• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제18권1호
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• pp.211-222
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• 2004

신체적 체험은 인간의 사고를 형성하는 바탕이 된다. 문제해결 경험은 인간 사고를 한층 더 발전시킨다. 특히 사물의 형태와 움직임을 관찰하고, 그러한 환경에 감각-운동 신경을 발달시키는 체험에서 획득된 개념들은 추상적 사고에서 중심적 역할을 한다는 언어심리학의 가설이 흥미롭게 제기되어 연구되어 오고 있다. 개념체계로서 수학, 언어로서 수학, 의미 만들기로서 수학 , 문제 해결로서 수학 등 수학학습과 관련된 수학의 여러 모습에 대한 새로운 시각을 갖게 한다. Lakoff와 Johnson는 신체적 체험이 가져온 이러한 개념체계들 '메타포'라고 부른다. 메타포의 '개념' 수준으로의 확장은 analogy의 의미를 확장시켰다. 수학학습에 신체적 체험으로 존재하는 개념들은 수학적 개념에 이르는 학습을 새롭게 보게 한다. 본 연구는 metaphor와 analogy의 인지과학 및 언어과학에서 연구되고 있는 일반적 의미들을 제시하고 수학학습에서의 적용될 수 있는 방법들을 제시한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.325-331
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• 2015

이 연구에서는 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습의 효과를 개념 이해도, 개념 파지, 학업 성취도, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움, 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시의 한 남녀 공학 중학교 1학년 4개 학급을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하고, 7차시 동안 '분자의 운동'에 대하여 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 처치 집단의 개념 검사, 개념 파지검사, 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 즐거움 검사의 점수가 통제집단에 비하여 유의미하게 높았다. 학업 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으나, 그 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다. 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 학생들의 인식도 긍정적인 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권5호
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• pp.359-382
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• 2008

다양한 개념변화이론이 존재하는 만큼 학습자들의 개념변화과정을 기술하기 위해 각각의 개념변화 이론에 열거된 분석대상이 다르다. 본 연구에서는 이러한 여러 가지 개념변화이론의 옳고 그름을 논의하지 않는다. 다만, 교실에서 일어나는 개념변화를 학습이라고 할 때 학습 과정을 설명하고 시사점을 얻기 위해서 기존의 이론을 고찰하여 정교화 시킬 필요성이 요구되었다. 본 연구에서는 학습이란 과제와 같은 주어진 맥락에 반응하여 학습자들이 갖고 있던 신념이 활성화되면서 새로운 개념구조를 구성하는 과정임을 이론적 고찰을 통해 이끌어내었다. 틀이론과 특정이론을 바탕으로 구성되는 정신모형에 대한 이론, 정보처리 이론에 바탕으로 둔 정신모형이론과 인지적 영역과 정의적 요인들을 통합한 정신모형 이론을 개략적으로 살피고 교실 수업에서 학습자가 구성하는 개념구조의 틀을 제안하였다. 또한 이것을 바탕으로 인지갈등을 새롭게 해석할 수 있는 개념구조적 갈등 모형을 제안하였다. 앞으로 이것을 이용하여 교실 수업에서 학습자들이 효과적으로 과학적 개념구조를 획득할 수 있는 방안들과 인지갈등을 포함한 개념변화에 대한 시사점을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권1호
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• pp.9-15
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• 2006

학생들은 화학에서 입자 개념의 중요성에도 불구하고 이를 어려워한다. 이에 여러 연구자들이 이 개념에 대한 효과적인 교수 방법을 제안하였으나, 체계적인 연구는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 학생들이 입자 개념을 학습할 때 그림 그리기와 그림 분석하기 방법을 도입한 수업의 효과를 조사하였다. 서울시 남녀 공학 중학교 1학년 세 학급을 통제 집단과 그림 그리기 집단, 그림 분석하기 집단으로 선정하여 물질의 세 가지 상태와 분자의 운동 단원에 대하여 총 8차시 동안 수업을 실시하였다. 학생들의 시각적 학습양식에 따라 개념 이해도, 학업 성취도, 과학 학습 동기에 대한 교수 방법의 효과를 조사하였다. 연구 결과, 그리기 집단과 그림 분석하기 집단의 개념 이해도, 과학 학습 동기 점수가 통제 집단에 비해 높았다. 또한 시각적 학습양식 선호 학생들의 과학학습 동기 점수가 비선호 학생들보다 높았다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.26-37
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• 2017

이 연구의 목적은 중등과학 예비교사들의 조석 개념에 대한 오개념을 조사하고, 오개념을 과학개념으로 변화시킬 수 있는 학습모듈을 개발하여 개념변화에 미치는 학습모듈의 효과를 검사하는 것이다. 이에 연구자는 연구의 목적을 달성하기 위해 조석 개념 검사지와 인지갈등 전략을 적용한 조석 개념 학습모듈을 개발하여 적용하였다. 연구대상은 G 광역시에 소재한 사범대학 과학교육 전공 1학년 학생 40명을 대상으로 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중등과학 예비교사들은 조석 현상에 대하여 다양한 오개념을 갖고 있었다. 둘째, 개발한 학습모듈은 중등과학 예비교사들의 조석에 대한 오개념을 과학개념으로 변화시키는데 효과적이었다. 그러나 일부 학생들은 모듈의 학습 후에도 조석에 대한 오개념을 갖고 있었다. 그중 대표적인 오개념은 지구와 달이 공통질량 중심을 회전 중심으로 공전할 때 발생하는 원심력을 지구 자전에 의한 원심력과 구별하지 못하는 것과 지구가 공통질량 중심을 회전 중심으로 공전하는 동안 지구의 자전을 고려하지 않아야 한다는 사실을 알지 못하는 것이었다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2005년도 하계학술대회
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• pp.137-144
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• 2005

교수-학습 현장에서 일반제시형, 전달형의 자료는 컴퓨터 환경에 익숙한 학생들에게 더 이상의 효과를 주기 어렵다. 따라서 학습자 주도적인 학습자료가 필요하다. 이러한 개념에 바탕을 두어 과학 에듀게임을 설계 및 구현하여 제시하고자 한다. 게임의 주인공이 과학의 4영역인 에너지, 물질, 생명, 지구 각각의 영역을 하나의 무대로 사용하여 활동하고 과학수수께끼를 해결하면서 과학의 이론과 개념에 접근하고 미션을 완수하면서 상위개념을 획득하며 피드백을 통해 습득된 이론을 종합하고 경험의 폭을 넓히는 과정으로 설계하였다. 학습자의 흥미와 집중을 유도하기 위해 실시간 전투 RPG의 형식을 도입하였으며 향후 연구에서 스토리 보강과 각 단원의 세부 맵 보강이 요구된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.302-318
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• 2023

이 연구 목적은 시스템 사고가 요구되는 계절별 별자리 학습에서 SBF 질문을 제시한 경우, 초등학생의 개념성취 수준과 시선이동에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 SBF 질문의 효과를 알아보기 위해 연구집단과 비교집단으로 나누고 질문 유형을 달리한 과학 텍스트를 제시하여 초등학교 6학년 학습자의 개념성취 수준 및 시선이동 차이를 분석하였다. 개념성취 수준을 분석하기 위해 집단 내·집단 간 사전·사후 검사를 실시하였으며, 시선이동 차이를 분석하기 위해 Eye-tracker를 활용하여 학습자의 시선을 추적하였다. 연구 참여자는 연구 참여 동의서를 통해 자발적으로 연구 참여 의사를 밝힌 초등학교 6학년 학생 36명이다(연구집단 18명, 비교집단 18명). 본 연구를 위해 연구 참여자는 2015 개정 교육과정에서 제시한 계절별 별자리와 관련된 학습 내용 전까지만 학습한 상태로 연구에 참여하였다. 자료 분석은 개발한 개념 검사지의 사전·사후 검사 결과와 계절별 별자리와 관련된 과학 텍스트를 학습할 때의 시선이동 자료를 정량적으로 분석하였다. 연구 결과 첫째, 계절별 별자리 학습에서 SBF 질문은 유효한 학습 전략이었다. 학습자에게 구조(Structure)-작용(Behavior)-기능(Function)과 관련된 질문을 순차적이고 구체적으로 제시하였을 때, 일반적인 질문보다 더 높은 학습효과를 나타내었다. 즉 SBF 질문은 집단 간 사전·사후 개념 검사에서 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)를 보였으며, 집단 내 사전·사후 개념 검사에서 통계적으로 유의한 차이(p<0.001)를 보였다. 둘째, SBF 질문은 선개념이 높지 않은 학습자에게 개념성취에 도움이 되는 영역을 학습하도록 유도하여 학습자의 학습에 긍정적인 영향을 주었다. 즉, 우주기반 관점의 시각 자료와 함께 SBF 질문을 제시하였을 때, 교과서의 일반적인 질문을 제시한 경우보다 학습자의 총 시선고정 수에서 유의미한 차이(p<0.01)를 보임을 시선이동 분석 결과를 토대로 확인하였으며, SBF 질문으로 학습한 학습자의 개념성취 수준이 향상됨을 정량적으로 확인하였다. 이는 SBF 질문이 시각 자료가 함께 제시된 과학 텍스트 학습 과정에서 능동적인 학습을 촉진한다는 실증적인 증거이다. 반면, 과학적 선개념을 많이 가지고 있는 학습자에게는 SBF 질문의 효과보다 학습자 자신이 가지고 있는 선개념이 견고한 핵으로 작용하여 탐구의 효과가 크지 않았다. 본 연구는 계절별 별자리 학습 과정에서 SBF 질문의 효과를 사전·사후 검사와 시선이동 분석을 통해 정량적인 자료로 제공한다는 점에서 기존 계절별 별자리 학습 연구와 차별성이 있으며, 초등학생의 계절별 별자리 학습과 관련된 지도방안에 도움을 줄 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.384-385
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• 2017

과학 모델은 복잡한 자연현상을 단순화하고 패턴화한 것이다. 따라서 과학 모델은 특정한 알고리즘을 가지며, 과학 모델에 대한 이해는 모델이 갖는 특정한 알고리즘에 대한 이해와 직접적으로 관련되어있다. 본 연구에서는 많은 학생들이 대안 개념을 가지고 있는 산-염기를 주제로 하여, 이 모델이 가지는 알고리즘을 학습하기 위한 프로그램을 설계하고, 알고리즘을 학습 하였을 때 과학 학습에 미치는 효과를 확인하였다. 고등학생 3학년을 대상으로 4차시로 수업을 진행하였으며, 수업의 사전과 사후 검사를 실시하여, 학생들의 모델에 대한 이해를 분석하였다. 수업 결과, 학생들은 모델의 정의와 화학반응 및 화학평형의 정성적인 부분에서는 이해의 향상을 보였으나, 정량적인 부분에는 효과를 보이지 못하였다. 이는 화학이 많은 수의 입자를 고려해야 하는 독특한 과목의 특성에 기인하며, 이를 보완하기 위하여 추후 컴퓨터프로그램을 교육 도구로 사용하는 수업을 통해 후속연구를 진행하고자 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.491-504
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• 2011

과학영재 학생의 과학학습에 대한 개념을 알아보기 위해 COLS와 ALS 설문지를 이용하여 비교, 분석하였다. 과학영재 학생은 일반 학생과 과학학습에 대한 개념에 차이를 보이는데, 과학영재 학생은 과학학습을 과학 지식을 얻고, 과학 지식 구조를 확장해 나가고, 세상을 보는 새로운 관점을 얻는 활동이라고 인식한다. 과학영재 학생은 성별과 과목 선호도에 따라 과학학습에 대한 인식 및 접근방법에 의미 있는 차이는 보이지 않았다. 이 연구의 결과는 과학영재 수업을 위한 교재와 교수법에 도움이 될 것으로 예상한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.479-486
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• 1999

중학교 생물의 광합성과 호흡단원에 대해 개인별 또는 협동 학습개념도를 적용한 수업결과를 전통적 강의식 수업결과와 비교하였다. 그 결과 개념도를 적용한 학습이 전통적 강의식 수업보다 효과적이었다. 공분산분석을 실시하여 개인별 개념도 작성그룹과 협동 개념도 작성그룹간(p<.008), 협동개념도 작성그룹과 전통적 강의식 학습그룹간(p<.0001)에 유의성있는 결과를 얻었다. 또한 협동개념도작성그룹이 개인별 개념도 작성그룹보다 효과적이었다(p<.04). 따라서 협동개념도 학습방법이 생물학습에 있어 가장 효과적이었다.