• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.101-107
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• 2005

본 논문에서는 모델 구성을 통한 교수-학습 활동을 지구과학 수업을 위한 유용한 방법의 하나로 제안하였다. 모델 구성은 지구과학자들이 직접적으로 경험하기 어려운 지구과학적 현상이나 과정을 연구하기 위하여 동원하는 방법으로서, 지구과학의 본질적 속성을 반영한 수업을 개발하는 데 이용할 수 있다. 모델 구성을 통한 지구과학 수업은 학생들이 지구과학적인 현상이나 과정에 대한 모델을 창안하고 학생들이 서로 모델에 대한 의견을 교환하며 지속적으로 모델을 수정해 나가는 순환적인 과정(creation-communication-change cycle)으로 진행될 수 있으며, 학습자들의 사고 과정을 촉진시켜 여러 가지 학습 효과를 가져올 수 있다. 따라서, 지구과학 교육 현장에서 학생들이 능동적으로 참여하는 지구과학 수업을 위하여 모델 구성을 통한 교수-학습 활동이 적극적으로 실천되고 그 효과를 자세히 검토하는 일이 필요하다.

• 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.

• 대한화학회지
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• 제31권5호
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• pp.406-412
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• 1987

2.5 및 5.0mol% cd로 도프된 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 전기전도도를 300 ~ 900$^{\circ}$C의 온도 및 10$^{-7}$ ~ 10$^{-1}$atm의 산소분압에서 각각 측정하였다. Log ${\sigma}$를 1/T에 대하여 도시한 결과, 산소분압이 $5{\times}10^{-2}$ atm보다 높은 영역에서 외성전도도가 나타났다. 5.0mol% Cd로 도프된 시료의 경우, 550$^{\circ}$C의 온도에서 전이점이 나타났으며 활성화에너지는 본성영역에서 1.34 eV, 외성영역에서 0.50 eV이다. 외성영역은 산소분압이 $5{\times}10$^{-2}$ atm 보다 낮은 경우, 본성영역으로 전환되었다. 따라서 산소분압이 $5{\times}10$^{-2}$ atm보다 낮은 경우 Cd-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$의 전기전도도는 불순물 첨가효과에 관계없이 본성을 나타낸다. 본성에서의 결함구조는 Fe${2+}$ 틈새이며 외성영역에서는 산소공위이다. 전기전도도 메카니즘이 두 영역에서 각각 제시되었으며 외성영역에서 전도띠 모델이 제안되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.645-662
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• 2007

본 연구의 목적은 우리나라 중등학교 과학 수업에서 모델이 활용되는 양상을 탐색하는 것이었다. 대기 및 해양 지구과학에 관련된 총 13개의 비디오 녹화 자료와 그것들의 전사본을 계량적인 방법과 질적인 방법으로 분석하고, 3명의 현장 교사들과 면담을 수행하였다. 연구의 결과는 서로 연관된 여섯 가지 주장들로 요약되었다. 즉, 1) 우리나라 중등학교의 대기 및 해양 지구과학 관련 수업에서는 평면적 그림 모델과 기호 모델, 모상 모델과 도해적 모델이 주로 활용된다. 2) 지구과학 수업에서 교사들은 모델을 교과 내용을 전달하기 위한 하나의 표상 형식으로서 활용한다. 3) 우리나라 중등학교 지구과학 수업에서 교사들은 이미 그 구조가 결정된 전형적인 모델을 집중적으로 활용한다. 4) 지구과학 수업에서 종종 학생들이 직접 모델을 다룰 때에는 모든 학생들이 동일한 모델을 가지고 유사한 절차에 따라 활동에 참여한다. 5) 지구과학 수업에서 교사가 과학적 모델의 본성에 대해 설명하는 경우는 거의 없으며, 학생들이 과학적 모델의 본성에 대해 생각해 볼 수 있는 기회 또한 거의 제공하지 않는다. 6) 교사들은 지구과학 수업에서 과학적 모델을 활용하는 일의 가치가 교사의 교수법적인 의도에 비추어 판단되어야 한다고 생각한다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 모델을 활용한 과학 수업과 과학 교육 연구에서 고려해야 할 점들을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권4호
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• pp.393-404
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• 2007

본 연구의 목적은 우리나라 10학년 과학 교과서 지구 분야에 등장하는 과학적 모델을 분류해 보는 것이었다. 과학적 모델을 표상 매체, 표상 방법, 모델의 가동성이라는 세 가지 차원에서 검토할 수 있도록 개발된 분류틀을 이용하여 11종 교과서의 지구과학 관련 단원을 분석하였다. 연구의 결과, 과학 교과서들은 지구과학의 세부 영역의 본성이 반영된 영역-특이적인 모델들을 수록하고 있는 것을 알 수 있었다. 즉, '지구의 변동' 단원은 접근이 용이하지 않은 지구의 내부 구조나 판들의 운동을 표상하는 모상 모델을 많이 포함하고 있었는데, 이들은 대부분 평면적 그림 모델과 정적 모델에 속하였다. '대기와 해양' 단원에서는 일기도나 해수의 온도와 염분을 나타낸 등치선도 등을 포함한 기호모델과 도해적 모델이 많이 등장하였다. '태양계와 은하' 단원에서는 규모가 큰 천체나 그들의 운동을 표상하는 모상 모델이나 유비 모델의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 분석 결과가 지구과학 교육과 관련 연구에 시사하는 바를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.685-695
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• 2008

과학의 본성의 관점에서 과학의 탐구 단원의 내용 분석을 실시하였다. 10종의 10학년 과학 교과서 탐구단원 속에 있는 학습 목표, 활동, 문장에서 과학의 본성에 대한 내용, 관점, 제시방법을 분석하였다. 10종 교과서의 학습 목표들은 과학의 정의, 과학자의 특성, 과학적 방법, STS로 대분류되었다. 한편 과학 지식의 특성과 모델 형성 등과 같은 구체적인 과학 지식의 본성에 대한 관점은 학습목표에 포함되지 않았다. 활동 총 38개 중 17개가 어떤 정보도 주지 않은 과제형으로 제시되었다. 21개는 기본 자료를 제공하고 그것을 기초로 활동하는 형식이었다. 어느 경우이든 그 활동을 통해 배워야할 NOS 요소와 그에 대한 타당한 관점에 대한 명시적 언급이 없거나 부족했다. 과학 교과서 문장도 4영역으로 분류될 수 있었으며 현대적 관점과 고전적 관점이 혼재되어 있었다. 특히 과학의 정의는 귀납주의적 진술이 많았고, 과학 지식의 생성은 이론 형성보다는 법칙의 발견으로 표현되었다. 교사 수준에서 NOS에 대한 학습 목표와 학습 내용 제시와 함께 분명한 관점이 반영된 읽을거리를 제공해야만 효과적인 과학의 본성 수업이 가능함을 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.17-29
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• 2022

본 연구의 목적은 NOS 관련 주제를 대상으로 컴퓨터가 얼마나 효율적이고 타당하게 학습할 수 있는지에 대하여 정성적으로 탐색하고자 한 연구이다. 이를 위해 NOS와 관련되는 문헌(논문초록 920편)을 중심으로 말뭉치를 구성하였으며, 최적화된 Word2Vec (CBOW, Skip-gram)모델의 인자를 확인하였다. 그리고 NOS의 4가지 영역(Inquiry, Thinking, Knowledge, STS)에 따라 단어수준 워드임베딩 모델 비교평가를 수행하였다. 연구 결과, 선행연구와 사전 성능 평가에 따라 CBOW 모델은 차원 200, 스레드 수 5, 최소빈도수 10, 반복횟수 100, 맥락범위 1로 결정되었으며, Skip-gram 모델은 차원수 200, 스레드 수 5, 최소빈도수 10, 반복횟수 200, 맥락범위 3으로 결정되었다. NOS의 4가지 영역에 적용하여 확인한 모델별 유사도가 높은 단어의 종류는 Skip-gram 모델이 Inquiry 영역에서 성능이 좋았다. Thinking 및 Knowledge 영역에서는 두 모델별 임베딩 성능 차이는 나타나지 않았으나, 각 모델별 유사도가 높은 단어의 경우 상호 영역 명을 공유하고 있어 제대로 된 학습을 하기 위해 다른 모델의 추가 적용이 필요해 보였다. STS 영역에서도 지나치게 문제 해결과 관련된 단어를 나열하면서 포괄적인 STS 요소를 탐색하기에 부족한 임베딩 성능을 지닌 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 NOS 관련 주제를 컴퓨터에게 학습시켜 과학교육에 활용할 수 있는 모델과 인공지능 활용에 대한 전반적인 시사점을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제11권3호
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• pp.9-20
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• 2011

구조주의적 스토리텔링 모델인 영웅스토리텔링 모델을 통하여 컴퓨터게임의 스토리를 분석해 보고자 하였다. 주로 전통적 매체를 대상으로 적용되었던 스토리텔링 모델을 게임에 적용하려한 것은, 그 모델이 단순히 이야기의 캐릭터와 사건을 정리한 수준의 것이 아니라 인간의 심리적 본성을 추구하여 만들어진 것이기에 가능하다고 생각하였다. 영웅스토리텔링 모델을 이용하여 고전적 게임인 테트리스를 분석하였는데 7원형과 12여정이 테트리스에서도 유효하게 나타남을 알 수 있었다. 다만, 게임이용자가 직접 주인공이 되는 게임스토리의 특성을 배려할 필요가 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.45-57
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• 2019

맥락과 학습자의 흥미를 무시하는 기존의 과학사 교육은 과학의 본성(NOS)에 대한 이해를 방해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대륙이동설의 역사에 대한 스토리텔링의 풍부한 맥락을 통해 NOS 요소를 전달하고자 한다. 스토리텔링을 전달하는 다양한 매체 중에서 개인의 몰입을 이끌어내는 강력한 매체는 바로 컴퓨터 게임이며, 그 중에서도 스토리가 주가 되는 장르는 롤플레잉게임(RPG)이므로, 본 연구에서는 대륙이동설을 중심으로 과학사 롤플레잉 게임(SHRPG)을 개발하고자 한다. 게임 개발을 위한 모델은 Kim(2017)의 4F 프로세스를 적용했으며, 이 모델은 현황 분석, 목표 설정, 게임화 설계, 마무리 단계로 구성되어 있다. 목표 설정 단계에서 교육 게임화 범위는 대륙이동설의 역사에서 두드러지게 나타나는 4 가지의 NOS 요소(Lederman et al., 2002)를 포함하였다. 즉, 창의력과 상상력의 요구, 주관성, 사회 문화적 특성, 잠정성이다. 메커닉스와 룰은 퀘스트, 보상, 퀴즈, NOS 점수와 랭킹을 포함했다. 최종 단계에서는 4번의 테스트가 수행되었다. 마지막 4차 테스트인 베타테스트에서 고등학생들을 대상으로 VNOS-C 사전 사후 설문, 만족도 조사, 면담을 통해 본 연구가 교육게임화가 추구하는 결과인 '재미도 있고 배운 것도 많은 수업'인지 확인했다. 그 결과, SHRPG에서 의도한 NOS 요소 4 가지에 대해 학생들이 게임의 스토리인 대륙이동설의 맥락을 통해 이해하고 있었으며, 4 가지 요소 중에서도 '창의력'요소에서 가장 뚜렷한 효과를 보였다. SHRPG에 대한 만족도 또한 매우 높게 나타났는데, 스토리에서 가장 큰 재미를 느꼈으며, RPG 형식의 교육을 통해 쉽게 이해할 수 있었다는 의견이 가장 많았다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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• pp.619-621
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• 2004

인공생명은 생물 세계의 특성 일부를 가상 세계의 인공지능적인 객체에 적용하기 위한 시도로 생명이 가진 설러 행동적인 특성을 구현한, 인공적으로 만들어진 시스템을 연구하는 학문이다 이와 같이 인공생명물 통해 인간의 욕구를 게임에 적용하고 표현하기 위한 시도 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 인간의 욕구 및 욕구에 대한 표현은 매우 다양하고 복잡하여 어느 특정한 방법으로 모델링하기란 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 인간의 본성, 분석적 사고, 측정 등에 대한 기본적인 관찰을 통해서 문제를 정량적으로 해결하기 위한 유용한 모델인 AHP룰 이용하여 인간의 욕구를 모델링한다. 그리고 모델링된 인간의 욕구를 성과 민감도 분석과정을 통하여 분석하고 실제 게임에 적용가능한지 알아본다.