• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권2호
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• pp.143-150
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• 2005

가상 필드는 초등학생들이 수학이나 과학에서 많이 필요로 하는 관찰력과 과학적 탐구 능력을 키워주기 위해 만들어진 시뮬레이션 가상현실 환경이다. 지난 4년간 가상 필드는 한 초등학교의 여러 학년 학생들을 상대로 사용되었는데, 가상 필드에서 탐색을 하던 학생들이 방향감을 잃어버리거나 또 자료 수집에 어려움을 보이는 등 여러 가지 문제점이 발견되었다. 이렇게 발견된 문제들을 해결하고 학생들이 좀 더 원활하게 자료 수집을 쉽게 할 수 있도록 도와주기 위해 처음에는 단순히 종이를 이용하는 형태에서 점진적으로 다양한 멀티미디어 환경을 이용하는 프로그램들을 개발하여 학생들에게 제공하였다. 이 논문에서는 초등학생들이 가상현실을 교육에 사용하면서 발생했던 문제점들을 기술하고 그것을 해결하기 위해 제공된 프로그램들을 설명한다. 또한 이런 프로그램들이 어떻게 사용자들의 행동에 영향을 주었는가에 대해서 설명한다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.196-209
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• 2009

이 연구의 목적은 공대 졸업생들의 대학 졸업 시의 공학기초능력 수준과 실제 직업에서의 중요도를 조사하고 교육 요구를 분석하는 데 있다. 이를 위해 공대 졸업생 807명을 대상으로 질문지에 의한 조사 연구를 수행하여, 공학기초능력의 대학 졸업 시 수준, 실제 직업에서의 중요도를 조사하였다. 또한 공대 학과별 공학기초능력의 수준 및 직업에 따른 업종별 공학기초능력의 실제 중요도를 조사하였으며 공학기초능력에 대한 교육 요구도 함께 조사하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공대 졸업생들의 대학 졸업 시 전체적인 공학기초능력 수준은 5점 만점에 평균 3.3점이었다. 12가지 공학기초능력 중에서 직업 윤리적 책임 의식의 수준은 비교적 높은 반면에 공학적 문제해결능력과 공학적 실무 능력 수준은 상대적으로 부족했다. 둘째, 공학기초능력의 실제 직업에서의 중요도를 조사한 결과 평균 3.7로 나타났다. 공학기초능력 중에서 의사전달능력의 중요도가 가장 높았으며, 수학 기초과학 공학 지식과 정보 기술 응용 능력이 상대적으로 중요도가 낮은 것으로 나타났다. 셋째, 전체적으로 공학기초능력의 괴리 정도, 즉 교육 요구도는 0.48로 나타났다. 공학기초능력 중에서 교육 요구가 높은 것은 의사전달능력, 현실적 제한조건을 반영한 시스템 요소 공정 설계능력, 복합 학제적 팀워크능력, 세계문화이해와 국제적 협동능력, 그리고 자료 이해 및 분석 능력과 평생학습능력 등이었다. 위 연구 결과는 향후 공학교육 프로그램과 인증기준을 개선할 때에는 이를 적극 반영해야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권3호
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• pp.295-301
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• 2014

본 연구의 목적은 무게 재기 단원을 지도한 교사가 겪는 어려움과 무게 재기 단원을 학습하는 학생들이 겪는 어려움을 탐색하는 데에 있다. 이를 위해 교사 대상으로는 설문지, 면담, 자기반성성찰지를, 학생 대상으로는 설문지, 단원평가지, 면담을 통하여 자료를 수집하였으며 반복적으로 자료를 검토하고 범주화 하였다. 분석한 자료는 과학교육 전문가 2명과 함께 검토하였다. 연구결과 교사들이 겪는 어려움은 교사들의 절차적 지식의 부족, 교육과정의 연계성 부족, 충분하지 못한 수업환경, 그리고 학생들의 조작능력 미숙으로부터 나타났다. 학생들이 겪는 어려움은 오개념의 발생, 이해하기 어려운 개념, 조작능력 미숙, 수학적 능력의 부족, 실제에 원리 적용의 어려움, 문제해결능력 부족으로부터 나타났다. 그리고 교사들은 학생들이 실험부분에서 더 어려움을 겪는다고 인식을 하였으나 학생들은 개념을 이해하는데 더 많은 어려움을 겪는 것으로 나타났다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제6권4호
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• pp.411-433
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• 2004

7학년 학생들이 문자 사용과 대수식 표현에 심각한 어려움을 갖는다고 많은 연구자들이 보고하고 있다. 이에 븐 연구는 엑셀이 학생들의 문자 인식과 대수식 표현에 어떻게 기여하는지 살펴보았다. 2주간에 걸쳐 6시간 동안 4명의 7학년 학생들은 방과후에 다양한 엑셀 활동을 경험하였고 실험 전후에 그들의 이해를 확인하기 위한 면담이 이루어졌다. 학생들의 엑셀 활동과 면담을 분석하여 얻은 결과는 다음과 같다 첫째, 실험 후에 학생들은 식을 표현하기 위해 다양한 문자들을 사용하고, 문자가 어떤 대상뿐 아니라 변하는 대상을 나타냄을 인식하였다. 또한 그들은 같은 대상을 다른 문자로 나타낼 수 있고 다른 대상을 같은 문자로 나타낼 수 있음을 받아들였다. 둘째, 엑셀은 문제에 있는 변수와 불변량을 구분하고 변수들 사이의 수학적 관계를 찾는 학생들의 능력이 향상되었다. 그리고, 엑셀 환경에서 학생들은 전체적인 계산 절차를 좀 더 쉽게 다루기 위해서 여러 개의 단계로 나눌 수 있었다. 또한 엑셀은 즉각적인 산술 피드백을 제공하고, 학생들이 지필 환경에서보다 좀 더 형식적인 방법으로 계산을 표현하도록 하였다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제18권2호
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• pp.357-377
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• 2014

본 연구는 클립형 콘텐츠를 활용한 수학 수업이 학업성취도 및 태도에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 서울특별시 관악구에 소재한 S초등학교의 4학년 2개 반을 실험집단과 비교집단으로 나누어 실험 수업을 실시한 후 사전 사후 학업성취도 및 검사를 실시한 후 통계적으로 유의미한 변화가 있는지 살펴보았다. 또한 클립형 콘텐츠를 수학 수업에 적용하였을 때 학생들의 반응을 분석하기 위해서 질적 관찰을 실시하였다. 본 연구의 결과 클립형 콘텐츠를 활용한 수학 수업은 학업성취도에 긍정적인 영향을 주었다. 또한 클립형 콘텐츠를 활용한 수학 수업은 수학적 태도에도 긍정적인 영향을 주었는데, 특히 '교과에 대한 자아개념', '교과에 대한 태도' 영역에 긍정적인 영향을 주었다. 마지막으로 클립형 콘텐츠를 적용한 수학 수업에 대한 질적 관찰 결과, 클립형 콘텐츠를 활용한 수학 수업은 문제 해결력 향상, 수학적 의사소통 능력 신장, 수학 학습 동기 유발, 효과적인 발문 유도, 다양한 교육 내용 활용, 학습 공간의 확장에 긍정적인 영향을 주었다.

• 비교교육연구
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• 제28권3호
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• pp.333-354
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• 2018

본 연구는 우리나라 누리과정의 수학교육과 미국의 CCSS 및 뉴저지 주 Preschool Standards 수학교육과정을 비교 분석함으로써 누리과정 수학교육내용에 필요한 것이 무엇인지 시사점을 도출하여 향후 누리과정 수학교육의 개정 및 발전을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 분석준거는 선행연구를 참고하여 목표, 내용범주 및 내용, 세부 내용 및 특징으로 정하였다. 그 결과 첫째, 우리나라 누리과정은 수학적 지식을 구성하고 이를 바탕으로 일상의 문제를 해결하는 능력을 강조한 포괄적 목표를 제시한 반면 미국의 수학교육 목표는 유아들이 습득해야 할 수학적 내용 및 개념을 중심으로 구체적으로 제시하고 있다. 둘째, 한국과 미국의 내용범주 및 내용은 두 나라 모두 수와연산의 기초, 측정, 공간 및 도형 등에 대한 것을 다루고 있다. 우리나라 누리과정 수학교육은 자연탐구영역에서 1개의 내용범주를 제시하고 있고, 미국 CCSS의 내용범주는 주요 수학적 개념 5개이며 Preschool Standards 내용범주는 4개로 제시 되어있다. 셋째, 두 나라 유아수학교육은 유 초 연계를 포함한 연령 및 학년별 연계성과 기술방법에 차이점이 있다. 이를 통해 누리과정 유아수학교육 내용 개선 시 고려해야 할 점을 살펴보았다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제16권1호
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• pp.35-55
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• 2013

본 연구는 융합인재교육(STEAM)을 적용한 초등 수학영재교육 프로그램을 개발하고, 그 적용 효과를 알아보기 위하여 수행되었다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌 고찰을 통해 프로그램을 개발하였고, 프로그램 적용 효과를 알아보기 위해서는 리커트 척도(Likert scale)에 의한 양적자료 수집과 함께 개방형 질문을 포함하였다. 또한, 질적 자료를 수집하여 혼합모형설계(mixed-model design)를 하였다. 본 연구의 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 융합인재교육(STEAM)의 융합접근 모형을 만들고 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 영재 프로그램을 개발하였다. 둘째, 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 영재 프로그램에 대하여 만족도를 설문을 통하여 분석한 결과, 학습 내용과 학습 활동에 대한 만족도는 높았으나 학생용 수업자료의 구성에 대한 만족도는 낮다는 것을 알 수 있었다. 셋째, 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 영재 프로그램 학습내용 중 흥미로웠던 부분과 어려웠던 부분에 대한 질의에는 영재학생들 모두 'STEAM 학습 내용의 수학적 원리'라고 응답하였다. 넷째, 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 영재 프로그램의 수업에 대한 질적 증거 자료를 수집하여 분석한 결과, 학생들이 수학적 영역 중 각과 속도에 관한 부분에서 창의력과 문제해결능력이 증진된 것으로 확인 되었다. 특히 앵그리버드 게임의 수학적 원리가 어려움에도 불구하고, GeoGebra 환경에서 학생들 자신이 만든 '앵그리버드 게임'에 대해 자신감과 만족감을 나타내는 것을 확인 할 수 있었다.

• 인간행동과 음악연구
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• 제3권1호
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• pp.63-76
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• 2006

1980년대 이후 음악과 학습에 관한 많은 연구들은 다양한 학습 기술에 필요한 인지기술의 영역에 대한 음악의 효과성을 계속해서 입증해 오고 있다. 음악과 학습에 관한 많은 연구들은 주로 음악의 인지기술과 학습의 세부적 기술들을 개별적으로 연관 지어 다루고 있으며, 음악이 비음악적 능력에 어떠한 영향을 미치는 지에 관심을 두고 있다. 이에 본 연구는 인지 학습기술과 음악적 인지기술과의 상관관계를 설명하고 있는 다양한 이론 및 연구들을 소개하고, 이를 통해 음악이 비음악적 능력 중 학습 기술에 어떠한 영향을 미치는 지를 정리해 보고자 하였다. 먼저 음악적 능력과 공간 지각력과의 상관관계를 설명하는 두 가지 이론으로서, "신경적 연계성(neural theories)" 이론과 "근접적 전이(near transfer)" 이론에 대해 살펴보았다. 이를 통해 음악적 기술과 공간적 기술을 담당하는 대뇌의 신경망 구조에서 음악 정보를 처리하는 과정이 어떻게 공간적-시간적 정보처리 과정과 연계되는 지를 설명하였다. 또한 음악이 학습과정에 필요한 주의력, 관찰력, 독립적 사고, 문제해결력, 비판적 사고 등을 강화시킨다고 제안하는 "동기이론"을 소개하였다. 이러한 이론들에 근거하여 음악과 학습기술과의 상관관계를 메타분석한 연구들을 살펴보았다. 많은 연구들이 음악기술과 학습기술의 상관관계는 물론 유의미한 인과 관계가 있음을 보여주었으며 이러한 결과들은 음악적 훈련 과정에서 습득되는 음악의 공간적, 시간적 개념이 학습기술에 긍정적인 영향을 미친다는 점을 지지한다. 다양한 학습기술에서도 공간 지각 능력을 주로 사용하는 수학과 읽기에 관한 연구가 많았는데, 특히 수학적 개념 중에서 분수나 집합 개념과 같은 추상적 개념들이 가장 높은 상관관계가 있었으며 읽기 능력에서는 시간적 개념에 근거한 단어 나열, 문자로 상징된 언어를 해석(decode)하는 기술이 강화된다는 점을 보여주었다. 음악과 학습과의 관계를 설명한 많은 연구들은 음악의 지각인지 기술이 다른 학습 분야에 전이된다는 사실을 이론적으로 지지하며, 또한 이러한 현상을 설명하는 세 가지 가설은 구조화된 음악활동이 학습 현장에 있는 아동들에게 효율적인 치료 교육적 개입이 될 수 있다는 근거를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.185-187
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• 2022

오늘날 4차 산업혁명 시대에서 교육 패러다임의 급격한 변화로 인공지능(이하 AI) 교육이 점점 더 강조되고 있다. 2022 개정 교육과정은 미래사회에서 필요한 기초소양과 역량을 함양할 수 있는 AI 교육을 제시하고 있다. 본 연구에서는 초·중등학교 AI 교육에서 컴퓨팅 사고력 및 수학적 사고력 향상을 위해 다음과 같이 제언하고자 한다. 첫째, 컴퓨팅 사고력 교육 측면에서 학생들이 AI 개념과 원리를 잘 이해하고 실생활의 문제해결을 위한 능력을 키울 수 있는 교수 원리 연구가 필요하다. 둘째, AI를 이해하기 위한 수학적 사고력 측면의 요소로서 학생들이 수식을 이용한 알고리즘과 컴퓨터가 인간처럼 사고하는 과정에서 이루어지는 학습원리를 습득할 수 있는 교육 프로그램이 요구된다. 향후 연구 과제로 교수자와 학습자의 관계에서 나올 수 있는 역량있는 학습 효과성 분석을 통한 기대치에 관한 연구에 대하여 제시하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.417-428
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• 2004

보존 논리는 조작적 사고를 가능케 하는 도구적 역할로서 과학, 수학, 물리학 등의 분야뿐만 아니라 일상 생활의 모든 측면에서 필수적인 개념이다. 보존 논리의 형성 여하에 따라 수리문제의 해결 능력과 과학적 유추 능력, 추상적 사고능력이 결정되며, 인지 발달 단계를 확인할 수 있는 개념이기도 하다. 따라서 이 연구에서는 보존 논리 형성과 전두엽연합령 기능과의 상관관계를 살펴봄으로써 아동의 사고력 향상과 과학개념 시기를 앞당기는 시사점을 마련하고자 하였다. 이 연구의 결과 초등학교 1, 2, 3학년 학생의 보존 논리의 형성 정도는 약 50% 정도였으며, 수 보존 논리의 형성 정도가 가장 높았고, 부피 보존 논리의 형성 정도가 가장 낮았다. 보존 논리의 형성은 비선형적으로 일어났으며, 보존 논리의 형성 정도에 따라서, 추론 능력과 설계능력, 보속적 오류에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 보존 논리와 전두엽연합령 기능과는 유의미한 상관관계를 보였다. 초등학교 저학년 학생들의 보존 논리 형성에 대한 예측 변인으로는 추론 능력과 설계 능력이였으며, 이들 변인이 보존 논리에 대한 설명력은 약 20% 정도이다. 이 연구의 결과, 초등학교 저학년에서 보존 논리가 미형성 단계에 해당하는 학생들이 많이 있지만, 이들 학생들의 보존 논리 형성을 위한 구체적인 노력이 부족한 실정이다. 또한, 보존 논리 형성에 전두엽연합령이 깊은 관계가 있어 전두엽연합령의 기능을 향상시키기 위한 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.