• 한국학교수학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.39-60
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• 2015

본 논문에서는 van Hiele의 단계적 교수법에 근거한 예비교사들의 수학 수업에서 학생들을 지식 구성의 주체로 만드는 탐구 활동의 활성화 방안을 탐색하고자 한다. 이를 위하여 예비교사들의 수업 지도안과 수업 시연에서 van Hiele의 단계적 교수법의 정보 단계와 안내된 탐구단계에서의 교수 학습 상황을 분석한다. 이와 같은 교수 학습 상황에서 탐구학습 또는 발견학습의 활성화 가능성을 탐색한다. 특히, 본 연구에서 삼각형의 외심과 내심을 두 도형의 위치관계라는 개념구조 안에서 삼각형과 원의 위치관계를 출발점으로 설정하는 방안을 제안하고 이 제안에 대한 구체적인 실행 방법으로서 "사실1: 삼각형의 외접원은 유일하게 존재한다."와 "사실2: 삼각형의 내접원은 유일하게 존재한다."는 두 가지 사실의 도입과 증명을 van Hiele의 단계적 교수법에 근거한 새로운 지도방법으로 제시하고자 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.725-739
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• 2022

본 연구는 AR 기술을 활용하여 안내된 과학탐구 프로그램을 개발함에 있어서 초등 예비교사들이 무엇에 중점을 두었으며, 어떠한 어려움을 겪었는지 분석하고, 이를 토대로 예비교사의 역량 함양 및 양성교육을 위한 시사점을 제공하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 AR 기반 안내된 탐구 프로그램을 개발하는 강의에 참여한 초등 예비교사들의 사례를 수집하고 그들이 중점을 둔 부분과 겪은 어려움을 프로그램 '설계 단계'와 '제작 단계'로 범주화하여 분석하였다. 분석 결과, 프로그램 설계 단계에서 예비교사들은 능동적인 탐구과정을 촉진하는 시나리오를 구성하고, 동시에 AR 기술이 지닌 고유의 행위유도성으로서 3D 환경의 생생한 시각 자료를 구성하여 가상세계와 실세계에서의 탐구 경험을 의미 있게 연결짓는 데에 중점을 두었다. 또한 예비교사들은 시나리오의 설계, 탐구 프로그램 개발을 위한 정보 수집, 초등학생의 능동적 관찰을 이끄는 방법구현에 어려움을 경험하였으며, 탐구에 대한 근본적 의문으로 어려움을 겪었다. 또한 예비교사들은 AR 기술의 장점을 살리는 것을 어려워하였으며, 컨텐츠 제작 프로그램인 CoSpaces에 대한 배경지식이 부족하여 탐구 프로그램을 구상하는 데에 어려움을 겪었다. 프로그램 제작 단계에서는 초등학생들이 탐구에 집중할 수 있는 환경을 조성하기 위해, 예비교사들은 프로그램 조작을 쉽고 단순하게 구성하고자 했으며, 게임적 요소나 쌍방향적 상호작용 요소를 추가하여 학습자의 흥미를 높일 방법에 중점을 두었다. 또한 CoSpaces를 이용한 프로그래밍 과정에서 어려움을 겪었다. 이러한 결과를 바탕으로 예비교사 역량 함양 및 교사양성교육 방안 모색을 위한 시사점에 대해 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1199-1213
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• 2011

이 연구는 자유탐구의 주제 선정과정에서 중학생들이 겪는 어려움의 유형을 파악하기 위해 실시되었다. 연구목적의 달성을 위해 중학교 1학년 학생 11명이 참여하였고, 자유탐구 활동지와 심층면담의 분석을 통해 귀납적 분석을 실시하였다. 학생들은 자유탐구를 경험하면서 주제선정단계에서 한번 이상의 어려움을 경험하였고, 어려움의 경중은 개인차가 있었지만 주제 선정과정의 체계화된 안내가 필요함을 확인하였다. 자유탐구활동의 주제선정단계 중 탐구대상선정의 어려움으로는 제한 없는 탐구대상 선정에 대한 부담감, 과학적 탐구대상의 이해 부족, 학생들의 과학적 탐구 호기심 부족이 나타났다. 탐구대상을 제한하는 것에 대해서는 학생 선택이 필요하다. 대상선택의 기회제공 유무를 판단하여 자유탐구의 본 취지가 수용된 전략적 지도가 필요하다. 자유탐구활동의 주제선정단계에서는 과학적이지 못한 주제 선정, 단답형식의 해결 가능한 주제 선정, 탐구의 실현 가능성 여부, 주제에 관한 선언적 지식의 부족, 재미에만 집중된 주제를 선택하여 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 참가학생들은 자유탐구활동에 대한 경험 부족, 주제선정단계별 실패로 인한 흥미 저하, 자유탐구활동 자체에 대한 부담감을 이유로 자유탐구활동을 중단하는 것으로 나타났다. 자유탐구활동의 성공적 실행을 위해 주제선정단계에 대한 구조화된 안내가 이루어져야 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.94-108
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• 2019

이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학 영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다. 그 결과, '가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환' 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다. 세부적으로는 9개 평가 요소 중 '탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출'은 높은 수준을, '실험 설계'는 평균 수준을, '자료 해석, 일반화, 평가'는 낮은 수준을, '자료 변환'은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.

• 한국영재학회:학술대회논문집
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• 한국영재학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.143-144
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• 2003

6차 교육과정부터는 과학 교육에서 학생들의 학습 목표를 과학 개념에 대한 이해 뿐 아니라 탐구 사고력 및 기능 향상도 중요한 목표로서 취급하고 있다(교육부, 1992). 그런데 학생의 탐구 사고력을 향상시킬 수 있는 과학교육이 제대로 이루어지지 못하고 있는 것이 현재의 실정이다. Schwab(1961)가 탐구 학습의 단계를 분류하면서 지적한 바 있듯이 탐구는 주어진 과제를 해결하는 고정적 탐구보다는 스스로 과제를 설정하고 이를 해결하려 하는 유동적 탐구가 더 바람직한 방향이며, 이러한 유형의 탐구를 통하여 학생들은 창의성의 신장과 함께 과학적탐구가 이루어지는 과정을 더 올바르게 이해할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 탐구의 상황을 학교 실험실만이 아닌 좀 더 생활 주변의 여러 가지 경험과 관련된 쪽으로 안내하는 것도 필요하다. 최근 활발한 컴퓨터의 보급과 인터넷 환경의 확대로 인하여 학생들이 이러한 환경에서 교사와 직접 동일한 시간, 동일한 장소에서 대면하지 않고도 의사소통하고 교수-학습이 이루어질 수 있는 기회가 사회적으로 가능해지고 있다. 이러한 원격교육은 교사의 안내에 따른 탐구 교수 형태의 개념 확인 및 검증 실험이 대부분인 전통적 과학학습 방법과 달리 학생 스스로 문제를 찾고 해결하려고 시도하는 것을 통하여 과학적 탐구 기능의 향상은 물론 과학적 개념의 획득, 과학, 사회, 기술에 대한 폭넓은 인식을 형성하는데 도움이 된다. 또한 인터넷 환경을 이용하면 학교 실험실 상황을 벗어나 학생들에게 다양한 탐구 활동 기회를 제공할 수 있고, 또한 그에 따른 의사 소통이 더 용이해질 수 있다. 이에 따라서 본 연구에서는 탐구 과정기술과 사고력을 중시하는 초등학교 과학과목의 특성을 고려하여 이에 적합한 인터넷 원격교수-학습을 위한 교수-학습 모형과 학생들의 과학적 탐구력과 사고력을 신장시킬 수 있는 멀티미디어 학습자료를 개발하고, 이를 실제적으로 적용할 수 있는 웹사이트를 개발, 현장에 적용하여 원격교수학습이 과학적 탐구력과 사고력에 미치는 효과에 대하여 조사하였다.

• 과학교육연구지
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• 제35권1호
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• pp.48-58
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• 2011

이 연구는 대학 부설 과학영재교육원에서 실시되는 사사교육을 위한 효과적인 모형을 제안하기 위해 수행되었다. 지금까지 발표된 과학영재를 위한 사사모형은 과학고 학생이 참여하는 R&E에 초점이 맞추어져 있다. 대학부설 과학영재교육원에서도 중학교 3학년 학생들을 대상으로 사사교육이 이루어지고 있어 이들을 위한 사사모형 개발이 필요하다. 이 연구의 목적은 비교적 명확한 단계와 용어를 사용하면서 과학탐구 능력과 과학 창의성에 이론적 배경을 둔, 과학영재교육원 사사교육을 위한 모형을 제안하는데 있다. 과학영재를 위한 사사모형들을 분석하였고, 과학 탐구 과정과 과학 논문 형식에 비교하여 서론-방법-결과-결론 4단계로 이루어진 과학 논문 형식을 채택하였다. 본격적인 연구 전에 '준비' 단계를, 연구 후에 '정리' 단계를 두어 총 6단계로 이루어진 모형을 개발하였다. 이 모형을 토대로 국립 K대학교 과학영재교육원 물리 사사과정 학생들을 대상으로 적용하여 모형을 평가하고 수정하였다. 적용 결과, 모형의 장점과 개선점을 파악하였다. 이 모형은 전체적으로 학생들을 지도하는데 효과적이었으며, 피드백이 필요한 부분 등의 개선점은 보완되었다. 결론적으로 준비-서론-방법-결과-결론-정리 6단계로 이루어진 사사 모형을 제안하였다. '준비' 단계에서는 팀 구성, 래포 형성, 일정 안내를, '서론' 단계에서는 이론 교육, 실험 기능 교육, 연구의 필요성과 목적 안내, 연구문제 설정을, '방법' 단계에서는 실험 시스템 구성, 실험설계, 재료 준비를, '결과'단계에서는 실험수행, 그래프 작성, 자료 해석을, '결론' 단계에서는 토의, 결론 도출, 새로운 연구주제 제안을, '정리'단계에서는 보고서 작성, 발표, 반성을 세부 과정으로 제안하였다. '서론'과 '방법' 사이에, '방법'과 '결과' 사이에 피드백이 이루어지도록 하였다. 세부 과정별로 필요한 과학탐구요소와 과학창의성요소를 표시하여 멘토가 참고하도록 제시하였다.

• 영재교육연구
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• 제24권1호
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• pp.63-80
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• 2014

자유탐구는 영재학습자를 위한 대표적인 교수학습 방법 중 하나이다. 그러나 자유탐구는 매우 복합적인 학습과정이기 때문에 이를 성공적으로 수행하기 위해 영재들은 다양한 영역에 걸친 복합적인 역량들을 개발해야 한다. 본 연구는 과학영재들이 자유탐구를 통해 보다 전문가 수준에 가까운 연구역량을 키우고, 차별화된 산출물을 내놓는 과정에서 비계로 활용할 수 있도록 연구단계별 질문목록을 개발하였다. 이를 위해 연구방법론, 학술적 글쓰기, 탐구와 관련된 학습 연구 등 자유탐구와 관련될 수 있는 다양한 분야의 문헌들을 검토하였다. 이를 바탕으로 자유탐구를 인지적, 초인지적, 사회문화적 과정으로 규정하여 질문목록의 개발발향을 설정하였다. 이어서 자유탐구의 목표를 상세화한 후에 연구의 단계를 범주화하는 모형을 개발하고, 각 연구단계별로 탐구의 성공적인 수행에 도움이 되는 주요 질문들을 개발하였다. 끝으로 본 질문목록을 활용하여 영재 학생의 자유탐구를 지도할 때 유의할 점들을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.95-112
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• 2012

이 연구에서는 초등학생의 관찰과 분류를 중심으로 한 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 개발, 적용하여 학생들의 과학 탐구기능 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 명시적이고 반성적인 교수 학습전략은 이론적 고찰 후에 초안을 개발하고 전문가 검토를 거쳐 수정, 보완하였다. 실제 수업 진행을 위해 실험집단은 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 적용하여 수업하였고, 통제집단은 교사용지도서에 따른 일반적인 수업을 하였다. 학생들은 수업시행 전 후 과학탐구능력검사와 수업시행 후 학업성취도 검사를 하였다. 그리고 수업전사자료, 심층면담, 교사의 반성적 저널을 통해서 수업 전 후 탐구기능의 변화를 살펴보았다. 연구의 결과로 첫째, 개발한 교수 학습전략의 단계를 (1) 동기유발하기, (2) 반성적으로 탐색하기, (3) 명시적으로 안내하기, (4) 명시적으로 탐구하기, (5) 반성적으로 검증하기의 5단계로 설정하였다. 둘째, 개발한 교수 학습전략의 수업 적용 결과, 정량분석에서는 관찰과 분류에 대한 탐구능력의 성취도 향상이 전체(관찰과 분류를 합한 탐구능력)와 관찰능력에는 효과적이었으나, 분류능력에는 효과가 나타나지 않았다. 또한 개발된 수업전략을 적용한 수업은 학업성취도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 학업성취도와 탐구능력의 상관관계를 분석한 결과, 학업성취도를 높이기 위해서는 탐구능력의 향상이 중요하다는 사실을 알 수 있었다. 셋째, 정성분석결과, 개발한 교수 학습전략을 적용한 수업에서 교사의 명시적인 안내와 소집단 활동을 통하여 반성적인 학습활동이 이루어졌다. 이는 학생의 관찰과 분류의 탐구기능 향상에 효과적이었다. 그리고 정량분석과 정성분석 결과를 통해 과학탐구의 가장 기본적인 관찰기능이 형성된 후 이를 바탕으로 분류기능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권1호
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• pp.113-122
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• 2018

레벨 3단계의 자율주행 차량에서는 차량에서 운전자에게로 제어권을 이양하는 시점이 존재하게 된다. 이 때에 운전자는 전방으로 주의를 돌려 상황에 대한 인지를 해야 한다. 이 시점에서 휴먼 에러가 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 적절한 정보를 운전자에게 전달해야 한다. 본 연구에서는 운전자 관점에서의 제어권 전환 시점을 'in-the-middle-of-the-loop'이라 정의하고, 요구 정보를 도출하기 위해 과업 분석과 작업 도메인 분석을 실시하였다. 그 결과, 요구 정보 타입과 그에 따른 인터페이스 고려사항을 도출하였다. 마지막 단계로는, 앞서 도출된 정보 타입 중 시스템 투명도에 대한 정보와 운전자 안내에 대한 정보를 선별하여 정보 별 운전자의 상황 인지, 인지 부하 그리고 반응 시간에 미치는 영향을 탐구하였다. 결론적으로, 상황의 위험도에 따라 시스템 투명도에 대한 정보를 다르게 제공해야 하며, 운전자 안내가 제어권 전환 후 상황 인지를 도와줄 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제60권3호
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• pp.363-386
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• 2021

통계를 의미 있게 학습하기 위해서는 실제 데이터로 통계적 문제해결을 경험할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 특히 문제 설정 단계에서의 탐구 질문은 학생들이 통계적 문제해결 과정의 시작부터 결론까지 성공적으로 안내하는 데에 중요하다. 이에 본 연구는 문제 설정 단계에서 예비 수학교사들의 탐구 질문에 대해 혼합연구방법을 실시하였다. 그 결과 일부 예비 수학교사들은 통계적 질문을 분류하는 과정에서 질문의 의미나 변수가 명확하지 않거나 통계 지식에 대한 오개념으로 인하여 통계적으로 해결할 수 없는 질문을 분류하였다. 또한 예비 수학교사들의 50%만이 통계적 문제해결에 적합한 6가지 조건을 모두 충족시켰으며, 나머지 50%는 일부 조건만 충족시켰다. 따라서 이러한 결과는 예비 수학교사들에게 교사 교육을 통해 통계적 문제해결 과정을 경험할 수 있는 기회를 제공해야하며, 그 중 문제 설정 단계는 매우 중요하므로 문제 설정 단계도 일련의 세분화된 과정이 필요하다는 점을 제안할 수 있다.