• 대한공업교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.247-261
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• 2014

지금까지 초등학교에서 발명교육은 정규교과를 통하여 이루어지기보다는 특별활동이나 재량활동을 통해서 이루어진 것이 대부분이었지만 2009개정 교육과정이 시행되면서 실과(기술 가정)교육과정에 발명교육이 정규교과 단원으로 반영되어 학교 정규교과 수업을 통한 발명교육이 이루어 질 수 있는 기반이 조성되었다. 따라서 발명교육이 정규교과 단원으로 반영되는 시점에서 발명교육의 경험 여부가 초등학생들의 발명태도에 미치는 영향을 알아보는 것은 의미 있는 일이다. 이 연구는 초등학생의 발명교육 경험 여부에 따른 발명에 대한 태도를 알아보는 것으로 발명영재수업을 받은 지역영재원 학생과 일반 초등학교에서 발명교육을 받은 학생, 발명교육을 전혀 받지 못했던 학생들을 대상으로 설문 조사를 통해 비교분석하였다. 이 연구의 결과를 토대로 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 발명교육의 경험은 학생들의 발명에 대한 태도 수준을 높이는데 긍정적인 효과가 있는 것으로 검증되었으며, 발명 지역영재원 학생들과 같이 지속적인 발명교육의 경험은 발명태도 수준을 높이는데 더 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 둘째, 학생들이 실제로 경험하는 발명교육이 발명태도에 긍정적인 영향을 미치는 점을 감안해 볼 때, 개정교육과정에서 발명교육이 정규교과 단원으로 반영되는 점은 초등학생들의 발명태도 증진에 매우 바람직한 현상임을 알 수 있었다. 셋째, 성별에 따라서 남학생들의 발명태도 수준이 여학생들의 발명태도 수준 보다 높게 나타났는데, 이는 일상생활에서 컴퓨터나 전자(스마트기기) 및 기계장치를 더욱 가까이하는데 기인한 것으로 남학생들이 발명에 대한 태도에 더 긍정적임을 알 수 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.18-34
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• 2024

본 연구는 데이터 시각화에 기반한 과학 학습 프로그램이 초등학교 과학영재의 과학 탐구 능력과 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 12차시의 테블로를 활용한 데이터 시각화 과학 학습 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 연구자가 지도하고 있는 3개의 영재학급 학생 61명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞게 수정된 과학 탐구 능력 검사지와 창의적 문제해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하였다. 연구 결과 데이터 시각화에 기반한 과학 학습은 과학 탐구 능력 중 기초탐구 능력에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 다만 하위영역 중 추리 영역에서만 유의미한 결과가 나타났다. 반면 기초 탐구 능력과 대조적으로 통합 탐구 능력에는 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 5개의 하위영역 중 자료변환, 자료해석, 변인통제 3개의 영역에서 유의미한 결과가 나타났다. 하지만 변인통제와 연관이 있는 가설설정의 경우 학생들이 변인통제 과정과 가설설정의 정확한 개념을 혼동한 것으로 나타났다. 한편, 프로그램 적용을 통해 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 탐색하였는데 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 4개의 하위영역 모두에서 유의미한 결과가 나왔다. 테블로의 기능을 학생들이 능숙하게 익히게 된 것과 토의 토론하는 협력학습, 절차적 사고를 중시하는 데이터 시각화 프로그램의 주제적 영향이 이와 같은 결과에 기인한 것으로 해석되었다. 본 연구를 통해 데이터 시각화에 기반한 과학 학습과 앞으로의 미래교육 방향에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-17
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• 2007

우리 주변에는 수학영재 교육 수혜자는 아니지만 수학적으로 유망성이 있는 학생들이 많이 있다. 이들의 수학 유망성을 계발 신장시키기 위해서는 정규교육과정과 차별화된 학습 프로그램과 교육의 기회를 제공하는 것이 바람직하지만 현실적으로 한계가 있다. 학교교육과 가정교육은 상호보완적인 관계를 가질 경우 교육의 효과는 상승한다고 볼 때, 학교와 가정을 연계한 개별학습 프로그램과 집단학습 프로그램을 제공하는 것은 수학 유망성을 신장시키는데 기여하리라 생각한다. 따라서 본고에서는 수학적 유망성이 있는 학생들을 위해 학교와 가정을 연계한 통합 연결형 학습 프로그램의 개발과 그 활용 방안에 대해서 살펴보고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.319-321
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• 2019

본 논문에서는 수학교육용 소프트웨어에서 확률적 현상을 경험한 이후 과학 그래프 해석에 있어 확률론적 관점을 도입하여 해석하는 학습자의 관점의 변화를 제시한다. 이 연구에서 11명의 고등학교 1학년 학생은 수학교육용 소프트웨어인 지오지브라(GeoGebra)를 활용하여 학습자가 평면 상에서 수직선이나 반원 위에 점을 찍는 활동을 통하여 기하학적 확률을 경험하였으며 이와 같은 경험을 토대로 물의 상평형 그래프를 해석하였다. 물의 상평형 그래프에 나타나는 얼음(고체), 물(액체), 수증기(기체)의 상태 변화에 대하여 각 상태가 나타나는 온도-압력의 영역 간의 경계에 대하여 학습자는 기하학적 확률을 적용하여 해석하려고 하였으나 경계선 위의 온도-압력의 물의 미시적 구조를 표현하는 과정에서 4명의 학생만 확률론적 관점으로 해석하고 그렇지 못한 학생들은 상태의 공존을 물질적 관점이나 과정적 관점으로 이해하였다.

• 대한화학회지
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• 제58권3호
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• pp.324-337
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• 2014

이 연구에서는 초등 과학 영재 학생들의 과학 영재 수업에 대한 반성의 특징을 분석하였다. 이를 위해, 초등학교 4~6학년 과학 영재 학생 20명이 작성한 총 91개의 반성 일지를 '생산적 반성' 관점에서 분석하였다. 연구 결과, 반성 일지에 포함된 수업 측면의 수를 의미하는 '포함 점수'의 평균은 5점 만점 중에 2.99이었으며, 학생들의 학년과는 통계적으로 유의미한 상관이 없었다. 대부분의 반성 일지에는 '과학 영재 학생(93.4%)' 측면이 포함되어 있었으며, '과학 영재 교수 전략 및 지도(70.3%)', '과학 내용 지식(68.1%)', '과학 영재 교육 과정(57.1%)' 측면이 포함된 경우도 많았다. 그러나 '과학 영재 교육 평가(9.9%)' 측면이 포함된 경우는 매우 적었다. 생산적 반성 수준의 지표가 되는 것으로 반성 일지에 통합된 수업 측면의 수를 의미하는 '통합 점수'의 평균은 5점 만점 중에 2.84이었으며, 학년과 통계적으로 유의미한 상관이 없었다. 반성 일지 중에서 전혀 통합이 없는 경우는 6.6%, 2가지 측면이 통합된 경우는 34.1%, 3가지 측면이 통합된 경우는 39.6%, 4가지 측면이 통합된 경우는 25.3%였으며, 5가지 측면이 모두 통합된 경우는 없었다. 특히, 모든 반성 일지에서 '과학 영재 학생(100.0%)'과 다른 측면들이 통합되어 있었으며, '과학 영재 교수 전략 및 지도(70.3%)', '과학 내용 지식(65.9%)', '과학 영재 교육 과정(53.8%)' 측면과 다른 측면이 통합된 경우도 많았다. 그러나 '과학 영재 교육 평가(9.9%)' 측면과 다른 측면이 통합된 경우는 매우 적었다. 실험 중심 수업과 이론 중심 수업의 '포함 점수' 및 '통합 점수'의 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 그러나 이론 중심 수업보다 실험 중심 수업에서 포함 유형과 통합 유형이 좀 더 다양해졌고, 더 많은 측면들이 함께 포함되거나 통합되는 경향이 있었다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제19권2호
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• pp.205-230
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• 2015

본 연구의 목적은 초등학교 5, 6학년 수학영재들을 대상으로 독자적 연구 프로젝트 학습이 자기주도적 학습능력과 수학적 자기효능감에 미치는 효과에 대해 분석하여 영재 교육에서 독자적 연구 프로젝트 학습이 가지는 시사점을 제공하는 것이다. 연구대상은 2014년 D광역시 소재 D교육대학부설영재교육원에서 실시하는 초등수학영재선발 기준에 통과하여 현재 이 기관에서 영재교육을 받고 있는 5학년 초등수학 영재 40명, 6학년 초등수학영재 39명이다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 자기주도적 학습능력에 있어서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았으나, 사전 사후 검사의 평균에서 어느 정도 향상된 차이가 있었다. 둘째, 수학적 자기효능감에 있어서 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았으나, 사전 사후 검사의 평균에서 어느 정도 향상된 차이가 있었다. 셋째, 독자적 연구 프로젝트 학습은 자기주도적 학습능력 및 수학적 자기효능감의 측면에서 6학년 초등수학영재들보다 5학년 초등수학영재들에게 긍정적인 효과가 있었다. 또한 수학적 자기효능감의 하위 수준인 '수학과제 난이도', 자기주도적 학습능력의 하위수준인 '학습 개방성', '학습의 솔선수범성', '학습 책임감'에서 유의미한 차이가 나타났다. 이는 독자적 연구 프로젝트 학습을 처음 접하는 초등수학영재들에게 더 효과적일 수 있음을 조심스럽게 추론해 본다. 위와 같은 결과를 바탕으로 독자적 연구 프로젝트 학습은 초등수학영재들의 자기주도적 학습능력과 수학적 자기효능감에 긍정적인 영향을 미치며 이는 독자적 연구 프로젝트 학습이 일선 현장에서 영재교육교수법으로 의미있게 활용될 수 있음을 시사한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.290-307
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• 2017

본 연구는 과학교육 질적 연구와 관련된 연구 동향을 분석하고, 과학교육 질적 연구의 기초 자료를 제공하고, 후속 연구 방향을 선정하는 데 목적이 있다. 연구대상은 한국연구재단의 KCI등재에 등록된 학술지에서 과학교육, 질적 연구를 키워드로 한 학술지 발표 논문을 대상으로 키워드를 중심으로 언어 네트워크 분석 방법을 활용하여 연구 동향을 살펴보았다. 본 연구에서는 기술 통계 분석 방법과 논문 주요 키워드 대한 빈도 분석, 네트워크 분석, 연결중심성 분석을 krkwic과 ucinet6.0을 활용하여 자료처리를 하였다. 연구 결과 첫째, 과학교육 관련 학술지에 발표된 질적 연구 방법을 적용한 논문은 14종 학술지에서 총 138편의 논문이 발표되었다. 둘째, 논문 키워드의 출현 빈도를 분석한 결과 '분석'이 가장 높은 빈도를 나타내었고, '초등교사', '초등학교', '영재학생', '과학교사', '수업' 순으로 나타났다. 셋째, 네트워크 분석 결과 '분석', '초등학교', '수업'이 네트워크 중심에 위치하였으며, 비교, 탐구, 인식, 영재학생 등이 근접하였다. 넷째, 전체 구간에서 공통적으로 출현하는 키워드는 '분석', '영재학생', '초등학생' 등으로 초등학생과 영재학생을 대상으로 한 연구나 수업이나 인식, 특성 등을 분석한 연구는 지속적으로 이루어지고 있음을 알 수 있다. 본 연구의 결과를 기초로 과학교육 질적 연구와 관련된 연구주제의 과거와 현재를 탐색하고 앞으로의 연구 방향에 관한 논의를 하였다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제15권2호
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• pp.459-479
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• 2013

본 연구의 목적은 초등수학영재와 일반학생들의 대수에서의 패턴 일반화 방법은 어떠한지 알아보고, 패턴을 일반화하는 과정에서 나타나는 오류를 조사하는 것이다. 본 연구에서는 초등학교 6학년 수학영재 78명과 일반학생 78명을 대상으로 증가패턴인 x+a, ax, ax+c, $ax^2$, $ax^2+c$, $a^x$ 형태의 6개 문항으로 이루어진 검사지를 활용하여 조사하였다. 연구 결과에 의하면 두 집단 모두 ax 유형에서 상징적 일반화를 가장 잘 하였고, $a^x$ 유형은 상징적 일반화를 한 학생이 가장 적었다. 또 시각적인 패턴으로 도형이 등장하는 경우 도형 하나하나가 개수로서의 의미라면 문제를 이해하는 데 큰 혼란이 없지만, 도형의 변이나 둘레 등 구성 요소의 의미를 파악해야 하는 문제라면 혼란을 겪는 것으로 나타났다. 학생들이 흔히 범하는 오류의 유형에서는 처리 기술의 오류가 초등수학영재(10.9%)와 일반학생(17.1%) 모두에서 가장 높게 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제67권1호
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• pp.42-53
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• 2023

본 연구는 화학교과 내용 맥락 하에서 모델링 실천을 통해 드러난 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 진단함으로써 메타모델링 지식과 통합된 모델링 실천 프로그램 구성을 위한 기초자료를 얻고자 하였다. A 과학 영재학교 2학년 재학생 16명을 대상으로 화학 교사가 변칙현상이 포함된 탐구기반 모델링을 진행하였으며, 모델의 가변성, 모델의 다중성, 모델링 과정 등 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 분석하기 위하여 학생이 기록한 탐구노트와 연구자가 기록한 관찰노트를 분석에 활용하였다. 인식수준은 0단계부터 3단계까지 분류하였다. 분석 결과, 메타모델링 지식의 구성요소 중 모델링 과정에 대한 인식수준이 가장 높았으며 모델의 다중성 다음으로 모델의 가변성에 대한 인식수준이 가장 낮은 것으로 나타났다. 모델 가변성에 대한 낮은 인식수준의 원인은 학생들이 개념모델을 객관적 사실로 인식하는 것과 관련이 깊고, 모델 다중성에 대한 낮은 인식수준의 원인은 주어진 현상에 대해 오직 하나의 올바른 모델이 존재한다는 신념과 관련이 있다. 학생들은 개념모델을 화학기호와 같은 상징적 모델을 이용하여 정교화하였으나 모델링 전 과정에 영향을 주는 자료해석의 중요성에 대한 인식이 부족하였다. 모델의 본성을 명시적으로 안내할 수 있는 사전활동의 도입하고, 자료해석의 중요성을 구체적 예시를 통해 안내할 필요가 있다. 다른 관점에서 제안된 모델의 수용 가능성을 고려하고 검증하는 훈련이 모델링 실천 프로그램을 통해 이루어져야 한다.

• 과학교육연구지
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• 제46권1호
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• pp.53-65
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• 2022

야외에서 이루어지는 과학 탐구학습은 이론적으로 학습한 내용의 구조화 및 적용에 긍정적 효과를 나타내며, 개방적인 사고를 유발함으로써 다양한 탐구활동의 경험을 유발한다. 또한 현장의 다양성과 특수성을 통해 제공되는 실제 경험은 학습자의 정의적 영역에도 긍정적으로 작용한다. 특히 경험적 학습의 맥락에서 생물에 대한 야외 학습프로그램은 실물 관찰 및 생태적 학습 경험의 제공 측면에서 필수적인 과정에 해당한다. 반면, 야외 탐구활동을 위해서는 전문적인 기본 소양과 해결되어야 하는 선행과제들이 존재하며, 이로 인해 실제 교육현장에서 잘 이루어지지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 야외 탐구와 관련된 전문소양을 보조할 수 있는 인공지능을 직접 학생들이 생성하고 활용하여 쉽고 빠르게 의사결정할 수 있으며, 다양한 식생 분포로 생태학적 가치를 지니고 있는 해안사구 식물을 탐구 대상으로 하는 야외 학습 프로그램을 개발하고자 하였다. 이를 위해 관련 문헌들을 고찰하여 활동 프로그램을 구성하였으며, 개발한 프로그램의 경험이 초등 과학영재 학생들에게 어떤 영향을 주는지 사례 적용을 통해 확인하였다. 활동 프로그램의 적용 결과 개발한 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 동기수준, 과제집착력, 태도 변화에 긍정적인 영향을 줄 수 있었다. 결론적으로 인공지능을 활용하여 해안사구 식물을 탐구하는 야외 프로그램을 개발할 수 있었으며, 개발된 프로그램은 초등학생의 정의적 영역에 긍정적 효과를 제공할 수 있을 것이다.