• 한국과학교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.571-585
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• 2002

형식적인 사고를 가능하게 하는 논리적 사고력의 형성 가능성에 대한 기초적인 연구 활동의 하나로, '생각하는 과학' 프로그램에 있는 변인통제 활동의 학습효과를 조사하였다. 초등학교 5학년 306명의 학생들이 연구에 참가하였으며, 같은 분량의 사간에 실험반에서는 교육과정에 따른 과학 교과 수업과 변인통제 활동을 병행하였고, 통제반에서는 과학교과 수업만을 수행하였다. 연구 초기에 논리적 사고력 검사와 변인통제 검사를 이용하여 사전 상태를 비교하고, 한 학기 동안 변인통제 활동 6개를 12차시에 걸쳐 진행하면서, 처치별, 성별, 인지수준별 학습효과를 알아보았다. 처치활동은 초등학교 5학년 학생들의 변인통제능력 신장에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 변인통제능력의 하위요소별로 분석한 결과, 특별히 실험조건 통제, 변인측정과 결과변인 학습에 매우 효과적인 것으로 나타났고, 원인변인 학습효과도 다소 있는 것으로 나타났다. 남 여학생들의 사전 변인통제능력을 비교한 결과 여학생들이 월등히 높은 점수를 보였다. 변인통제 학습 후 남 여학생들 모두에게 거의 같은 정도로 우수한 학습효과가 나타났으며, 통제반에서 차이가 더 벌어진 반면, 실험반에서는 그 격차가 좁혀졌다. 학생들의 인지수준에 따란 변인통제 학습효과를 분석한 결과, 모든 인지수준에서 실험반 학생들의 변인 통제능력이 상당히 향상되었다. 특히 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들의 변인통제능력은 크게 향상되었다. 변인판별 능력은 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들이 거의 같은 정도의 우수한 발전을 보여주었으며, 실험설계 능력은 모든 수준에서 상당히 향상되었다. '생각하는 과학'의 변인통제 활동과 같은 형태의 학습내용을 현행 학교 과학교육에 적극적으로 도입해볼 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권4호
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• pp.658-667
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• 2001

본 연구에서는 학습자의 인지적 정의적 변인, 변칙 사례에 의한 인지 갈등, 개념 변화 사이의 관계에 대해 조사하였다. 배경 지식, 장의존성 독립성 학습 전략, 논리적 사고력, 목표 지향, 선개념 및 능력에 대한 자아효능감, 통제 신념 등을 조사하였고, 선개념 검사, 변칙 사례에 대한 반응 검사, 직후 개념 및 개념 파지 검사를 실시하였다. 학습자의 인지적 정의적 변인과 변칙 사례에 의한 인지 갈등 사이에는 유의미한 상관이 없었다. 분자 운동에 대한 배경 지식, 장의존성, 독립성, 학습 전략은 학생들의 직후 개념 및 개념 파지와 유의미한 상관이 있었으며, 논리적 사고력과 직후 개념의 상관이 유의미하였다. 중다 회귀 분석 결과, 학습 전략이 학생들의 직후 개념과 개념 파지를 유의미하게 예측하였다. 정의적 변인의 경우, 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념 및 개념 파지와, 목표지향은 직후 개념과 유의미한 상관이 있었다. 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념과 개념 파지에 대한 유의미한 예언 변인이었으며, 목표 지향은 직후 개념에 대한 유의미한 예측 변인이었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.99-105
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• 2015

현재 로봇은 교육적 목적으로 학교에서 점차 많이 사용되고 있다. 특히 로봇활용교육의 확산과 더불어, 로봇활용교육의 장점은 학생들에게 창의력과 논리적 사고력을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 비록 로봇이 학생들의 수업활동을 위해 매우 유용한 도구임에도 불구하고, 로봇활용교육을 위한 교수-학습모형은 많지 않은 실정이다. 본 논문의 목적은 로봇활용교육을 위한 교수-학습 모형을 개발하는 것이다. 본 논문에서 제안하는 교수-학습 모형은 구성주의 교육철학에 기반을 두어 고안되었고, 6단계(준비, 디자인, 조립, 시범작동, 평가 및 적용 및 확장)로 구성되었다. 본 논문에서 제안하는 모형은 다음과 같은 특징을 지니고 있다. 첫째, 제안하는 모형은 학생들의 창의성과 논리적 사고력을 향상시키기 위해서 디자인되었다. 학생들은 자기주도활동을 해야 하며, 자신의 아이디어에 기초하여 결과물을 제작해야 한다. 교사들은 필요한 경우 학생들을 중재해야 한다. 둘째, 학생들은 본 모형을 통해서 다양한 상호작용을 통해 학습에 참여할 수 있다. 본 모형에서 제공하는 상호작용은 학생-학생, 학생-교사 및 학생-전문가 상호작용을 제공한다. 본 모형은 협력학습을 통한 문제해결을 권장한다. 교사는 필요한 경우 학생들을 안내하고 학생들의 활동을 모두 주시해야 한다. 셋째, 제안 모형은 학생들에게 동기부여를 학습 활동초기에 제공한다. 마지막으로 본 모형에서는 학습 결과뿐만 아니라 학습 과정까지 투명하게 볼 수 있어 학생들의 수업단계도 쉽게 확인할 수 있다. 또한, 학습과정은 최종단계에서 검증할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.196-208
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• 2019

본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항을 과학과 핵심역량별 하위요소를 기준으로 분석하였다. 성취기준에는 5가지 과학과 핵심역량 중 '과학적 참여와 평생 학습 능력'은 전혀 포함되어 있지 않았고, 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '자료분석 및 해석', '모형의 개발과 사용', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '정보와 자료를 수집 및 선택하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기'만 포함되어 있었다. 교과서의 활동에는 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으며 과학적 문제 해결력의 '합리적 의사결정'과 과학적 의사소통 능력의 '타인의 생각을 이해하며 조정하기'를 제외한 모든 하위요소가 포함되어 있었다. 교과서의 평가 문항에도 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으나 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', '창의적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '문제 발견하기', '정보와 자료를 수집 및 선택하기', '문제 해결방안 제시하기', '실행하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기', '증거에 근거하여 논증하기', 과학적 참여와 평생 학습 능력의 '과학 기술의 사회적 문제 관심 갖기'만 포함되어 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권2호
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• pp.239-245
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• 2006

본 연구에서는 중학교 1학년 과학 과목에서 교사와 학생의 언어적 상호작용을 강화한 수업 전략을 개발하고 실시하여 이 수업 전략이 학생들의 과학 개념 이해, 논리적 사고력, 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이를 위해 경기도 소재의 남녀공학 중학교 학생 200명을 선정하여 실험집단과 통제집단에 각각 100명씩을 임의로 배정하였다. 실험 집단에는 교사-학생 상호작용을 강화한 수업 전략을, 통제집단에는 교사 강의식 전통적 수업 전략을 적용하였다. 교사-학생 간 상호작용을 강화하기 위하여 의도적으로 단순 확인 질문이나 즉각적인 피드백보다는 사고 유발 질문과 지연 피드백을 사용하였다. 그 결과 상호작용을 강화한 수업 전략이 학생들의 논리적 사고력 향상에는 효과적인 것으로 나타났으나 과학 개념 이해와 과학 관련 태도의 향상에는 효과적이지 봇한 것으로 드러났다. 앞으로 이러한 수업 전략에 따른 다양한 수업지도안의 개발과 적용에 대한 심층적인 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.43-51
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• 2000

본 연구에서는 협동학습 전략을 사용한 공통과학 수업에서 학생의 내 외향성을 고려한 소집단 구성의 효과와 내 외향적 학생의 차이를 조사하였다. 고등학교 1학년 93명을 대상으로 내 외향성의 측면에서 동질적으로 소집단을 구성한 협동학습과 이질적으로 구성한 협동학습을 물질 단원 10차시 동안 실시하였다. 사전 검사로 내 외향성 검사와 논리적 사고력검사, 사전 학습 동기 검사를 실시하였고, 사후 검사로 학업 성취도 검사, 탐구사고력 검사, 자아존중감 검사, 의사소통 불안 검사, 학습 동기 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 학업 성취도와 탐구사고력에서는 주효과나 상호작용 효과가 없었다. 그러나 자아존중감 검사에서는 상호작용 효과가 유의미하였다. 동질 집단에서는 내향적 학생과 외향적 학생의 차이가 크지 않았으나, 이질 집단에서는 외향적 학생의 자아존중감이 내향적 학생보다 높게 나타났다. 또한 내향적 학생은 외향적 학생에 비하여 의사소통 불안이 유의미하게 높았다. 소집단 활동과 조원에 대한 학생들의 인식도 조사하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.155-170
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• 2009

이 연구의 목적은 발명 특허 특성화 고등학교의 심화단계에서 사용될 '발명과 문제해결' 교재를 개발하기 위하여 교재의 내용과 집필 방향을 도출하고 이에 대한 타당성을 검증하는 것이다. 교재 내용과 집필 방향 개발을 위하여 문헌 연구와 전문가협의회를 거쳤으며 개발된 교재 내용과 집필 방향에 대한 타당도 검증을 위하여 조사 연구를 실시하였다. 타당도 검증을 위한 조사연구는 특허청 국제지식재산연수원의 발명 지도자 연수 과정에 참여한 교사 75명을 대상으로 실시하였다. 집필 방향과 교재의 각 영역, 주제, 모듈에 대한 타당도 조사를 위하여 선택형 문항과 기타 의견을 진술할 수 있는 개방형 문항으로 구성한 설문지를 개발하였으며 교재 내용에 대한 이해를 돕기 위하여 집필계획서를 설문지에 포함하였다. 타당도 조사 분석 결과를 바탕으로 도출한 결론은 다음과 같다. 첫째, '발명과 문제해결'의 각 주제와 모듈은 발명 특허 특성화고등학교 심화단계 공통교재로서 타당하게 개발되었다. 둘째, '발명과 문제해결'의 집필방향은 탐구능력과 창의적 사고력 증진을 강조하고 있으며 비판적 사고력 증진과 논리적 사고력, 그리고 문제해결능력 신장에 도움이 될 수 있도록 타당하게 개발되었다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권11호
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• pp.1407-1420
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• 2001

지식 기반 사회를 맞이하여 컴퓨터 교육에 대한 관심이 점점 높아가고 있다. 컴퓨터 교육에서 프로그래밍 교육은 매우 중요하다. 그러나, 기존의 프로그래밍 교육은 프로그래밍 언어의 문법에 대한 기계적 암기나 사용법을 익히는 것에 치중해 왔다. 그래서 그 프로그램이 갖는 의미와 어떻게 다른 방법으로 구현될 수 있는지 등의 논리적인 사고를 키우는데 적합하지 못했다. 이런 프로그래밍 교육의 현실을 개선하여 정보 소양을 기르고 문제 해결 능력의 함양이라는 프로그래밍 교육의 목표를 달성하기 위해서는 프로그래밍 교육의 접근 방법에 대한 개선이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 프로그래밍 학습에 대한 새로운 접근법으로 프로그래밍 언어의 기초가 되는 C언어를 통해 프로그래밍에 대한 기본적인 통찰력과 테크닉을 기를 수 있도록 수학 프로그래밍 소스들을 구현하고자 한다. 이는 프로그래밍 학습에 대한 흥미와 관심이 증대되며 프로그래밍에 대한 경험을 쌓는 과정에서 문제 해결력 및 논리적 사고력의 향상과 프로그래밍에 대한 감각을 키워주는 좋은 경험이 될 것이다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제13권3호
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• pp.459-467
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• 2012

본 연구에서는 3D 애니메이션을 논리적인 사고와 문제를 해결하는 능력을 바탕으로 프로그래밍하여 제작하는 교수방법을 설계하였다. 사용한 언어는 스토리텔링을 지원하는 교육용 프로그래밍 언어 및 개발환경인 Alice 2.3이다. 이 방법은 주어진 결과물을 제작해보는 명령어 위주의 시범학습과 그래픽 툴을 이용하여 제작하는 방법과 다르게 학습자가 제작할 스토리텔링을 창의와 논리적인 사고를 통하여 문제해결 과정을 스스로 찾아내서 이를 프로그래밍하는 방법이다. 이 방법을 현장에 적용한 결과, 창의적인 사고와 문제를 해결하는 방법을 찾는 과정에서 학습자들은 힘들어 하였지만 사고력을 향상시키는데 의미가 있었음을 볼 수 있었으며, 또한 프로그래밍을 통한 애니메이션 제작이라는 것에 학습자의 관심도가 향상되었음을 알 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.11-22
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• 2009

스크래치는 교육용 프로그래밍 언어 중 하나로 풍부한 멀티미디어 프로그래밍 환경과 쉽고 흥미로운 사용자 인터페이스를 제공한다. 또한 한국어를 지원하고 있어 초 중등학교 학습자들의 프로그래밍 교육에 유용하게 활용되고 있다. 그러나 프로그래밍 과정은 복잡한 문제해결과정으로 논리적 사고 및 추상적 사고와 같은 고차원적인 인지 능력을 요구하기 때문에 여전히 어린 학습자들에게 인지적 부담을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 학습에 관한 학습자의 흥미와 내적 동기를 유발하고 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치 활용의 효과를 최대화하기 위한 교수 학습 방법으로 문제 중심 스크래치 프로그래밍 교수 학습 모형을 개발하였다. 해당 모형은 기존 문제 중심 학습을 기반으로 프로그래밍 활동에서 다루어지는 문제와 문제해결의 특성을 반영하고, 초등학교 학습자라는 학습자 특성을 반영하였다. 개발한 프로그램을 실제 초등학교 5학년 학습자들에게 적용한 결과, 해당 모형을 적용한 집단이 일반적인 스크래치 프로그래밍 교수 학습을 진행한 집단에 비해 논리적 사고력 및 문제해결력이 유의하게 높게 나타났다.