• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.45-53
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• 2015

이 연구의 목적은 Nature-Study 관련 문헌 연구를 통해 Nature-Study의 교육방법을 도출하고 이 교육방법이 오늘날 과학교육에 주는 의의를 고찰하는 것이다. 이를 위하여 Nature-Study의 역사적 연구를 발전시켜 Nature-Study의 교육관점을 도출하고 19세기 후반에서 20세기 초반에 출판된 Nature-Study 관련 문헌을 수집 분석하여 각 교육관점에 따른 교육방법을 추출하였다. 또한 추출한 교육방법을 바탕으로 Nature-Study가 오늘날 과학교육에 주는 의의를 고찰하였다. 연구 결과 Nature-Study는 자연에 대한 학습이라는 관점에서 학생과 자연의 교감을 강조하고, 교과 통합적 학습을 중시하며, 비형식적 학습을 학교 수업에 포함시키는 교육방법을 지향한다. 또 직접 경험을 통한 학습이라는 관점에서 야외 활동을 지향하고, 교재보다 경험이 선행될 것을 강조하며, 기초적인 관찰을 중시한다. 마지막으로 학습자 중심의 학습이라는 관점에서 학생의 흥미를 중요시하고, 모든 학생을 위한 교육을 지향하며, 조력자로서 교사의 역할을 강조한다. 이와 같은 Nature-Study 사상은 오늘날 과학교육에 '자연을 통한 과학학습'으로의 관점 전환이 필요함을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권6호
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• pp.961-970
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• 2015

이 연구는 오늘날 과학교육에서 Nature-Study를 새롭게 구현할 수 있는 NABI(NAture-study Based Ideas)프로그램을 개발함으로써 과학교육에 '자연을 통한 과학학습'을 실현할 수 있는 방안을 마련하는 것을 목적으로 한다. NABI 프로그램은 Nature-Study의 교육관점과 교육방법을 골격으로 설정한 '자연을 통한 과학학습'의 기본 지침을 기반으로 1차 개발되었고 전문가 워크숍을 통해 수정 보완되어 2차 개발되었다. 2차 개발된 NABI 프로그램은 24명의 D광역시 3학년 학생들에게 적용되었고 연구자는 참여관찰자료, 학습결과물, 일기의 질적 자료를 수집 분석하였다. 또한 NABI 프로그램은 이를 적용한 학생 24명과 현직 교사 79명을 대상으로 한 설문을 통해 평가되었으며 NABI 프로그램의 적용 결과와 설문 결과를 바탕으로 최종 완성되었다. 연구의 결과는 다음과 같다. NABI 프로그램 적용 결과, 학생들은 NABI 프로그램을 통해 자연 대상에 호기심을 갖고 교감을 형성하게 되었으며 학습자 중심의 학습을 실행할 수 있었다. 뿐만 아니라 교육방법의 측면에서 문학, 예술 등과 자연스러운 융합을 실현할 수 있었다. 학생과 교사 대상의 설문 결과, 학생들은 NABI 프로그램을 이질적으로 느끼지 않으면서도 흥미와 지속적인 참여 의지를 가지고 있고 NABI 프로그램의 교육효과에 대한 긍정적인 믿음을 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 교사들은 NABI 프로그램이 Nature-Study의 교육관점에 적합하게 개발되었다고 판단했으며 다른 영역에 비해 낮은 편이지만 어느 정도 현장 적용이 가능할 것으로 판단했다. 최종적으로 NABI 프로그램은 '수용하기-선택하기-공통주제 선정하기-친숙해지기-관계맺기-살펴보기-도약하기-표현하기-공유하기'의 9단계로 완성되었다. Nature-Study를 오늘날 과학교육을 위해 새롭게 구현한 NABI 프로그램은 현재 과학교육이 추구하지 못하는 과학교육의 본질인 '자연을 통한 과학학습'을 과학교육의 현장에서 실현할 수 있는 좋은 방안이 될 것이다.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 2020년도 제32회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.243-248
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• 2020

인공 신경망을 통한 심층 학습 모델의 발전은 컴퓨터 비전, 자연언어 이해 문제들에서 인간을 뛰어넘는 성능을 보이고 있다. 특히 트랜스포머[1] 기반의 사전 학습 모델은 질의응답, 대화문과 같은 자연언어 이해 문제에서 최근 높은 성능을 보이고 있다. 하지만 트랜스포머 기반의 모델과 같은 심층 학습 모델의 급격한 발전 양상에 비해, 이의 동작 방식은 상대적으로 잘 알려져 있지 않다. 인공 신경망을 통한 심층 학습 모델을 해석하는 방법으로 모델의 예측 값과 실제 값이 얼마나 일치하는지를 측정하는 모델의 보정(Calibration)이 있다. 본 연구는 한국어 기반의 심층학습 모델의 해석을 위해 모델의 보정을 수행하였다. 그리고 사전 학습된 한국어 언어 모델이 문장이 내포하는 애매성을 잘 파악하는지의 여부를 확인하고, 완화 기법들을 적용하여 문장의 애매성을 확신 수준을 통해 정량적으로 출력할 수 있도록 하였다. 또한 한국어의 문법적 특징으로 인한 문장의 의미 변화를 모델 보정 관점에서 평가하여 한국어의 문법적 특징을 심층학습 언어 모델이 잘 이해하고 있는지를 정량적으로 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권4호
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• pp.581-589
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• 2016

이 연구에서는 과학교육에서 추구해야 할 인성교육의 방향을 모색하고 과학교육에서 인성교육을 구현할 수 있는 방법으로 Nature-Study 사상을 분석하였다. 이를 위해 인성교육 관련 문헌을 수집 분석하고 과학교육에서 추구해야 할 인성교육의 방향을 도출하였으며 과학교육 전문가 2인과 과학교육을 전공하는 박사과정생 4인으로 구성된 전문가 워크숍을 통해서 검증하였다. 또 Nature-Study가 과학교육에서 인성교육을 구현할 수 있는 방안인지 문헌을 통해 이론적으로 고찰하였다. 그 결과 과학교육에서 추구해야 할 인성교육의 방향은 첫째, 인성의 가치 영역 확장을 통해 인성교육에서 과학교육의 역할을 확립하고, 둘째, 실천 중심의 인성교육을 실현해야 한다는 것이다. 이를 '확장된 인성의 가치 영역 모델'과 '실천 중심의 인성 발현 메커니즘'으로 구체화하였다. '확장된 인성의 가치 영역 모델'은 지금까지 '자신, 주변인, 대중'이 중심이었던 '관계맺음'의 대상을 '생명과 환경, 영적대상'으로까지 확대한 것이고, '실천 중심의 인성 발현 메커니즘'은 '가치-판단-실행'의 인성 발현 과정에서 '관계맺음, 실제 상황, 실천 의지'의 단계 이행 매개와 '공감'을 강조한 것이다. 이를 바탕으로 과학교육에서 인성교육을 구현할 수 있는 방안으로 '자연을 통한 과학학습'을 강조하는 Nature-Study를 제시하였다. Nature-Study는 교육 목적에도 인성교육의 요소가 나타날 정도로 인성이 강조되었던 과학교육 방법이었을 뿐만 아니라 자연과의 관계맺음과 실천을 강조한다는 점에서 이 연구에서 도출한 과학교육에서 추구해야 할 인성교육의 방향과도 일치한다. 결론적으로 과학교육은 인성의 가치 영역 확장을 통해 인성교육에서의 역할을 확립하고 실천 중심의 인성교육을 실현해야 하며 이를 실제로 구현하기 위한 과학교육의 방법은 '자연을 통한 과학학습'을 실현하는 Nature-Study이 된다. 따라서 Nature-Study는 학교 과학교육에서 인성교육을 실행하는 방안으로 활용될 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (2)
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• pp.583-585
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• 2000

과학 문명의 발달은 산업 분야뿐만 아니라 사회, 문화의 영역에 이르기까지 폭발적 발전을 가능하게 하였으나, 자연 환경을 함부로 파괴하게 되었고 인류의 삶의 터전을 회복불능의 상태로 만들어 인간을 포함한 모든 생명체의 생존을 위협하고 있다. 환경은 한번 파괴되면 이를 회복시키는데 많은 시간과 비용이 소요된다. 따라서 환경에 대한 인식과 지식 및 기능을 습득하고 올바른 태도를 기르는 환경교육이 절실히 요구된다. 그러나 현재 우리 나라 초등학교에서의 환경교육은 대부분 인지적 측면만을 지고하고 있어 환경보전 인식의 내면화를 위한 교수-학습 방법을 필요로 하고 있다. 최근 웹을 교육에 활용하는 다양한 방법이 시도되고 있으며, 특히 웹 기반 프로젝트 학습은 정보의 수용이 아니라, 학생들의 연구에 의한 학습의 개념을 도입하고 있어 교사의 지도에 의지하지 않고 학생들의 자발적인 노력으로 프로젝트를 완성해 가는 것을 가능하게 해준다. 본 논문에서는 웹 기반 프로젝트를 활용하여 개인 또는 학급내 및 타 학급간의 협력을 전제로 환경을 탐구하고 환경 문제를 발견하며 이를 해결해 나가는 환경교육이 가능한 시스템을 설계하고 구현하였다. 이러한 웹 학습 공간을 마련하여 학습자가 다양한 자료를 쉽게 얻을 수 있게 함과 동시에 상호 정보 교환을 통한 협력 학습을 함으로써 이들에게 자연의 소중함을 일깨우고 환경보전을 실천하는 기틀을 다질 수 있도록 하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제14권6호
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• pp.89-98
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• 2014

본 논문에서는 초등학생, 중학생의 기초 과학 원리의 이해를 위한 기능성 게임의 활용과 그 결과에 대해 기술한다. 우리는 기능성 게임을 통한 자연스러운 과학 원리의 체득을 위하여 초등학교 3~6, 중학교 1~3학년의 과학 교육과정을 분석하여 게임에 적합한 학습 콘텐츠 및 커리큘럼을 구성하였다. 이렇게 작성된 커리큘럼을 바탕으로 과학 교육용 기능성 게임 '사이언스 히어로즈'을 개발함으로써 실제 교육현장에서 추상적, 시간-공간적인 이유로 학습이 어려운 부분에 대해 교수-학습 과정을 도울 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개발된 게임에 대해 현직 과학 교과 교사들의 기능성 게임 평가 테스트를 수행하여 본 게임을 통한 실제 교육현장으로 적용 가능성 및 보완점을 알아보았다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제37권3호
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• pp.205-213
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• 2010

본 논문에서는 단어간 관계 패턴을 학습한 후 이에 기반하여 자연 언어 문장을 생성하는 방법을 소개한다. 기존의 문장 생성 방법론에서는 내재된 문법 규칙의 존재를 가정하거나 템플릿을 사용하고 있으나, 본 논문에서 소개하는 방법론에서는 태깅 등의 부가 정보 없이 단어의 동시 등장 빈도만을 활용하여 단어간 관계 패턴을 학습한다. 단어간 관계 패턴은 하이퍼네트워크 방법론에 기반하여 학습되었다. 학습이 진행됨에 따라 하이퍼네트워크의 복잡도가 높아지며, 학습 모델에 축적되는 언어 관계 패턴의 수가 증가한다. 학습된 모텔의 유효성은 학습 패턴에 기반한 자연 언어 문장 생성을 통해 확인하였다. 실험 결과 학습이 진행됨에 따라 문법적으로 성립하는 문장의 비율이 향상하였다. 파서를 이용하여 생성된 문장을 구성하는 문법 규칙을 분석한 후 문법 규칙의 분포를 학습에 사용한 코퍼스의 문법 규칙 분포와 비교한 결과 학습에 사용된 코퍼스의 문법적 특성을 학습할 수 있는 잠재력을 갖고 있음을 확인하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제15권
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• pp.235-242
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• 2003

수학학습에 관심과 흥미를 불러일으키려고 수학의 중요성과 필요성을 수학 자체와 여러 과목 사이의 관계를 통해서 학생들에게 알리는 한편, 수학의 중요성과 필요성에 대해 수학이 공학의 여러 과목에 구체적으로 이용되는 예를 들고, 또 자연과학, 음악, 체육과 인문 ${\cdot}$ 사회과학 등에 포함된 문제의 해결을 하며 더 많은 정보를 얻는 구체적인 예를 제시한다. 또 본 대학 공대 교수와 공대 학생들에게 설문 조사를 한 결과를 정리하여 알아보고 도움을 주려고 한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.199-206
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• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.866-878
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• 2012

자연과학고는 자연과학과 관련된 직업 교육을 특성화한 고등학교이며 자연과학고 학생들은 높은 수준의 과학 동기가 요구된다. 이 연구는 자연과학고 학생들과 일반 고등학교의 학생들의 과학 동기의 수준과 구조를 비교 분석하기 위해 진행되었다. 이 연구를 위해서 자연과학고 학생 193명, 일반고 학생들은 208명이 참여하였다. 참여 학생을 대상으로 직업적 관심, 학습내용의 관련성 인식, 과학 점수 동기, 과학 수업의 필요성, 과학 수업에 대한 자기 의지, 자아 효능감, 과학수업의 즐거움의 7개 변인의 수준과 구조를 비교하였다. 연구 결과 자연과학고 학생들은 일반 고등학교 학생들에 비하여 7개 동기 요소 모두 낮은 수준을 보였다. 특히 과학 점수 동기와 과학 수업의 즐거움에서 가장 큰 차이가 나타났다. 7개 변인간 경로 분석의 결과는 자연과학고 학생들의 일반 고등학교 학생들에 비하여 직업에 대한 관심이 수업에 대한 자기 의지에 대한 영향력이 더 높았으며, 과학 점수에 대한 동기가 수업의 대한 의지와 자아 효능감에 미치는 영향력이 더 높았다. 자연과학고 학생들의 수업에 대한 자기 의지와 자아 효능감에 관련된 변인의 설명력은 일반 고등학교에 비하여 약 30%가 높았다. 이 결과는 자연과학고 학생들의 과학 동기 구조는 일반 학생들에 비하여 상대적으로 보다 명확하며, 직업에 대한 관심과 과학 점수동기와 같은 외적 동기 요소에 큰 영향력이 있었다.