• 한국과학교육학회지
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• 제38권6호
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• pp.813-823
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• 2018

본 연구의 목적은 빛에 대한 초등학생들의 이미지 스키마를 통해 이들의 개념적 은유 유형을 분석하는 것이다. 연구 참여자는 경상남도 G시의 한 개 초등학교 6학년 학생 162명이다. 이 연구를 위해 분석틀이 고안되었으며, 그 분석틀은 이미지 스키마 분석틀과 체계적 기능 문법 분석틀이다. 학생들의 빛 개념을 묻는 질문지도 개발되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 광원에 대해 학생들은 빛에 대해 두 가지의 구조를 가지고 있음을 보였으며, 그 두 가지는 빛이 광원으로부터 나와 직선으로 공간에 퍼져나간다는 것과 빛이 광원 주위에 정지해 있다는 것이다. 둘째, 물체를 보는 과정에 대한 이해에서는, 학생들은 과학자적 개념을 포함하여 5개의 구조를 나타냈다. 셋째, 빛의 반사에 대한 이해에서는 학생들은 과학자적 개념을 포함하여 4가지의 개념 구조를 나타냈다.

• 과학교육연구지
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• 제35권2호
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• pp.173-192
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• 2011

이 연구는 빛의 직진에 관한 교사들의 개념이 어떠한지 살펴보고, 나타난 여러 대안개념들을 개선하기 위해 필요한 적절한 학습모듈의 개발에 주목한 것으로서 올바른 빛의 직진 개념 형성을 위한 실험장치와 work sheet의 고안 및 활용의 효과성을 살펴보고 이에 따른 교육적 시사점을 얻고자 이루어졌다. 개발된 실험장치와 work sheet는 현직 교사들로 하여금 올바른 과학 개념을 가질 수 있도록 하는지 알기 위해 초 중등학교 교사 75명(초등 8명, 중등 67명)을 대상으로 적용수업이 이루어졌고 적용수업 전 후에 교사들의 개념을 알아보기 위하여 사전검사와 사후검사가 각각 이루어졌다. 결과의 분석은 사전검사 및 사후검사 무응답 등의 이유로 중등교사 5명을 제외한 70명의 교사들에 대하여 이루어졌다. 실험장치를 이용한 적용수업 전, 대다수의 교사들이 가진 대안 개념으로 실험장치의 바닥판에 빛이 비쳐 밝게 보이는 모양 자체를 빛의 진행경로로 생각하는 것으로 드러났으나 실험장치를 이용한 적용수업 이후 바닥판에 빛이 비친 모양을 빛의 진행경로로 생각하는 유형의 수가 크게 감소하였다. 아울러 수업 전, 빛의 진행경로의 출발점을 잘못 그린 것과는 반대로 거의 모든 교사가 광원인 전구로부터 시작하여 빛의 진행경로를 그리는 올바른 개념으로 변화하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.283-294
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• 2022

초등학교 과학 교육과정에서 빛 개념은 중요하게 다루어지나 학생과 교사가 이해에 어려움을 갖는다는 보고가 많다. 내용 자체의 난이도 때문인지, 제시방법, 구성, 표현 등이 어려움을 유발하는 것인지 분석할 필요가 있다. 2015 초등 과학과 교육과정과 미국, 중국, 일본의 초등 교육과정과 교과서에서 나타난 빛 관련 주요개념, 빛 단원 내용구성, 사용한 소재와 광원, 광학기구를 비교하였다. 분석 결과, 네 나라의 교육과정에서 빛에 대한 주요개념의 포함 여부와 다루는 시점은 나라마다 차이가 있었다. 특히 우리나라 교육과정은 광원, 시각 개념을 도입하지 않은데 비해 볼록 렌즈에 의한 굴절 개념은 다룬다는 점에서 차이가 나타났다. 내용구성과 흐름에서도 나라별로 차이가 있었다. 한국 교육과정은 핵심 아이디어나 관점을 따라 내용이 구성되기보다 개념별로 분절적으로 제시되어 있고 개념 간 연계성이 불분명하였다. 주요개념을 설명하기 위한 소재와 광원, 광학기구에서도 국가별 차이점이 나타났는데, 빛의 이용이라는 주제에 대해 미국 교육과정은 목적을 제공하고 빛을 이용하여 이를 달성하는 방식, 중국과 한국은 개념이해를 심화하기 위한 소재를 사용하는 방식으로 나뉘었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 한 우리나라의 초등학교 과학 교육과정 빛 영역에 관한 시사점은 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 개념을 순차적이고 단계적으로 도입하고, 개념 간 연계성이 잘 드러나도록 구성할 필요가 있다. 둘째, 광원에 관한 내용을 주요개념으로 포함하고, 개념 설명을 위해 사용하는 광원을 다루는 개념의 종류와 수준을 고려하여 선정할 필요가 있다. 셋째, 물체를 보는 원리를 포함할 필요가 있다. 넷째, 빛과 렌즈 단원에 포함된 굴절 개념의 소재와 내용 수준을 조정할 필요가 있다. 다섯째, 빛은 초등학교 과학 교육과정에서 포함하고 있는 여러 개념과 깊은 관련성을 가지기 때문에 통합적 접근이 필요하다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.186-202
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• 2013

이 연구의 목적은 평면거울에 의한 빛의 반사 개념을 이해하도록 돕기 위해서 상호작용을 강조한 실험이 포함된 동료교수법 기반 교수 학습 자료를 개발하는데 있다. 선행연구에서 밝힌 학생들의 오개념을 바탕으로 Hands-on 실험이 포함된 강의와 개념검사문항을 개발하였고 숙제를 통해 개념의 정착을 유도하였다. 29명의 대학생을 대상으로 적용한 결과를 사전 사후검사, 토론 전 후 개념검사문항, 숙제의 정답률 비교와 Hake gain을 통해 분석한 결과, 학생들은 상호작용적인 실험과 동료토론을 통해 평면거울에서의 상의 위치와 빛의 진행에 대한 이해도가 높아졌음을 알 수 있었다. 또한 RTOP을 통해 수업에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 학생들은 이 수업이 인지적으로 개념의 이해를 돕도록 구성되어 있고 교수자와 학습자 간 상호작용이 활발하게 일어난다고 평가하고 있었다. 이 연구를 통해 실험과 토론 등 상호작용을 강조하는 수업 방법이 기초적인 개념 이해를 도왔음을 확인할 수 있었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.206-207
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• 2000

학생들은 수업 전에 어떠한 생각들을 가지고 있을까\ulcorner 과연 전통적인 수업방식은 학생들이 빛의 굴절에 관한 바른 개념을 형성하는데 도움이 되고 있는가\ulcorner 볼록 렌즈의 역할, 상의 개념, 스크린의 역할 등 기하광학의 기초개념에 대하여 정성적인 조사를 통하여 학부생의 수업전과 후의 개념유형 및 변화를 살펴보고 전통적 수업 방법에 대한 문제를 제기한다. (중략)

• 과학교육연구지
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• 제38권1호
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• pp.182-195
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• 2014

기하광학에서의 광선작도는 빛의 진행과정을 시각적으로 형상화할 수 있다는 측면에서 중요성을 가진다. 굴절 개념의 경우, 직진이나 반사에 비해 난이도가 높은 탓에 학생들 뿐만 아니라 교사들의 경우에도 이해도가 낮다. 올바른 개념이해를 위하여 광선을 그려보는 활동과 이를 실제 상황에 적용해보는 활동이 필요하다. 이에 따라 이 연구에서는 교사들의 시각적 형상화를 돕기 위해 광선작도 활동이 포함된 빛의 굴절에 대한 동료 교수법 교사연수 프로그램을 개발 및 적용하고 개념변화 정도를 측정하였다. 예비교사 29명과 초등교사 21명에게 각각 적용하고 사전, 사후 검사 점수를 분석하였다. 사전검사의 분석 결과, 빛의 굴절을 초중등 교육과정에서 학습하였음에도 불구하고, 수업 전에는 대부분의 연구 참여자가 굴절되는 빛의 경로를 잘 이해하지 못하고 있었다. 동료 교수법 교사연수 프로그램을 적용한 후에 시행된 사후 검사 결과, 광선작도 연습이 시각적 형상화를 도와 학습한 내용을 다른 맥락에 적용할 수 있도록 해준 것을 알 수 있었다. 따라서 빛의 굴절을 이해할 수 있는 교사연수 프로그램으로서 빛의 경로를 시각적으로 형상화하여 이해하고 개념검사문항을 통해 이를 적용해볼 수 있는 프로그램을 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권1호
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• pp.11-18
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• 2021

이 연구는 초등예비교사가 빛의 굴절 단원의 교사용 지도서를 읽을 때 생성한 질문을 분석함으로써 개념이해에 있어서의 어려움과 지도계획을 세울 때의 어려움에 어떤 것이 있는지를 분석하는 것을 목적으로 한다. 2015 개정 교육과정 6학년 1학기 '빛과 렌즈' 단원의 지도서를 읽고 초등예비교사 283명이 생성한 의미있는 질문은 총 592개였고 이 중 물리 개념이해를 위한 질문은 총 306개, 교육학적 질문은 총 286개였다. 분석 결과, 초등예비교사는 물리 개념이해 측면에서 굴절이 일어나는 원인, 빛을 산란시켜야 하는 이유, 볼록렌즈의 초점거리에 따른 상의 변화 원인 등 교과서에 제시된 현상이 일어난 '원인'의 개념 이해에 어려움을 가지고 있었다. 지도계획 측면에서는 개념의 설명방법에 대한 질문, 즉 초등학생에게 개념에 대한 설명을 하지 못하고 현상만을 지도하여야 하는 것에 대한 질문, 특정 개념에 대한 구체적인 설명방법, 실험 방법 등에 대한 질문 그 뒤를 이었다. 교사용 지도서에는 교사들의 개념이해를 돕기 위한 여러 가지 설명들과 보충자료가 포함되어 있음에도 불구하고 일부 개념에 대해서는 지도서를 읽고서도 의문이 해결되지 않는 초등예비교사가 많이 있다는 것을 알 수 있다. 질문의 빈도가 높은 개념에 대해서는 좀 더 알기 쉽게 지도서를 작성할 필요가 있다. 지도계획에 있어서는 교수법과 실험방법에 대한 질문이 많았기 때문에 교사용 지도서에서 개념의 설명방법에 대한 예시와 구체적 실험방법을 좀 더 제공할 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.703-717
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• 2014

물리에서 멘탈 시뮬레이션은 개념을 이해하거나 생성하기 위한 중요한 매커니즘이다. 만약 학생들이 멘탈 시뮬레이션에 어려움을 겪는다면 물리 개념의 이해 또한 어려워진다. 3차원 시뮬레이션 콘텐츠는 학생들에게 공간적 조작의 가이드를 제공함으로써 물리 개념 이해를 도울 수 있다. 이 연구에서는 빛의 직진 개념의 이해를 돕기 위한 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하여 대학생 20명에게 적용하였다. 적용 결과, Hake gain이 0.93으로 수업에 대해 매우 높은 수준의 이해도를 보였다. 또한 학생들은 새로운 맥락에 대해서도 멘탈 시뮬레이션을 통해 현상을 잘 예측하였다. 이를 통해 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 통해 학생들의 개념 이해가 잘 이루어졌음을 알 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.60-66
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• 1999

본 논문은 새로운 교육환경에 부응하는 학습자 중심의 시뮬레이션 코스웨어를 설계 구현하였다. 그 소재는 고등학교 물리과목의 빛의 반사와 굴절로 한다. 이 논문에서는 코스웨어의 유형과 학생 중심 학습 신념이나 대체 개념을 교수-학습에 고려한 구성주의 학습 개념을 정의하고 이론적 배경을 소개한다. 컴퓨터 시뮬레이션의 교수-이론 구조 절차를 살펴보았으며. 빛의 반사와 굴절에 대한 기본적인 개념을 다루고, 구면거을의 상과 렌즈의 상을 간단한 원리와 관계식 모형으로 설명한다. 구성주의 학습이론에 근간한 컴퓨터시뮬레이션 코스웨어 설계절차를 제시하고 구현함으로써 빛의 반사와 굴절시 물체의 거리와 초점거리의 변화에 따라 상의 종류 상의 형태상의 거리가 변화함을 보여주고 있다.

• 한국과학교육학회:학술대회논문집
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• 한국과학교육학회 2009년도 55차 정기총회 및 동계학술대회
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• pp.54.2-54.2
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• 2009