• 영재교육연구
• /
• 제23권4호
• /
• pp.567-592
• /
• 2013

효과적인 SSI 관련 의사결정 학습 방법의 모색을 위하여, 중학교 과학 우수학생들을 대상으로 지구온난화와 관련한 논쟁 상황을 주제로 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습을 진행하였다. 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI의사결정 학습은 (1) 교사가 제시하는 자료에 의존하지 않고 자기주도적으로 관련 자료를 수집하고, (2) 협동학습을 통해 찬성과 반대의 주장과 근거를 공유하며, (3) 마지막 글쓰기를 통해 자신의 의사결정과정을 정리하는 것을 강조하고 있다. 본 연구에서는 마지막 단계에서 이루어진 학생들의 의사결정 글쓰기를 분석하여 학습의 효과를 알아보았다. 학습의 효과를 알아보기 위하여 지구온난화 관련 논쟁 상황의 분석 및 설명을 교사 강의로 진행한 그룹 A, 분석 자료를 정리하여 교사가 제공하고 소그룹 토의와 프리젠테이션 과정을 진행한 그룹 B를 대조 그룹으로 설정하였다. 그리고 세 그룹의 수업 후 (1) 학생들의 의사결정 선택의 결과, (2) 학생들의 의사결정 글쓰기에 나타난 논증 구조의 수준, (3) 반성적 사고의 수준, (4) 과학의 본성을 포함한 과학적 정보의 활용 수준을 비교하였다. 그 결과 자기주도적 협동학습을 강조한 SSI 의사결정 학습이 학생들의 정보에 기반한 의사결정, 보다 높은 수준의 논증구조, 보다 높은 수준의 반성적 사고, 과학적 정보에 대한 평가 및 해석, 과학의 본성에 대한 이해에 긍정적인 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이 학습의 결과, 학생들은 관련된 과학적 정보에 기반하여 보다 과학적으로 의미있는 의사결정에 도달하게 되었음을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.92-111
• /
• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 대한교통학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.149-160
• /
• 2007

차량용 블랙박스는 사고 및 평시 주행 정보를 저장 제공한다. 이러한 주행 사고 정보들을 가지고 과학적인 교통사고 데이터베이스를 구축할 수 있으며, 여러 산업 분야에서 활용될 수 있다. 본 연구에서는 주행 데이터 특성 분석과 위험 운전 인지 체계 구축을 목적으로 한다. 위험 운전 유형을 차량의 거동(가속, 감속, 선회)과 교통사고 통계 자료들을 고려하여 4가지 유형으로 분류하였다. 위험 운전 데이터는 차량용 블랙박스를 활용한 실차 실험을 통해 수집하였으며, 위험 운전 분류를 위하여 주행 데이터의 특성을 분석하였다. 위험 운전 인지를 위하여, 기준 임계치를 선정하고 위험 운전 인지 알고리즘을 구성하였다. 개발한 알고리즘을 구현한 차량용 블랙박스 탑재 실차 실험을 통하여 검증하였다. 본 논문에서 제시하는 위험 운전 인지 방안은 온라인/오프라인 운전자 및 차량 관리 등 시스템에 활용할 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제45차 동계학술발표논문집 20권1호
• /
• pp.139-142
• /
• 2012

최근 정보교육과정의 개정은 컴퓨터 과학의 기본 내용들을 정보 교과에 포함하였고, 그 컴퓨터 과학적인 사고를 실세계에 구현하는 것을 교육 목표로 하여 학생들에게 프로그래밍 교육을 실시하고 있다. 하지만 기존의 범용 프로그래밍 언어는 학습자가 습득하고 활용하는 데 많은 시간이 걸리고 인지적 부담이 큰 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하고자 교육용 프로그래밍 언어가 등장하였고, 교육용 프로그래밍 언어를 활용하여 교육적인 효과를 얻기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 한국에서 진행된 교육용 프로그래밍 언어 관련 연구를 분석하여 연구의 의미를 발견하고 추후의 연구 방향을 제시하고자 한다.

• 대한화학회지
• /
• 제62권2호
• /
• pp.137-147
• /
• 2018

본 연구는 과학 관련 사회적 쟁점(Socio-Scientific Issues, SSI)의 국내 프로그램 123개를 SSI 준거틀에 따라 분석하였다. 준거틀은 프로그램의 주제, 학교급, 도입, 과학적 증거, 사회적 내용, 과학적 지식의 사용, 갈등 수준, 평가와 성찰 등으로 구성된다. 분석한 결과에 따른 결론은 다음과 같다. 첫째, 우리나라 SSI 프로그램은 초등학교급 프로그램이 가장 많았고, 중학교급 프로그램이 상대적으로 적게 나타났다. 둘째, SSI 프로그램의 도입은 실제 상황과 픽션과 논픽션 상황이 주된 것으로 나타났고, 논쟁과 갈등이 포함된 상황은 10% 미만으로 나타났다. 셋째, SSI 프로그램은 과학적 증거에 기반하지만 개인의 가치, 인식 등에 따라 영향을 받는 내용이 주로 나타났다. 넷째, SSI 프로그램의 사회적 내용은 윤리/도덕/가치, 정치/사회생활/경제, 환경 내용이 주로 개발되었다. 다섯째, SSI 프로그램에서 과학적 지식의 사용은 과학적 의사결정, 과학적 비판적 사고, 정보 탐색이 주로 나타났다. 그러나 과학 탐구, 위험평가, 비용 효과는 10% 미만으로 나타났다. 과학적 탐구는 과학교육의 핵심이며, 과학과 교육과정의 핵심역량이다. SSI 교육을 통해 학생들의 다양한 이해당사자의 관점을 경험하고, 평가하고, 반성하는 학습 경험을 제공해야 한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.471-483
• /
• 2016

본 연구에서는 과학적 모형 구성 과정에서 사고 질문에 의한 개념적 자원의 활성화가 학생들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍에 따라 어떻게 달라지는지, 어떠한 맥락들이 학생들의 프레이밍에 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 중학교 2학년 학생들이 네 명씩 한 소집단을 이루어 배설 기작에 대한 소집단의 설명 모형을 협력적으로 구성하였다. 모형 구성 과정에서 다양한 사고 질문이 나타나며, 맥락에 따라 프레이밍이 변한 1개의 소집단을 초점집단으로 선정하였다. 담화 분석을 통해 모형 구성 과정에서 나타나는 학생들의 사고 질문과 개념적 자원의 활성화를 확인하였고, 그들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍을 추론하여 이에 영향을 미친 맥락들을 분석하였다. 연구 결과, 소집단 내에서 모형 구성 활동을 '현상 이해'로, 자신의 위치를 '촉진자'로 프레이밍 한 학생이 사고 질문으로 개념적 자원의 활성화를 촉진했지만, '교실 게임'과 '비응답자'로 프레이밍 한 다른 학생들에 의해 상호 작용이 단절되어 개념적 자원이 활성화되지 못하였다. 또한 학생들이 모두 '현상 이해', '촉진자'와 '응답자'로 프레이밍 한 경우 사고 질문을 통해 개념적 자원을 활성화 시킬 수 있었지만, 학생들의 프레이밍이 '교실 게임'과 '수용자'로 전환되었을 때 활성화된 개념적 자원이 소집단의 모형 구성에 기여하지 못하였다. 그러나 '현상 이해'의 인식론적 프레이밍을 지속적으로 공유하고, '촉진자'와 '응답자'로 위치 짓기 프레이밍을 서로 역동적으로 전환시킨 경우 학생들은 모두 동등한 인식적 권위를 갖고, 사고 질문을 통해 다양한 개념적 자원을 활성화시키며 소집단의 모형을 정교하게 발달시켰다. 이와 같은 모형 구성 과정에서 학생들의 프레이밍은 인지적 어려움의 지속과 정답 제공자 또는 사고 촉진자로서 교사의 역할 등에 영향을 받았다. 본 연구는 과학 수업에서 생산적인 모형 구성 활동을 지원하는 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍의 기초 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.99-105
• /
• 2014

교통사고는 화재와 더불어 도시지역에서 발생하는 인위적 재해 중 가장 높은 비중을 차지하고 있어서 보다 과학적인 원인분석과 더불어 다양한 예방대책수립이 필요하다. 본 연구에서는 지방중소도시인 진주시를 대상으로 2013년 발생한 교통사고 데이터를 교통사고 발생 원인별 분석, 발생 시간 및 계절적 특성분석 등 위치정보와 연계하여 시공간적 분포특성을 분석하고 토지이용계획에 따른 도시공간개발 특성과 연계함으로서 교통사고와의 공간적 상관성을 분석하였다. 그 결과 사고유형별 사고 분포특성을 보면 측면직각추돌(차 대 차), 횡단중사고(차 대 사람)가 밀도분석과 최근린분석에서 가장 군집도가 높았으며, 중심상업지역과 고밀도 주거지역, 공업지역을 연결하는 도로상에서 가장 많이 발생하는 특성을 보였다. 또한 피해상황에서는 인적피해가, 기상상태에서는 맑은 날이, 노면상태는 건조할 때가, 도로형태는 삼지교차로 일 때가 가장 높은 군집도를 보여주었다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.347-354
• /
• 2008

최근의 인터넷 및 컴퓨터 기술의 발전은 초등학교의 정보통신 기술 교육을 변화시키고 있다. 기존의 컴퓨터 활용 중심의 정보통신기술 교육에서 컴퓨터 과학적 지식교육으로의 변화는 아동들의 논리적 사고 및 문제 해결력 증진 등의 고등 사고 능력의 함양에 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 이러한 새로운 정보통신기술 교육을 효율적으로 전달하는 교과서들에 대해 몇 가지 분석을 시행하였다. 그 주요 내용은 2007년 이후 새로운 정보통신기술교육 운영 지침에 따라 일선학교에서 사용하고 있는 6종의 정보통신기술 교과서의 체제분석, 분량 분석 그리고 Romey 분석이다. 특히 Romey 분석의 결과로서는 대부분의 교과서가 ICT 5개영역중 '정보사회의 이해', '정보처리의 의해', '종합활동' 등의 3개영역이 학생들의 탐구적인 활동 중심으로 구성되어 있음이 분석되었다.

• 과학교육연구지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.294-309
• /
• 2013

이 연구에서는 초등 예비교사들의 과학과 관련된 사회적 문제에 대한 인식을 알아보았다. 연구를 위해 SSI와 관련된 구체적인 이슈로 후쿠시마 원전 사고를 이용하였다. 연구에는 교원양성대학에 재학중인 대학교 2학년생 12명이 참여하였으며, 연구 참여자 모두는 초등학교 과학 교육과정에 대한 내용으로 구성되어 있는 초등 과학교육론을 수강하고 있는 학생들이었다. 연구결과 초등 예비교사들은 모두 후쿠시마 원전 사고에 대해 인지하고 있었으며, 원전 사고에 대해 다양한 매체를 통해 접하고 있음을 알 수 있었다. 특히 인터넷을 많이 사용하는 대학생이어서인지 다른 매체에 비해 인터넷을 통해 원전 사고에 대한 내용을 많이 접하고 있었으며, 또한 인터넷을 통해 추가적인 정보를 얻기도 하였다. 그러나 초등 예비교사는 원전 사고에 대해 인지하고 있는 것과는 달리 많은 정보를 갖고 있지는 않았으며, 원전 사고와 같은 SSI에 대해 평소 관심을 갖고 있거나 교육을 받은 경험을 미비했다. 원전 사고와 같은 SSI에 대해 관심은 없으나 원전 사고와 같은 과학적인 문제들이 사회에 밀접한 영향을 미친다는 것은 인식하고 있는 것으로 나타났다. 아울러 현행 교육과정에 SSI 교육이 적용되어야 한다는 점에서도 모두 공감하고 있었으며, 적용되지 않고 있다는 점에 대해서도 문제인식을 같이 하였다. 이상의 연구 결과를 보면, 과학교육의 목표 중에 하나인 과학의 본성을 이해시키는 측면과 과학 교과에 대한 흥미 제고를 위해서라도 SSI 교육에 더욱 활발한 연구뿐만 아니라 정규 교육과정에의 적용은 매우 중요하며 시급하다고 할 수 있다.

• 전자통신동향분석
• /
• 제30권5호
• /
• pp.28-38
• /
• 2015

최근 빈번히 발생하고 있는 도심지 내 지반침하의 주된 원인은 지하공간의 난개발, 상하수도 시설의 노후화, 이로 인한 급격한 지하 수위의 변화에 기인한다고 알려져 있으며 이에 대한 실시간 모니터링 및 종합적인 상관성 분석을 통한 사고예방이 시급한 실정이다. 지하공간의 특수성으로 인해 광역 지하공간 정보를 실시간으로 수집하여 모니터링할 수 있는 기술이 부재한 점과 이로 인한 지하공간의 위험도 분석과 과학적 재난대응 시스템 구축에 어려움이 존재한다. 본고에서는 도시 지하공간 내 지하매설물(상하수도)의 상태와 지하공간상황(도시철도구조물, 지하수, 지반변형)을 실시간으로 모니터링하기 위한 도메인별 기술개발 동향에 대해서 정리하고, 수집된 정보의 종합적 분석을 통한 지하공간의 이상 징후를 사전감지, 예측, 대응하기 위해 도전하고 있는 기술적 이슈들을 살펴보고자 한다.