• 한국과학교육학회지
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• 제30권5호
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• pp.647-667
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• 2010

이 연구의 목적은 과학 교수-학습프로그램을 평가하기 위한 두뇌기반 분석틀을 개발하는 것이다. 분석틀의 개발을 위해, 이 연구는 과학 교수-학습과 관련된 선행연구들로부터 교수-학습 프로그램의 분석항목을 3가지로 범주화 하였다: 인지, 동기, 감성. 첫 번째로, 각 항목에 관련된 두뇌활성 영역을 파악하기위하여 과학수업과 관련된 두뇌 기능에 대한 93편의 뇌과학 문헌들을 분석하였다. 두 번째로, 두뇌의 해부학적 영역별로 범주화된 연구결과를 바탕으로 과학 교수-학습프로그램 분석을 위한 분석틀을 제작하였다. 분석틀의 제작은 R & D 방법을 따랐다. 그 결과, 두뇌활성 결과들은 대뇌 피질, 보상계, 변연계의 세 영역으로 범주화되어 나타났다. 이를 바탕으로 개발된 두뇌기반 과학 교수-학습 프로그램 분석틀인 'CORE Brain Map'은 양측 배외측전전두피질, 양측 복외측 전전두피질, 양측 안와전두피질, 전대상이랑, 양측 두정피질, 양측 측두피질, 양측 후두피질, 양측 해마, 양측 편도체, 양측 측좌핵, 양측 선조체 그리고 중뇌영역으로 구성된다. 두뇌기반 과학 교수-학습프로그램 분석틀은 다양한 과학 교수-학습프로그램의 분석 및 진단에 활용 가능할 것으로 전망된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권8호
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• pp.1031-1043
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• 2010

이 연구의 목적은 과학 교수-학습프로그램의 두뇌 기반 분석을 위한 정성적 정량적 분석방법을 제시하는 것이다. 연구목적 달성을 위해, 첫 번째로 두뇌기반 분석을 위한 분석방법의 고안에는 중학교 과학 교수-학습프로그램 중 한 단원을 연구대상으로 선정하여 분석하였다. 제시된 분석방법의 유용성 검증에는 7차 및 2007 개정 교육과정의 초등학교 과학 교수-학습프로그램 중 네 단원을 연구대상으로 선정하여 검증하였다. 그 결과, 교수-학습 프로그램을 CORE Brain Map을 통해 정성적으로 컨설팅 할 수 있었다. 또한 네트워크 이론으로부터 정량적 분석을 위한 두뇌맞춤지수 산출식(BCI=$\frac{L_o}{11(N_o-1)}{\cdot}{\sum}\limits_{i=1}^4l_iw_i$)을 유도하였다. 이를 통해 단원 및 교육과정에 따른 연구대상 교수-학습프로그램들 간의 정량적 차이를 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해 개발된 두뇌기반 과학 교수-학습 프로그램의 정성적 정량적 분석방법은 두뇌기반 다양한 과학 교수-학습 프로그램의 분석 및 진단에 활용 가능할 것으로 전망된다.

• 영재교육연구
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• 제11권3호
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• pp.175-202
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• 2001

본 연구의 목적은 수학 영재교육을 위한 프로그램 개발 및 교수-학습 자료 개발에 관련된 다양한 문헌들을 분석하여, 수학 분야에서 효율적인 영재교육을 위한 프로그램 및 교수-학습 자료 개발을 위한 바람직한 방향을 도출하고, 이러한 방향에 상응하는 수학 교수-학습 자료 개발의 예를 제시하는 것이다. 이를 위해, 본 연구에서는 한국교육개발원의 수학과 영재 교육과정 시안(중학교와 고등학교 수준), 한국교육개발원의 과학 영재교육을 위한 교육과정 개발 연구, 러시아 교육부의 수학 심화 선택 교육과정, 그리고 여러 전문가들의 수학 영재교육 프로그램을 분석하여, 이를 통해 수학 프로그램 및 교수-학습 자료 개발을 위한 유의미한 시사점을 제시하였다. 특히, 본 연구에서는 학습 과제의 체계화에 주목하여, 수학 영재교육을 위한 교수-학습 자료 개발의 예로 체계화된 학습 자료를 예시하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1166-1169
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• 2008

이 논문에서는 정보 영재의 사고력 신장을 위한 교수-학습 프로그램으로 트리 구성과 트리 탐색에 기반을 둔 모형을 제시하고 분석한다. 제시된 교수-학습 모형은 문제를 표현하는 트리의 유형에 따라 세 가지 유형으로 구분되며, 각 모형은 다시 네 가지 단계의 학습 단계로 구성된다. 구성되는 트리의 모형에 따라 적용되는 알고리즘에는 recursion, heuristic, minimax 탐색 방법 등이 도입되어 적용된다. 이 모델은 저 수준의 사고력을 요구하는 간단한 모형에서 출발하여 고 수준의 사고력을 요구하는 복잡한 모형으로 발전시키는 교육 방법을 제시함으로써 사고력 신장의 정도에 따라 초등학교 학생들로부터 중학교, 고등학교 학생들에 이르기 까지 대상을 확대하여 점진적으로 적용할 수 있는 교육 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다. 이 교육 프로그램 모형을 실제 교육 현장에서 적용하여 교수-학습 프로그램 유형별로 학습 단계간의 적용 결과를 비교 분석한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호
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• pp.199-201
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• 2013

본 논문에서는 학생들의 과학 교과에서 학생들의 흥미와 학업성취를 향상시키기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 융합인재 교육 프로그램을 개발 하였다. 최근 디지털 기술의 고도화로 인해 다양한 정보통신 기술과 지식의 융합을 교육 환경에 적용하는 스마트러닝에 대한 관심이 증가하고, 학생들은 모바일 기기의 접근성에 대한 인식이 확대되고 학교 현장에서는 모바일 기기와 교육용 프로그램을 활용한 학습이 활성화 되고 있다. Algodoo는 2D기반 시뮬레이션 프로그램으로 다양한 물리적인 효과를 태블릿과 컴퓨터로 시뮬레이션 할 수 있으며, 웹에서 다양한 물리적인 효과나 원리에 대한 학습내용을 참고 할 수 있다. 교수 학습자료는 2009 개정교육과정 초등 과학에 나온 내용을 분석 후 실생활과 관련된 주제를 선정하여 학생들의 흥미와 이해를 향상시키도록 하였다. 또한 학생들은 개별학습과 협력학습을 통해 학습할 수 있으며, 학습 후에는 학생들이 시뮬레이션을 설계 및 실행하여 평가 및 반성을 할 수 있게 하였다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.485-510
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• 2011

이 연구의 목적은 중학교 영재학급에서 사용 중인 화학영역의 과학영재 교수-학습 프로그램이 영재교육의 목적과 영재의 특성에 맞게 개발되었는지를 분석하여 개선점을 제안하고자 하는 것이다. 연구를 위하여 한국교육개발원에서 4-6차시로 개발한 화학영역의 과학영재 교수-학습 프로그램 5개와 K도 소재 3개 중학교에서 자체 개발한 화학영역의 과학영재 교수-학습 프로그램 3개를 영재교육 프로그램 표준안을 사용하여 프로그램의 목표, 프로그램 내용, 교수-학습 방법, 평가 항목들을 분석하였다. 연구 결과, 개발된 프로그램들은 모두 프로그램의 목표에서 성취 가능한 목표를 잘 제시하고 있었으나, 대부분 일반교육과 차별화된 목표는 아니었다. 한국교육개발원에서 개발한 프로그램들의 내용은 심화 학습으로 구성되어 있었으며, 창의성 함양 하위요소들을 비교적 많이 포함하고 있어 창의성을 함양할 수 있도록 구성되어 있었다. 반면에 3개 중학교에서 개발한 프로그램들의 내용은 속진 학습으로 구성되어 있었으며, 창의성 함양 하위요소들을 적게 포함하고 있어 창의성을 함양시키기에는 좀 부족한 것이었다. 한국교육개발원과 3개 중학교에서 개발한 프로그램들에 영재 간의 수준별과 개별화된 내용, 통합적 및 간학문적인 내용, 최신 연구 내용 등은 부족하였으나, 교수-학습 방법으로 수업 절차나 과정이 수업 목표에 맞게 구성되어 있었고, 자기 주도적 학습이 이루어질 수 있도록 구성되어 있었다. 그리고 평가에서 수업 후 피드백을 위한 평가는 없었다. 따라서 화학영역의 과학영재 교수-학습 프로그램은 영재교육의 목적과 과학영재의 특성에 맞게 개발되어야 하며, 개발된 프로그램의 활용을 위한 인프라 구축이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권1호
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• pp.102-117
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• 2021

본 연구에서는 국내외 극지 관련 연구소 및 기관에서 운영하고 있는 극지 교육 프로그램의 교수 학습 특징을 분석하여 국내 극지 교육 프로그램에 대한 개선 방향을 제공하고자 한다. 이를 위해 극지연구소에서 제공하는 데이터베이스를 활용하여 33개국 45곳의 극지 관련 연구소 및 기관 중 최종적으로 9개국 16곳의 연구소 및 기관에서 현재 운영하고 있는 120개의 프로그램을 선정했다. 교육 대상, 교수자, 교육 기간, 교육 장소, 운영 방식, 교수 학습 내용, 교수 학습 방법을 분석 기준으로 하여 프로그램들을 분석했다. 연구 결과 교수자, 운영 방식, 교육 장소, 교수 학습 방법에서 국내외 프로그램의 유의미한 차이가 발견되었다. 이를 토대로 실제 프로그램 사례를 통해 극지 교육의 저변 확대, 극지 교육 프로그램 교육 방법의 다양화, 극지 교육의 체계화 측면에서 국내 극지 교육 개선 방향에 대해 논의했다. 본 연구는 극지에 대한 과학, 사회·경제·문화적 가치와 중요성을 토대로 우리나라의 극지 교육과 문화를 더욱 확산, 지속할 수 있는 구체적인 방안을 제시한다.

• 과학교육연구지
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• 제37권2호
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• pp.359-373
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• 2013

본 연구는 초등학교영재를 대상으로 '지구와 달' 단원에 대한 STEAM 교수-학습 프로그램의 개발 및 적용 한 후 효과를 알아보는 것이 목적이다. 개발된 프로그램의 타당도는 3인의 전문가에 의해 검증되었다. 프로그램은 총 8차시로 구성되고, 8일에 나누어 진행 되었다. 녹음 수업, 수업 관찰 일지 및 기록 인터뷰 전사 데이터를 측정 한 후 효과를 분석 하였다. 연구 결과로는 '상황 제시'가 아주 중요한 단계임이 확인되었고, 주어진 상황에 대한 이해의 정도는 작업 약속, 과학적 개념 창조적인 디자인과 산출물의 형성에서 영향이 나타났다.

• 영재교육연구
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• 제23권2호
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• pp.237-256
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• 2013

이 연구의 목적은 과학 영역에 발을 들여놓은 초등과학영재에게 과학이라는 영역에 대해 진정한 재미와 흥미를 느끼고 계속 탐구해보고 싶도록 돕는 교육 프로그램을 개발 적용하는 것이다. 동료교수법은 개념이해에 중점을 두고 있기 때문에 앎의 즐거움을 통해 과학영역의 평생 학습을 이끌어갈 동기를 주기에 적합하다. 이 연구에서는 '뜨고 가라앉음'이라는 소재를 적용한 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 개발, 적용하고 초등과학영재의 개념변화 정도를 분석하였다. 프로그램 개발을 위해 학생들이 가지고 있는 선개념을 선행연구에서 분석하였고, 이러한 선개념을 바탕으로 다루고자 하는 밀도와 부력 개념의 세부적인 단계를 결정하였다. 이 단계에 따라 개념검사문항을 개발하여 배치하였고 이렇게 개발된 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 초등학교 6학년 과학영재 26명에게 적용하였다. 개념변화 정도를 분석하기 위해 사전, 사후 검사의 정답률을 비교하고 Hake gain을 구하였다. 분석 결과, 초등과학영재는 동료교수법 중심의 초등과학영재교육 프로그램을 통해서 올바른 과학개념으로의 변화를 보였으며 높은 성취수준에 도달하였음을 확인하였다. 또한 학생들은 이 프로그램에 대해 새롭고 유익하다고 평가했으며, 프로그램을 통해 후속학습에 대한 동기가 유발되었음을 알 수 있었다.

• 영재교육연구
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• 제13권1호
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• pp.21-42
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• 2003

통합교과적-다중교수전략적 과학 교육 프로그램(Interdisciplinary -Multistrategic Science Education Program; IMSEP)이 과학영재들을 위한 효과적인 과학 교육 프로그램으로 고안, 개발되었다. 이 프로그램의 실제 예시로서 여러 가지 과학 교수 방법을 사용하여 수학, 물리, 화학, 천문학, 생물학을 통합한 예가 개발되었다. 이 프로그램에서는 과학적 지식의 복합성 또는 통합 교과성(complexity 또는 interdisciplinarity)이 커질수록 그것을 학습하는 과정에서 얻게 되는 학생들의 과학적 기술(scientific skill)도 깊어지도록 과학적 내용과 교수전략을 상호 연관시켰다. 이렇게 과학적 내용과 교수전략이 세심하게 균형을 이룬 IMSEP을 통해 과학 영재들의 과학적 지식과 기술은 균형 있게 발전할 것이며 따라서 과학 교육의 효과가 극대화 될 것이다.