로서 과학 메타모델링 지식의 발달 단계가 적합함을 확인하였다. 학생들의 과학 메타모델링 지식의 발달 단계는 4단계로 분류되었으며, 크게 모델을 객관적인 것으로 보는 1, 2단계와 모델을 주관적인 것으로 인지하는 3, 4단계로 나뉘었다. 1단계는 모델을 하나의 현상을 그대로 시각적으로 표상한 것으로 보는 관점이고, 2단계는 모델이란 객관적인 지식이나 이론에 해당하는 것으로서 설명을 위한 도구라고 생각하는 단계이다. 3단계는 모델을 과학자의 탐구 도구로서 바라보며, 4단계는 모델이란 잠정적인 것이며 한 가지 현상에 여러 개의 모델이 공존할 수 있다고 보는 단계이다. 본 연구에서 도출한 과학영재 학생들의 과학 메타모델링 지식의 발달 단계는 영재학생들을 대상으로 과학 모델 및 모델링에 대한 교육과정을 구성할 때 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

과학기술 관련 사회쟁점 교육을 위한 교과교육학적 지식(SSI-PCK) 요소에 대한 탐색 (Conceptualization of an SSI-PCK Framework for Teaching Socioscientific Issues)

  • 이현주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.539-550
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    • 2016
  • 본 연구는 교사들의 SSI 교수를 돕기 위해 SSI 교수를 위한 PCK 요소를 도출하여 이론적으로 개념화하는데 목적이 있다. 이를 위해, 기존 PCK의 틀 내에서 SSI 교수와 관련된 문헌분석을 통해 SSI-PCK의 요소를 도출하였고, 관련 선행 연구 자료의 재분석을 통해 그 타당성을 검증하였다. 연구 결과, SSI-PCK에는 6개 주요 요소, 즉 SSI 교수지향, SSI 교수 방법에 관한 지식, 교육과정에 관한 지식, 학생의 SSI 학습에 관한 지식, SSI 학습 평가에 관한 지식, 학습 환경에 관한 지식이 도출되었다. 첫째, SSI 교수지향은 교사가 학생들에게 SSI를 가르치는 목적 및 목표를 의미하는 것으로, 학생 중심 활동, 지식과 고등사고능력, 실생활과의 연결, 과학 및 기술의 본성, 시민역량 및 인성, 사회적 실천의 6가지 하위 요소들이 있다. 둘째, SSI 교수 방법에 관한 지식은 SSI 수업을 운영하는데 필요한 교수 학습 방법론적 지식을 의미하며, SSI 수업 설계, 진보적 교수전략, 협력적 수업 환경 조성의 3가지 하위 요소들이 있다. 셋째, 교육과정에 관한 지식은 SSI와 국가 수준의 교육과정과의 연관성에 관한 지식을 의미하며, 과학 교육과정과의 수평적/수직적 연계성, 타교과와의 연계성의 2가지 하위 요소들을 포함한다. 넷째, 학생의 SSI 학습에 관한 지식은 SSI 수업에 참여하는 학생들의 특성 및 학습 과정에 대한 지식으로, SSI 학습 경험, SSI 학습 시 겪는 어려움, SSI 추론의 특성에 관한 지식의 3가지 하위 요소로 구성되어 있다. 다섯 번째, SSI 학습 평가에 대한 지식은 SSI 수업에서는 어떠한 영역에 평가의 초점을 두어야 하며 어떠한 평가 방법을 적용할 수 있는지에 대해 지식으로, 평가 영역과 평가 방법에 대한 지식으로 구성되어 있다. 마지막으로, 학습 환경에 관한 지식은 SSI 교수를 위한 학습 환경에 관한 지식으로, 교실 환경, 학교 환경과 지역사회 환경의 3가지 하위 요소들이 있다. 본 연구는 SSI를 도입하는 교사들의 전문성과 자신감을 함양하는 방안을 마련하는 기초가 될 것으로 기대된다.