• 제목/요약/키워드: 과학 개념 학습

검색결과 881건 처리시간 0.029초

볼록렌즈가 상을 만드는 원리에 대한 과학적 모형의 사회적 구성 프로그램 개발 및 적용 (Development and Application of Scientific Model Co-construction Program about Image Formation by Convex Lens)

  • 박정우
    • 한국광학회지
    • /
    • 제28권5호
    • /
    • pp.203-212
    • /
    • 2017
  • 과학적 모형은 특정한 물리적 현상을 기술, 설명, 예측할 수 있는 개념 체계를 말한다. 과학적 모형의 사회적 구성 수업은 과학교육 분야에서 새로운 교수 학습 전략으로 주목받고 있으며 다양한 연구가 진행되고 있다. 모형을 통한 예상과 실제 세계에서 얻은 자료와의 일치, 불일치에 따라 모형의 적합성을 판단하고 모형을 수정해 가는 것이 모형 구성 수업의 핵심이다. 하지만 많은 모형 구성 수업에서는 교사가 제공한 제한적인 자료를 가지고 모형을 비교하고 판단하는 것에 그쳤으며, 스스로 실험을 통해 얻은 실제 세계에 대한 자료를 가지고 모형의 적합성을 판단할 수 있는 기회를 제공하는 수업은 많지 않았다. 이에 본 연구에서는 실험을 통해 얻은 결과를 모형을 통한 예측과 직접 비교하여 모형을 평가할 수 있는 과학적 모형의 사회적 구성 프로그램을 제시하고자 하였다. 6개월간 교사, 연구자 간의 협력적 논의를 통해 중학교 2학년 빛과 파동 단원 중 '볼록렌즈가 상을 만드는 원리'라는 주제에 대해 총 5차시의 모형 구성 프로그램을 개발하였다. 경기도 남녀 공학 중학교 2학년 3개 반 80명의 일반 학생과 20년 경력의 현직 과학 교사가 2주간 개발된 프로그램에 함께 참여하였으며, 학생들에게 수업의 어떤 점이 좋거나 어려웠는지, 이 수업을 친구에게 추천하고 싶은지를 질문하였다. 수업 후 95.8%의 학생이 구조 규칙을 사용한 모형 이상의 과학적 모형을 구성하였다. 학생들의 응답을 살펴보면 원리를 찾아내거나 친구들을 이해시키기가 어려웠지만 이론으로 이해하기 어려웠던 것을 실험을 통한 모형 수정 과정을 통해 이해하게 되었고, 학급 친구들끼리 경쟁자가 아닌 동반자가 된다는 점이 좋았다는 등의 응답이 나타났다. 참여 학생 중 92.5%가 본 프로그램을 보통이상으로 친구에게 추천하겠다고 응답하였다. 개발된 프로그램은 학교현장에 적용되어 학생의 모형 구성 능력 및 사회적 구성 능력의 향상에 기여할 것으로 기대한다.

중학생을 위한 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램의 개발 및 효과 분석 (Developing Systems Thinking-based STEAM Programs and Analyzing its Effects on Middle School Students)

  • 김유란;전재돈;엄주영;이효녕
    • 한국지구과학회지
    • /
    • 제41권1호
    • /
    • pp.75-91
    • /
    • 2020
  • 이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 '지구 온난화'를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, '분석-설계-제작-평가-시스템 사고'의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 '공기 소화기' 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전 교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 '창의융합인재'를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

반성적 사고를 강조한 수업장학이 초등교사의 과학수업에 미치는 영향 (Effects of Instructional Supervision Emphasizing Reflective Thinking on Teaching Science of Elementary Teacher)

  • 김영순;김효남;신애경
    • 한국과학교육학회지
    • /
    • 제31권8호
    • /
    • pp.1092-1109
    • /
    • 2011
  • 이 연구의 목적은 반성적 사고를 강조한 수업장학이 초등교사의 과학수업에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 연구 대상은 경력이 18년인 A교사와 4년인 B교사를 대상으로 하였다. 수업장학은 수업장학 전기, 중기, 후기 나누어 실시되었으며, 교사의 반성적 사고를 촉진하기 위해서 VTR을 통해 자기 수업 검토하기, 면담하기, 동료협의하기, 저널쓰기와 교사 연수를 실시하였다. 수집된 자료는 9회 수업을 녹화하여 전사한 수업관찰 기록지와 9회의 면담을 기록한 면담 기록지, 교사가 작성한 7회의 저널 기록지, 연구자가 작성한 수업일지이며, 자료 분석을 위해서 반성 수준 분석틀, 질문 분석틀, 피드백 분석틀, 교수 방법 분석틀, 교수 행동 요소 분석틀을 사용하였다. 수집된 자료는 빈도수를 분석하였고 관련 사례를 제시하는 질적인 연구 방법을 사용하였다. 반성적 사고를 강조한 수업장학 기간 동안 교사의 반성 수준과 반성 내용의 변화를 알아보기 위해서 면담 기록지와 저널 기록지를 분석한 결과, 교사 모두 기계적 반성을 가장 많이 하였다. 그러나 수업장학 중기 이후에는 기계적 반성이 감소하고 실천적 반성과 비판적 반성이 증가하였다. 반성 내용은 72개의 유형이 분석되었다. 그 중에서 10번 이상 반성한 내용은 수업 자료, 수업 시간, 수업 전개 방법, 수업 목표 달성, 학생 행동 특성, 학생의 흥미와 관심, 수업 방법 개선, 탐구 방법 개선에 관한 내용이었다. 특히, 학생의 흥미와 관심, 수업 방법 개선, 탐구 방법 개선은 수업장학 후기에 더욱 빈도수가 증가하였는데 그러한 결과는 교사의 실천적 반성이 증가하였음을 의미한다. 교사의 질문은 연구가 진행됨에 따라 교사 모두 확산적 질문의 빈도가 증가하였는데 특히, 교사 연수를 실시한 수업장학 후기에 확산적 사고 질문이 크게 증가하였다. 피드백의 변화는 수업장학 후기에 교사 모두 지연적 피드백이 증가하였고, 그 중에서 추가적 질문이 증가하였다. 교수 방법은 관찰 실험 활동과 질문 대답 활동 위주의 수업을 진행했으며 다양한 교수 방법을 사용하였다. 교수 행동 요소는 모두 29개가 분석되었는데, A교사는 27개, B교사는 28개의 교수 행동 요소를 사용하였다. 수업장학 후기에 새롭게 늘어난 교수 행동 요소를 살펴보면, A교사는 학생의 질의응답 활동이 추가되었고, B교사는 개념 정의 및 확인, 변인 확인 및 통제, 실험 시간 안내, 실험결과 예상, 학생 질의응답, 후속 학습 안내 활동이 늘어났다. A교사는 수업장학 이후에 일관성 있게 다양한 교수 행동 요소를 사용하였고, B교사는 새로운 방법을 사용하는 데 개방적이었으며 다양한 교수 행동 요소를 활용하였다. 이 연구의 결과로 초등학교 과학수업에서 반성적 사고를 강조한 수업장학은 경력이 많은 교사와 적은 교사 모두에게 높은 수준의 반성과 바람직하고 다양한 교수 행동을 사용하도록 하였다. 따라서 교사의 수업개선을 위한 방법으로 교사의 자발적인 자기수업 관찰, 면담, 저널쓰기와 명시적인 교사 연수가 필요함을 알 수 있다.

노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과 (The Effects of Novel Engineering on Improvement of Creative Problem-Solving Ability)

  • 홍기천;이우진;김세민
    • 산업융합연구
    • /
    • 제18권3호
    • /
    • pp.83-89
    • /
    • 2020
  • 본 논문에서는 창의적 융합 수업 모형인 노벨 엔지니어링 수업이 초등학교 5학년 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과에 대해서 기술한다. 이를 위해서 2019년 2학기에 초등학교 5학년 학생 90명을 대상으로 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 수업이 진행되었다. 이 수업은 생태계와 상호작용이라는 핵심 개념을 중심으로 총 8차시 모둠별 프로젝트 형식으로 진행되었다. 수업은 5학년 국어, 과학, 실과 과목이 자연스럽게 융합되도록 설계하였으며, 수업 적용 후 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 위해서 t-검정이 실시되었다. 실험 결과, 노벨 엔지니어링 수업이 창의적 문제해결력 4가지 하위 요소인 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적·논리적 사고, 동기적 요소 모두에서 매우 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 노벨 엔지니어링은 이제까지 연구되어왔던 다양한 문제해결력 패러다임을 융합한 수업 모형이다. 이 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 미래를 이끌어 갈 우리 아이들의 다양한 역량을 키울 수 있는 좋은 수업 방법임이 증명되었다. 노벨 엔지니어링이 우리 아이들의 미래 교육을 선도하는 융합 교육과정 모형으로 자리 잡기를 기대한다.

실과 및 가정과 교육의 철학적, 사회적 배경 고찰과 미래 방향 탐색 (Philosophical and Social Backgrounds and Inquiry into New Direction of Practical Arts and Home Economics Education)

  • 박순자
    • 한국가정과교육학회지
    • /
    • 제19권1호
    • /
    • pp.115-131
    • /
    • 2007
  • 본 연구에서는 문헌을 통하여 실과 및 가정과교육의 철학적 이론과 사회적 배경을 고찰하고 본 교과교육의 미래 방향을 탐색하였다. 우리나라의 실과교육의 근거가 되는 교육론(교육사상)과 철학으로는 노작교육론, 실학사상 및 실용주의(pragmatism)를 들 수 있고, 가정과교육에 영향을 미쳤던 우리나라 사상으로는 유교사상, 철학으로는 Pragmatism과 비판이론을 들 수 있다. 우리나라 학교교육법 이전의 가정생활에 관한 교육은 주로 유교사상의 영향을 받아 여자가 교육받는 것을 꺼려하였고, 과거 학교교육에서도 가정과는 여자만의 교과라는 사회적 통념을 형성해왔다. 그러나 교육과정 성립 이후는 점차 미국 가정학의 영향을 받아 이론도 미국의 가정학에 기초하여 발전해왔다. 그러나 가정과의 모체가 되는 우리나라의 가정학은 미국과 다르게 Pragmatism과 비판이론과 같은 철학의 기반이 없는 상태에서 발전해왔기 때문에, 과학의 인식과 가치의 인식이 유리되어 학문으로서는 체재를 정비하여 발전해왔으나 변화하는 환경에 대응해서 생활의 가치를 지킨다는 사회적인 사명에 답을 할 수 없게 되었다. 그러므로 최근 이 문제를 가정교육학에서는 비판이론을 적용하여 해결하려고 하고 있다. 부분 개정된 제7차 교육과정의 기본 철학은 학습자의 능동적인 경험과 실제생활에의 적용을 중시함으로써 구성주의 입장을 취하고 있다고 할 수 있으며, 이는 실과 및 가정과의 성격과도 관련성을 찾을 수 있다. 미래 방향에 관한 탐색에서는 개정 교육과정의 내용분석, 일과 실천의 개념 변화, 기본생활교육 및 기초생활기술의 정착을 위한 실과 및 가정과교육의 필요성, 가정의 기능 강화에 대한 요구가 증대되고 있음을 제시하였고, 그 결과 학교교육에서 가정생활과 가족을 대상으로 하는 유일한 교과인 가정과의 역할은, 미래 저출산, 고령사회에는 더 커질 것으로 예측된다.

  • PDF

2009 개정 수학교육과정과 IBDP 수학과 교육과정에서의 교과서 비교 연구 - 고등학교 대수 영역을 중심으로 - (A Comparative Study of Mathematics Textbook Between 2009 Revised Curriculum and IB Diploma Program - The case of high school Algebra -)

  • 양현주;좌준수;최승현
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.391-421
    • /
    • 2015
  • 과학기술의 급격한 발달과 인터넷의 활성화 등을 통해 전 세계가 활발한 상호 교류를 하게 되었으며 이러한 사회 변화의 결과 세계화라는 새로운 패러다임이 떠오르고 있다. 이와 같은 사회적 흐름에 따라 시대가 요구하는 인재상도 달라지고 있으며 우리의 교육도 국제교육 즉, 글로벌 교육에 많은 관심을 갖게 되었다. 수학교육의 측면에서도 우리나라의 인재들이 경쟁력을 갖추어야 하는 것은 중요한 과제로 떠오르게 되었다. 이에 본고에서는 우리나라 고등학교 교육과정 체제 안에서 교육과정의 국제화를 현실화하는 방안의 하나인 국제 공인 교육과정 IBDP(International Baccalaureate Diploma Program: 이하 IBDP로 표기)와 우리나라 고등학교 교육과정 중 중요한 부분인 대수 영역을 중심으로 비교 및 분석하였다. 특히, 우리나라 교육과정과 IBDP에 의해 개발된 교과서 중 수학 상급과정(Mathematics Higher Level: 이하 HL로 표기)단계를 선택하였으며 각 교과서에서 다루는 대수영역에 관한 내용의 범위 및 깊이, 문제의 수준 그리고 개념을 설명하는 방식이나 문제의 유형 및 교수-학습 방법 등을 분석하여 단원별 논의점을 제시하였다.

초등학교 '렌즈의 이용' 단원 탐구활동에서 나타나는 동질 모둠별 언어적 상호작용의 특징 분석 (Analysis of Verbal Interaction within a Homogeneous Group in Inquiry Activity of the 'Use of Lenses' Unit in Elementary School)

  • 정희정;권경필
    • 한국광학회지
    • /
    • 제28권6호
    • /
    • pp.327-333
    • /
    • 2017
  • 이 연구의 목적은 초등학교 6학년 '렌즈의 이용' 단원 학습에서 나타나는 모둠별 언어적 상호작용의 특성을 파악하는 것이다. 이 연구를 위해 초등학교 6학년 한 학급을 학업성취도에 따라 상, 중, 하 모둠으로 구성하고 6차시의 수업을 진행하였다. 학생들 사이의 상호작용을 분석하기 위해 모든 수업을 녹음하였으며, 전사된 자료는 언어적 상호작용 분석틀을 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 상위 수준은 의견제시의 빈도가 높았으나, 과제완수를 위한 부정적인 언어적 상호작용이 많이 일어났다. 중 모둠은 다른 사람의 의견을 듣기 보다는 자신의 의견을 제시하는데 더 적극적이었다. 하 모둠은 의견제시가 많았음에도 불구하고, 동료의 의견을 존중하지 않거나 동료를 설득시키는 능력이 부족하여 결론 도출에 어려움을 겪었다. 따라서 모둠구성 시 간단한 탐구나 수용의 범위가 넓은 활동에서는 동질적인 모둠 구성이 좋으며, 과학적 개념 및 지식 이해를 위주로 하는 활동에서는 이질적인 모둠 구성이 더욱 효과적이라 할 수 있다.

문장유사도 측정 기법을 통한 스팸 필터링 시스템 구현 (Implementation of a Spam Message Filtering System using Sentence Similarity Measurements)

  • 우수빈;이종우
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
    • /
    • 제23권1호
    • /
    • pp.57-64
    • /
    • 2017
  • 문자 메시지는 휴대폰을 사용하는 사람들에게 중요한 의사소통의 방법 중 하나이다. 또한 친구맺기 방식이 필요 없이 사용이 가능하기 때문에 이를 악용한 불법 광고 스팸메시지가 기승을 부리고 있다. 최근 스팸 필터링을 위해 기계 학습을 이용한 시스템들이 등장 하였지만 많은 계산을 필요로 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 검색할 쿼리를 입력할 때 부정확한 쿼리를 입력하더라도 저장된 데이터베이스와 비교하여 가장 비슷한 단어를 차수 개념을 적용하여 유추하는 집합 기반 POI(Point of Interest) 검색 알고리즘을 이용하여 스팸 필터링 시스템을 구현하였다. 이 알고리즘을 적용하면 서버 컴퓨팅 없이 문자의 조합만을 이용해 쿼리를 유추할 수 있기 때문에 스팸 필터링에 적용하여 입력된 문자메시지가 교묘하게 변형되더라도 스팸이라고 필터링이 가능하다. 또한 문장 유사도 측정 기법을 활용하여 스팸 필터링 성능을 향상시켰으며, 스팸 필터링에 취약한 특정 유형도 걸러내기 위해 특정 전처리 과정을 지원함으로써 대부분의 스팸메세지를 필터링 가능하도록 하였다. 기존 집합기반 POI 검색 알고리즘과 이를 확장 시킨 문장 유사도 측정 기법, 특정 전처리 과정을 추가한 시스템으로 필터링 시스템의 성능평가를 진행하였다. 그 결과 본 논문에서 구현한 시스템이 기존 집합기반 POI 알고리즘과 비교하여 향상된 스팸 필터링 성능을 보여주는 것을 확인하였다. 또한 이동통신사 3사에서 필터링에 취약한 유형이 본 논문에서 구현한 시스템으로 높은 성능으로 필터링이 가능하다는 것을 확인하였다.

사용자의 인지부담 절감을 위한 인지 기반 지식 구조 및 정보 탐색 프레임워크 (Cognitive Knowledge Structure and Information Seeking Framework to Reduce Cognitive Burden)

  • 박호건;맹성현;김경민;장관;최종욱
    • 인지과학
    • /
    • 제19권4호
    • /
    • pp.419-441
    • /
    • 2008
  • 웹과 디지털 라이브러리가 대중화되면서, 사용자들은 이를 정보 조사나 학습 같은 높은 인지부담을 수반하는 작업에 활용하기 시작한다. 그러나 대부분의 검색엔진 및 브라우저는 사용자에게 단순한 질의 기반 검색 및 항해탐색 기능만을 제공하므로 정보를 해석하고 연계하며 통합하는 등의 역할은 사용자에게 전가한다. 본 논문에서는 인간-웹 상호작용을 위한 이단 모델(Two-level M여el)이라고 부르는 개인화된 지식구조를 제안한다. 이 구조는 지식공간과 정보공간으로 구성되어 있으며, 새롭게 지식공간을 구성하고 이를 이용하는 명령(Operation)을 제공한다. 지식 공간은 웹에서 상호작용을 통해 검색된 결과에 대한 개념적인 해석이라고 할 수 있으며, 토픽 및 토픽간의 관계를 통해서 이 지식 공간이 구성된다. 이러한 지식 공간은 정보공간의 정보객체와 연결되어 있어 지식공간으로부터 원하는 정보에 대한 접근이 가능하다. 이 모델에 기반 하여 구현된 시스템을 통해 정보탐색 태스크 중 가장 높은 인지부담을 요구하는 탐험적 검색 환경 아래서의 실험을 수행하여 사용자 인지부담 절감 효과를 확인 할 수 있었으며, 향후 개인의 효과적인 정보 탐색을 위한 가치 있는 메타데이터로서의 활용이 기대된다.

  • PDF

등각촬영법과 평행촬영법에 따른 실책율 비교 (Comparison of the Rate of Error with the Bisecting Angle Technique and the Paralleling Technique)

  • 이영애;조민정
    • 치위생과학회지
    • /
    • 제4권3호
    • /
    • pp.97-102
    • /
    • 2004
  • 구내표준방사선사진의 촬영에 있어서 촬영법에 따라 어떤 실책을 얼마나 범하는지를 파악하여 앞으로의 학생지도에 필요한 자료를 얻고자 D보건대학 치위생과 학생들을 대상으로 수업한 결과 필름 3251매를 분석하고, 등각촬영법과 평행촬영법의 촬영실습수업을 이수한 학생 120명을 대상으로 설문조사를 하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 등각촬영법으로 촬영한 경우에는 상 하악 모두 견치부에서 실책률이 가장 높았다. 2. 평행촬영법으로 촬영한 경우에는 상 하악 모두 소구치부에서 실책률이 가장 높았다. 3. 촬영기술상의 실책은 상의 연장이 가장 빈도가 높았다. 4. 실책률과 왜곡량 모두 평행촬영법에 비해 등각촬영법에서 높게 나타났다. 5. 필름처리과정에서의 실책은 저현상이 가장 빈도가 높았다. 6. 학생들은 등각촬영법에서는 중심방사선의 수직각 조절을, 평행촬영법에서는 필름고정기구를 구강내에 고정시키는 것을 가장 어렵게 느끼고 있었다. 7. 학생들은 현상과정에서는 현상정도 파악을 가장 어려워하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 구내표준촬영법을 익힘에 있어서 학생들은 수직각조절 미숙으로 인한 실책을 가장 많이 범하며, 현상과정에서 현상정도 파악을 가장 어려워하는 것으로 나타났다. 따라서 학생들이 실책을 줄이고 수면 효율을 높이기 위해서는 해부학적 구조를 충분히 이해하고 공간적인 개념을 가지고 접근할 수 있도록 하는 지도와 함께 각자의 기준을 설정할 수 있도록 개인의 선행 학습 수준에 맞는 1:1 지도가 요구된다. 이를 위해서는 충분한 시간과 보조인력의 확충이 필요하다.

  • PDF