• 한국과학교육학회지
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• 제19권1호
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• pp.29-40
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• 1999

현행 과학교육은 일반적으로 언어적 설명보다는 실험활동을 중심으로 수업을 진행하기를 권하고 있다. 더나아가 과학교육에 관련된 많은 연구들(예를들면, 학습성취도, 사고능력향상, 과학에 관련된 태도 등)도 이러한 실험 활동을 중심으로 한 조작적 교수 학습 과정의 효율성에 대해서 지지해 왔다. 이렇게 과학교육에 대한 연구결과들과 실제 경험들이 학습자의 효과적인 학습을 위해서 실험활동 중심의 교수 학습 과정을 장려하고 있지만, 이들 연구들은 왜 실험활동 중심의 교수학습이 언어적 설명 수업보다 효과적인가에 대한 구체적인 설명을 제공해 주지를 못하고 있다. 본 연구는 이러한 의문에 대해서 최신의 신경학적 연구결과를 바탕으로 설명하고자 하였다. 최근의 신경학적 연구는 다중적 감각경로를 통한 정보의, 전달이 단일적 감각경로를 통한 정보의 전달보다 신경 세포 반응의 효율성과 반응시간의 신속성에 있어서 훨씬 효과적이라는 연구결과들을 제시하여 왔다. 따라서 이 연구결과를 과학학습에 적용할 경우, 실험활동 중심의 수업은 체감각-시각-청각적 감각경로를 통한 정보의 전달이 이루어질 수 있는 교수전략이고 언어적 설명 수업은 청각을 주로 활용하고 부분적으로 시각을 사용하므로, 신경세포 반응의 효율성과 시간의 신속성에 있어서 실험활동 중심의 수업이 훨씬 효과적이기에 실험활동을 통한 수업이 과학학습에 효율적이라는 설명이 가능하다. 이 가설을 테스트하기 위하여 본 연구는 비율추론과제의 해결에 실패한 중학교 학생 56명을 무작위적으로 두집단으로 나눈다음, 한 집단에게는 조작적 활동중심 피이드백을, 그리고 다른 집단에게는 언어적 설명 중심 피이드백을 제공하였다. 연구결과는 조작적 활동 중심 피이드백을 제공받은 집단이 언어적 설명 중심 피이드백을 제공받은 집단보다 통계적으로 의미있게 학습한 결과를 보여주었다. 따라서 본 연구는 실험활동 중심 수업의 효율성에 대한 신경학적 설명을 지지하는 증거를 제시하였다. 또한 이 연구는 연구결과의 교육적 활용을 위한 적용방안도 논의하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.113-118
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• 2006

고등학교 수학과 교육과정에서의 ‘확률과 통계'단원은 실제로 자료의 수집과 요약을 통하여 자료 분석방법을 배우고 사회와 자연현상을 인식하고 추론하는 능력을 기르는데 목표를 두고 있다. 추상적인 수학내용을 직접 시도하거나 학생들이 실제적인 자료를 수집하고 직접 자료를 해석하고 추론해 보는 경험과정은 수학실험과 시뮬레이션이라는 컴퓨터 학습을 통해 가능하고 개념학습의 전 단계에서 보다 구성적이고 탐구적인 활동을 강화할 수 있다. 본 논문에서는 ‘확률과 통계'의 교수-학습과정에서 수학적 시뮬레이션을 활용한 웹 기반 학습모형을 제시하여 학습자들에게 수학적 내용과 관련된 구체적 매체를 조작하는 컴퓨터 실험 활동을 통하여 수학에서의 원리발견과 통계적 추론을 경험하고 유도할 수 있는 탐구적 학습 환경을 조성해 보고자 한다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제18권2호
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• pp.305-320
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• 2004

놀이나 게임을 좋아하는 어린이들의 특성과 활동이 왕성한 초등학교 학생들의 발달 단계에 비추어 볼때, 놀이를 통한 수학학습은 효과적이고 흥미를 유발시킬 수 있으며 어렵고 딱딱한 과목에서 조금이라도 해방될 수 있을 것이라고 생각된다. 초등수학에 관한 구체적이고 실험적인 연구를 통하여 놀이 활동을 체계적이고 계획적으로 정리한 Skemp는 초등수학교육과 관련하여 활동 위주의 수업을 많이 하길 권하고 있다. Skemp 놀이 활동은 자투리 시간을 이용하여 학습을 보조하거나 재미로 해보는 종류의 놀이가 아니라 초등학교 교육과정의 전 요소를 학습할 수 있도록 체계적이고 의도적으로 짜여진 놀이 활동으로 모든 수학적 주제를 다루고 있다. 본 연구에서는 Skemp놀이 활동학습을 초등학교 5 ${\cdot}$ 6학년 특별보충반 아동들에게 적용하여 연산능력의 신장과 정의적 영역에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권3호
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• pp.267-276
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• 2021

이 연구의 목적은 계절별 별자리 실험에 대해 알아보고, 학교 급별로 효과적인 계절별 별자리 실험이 무엇인지 연구하는데 있다. 초등 예비교사 24명과 함께 계절별 별자리 실험을 정리하고, 학교 급별로 효과적인 실험이 무엇인지 쓰도록 하였다. 그 결과 초등학교에서는 역할놀이를 통한 직접적인 체험활동을 통한 별자리 학습이 가장 효과적이었고, 중·고등학교에서는 stellarium 프로그램을 이용하여 사실적으로 계절별 별자리의 변화를 관찰하고 추리해보는 활동을 효과적인 실험으로 선택하였다. 예비교사는 초등학교에서는 직접적인 체험과 구체적인 조작활동이 강조되는 실험을, 중·고등학교에서는 사실적인 자연현상의 관찰과 이를 통한 추리 활동이 강조되는 실험이 효과적이라고 인식하였다.

• 대한화학회지
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• 제47권2호
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• pp.165-174
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• 2003

이 연구의 목적은 중학생의 인지수준과 확률적 사고수준을 측정하여 그 관계를 분석하고 Thinking Science (TS) 프로그램의 확률 활동을 적용하여 그 효과를 분석하는 것이다. 중학교 1학년 219명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 TS 프로그램의 확률 활동을, 통제집단에는 전통적인 과학 수업을 적용하였다. 결과에 의하면, 중학생의 인지수준은 대부분 구체적 조작기에 해당하였고, 많은 학생들의 확률적 사고수준은 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하면서 주관적 전략도 함께 사용하는 과도기적인 수준이었다. 또한, 인지수준이 높을수록 확률적 사고 수준도 높았으며, 확률의 구성요소 중에서 표본 공간과 한 사건에 대한 확률이 확률 비교와 조건부 확률보다 먼저 발달하였다. TS 프로그램의 확률 활동은 학생들이 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하도록 하는 데에 효과적이었다. 특히 사전에 확률 문제 해결에 주관적 전략과 양적 전략을 혼용하던 중기 구체적 조작기인 학생들이 사후에 양적 전략을 사용하도록 하고, 한 사건에 대한 확률을 인식하도록 하는 데에 효과가 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.422-431
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• 2002

교과내용의 수준과 학생들의 인지수준의 차이로 인해 중 고등학생들이 과학을 어려워하며 학년이 올라갈수록 과학을 기피하는 현상이 심해지고 있는 현 상황에서, 인지발달을 촉진하는 특별한 프로그램을 통해 학생들의 인지수준을 향상시킬 수 있는 적극적인 대처 방안이 절실히 요구되고 있다. 이 연구는 인지가속을 위해 특별히 고안된 TS 활동 프로그램을 사용하여 그 효과를 검증하였다. 중학교 1학년 학생 181명을 대상으로 1년간 TS 활동 프로그램을 적용하고 공변량분석을 한 결과, 통제집단에 비해 실험집단 학생들의 인지수준이 통계적으로 의미 있는 수준에서 향상된 것으로 밝혀졌다. TS 활동 프로그램의 처치 효괄르 인지수준별로 분석한 결과, 인지수준이 향상된 단계는 1단계와 구체적 조작 후기인 2B 단계였다. 또한, 이 프로그램을 적용한 실험집단에서는 통제집단에 비하여 형식적 조작기로 인지수준이 상향 변화된 학생들의 비율이 훨씬 높았다. 형식적 조작 단계의 사고를 요하는 내용이 대부분인 중학교 과학교과내용을 보다 잘 이해하기 위해서는 학생들의 인지수준 향상이 매우 절실하다. 이 연구에서, TS 활동 프로그램과 같이 특별히 고안된 프로그램에 의해 학생들의 인지수준을 보다 효과적으로 형식적 조작 단계로 가속시킬 수 있다는 결과를 얻은 것은 앞으로의 과학교육에 새로운 방향을 제시하는 의미가 있다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-16
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• 1997

문제해결력 신장을 위해서는 아동 개개인에게 문제 해결 전략을 체득시키고, 의도적인 문제 해결 과정과 개별적인 문제 해결 경험의 기회가 주어져야 한다. 개별화를 지향하는 학습 지도 방안을 구성하기 위하여 문제 해결 학습 활동 형태를 개별 학습 활동 형태, 집단 학습을 곁들인 개별 학습 활동 형태, 팀 티칭의 형태로 구분하였다. 이러한 학습 활동을 지원하기 위하여 문제해결 지도 중점별 교수 학습 활동 흐름을 구체화한 후 구체물이나 반구체물 조작 방법과 여러 가지 문제 해결 전략 및 문제 해결 과정을 개별 지도하는 수업을 실시하여 그 결과를 분석하였다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제8권1호
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• pp.45-61
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• 2004

제7차 수학과 교육과정은 학습자의 능동적이고 구체적인 조작 활동을 통한 학습을 강조하고 이를 교과서에 ‘활동’이라는 형식을 도입함으로써 가시화하였다. 제7차 교육과정의 특징이라 할 수 있는 이 ‘활동’ 형식에 대하여 어떤 유형으로 분류될 수 있는지, 영역 또는 학년에 따라 어떠한 특징이 있는지, 활동 형식의 전반적인 특성에 대해 분석하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제10권
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• pp.201-219
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• 2000

학생들이 실세계와 수학적 세계사이를 연관시켜 사고하고 해석하는 방법 및 실제 문제를 해결하는 일반적인 전략의 방법론의 하나가 수학적 모델링(Mathematical modelling)이라고 볼 수 있다. 한편, 수학 교수 ${\cdot}$ 학습 과정에서 구체적인 조작 활동을 통하여 학생 스스로가 지식을 ‘구성(construction)’ 할 수 있도록 해 주어야 한다는 구성주의적 사조가 대두되고 있는데, 본 논문에서는 구성주의적 관점에서 수학적 모델링을 통한 수학 교수 ${\cdot}$ 지도를 위한 활용 방안을 한 예시를 통해서 고찰해 보고자 한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2008년도 동계학술대회
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• pp.192-197
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• 2008

초등학교 수학과 도형 학습은 매우 추상적인 분야로 직관적인 이해를 돕기 위해 다양한 구체적인 조작이 요구되는데, 그 중에서 컴퓨터를 활용한 도형 학습은 학생들의 구체물을 이용한 학습의 한계를 극복할 수 있는 장점이 있다. 특히 Flex와 Flash를 이용하면 입체도형의 가상물의 제작 및 동적인 학습은 물론 사용상의 제약이 적어 시,공간의 한계를 극복할 수 있다. 본 연구에서는 초등학교 수학과 제 7차 교육과정의 입체도형 영역을 분석하여 학습요소를 추출하고 플래시의 드로잉 메서드를 바탕으로 학습요소별로 속성과 메서드를 정의하고 클래스를 설계하여 입체도형 객체를 생성하고 플렉스의 컴포넌트로 구성된 학습 어플리케이션의 틀을 설계하여 입체도형 객체가 플렉스의 어플리케이션 내에서 사용이 가능하도록 설계 개발하였다. 본 연구가 갖는 의의는 첫째, 초등학교 수학과 수준에 맞는 속성과 메서드를 갖도록 개발한 입체도형 객체를 활용하여 학습자의 입체도형에 자유로운 탐구활동 기회를 제공하여 보다 직관적이고 구체적으로 도형학습을 할 수 있도록 돕는다. 둘째, 플렉스를 활용함으로서 학습자의 쉬운 접근을 돕고 학습 어플리케이션 틀을 활용하여 기존에 개발되어 있는 수학과 플래시 파일들을 활용한 다른 수학과 영역의 학습 어플리케이션 설계 및 개발의 시간과 노력을 단축시키는데 있다.