• 한국과학교육학회지
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• 제25권4호
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• pp.533-540
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• 2005

이 연구에서는 물질의 입자적 성질이 강조되는 화학 개념 학습에서 학생들에게 제공되는 다양한 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진시키는 방법으로서의 그리기와 쓰기의 효과에 대해 알아보았다. 남녀공학 중학교 1학년 224명을 통제 집단, 그리기 집단, 쓰기 집단으로 배치한 후,'보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 하였다. 세 집단 모두 거시적인 현상을 실험을 통해 관찰하게 한 후, 통제 집단 에서는 시각적 정보와 언어적 정보를 동시에 제공하여 학습하게 하였고, 그리기 집단에서는 제공된 언어적 정보에 대한 정신 모형을 그림으로 그리게 한 후, 이를 시각적 정보와 비교하게 하였으며, 쓰기 집단에서는 시각적 정보에 대한 정신 모형을 글로 쓰게 한 후, 이를 언어적 정보와 비교하게 하였다. 이원 공변량 분석 결과, 쓰기 집단의 개념 이해도 점수가 통제 집단보다 유의미하게 높았으며, 그리기 집단은 통제 집단보다 통계적으로 높은 경향성을 보였다. 개념 이해도 점수에서 수업 처치와 공간 시각화 능력 사이의 상호 작용 효과는 없었다. 학생들의 수업 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 쓰기와 그리기 활동을 통해 개념 이해가 잘 되었다고 응답하였으며, 일부 학생들은 쓰기와 그리기가 재미있었다고 응답하기도 하였다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제25권3호
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• pp.497-524
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• 2011

교과간의 연결성을 바탕으로 통합교육에 대한 필요성이 꾸준히 대두되고 있는 요즘 본 연구는 간학문적 통합교육이 가능한 수학의 함수단원과 화학의 분자운동단원을 선택하여 통합적 교수모형을 설계하고 경기도 성남시에 거주하는 학생을 대상으로 총 5단계의 8차시에 걸친 사례연구를 2010년 2학기말에 실시하였다. 연구결과 수학과학통합교육은 상호 교과의 공통내용을 학습하는데 시너지효과를 주며 긍정적인 변화를 가져왔다. 실생활의 자연적 현상에 대한 예로부터 MBL를 사용하여 기체의 부피, 온도, 압력 등의 측정값을 구하였고 이 측정값으로부터의 보일의 법칙과 샤를의 법칙 속에 함수개념을 이해할 수 있었는데 두 주제가 공통의 학습목표를 지향하기에 Fogarty의 통합적 교수모형이 적절하였음을 알 수 있었다. 학생들의 학습과정을 통해 전체 5단계를 걸쳐 학습하는 동안 함수에 대한 개념이 확립되어 일반화하는 단계까지 점진적 수학화가 이루어졌다고 할 수 있으며 따라서 수학적 과학적 사고의 통합이 가능하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권3호
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• pp.367-375
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• 2006

이 연구에서는 물질의 입자성에 대한 개념 학습에 제공되는 다양한 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진시키는 방안으로 고안된 그리기와 쓰기에서, 학생들에게 제공되는 시각적 정보의 형태(정화상/동화상)에 따른 교수 효과를 조사하였다. 남녀공학 중학교 1학년 233명을 통제 집단, 정적 그리기(SD) 집단, 동적 그리기 (DD) 집단, 정적 쓰기(SW) 집단, 동적 쓰기(DW) 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 실시하였다. 개념이해도 검사 점수에 대한 이원 공변량 분석 결과, 그리기(SD, DO) 집단과 쓰기(SW,DW) 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 사각적 정보의 형태(정화상/동화상)에 따른 교수 효과를 비교한 결과, 쓰기에서는 정화상보다 동화상을 제공하였을 때 공간 시각화 능력이 낮은 학생들의 개념 이해도 검사 점수가 더 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 반면, 그리기에서는 공간시각화 능력에 관계없이 시각적 정보의 형태에 따른 개념 이해도 검사 점수 차이가 유의미하지 않았다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 동화상을 사용하는 집단(DD, DW) 학생들의 대부분이 그리기나 쓰기에서 동화상을 제공하는 것에 대해 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권2호
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• pp.191-199
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• 2006

이 연구에서는 물질의 입자성에 대한 다중 표상 학습에 그리기를 적용하는 전략에서 학생들의 정신 모형을 그리는 시기에 따른 교수 효과를 조사하였다. 또한 학생들의 장의존성 장독립성이 그 교수 효과에 미치는 영향도 조사하였다. 2개의 중학교 1학년 295명을 통제 집단, 후그리기 집단, 전그리기 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 진행하였다. 연구 결과, 개념 이해도 검사에서 후그리기 집단과 전그리기 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 그러나 수업 처치와 장의존성 장독립성 사이의 상호작용 효과는 없었다. 상황 흥미 검사에서는 새로움 영역의 경우, 두 그리기 집단의 장독립적인 학생들의 점수가 통제 집단의 장독립적인 학생들의 점수보다 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 주의집중 요구 영역에서는 장독립적인 학생들의 경우 집단간 점수 차이가 유의미하지 않았으나, 장의존적인 학생들의 경우에는 전그리기 집단의 점수가 통제 집단과 후그리기 집단의 점수에 비해 낮은 경향이 있었다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 대부분의 학생들이 후그리기와 전그리기에 대해 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 그러나 전그리기 집단의 장의존적인 학생들이 후그리기 집단의 장의존적인 학생들보다 부정적인 응답을 더 많이 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권2호
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• pp.156-167
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• 2009

이 연구에서는 다중표상을 활용한 화학 개념 학습에서 학생들의 장독립성 장의존성에 따른 동화상의 효과를 연계 오류와 개념 이해 측면에서 조사했다. 남녀공학 중학교 1학년 학생 123명을 글과 정화상을 통해 학습하는 정화상 집단과 글과 동화상을 통해 학습하는 동화상 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과'샤를의 법칙'에 대해 2차시 동안 수업을 진행했다. 연구 결과, 정화상 집단보다 동화상 집단의 연계 오류 비율이 낮았으나, 장독립성 장의존성에 관계없이 학생들의 연계 오류의 발생 비율은 여전히 높았다. 또한, 학생들의 장독립성 장의존성에 따른 두 집단의 연계 오류 발생 비율의 차이는 연계 오류 유형에 따라 다소 다른 경향이 있었다. 개념 이해도 검사에서는 정화상 집단보다 동화상 집단의 점수가 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미했다. 그러나 수업 처치와 학생들의 장독립성 장의존성 사이의 상호작용 효과는 없었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.28-36
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• 2007

이 연구에서는 소집단 토론이 화학 개념 학습에서 제공되는 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진하는 방안으로서의 그리기와 쓰기에 미치는 영향을 학생들의 시각적 학습 양식에 따라 조사하였다. 남녀공학 중학교 1학년 학생 449명을 개별 그리기 집단, 2인 1조의 소집단 그리기 집단, 개별 쓰기 집단, 2인 1조의 소집단 쓰기 집단에 배치한 후, '보일의 법칙', '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 실시하였다. 개념 이해도 검사 결과, 시각적 학습 양식과 관계없이 개별 그리기 집단보다 소집단 그리기 집단의 점수가 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 쓰기 집단에서는 시각적 학습 선호 학생들의 경우 소집단 쓰기 집단의 점수가 개별 쓰기 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았으나, 시각적 학습 비선호 학생들의 집단 간 점수 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 소집단 그리기 집단의 점수가 소집단 쓰기 집단의 점수보다 통계적으로 높은 경향성을 보였다. 많은 학생들이 소집단 그리기와 소집단 쓰기에 대해 인지적, 동기적 측면에서 긍정적으로 인식하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권1호
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• pp.433-439
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• 2020

이 연구는 수심에 따른 공기소모량의 변화를 인간의 특성 및 이론값과의 비교·분석하였다. 실험 결과는 다음과 같다. 첫째, 실험대상자 A·B는 수심에 따라 각각 비슷한 상승률을 보였다. 둘째, 실험대상자 C는 수중 25m에서 공기소모량의 상승률이 유의하게 높게 나타났는데, 그 이유는 깊은 수심의 수압에 신체가 민감하게 반응하여, 호흡이 다른 참여자보다 다소 빨라 공기소모량을 증가시킨 것으로 보인다. 셋째, 실험대상자 D·E는 공기소모량이 전반적으로 유의하게 낮게 나타났다. 이는 D와 E의 연령이 각각 37세, 35세로 실험대상자 중 가장 젊고, 체력이 강건하며, 군 복무 당시 해상의 심해 잠수경험이 풍부하여 나타난 결과로 보인다. 넷째, 실험대상자 분당 평균 공기소모량은 수면과 비교하여 수중 5m는 약 1.45배, 수중 10m는 약 1.85배, 수중 20m는 약 2.8배로 분당 공기소모량이 증가하였다. 이는 구조대원 각자의 경험과 체력, 신체가 수중에서 적응하는 정도의 차이, 그리고 수중 호흡법이 달라서 나타난 결과로 보인다. 마지막으로 실험 평균값과 이론값의 차이는 실험대상자 구조대원 5명 각자의 경험과 체력, 신체가 수중에서 적응하는 정도의 차이 및 수중 호흡법에 따라 이론값보다 많거나 적게 공기를 소모하여서 나타난 결과로 보인다.

• 대한화학회지
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• 제57권5호
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• pp.640-655
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• 2013

우리나라 중학교 '과학1'에 실려 있는 '물질의 상태 변화'와 '분자의 운동'에 대한 서술 내용이 요구하는 인지 요구도를 분석하였다. '분자의 운동'에는 '확산과 증발', '기체의 압력과 부피', '기체의 온도와 부피', 그리고 '상태 변화와 열에너지' 개념이 포함된다. 인지 요구도 분석에 활용한 분석 준거는 영국에서 개발된 과학 교과 내용 분류틀에 있는 3종류 분석틀이다. 분석 대상인 6종 교과서 내용들이 요구하는 인지 수준들은 구체적 조작 수준과 형식적 조각 수준들이 다양하였다. 해당 내용에는 여러 인지 수준들이 있으나 그 중에서도 높은 인지 수준을 요구하는 내용들을 보면 다음과 같다. 첫째, 단원 초기에 물질의 세 가지 상태를 설명할 때에는 그 서술 내용이 요구하는 높은 인지 수준이 6종 모두 후기 구체적 조작 수준이다. 그러나 단원의 초기 이후부터는 이에 대한 설명이 모두 초기 형식적 수준이다. 분자 배열과 분자 모형에 관한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 모든 6종 교과서가 분자 운동으로 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 둘째, 확산과 증발 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 6종 교과서 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 왜냐하면 상태 변화를 분자 운동론으로 서술하고 있어서 초기 형식적 조작 수준이다. 셋째, 기체의 압력과 부피, 기체의 온도와 부피 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 분자 운동을 이용한 형식적 모델을 이해해야 하고 그리고 그래프를 통해 보일 법칙과 샤를 법칙을 이해해야 하기 때문에 학생들은 고차식의 그래프를 해석해야 하며, 두 독립변수 사이의 관계를 발견해야 하므로 초기 형식적 조작 수준이다. 넷째, 상태 변화와 열에너지 개념에 대한 내용이 요구하는 높은 인지 수준은 교과서 6종 모두 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 끓는점과 어는점을 설명하는 고차식 그래프의 해석 능력을 요구하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 물질의 상태 변화와 온도의 관계도 분자 운동론을 이용하여 서술하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다.