• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.599-609
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• 2017

본 연구의 목적은 TIMSS 2011과 TIMSS 2015에서 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 성취 특성 추이변화를 분석하고 우리나라 초등과학과 교육과정 및 교수학습 개선에 주는 시사점을 도출하려는 것이다. 이를 위해 초등학교 현장교사 네 명과 과학교육을 전공한 연구자 세 명이 참여하여 TIMSS 2015의 초등학교 과학과 내용영역별 평가주제와 문항에 대해 교육과정 일치도를 분석하고, 우리나라 학생들의 성취 특성을 분석하였다. 연구결과에 따르면, 생명과학, 물상과학 그리고 지구과학의 영역을 막론하고 초등학교 3-4학년군 교육과정에서 다룬 내용일수록 정답률이 높게 나타났다. 또한 2009개정 교육과정에서 초등학교 5-6학년군에서 다루는 열전달, 전기의 작용, 지구와 달의 운동 등과 관련된 문항에서는 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다. 과학 인지영역별로는 TIMSS 2015에서 우리나라 초4 학생들은 TIMSS 2011에 비해 추론하기 영역의 점수가 많이 하락한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 초등 과학과 교육과정 구성을 위한 시사점과 교수학습 방법 개선 방안을 제안하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.121-127
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• 2020

4차 산업 혁명 시대에 가상현실(VR), 인공지능(AI) 등에 있어서 더욱더 수리 능력을 요구하고 있다. 이에 본 연구는 2019년 6월 17일에서 28일까지 S와 D 대학교 방사선학과 신입생 총 78명을 대상으로 기초학습수리영역 진단 평가를 통해 기초 수리능력에 대한 수준을 파악하여 기초자료를 마련하고자 하였다. 연구결과, 대학생들의 기초 수리능력의 수준은 전반적으로 우수한 것으로 진단되었으나, 기하와 벡터 평균점수 2. 61점, 확률과 통계 평균점수 2.64점으로 보통 수준 진단되어 다른 영역보다 낮게 나타났다. 성별에 따른 기초수리능력 수준은 남학생 평균점수 17.48점, 여학생 16.29점으로 우수 수준으로 진단되었으며, 통계적으로는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 본 연구는 적은 연구대상 인원과 지역적인 제한점이 있기에 연구결과를 전체 대학교 신입생 및 모들 학과에 대해 일반화하는데 있어 다소 한계가 있을 수 있다. 이상의 결과를 토대로, 방사선학과 입학한 신입생들의 기초 수리능력 향상을 위해 학생 수준별로 전공과 관련된 기초 수리능력에 대한 향상 특강 등 다양한 프로그램이 진행 될 필요가 있으며, 교육과정에 전공 수학 교과목을 개설하여 학생 수준에 맞는 교수 학습방법 적용하여 수리능력에 대한 역량을 강화 할 필요가 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권2호
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• pp.165-186
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• 2024

학교 현장과 대규모 평가에서 서술형 문항 도입을 지원하기 위한 방안 중 하나로 인공지능 기반의 자동 채점 기술이 주목받고 있음에도 불구하고, 수학 교과에서는 타 교과에 비해 이에 대한 기초 연구가 부족한 상황이다. 이에 본 연구는 중학교 1학년 수학 서술형 문항 두 개를 대상으로 랜덤 포레스트 알고리즘을 활용하여 자동 채점 모델을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 연구 결과, 두 문항에 대한 최종 모델의 평가요소별 정확도는 각각 0.95-1.00, 0.73-0.89의 범위로 나타났으며, 이는 타 교과에 비해 상대적으로 높은 수준이다. 데이터의 양을 고려한 평가 범주 설정의 중요성을 확인하였으며, 수학 교육전문가에 의한 텍스트 전처리와 데이터 특성에 맞는 벡터화 방법의 선택이 모델의 성능 및 해석 가능성을 향상시키는 데 기여하였다. 또한, 현실적 한계로 인해 균형적인 데이터 수집이 어려운 상황에서 오버샘플링이 성능을 보완하는 유용한 방법임을 확인하였다. 교육적 활용도를 높이기 위해, 랜덤 포레스트 기반 모델에서 도출된 특성 중요도를 활용하여 피드백과 같이 교수-학습에 유용한 정보를 생성하는 추가 연구가 필요하다. 본 연구는 수학 서술형 자동 채점에 관한 기초 연구로서 의미가 있으며, 인공지능 전문가와 수학교육 전문가 간의 긴밀한 협력을 통해 다양한 후속 연구가 진행될 필요가 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권2호
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• pp.147-161
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• 2020

이 연구는 초등학생들의 천문단원에 대한 심층적인 이해를 돕고자 백워드 설계 2.0을 활용해 단원을 설계하고 적용해봄으로써 과학 학업성취도, 수행평가, 과학 수업 만족도의 효과를 확인하고자 하였다. 연구 결과, 과학 학업성취도 검사에서는 통계적으로 유의미한 차이가 없었지만, 실험집단의 평균점수가 향상되었다. 수행평가 점수 결과, 통계적으로 유의미한 차이가 있었는데, 이는 과정 중심 평가를 통해 피드백이 잘 제공되면서 심층적인 이해를 도왔기 때문이다. 과학 수업 만족도 검사 결과, 과학교사 영역을 제외한 과학교육 과정 영역과 교우 관계 영역에서는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 이는 철저한 성취기준 분석을 통해 차별화된 과학과 교육과정을 설계하였으며, 성취기준 도달을 위해 다양한 학생중심의 교수·방법을 구현했기 때문이다. 이 연구를 통해 초등과학 수업에서 백워드 설계 2.0이 학습자에게 미치는 영향에 주목하고, 백워드 설계 2.0을 현장에서 효과적으로 적용할 수 있는 방법을 찾는 데 도움이 되길 기대해 본다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.41-60
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• 2006

본 연구는 Hord 등이 개발한 CBAM(관심에 기초한 교육과정 실행 모형)을 적용하여 제7차 교육과정에서의 조리실습 교육에 대한 교사의 관심도, 실행 수준. 실행 형태 및 지원 요구도를 알아봄으로써. 변화하는 시대와 새로운 교육과정에 맞는 조리실습 교육이 이루어질 수 있도록 질적 개선을 위한 기초 자료를 제공하는데 그 목적을 두었다. 5대 도시 중 고둥학교의 가정과 교사 500명을 대상으로 질문지를 우편 발송하였고, 회수된 193부 중 부실 기재된 6부를 제외한 187부를 SPSS/win 10.0 프로그램을 이용하여 빈도와 백분율, 평균, 표준편차, $X^2$ 분석, one-way ANOVA, 독립표본 t-test를 실시하였으며, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 조리실습 교육에 대한 가정과 교사의 관심 단계는 대체로 무관심 상태인 지각적 단계 즉 변화 초기에 해당하는 낮은 관심 수준에 머물고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 조리실습 교육의 실행 수준에 있어 조리실습을 실행하지 않는 수준은 없었고, 일상화의 단계가 가장 높았으며, 대체로 초기 단계로 나타났던 관심도와 달리, 실행 수준은 비교적 높은 특징을 보였다. 셋째. 제7차 교육과정 조리실습의 실행 형태를 알아본 결과, 전체적으로 약 30%의 교사가 제7차 교육과정과 전혀 부합되지 않는 실행을 하고 있는 것으로 나타났다. 목표와 내용 영역은 이상적인 실행 형태의 비율이 높았지만, 교수 학습방법과 교수 학습 자료, 평가 영역에서는 전혀 부합되지 않거나 부분적으로 부합되는 실행 형태가 높았다. 특히, 전혀 부합되지 않는 형태가 가장 높고 완전 부합 형태가 가정 적게 실행되고 있는 교수 학습방법 영역에 있어서 보다 많은 지원이 있어야 할 것으로 생각된다. 넷째, 조리실습 교육에서의 지원 요구도를 알아본 결과, 전반적으로 많은 지원을 원하고 있는 것으로 나타났다. 지원적 분위기 조성 중 설비 제공 지원에 대한 요구도가 가장 높았고, 다음이 재정 확보 및 실습비 지원으로 나타났다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제17권3호
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• pp.271-293
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• 2007

본 연구는 수학 교과에서 워크북의 필요성과 수준별 수업에 적합한 교과서와 워크북의 체제, 워크북의 구성 내용에 대한 교사들의 생각을 알아보고 워크북의 내용을 어떻게 구성해야 할지 모색해보고자 전국의 초, 중, 고등학교 교사들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 교사들은 학생들의 자기 주도적 학습을 위해서나 교과서 이외의 교수 학습 자료로 이용하고 수준별 수업을 운영하는 데 도움을 받기 위해서 워크북 도입이 필요하다고 응답하였다. 또한 학교 현장에서 수준별 수업을 운영하기에 적합한 교과서와 워크북 체제는 '교과서 1종과 워크북 3종'이라고 가장 많이 답했다. 워크북의 내용을 교과서와 중복되지 않는 방향에서 다양한 풀이 방법이 제시되는 연습문제, 수학적 오류, 수준별 문제, 수학적 활동, 논술이나 수행평가, 단원 평가와 정기고사 방식의 평가, 문제 풀이 해설과 정답으로 구성될 것을 교사들은 원하고 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.1-14
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• 2010

지금까지의 정보 교과에서의 논리적 사고력 향상에 관한 연구는 대부분 일반적인 논리적 사고력 검사지를 바탕으로 이루어졌으며, 프로그래밍 학습 결과를 통한 논리적 사고력의 향상에 한정되어 있다. 본 연구에서는 일반적인 논리적 사고력의 특성 및 타 교과에서 논리적 사고력의 특성과 달리 정보 교과의 문제 해결 과정에서의 논리적 사고력의 조작적 정의를 제시하였다. 먼저, 정보 교과의 문제 해결 과정에서 요구되는 논리적 사고력의 구성요소를 선정하고, 각각에 대한 조작적 정의를 개방형식의 전문가 설문과 연구자 숙의 과정을 통하여 제시하였다. 또한, 각각의 조작적 정의를 바탕으로 중등 정보 교과 '문제 해결 방법과 절차' 영역의 내용요소와 연관성을 제시하고, 그에 따른 평가 문항을 개발하였다. 연구 결과, 정보 교과의 문제해결과정에서 요구되는 논리적 사고력의 구성요소는 서열화 논리, 명제 논리, 상관 논리, 변인 통제 논리, 조합 논리, 비례 논리이며, 조작적 정의와 정보교과 내용요소를 바탕으로 논리적 사고력 평가문항을 개발하여 그 실효성을 알아보았다. 본 연구 결과는 정보 교과의 논리적 사고력 신장을 위한 교수학습방법과 평가 방안의 가이드라인을 제공하는 데에서 의의를 찾을 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.539-552
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• 2017

이 연구에서는 국내에서 진행되어 온 모델 및 모델링 관련 연구의 동향을 살펴보기 위한 것이다. 이를 위해 1989년부터 2016년 까지 국내 학술지에 발표된 과학교육 분야의 모델과 모델링 관련 연구 문헌들을 85편을 추출하였다. 이를 연구 대상, 연구 분야 및 연구 설계, 연구 방법 및 자료 수집, 메타모델링 지식 측면에서 분석하였다. 연구대상 분석에서 중 고등학생을 대상으로 한 연구에 비해 대학생을 대상으로 한 연구가 적었으며, 학생 전체와 비교하여 교사를 대상으로 한 연구는 적었다. 이로부터 교사에 대한 연구가 필요하다고 제안할 수 있다. 연구 분야의 경향을 분석한 결과, 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 및 과학 분야별 연구 중에서 절반이상이 지구과학과 화학에서 이루어졌다. 과학교육에서 학생들이 모델과 모델링을 쉽게 인식하고 여러 교과에서 사용할 수 있는 능력을 키울 수 있도록 특정 교과의 분야가 아니라 다양한 분야에서 연구가 진행되어야 할 것이다. 연구설계 경향을 분석한 결과는 질적 연구가 많았으며, 그 다음으로 혼합연구, 양적 연구 순으로 나타났다. 연구 방법을 분석한 결과, 선행연구 등에서 이미 개발된 모델 및 모델링 관련 프로그램이나 전략을 적용하여 그 효과를 분석한 논문이 가장 높았다. 과학교육에서 성공적인 모델링 실습을 위해서는 특정한 과학 현상이나 개념에 대한 모델과 모델링을 적용한 수업전략을 개발하고 이를 실제 수업에 적용하여 효과를 알아보는 연구가 이루어져야 한다고 본다. 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 메타모델링 지식의 요소의 측면에서 살펴본 결과, 모델의 목적에 대해서 분석한 연구가 가장 많았고, 그 다음으로는 모델링 과정을 다룬 연구, 모델의 다양성을 다룬 연구, 모델의 본성을 다룬 연구 순이었다. 학생과 교사 모두의 모델 및 모델링에 대한 이해의 향상을 위해서는 메타모델링 지식과 그 구성요소인 모델의 본성, 모델의 다양성, 모델의 목적, 모델링 과정, 모델의 평가 및 수정에 대한 이해가 수반되어야 한다. 따라서 과학수업에서 학생들의 모델 및 모델링에 대한 이해 및 수업 전략으로써의 활용 측면연구와 과학교사의 모델 및 모델링에 대한 이해를 돕기 위한 방법, 교수학습 프로그램의 개발 및 적용에 대한 연구들이 실질적으로 다양하게 이루어져야 한다고 본다.

• 한국보육학회지
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• 제18권2호
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• pp.17-32
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• 2018

본 연구는 마음이론 내용이 포함된 그림책을 활용한 이야기나누기 활동이 마음이론 발달과 조망수용능력에 미치는 효과를 알아보고자 하는 데 목적이 있다. 연구대상은 전라북도 J시 소재 유치원 만 5세 유아 38명으로 실험집단 18명의 유아들에게 주 2회씩 6주 동안 총 12회, 마음이론 내용이 포함된 그림책을 활용한 이야기 나누기 활동을 실시하였다. 이야기나누기 활동은 그림책 내용 예측하기 및 듣기, 그림책 속 문제상황 알기, 등장인물의 마음상태 알아보기, 문제해결과정 및 결과 이야기나누기 하기, 등장인물의 마음상태 느끼기, 활동 평가하기 단계로 이루어졌다. 연구결과 첫째, 마음이론 내용이 포함된 그림책을 활용한 이야기나누기 활동은 유아의 마음이론 발달에 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 마음이론 내용이 포함된 그림책을 활용한 이야기 나누기 활동은 유아의 조망수용능력에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 마음이론 내용이 포함된 그림책을 활용한 이야기나누기 활동이 유아의 마음이론 발달과 조망수용능력 증진을 위한 효과적인 교수학습방법이 될 수 있음을 시사해준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.227-234
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• 2023

본 논문에서는 중학생으로 대상으로 디자인 씽킹 기반 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 이를 적용하여 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 검증하였다. 검사도구는 이화선, 표정민, 최인수(2014)의 CPS 이론을 토대로 창의적 사고유형 능력을 측정하기 위한 검사도구인 창의적 문제해결 프로파일 검사(CPSPI: Creative Problem Solving Profile Inventory)를 사용하였다. CPSPI는 기존 검사들의 한계를 보완하여 인지적 선호도와 인지적 능력을 평가하고, 자신의 아이디어를 타인과 공유하고 설득하는 단계를 포함하였다. 디자인 씽킹 기반 인공지능 교육 프로그램 적용 전 후, 창의적 문제해결력을 분석한 결과, 모든 영역에서 유의미하게 상승하였다. 중학생의 창의적 문제해결력을 분석한 결과 문제발견 및 분석, 아이디어 생성, 실행계획, 실행, 설득 및 소통 영역에서 유의미한 결과가 나타났다. 인공지능교육에서 창의적 문제해결력을 향상시키기 위한 교수학습 방법으로 디자인 씽킹의 효과를 확인하였다.