• 영재교육연구
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• 제12권1호
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• pp.61-76
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• 2002

본 연구는 한국의 과학영재교육기관간의 연계체계 및 향후 개선 방안을 모색하는 것이다. 현재 초·중등 과학영재를 위한 교육기관은 과학기술부에서 지원하는 15개 대학부설영재교육센터와 각 시도에 있는 16개 과학고등학교 및 시도교육청에서 운영하는 과학영재학급이 있으며, 대학 수준에서는 한국과학기술원이 있다. 본 연구수행을 위해 각 과학영재교육센터와 과학고등학교의 교육과정과 학생선발 등에 관한 현황을 각 센터의 사업보고서 및 각 과학고등학교의 학교운영계획서를 통해 분석하였다. 각 대학부설 과학영재교육센터에서는 수학, 과학 및 정보과학의 영재 180명을 선발하여 교육하고 있으며, 교육시간은 100시간 정도이며, 다단계 평가를 통해 학생을 선발하고 있다. 과학고등학교의 전체 재학생은 1200명 정도이다. 이 중반정도가 한국과학기술원에 진학을 하고 나머지 학생은 다른 대학에 진학을 하고 있다.

• 영재교육연구
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• 제25권6호
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• pp.881-904
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• 2015

본 연구의 목적은 영재교육을 실질적으로 추진하기 위하여 마련된 제1, 2차 영재교육진흥종합계획 시기인 2003년도부터 2012년도까지 10년간의 영재교육 연구, 동향 및 연구보고서를 분석함으로써 영재교육 관련 연구 성과와 경향 및 흐름을 분석하고, 향후 영재교육 연구의 방향성을 모색하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 네이버 전문정보 사이트와 한국학술정보원 학술연구정보서비스에서 영재를 키워드로 하여 자료를 수집하였으며, 총 182종 1,696편의 학술지 논문, 총 138편의 박사학위 논문, 총 1,470편의 석사학위 논문, 75개 기관 총 798편의 동향 및 연구보고서를 연구 자료로 활용하여 분석하였다. 분석을 위하여 학술지 및 학위 논문과 동향 및 연구보고서를 크게 연구대상, 영재분류, 연구주제, 연구방법을 중심으로 살펴보았다. 연구 결과, 2003년부터 2012년까지의 영재교육 학술지 논문과 학위 논문은 주로 초 중등학생을 대상으로, 수학 과학 분야의 영재들을 중심으로, 교육과정 및 프로그램을 주제로, 양적연구의 방법으로 연구가 진행되어 왔음을 파악할 수 있다. 연구 결과와 관련하여 영재교육 10년간의 연구 성과가 도출되었으며, 향후 국내 영재교육 연구를 위한 시사점을 제안하고자 한다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제25권4호
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• pp.499-524
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• 2015

본 연구는 GSP 환경에서 합동변환 개념에 대한 발생적 분해를 제시하고, 중학교 2학년 영재학급 학생 4명을 대상으로 참여 학생들의 합동변환 개념에 대한 발생적 분해가 어떻게 드러나고 변화하는지, 또한 드래그 활동이 합동변환 개념의 이해에 어떤 역할을 하는지 알아보고자 하였다. 합동변환 개념을 이해할 때, 학생들은 중요한 두 스키마인 '한 점 이동 스키마'와 '변환 이동 스키마'를 동시에 고려하였으며, 한 학생이 어느 한 스키마를 선호하거나 치중하여 사용하기 보다는 두 스키마를 모두 고려하되 방향을 정하기 어려운 과제일수록 '한 점 이동 스키마'에 더 의존하는 경향을 보였다. Law(1991)의 '한 점 이동 스키마'의 집약화에 따른 '도형 이동 스키마'는 학생들에게 관찰되지 않았으며, 합동변환의 합성을 완벽하게 이해하기 위해서 조정뿐만 아니라 가역적 사고가 더 필요하였다. 또한, 합동변환 개념을 이해하는 과정에서 학생의 드래그 활동은 정의역과 치역을 평면 위의 점으로 확장하는데 도움이 되었고, 벡터, 회전의 중심, 대칭축의 역할을 인식하는데 도움이 되었다.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.1-11
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• 2018

과학, 기술, 공학, 예술, 그리고 수학을 통합한 STEAM 프로그램은 중등 교육에서 필수적인 요소로 자리 잡았고 소프트웨어 교육은 앞으로 중등학교에서 필수 이수과목으로 선정될 예정이다. 본 연구에서는 STEAM 교육과 함께 소프트웨어 교육 자료로 레고 마인드스톰 로봇 활용방안을 제안하고자 한다. 5차시로 개발된 STEAM 교육 프로그램은 차시별로 STEAM 교육에서의 핵심적인 요소를 포함하여 문제해결중심으로 구성되었고, 이를 수업에 적용하여 사례를 분석하였다. 분석 결과 레고 로봇을 활용한 STEAM 프로그램은 학생들에게 창의적인 사고와 문제해결 방법에 대해 구상 할 수 있는 기회를 제공하고 소프트웨어 교육과 과학 수업에의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 보였다. 또한 본 연구에서 개발한 프로그램은 방과 후 수업, 영재수업 등 현장에 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.183-197
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• 2012

평면기하는 가장 오래 된 학교수학 학습내용 중 하나이며, 중등학교에서 학생들의 사고력 및 창의력 신장에 중요한 역할을 한다. 평면기하 학습내용 중 정다각형은 초등학교, 중학교에서 볼록 정다각형을 중심으로 다루어지고 있는데, 본 연구에서는 학교에서 다루어지는 정다각형에 대한 학습내용을 기초지식으로 설정하고, 이를 기초로 정다각형 외연의 확장 과정을 체계적으로 탐색하였다. 특히 기하프로그램을 활용한 귀납적 탐구과정이 기하학습 내용 확장에 유의미한 방향을 제시해 줄 수 있다는 구체적 사례를 제시하였다. 본 연구결과를 통해, 정다각형에 대한 심화학습 자료 개발 및 기하 연구를 위한 바람직한 탐구 방향 제시가 기대되어진다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제25권2호
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• pp.381-402
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• 2011

넓이 개념은 수학의 발생 초기에 형성된 중요한 개념의 하나이며, 역사적으로 넓이를 구하는 문제들이 연구의 중요한 시발점이 된 경우도 많았다. 본 연구에서는 중등학교 수학교과서에서 다루는 삼각형의 넓이 공식을 다양한 방법으로 변형시켜, 삼각형의 몇몇 요소들(변들, 각들, 중선들, 둘레, 외접원의 반지름)로 구성된 새로운 넓이 공식을 유도하여 제시하였다. 본 연구에서 제시된 몇몇 공식들은 과학고등학교 R&E 프로그햄의 진행 과정에서 얻어졌다. 본 연구를 통해 얻어진 결과들은 고등학교 수준의 수학 영재교육에서 수학적 발명을 지향하는 교수-학습 과정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.261-275
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• 2011

최석정의 지수귀문도는 비교적 최근에 재조명되기 시작했고, 그동안 지수귀문도의 해를 구하려는 노력이 있었다. 88~92 그리고 94~98의 마법수에 한정해서 H-교호법을 사용하여 지수귀문도의 해를 구하는 것이 수학적으로 가능하다. 본 연구에서는 $n{\times}n$ 지수귀문도를 정의하고, H-교호법을 사용하여 $n{\times}n$ 지수귀문도에서 분할 $({\upsilon}+1)+{\upsilon}+({\upsilon}+1)$과 그것의 여분할 ${\upsilon}+({\upsilon}+1)+{\upsilon}$에 대해, 분할 $({\upsilon}+1)+({\upsilon}-1)+({\upsilon}+1)$과 그것의 여분할 $({\upsilon}-1)+({\upsilon}+1)+({\upsilon}-1)$에 대해, 분할 $({\upsilon}+1)+({\upsilon}+2)+({\upsilon}+1)$과 그것의 여분할 $({\upsilon}+2)+({\upsilon}+1)+({\upsilon}+2)$에 대해, 분할 $({\upsilon}+1)+({\upsilon}+3)+({\upsilon}+1)$과 그것의 여분할 $({\upsilon}+3)+({\upsilon}+1)+({\upsilon}+3)$에 대해 일반화된 지수귀문도의 해를 항상 구할 수 있다는 것을 보였다. 그리고 일반화된 지수귀문도의 해를 구하는 것을 중등수학교육과 중등 영재수학교육에서 문제해결의 과제로 활용할 것을 제안했다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제24권3호
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• pp.333-357
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• 2014

본 연구에서 제시하는 무게중심 확인실험 프로그램개발은 2013년 '동국대학교 과학영재교육원'에서 융합형 영재프로그램으로 개발되어 초등 영재학생 10개 집단 120명과 중등수학영재학생 24명을 대상으로 진행되었다. 무게중심 확인실험은 한국 과학창의재단에서 제시하는 융합형인재교육(STEAM) 학습준거 틀에서 수행된 3단계 과정을 이행하여 창의적 융합교육의 효과를 극대화하였다. 본 연구가 갖는 3가지 특징은 다음과 같다. 첫째, 연구에서 새롭게 개발된 무게중심 확인실험은 수학과 물리가 융합된 교육방식이다. 둘째, 실험에 사용되는 모형은 학생들의 능동적 활동으로 창의적인 모형 설계가 가능하다. 셋째, 무게중심 확인실험 프로그램은 학습 능력에 따라 수준별 수업으로서 전환이 가능하다. 위에서 제시한 특성들을 바탕으로 무게중심 확인실험을 통하여 창의적 융합교육의 효과를 극대화시킨다. 설문조사 결과는 주어진 지식을 단순 암기하는 학습에서 벗어나 실험에 필요한 배경지식 이해, 실험 설계, 실험 과정, 실험 결과의 단계를 거쳐 학습된다. 설문조사와 학생들의 실험 후 토의 결과, 현재 수학 또는 과학 교육과정이 제시하는 무게중심 학습과 비교하여, 새롭게 개발된 융합형 프로그램이 교육의 효과가 뛰어남을 보여 준다. 본 연구는 수학이 다른 교과영역과 융합되는 새로운 융합형 교육방식을 제시한다. 특히 무게중심을 찾고 이를 확인하는 새로운 형태를 제시한다. 결론적으로 교수자와 학습자가 모두 만족할 수 있는 새로운 무게중심 교육의 틀을 제시한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.30-45
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• 2012

전세계의 교육공동체들은 STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) 과목들을 통합하려는 노력에 주목해오고 있다. 우리나라에서도 또한 과학기술 인재 양성을 위해 초 중등학교에서 과학기술학, 예술, 수학교육(STEAM)을 융합형으로 가르치는 교육을 강조하고 있다. 이 연구의 목적은 과학, 기술, 수학교사를 대상으로 하여 중등학교에서 이루어지고 있는 통합교육의 현황과 통합 STEM 교육(Integrative STEM Education)에 대한 교사들의 인식과 요구를 분석하는 것이다. 전국 중등교사 중 과학, 수학, 기술 교과를 담당하는 251명을 대상으로 설문조사를 하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들은 통합 교육의 필요성에 대하여 긍정적인 생각을 가지고 있는 반면 실제 교육현장에서는 통합 교육 준비에 대한 불충분한 시간과 통합 교육에 대한 전문성, 교수경험 그리고 교수-학습 자료의 부족으로 통합 교육을 실시해 본 횟수는 적었다. 둘째, 그들은 통합 교육을 활성화하기 위하여 다양한 프로그램 개발, 통합 교육 준비를 위한 학교의 행 재정적 지원, 그리고 교사들을 위한 연수 실시 등을 요구하였다. 셋째, 통합 STEM 교육에 대한 인식은 전반적으로 불충분하지만 교사들은 학생들의 창의력, 사고력과 실생활에서의 적용 및 응용력을 기르기 위해 통합 STEM 교육이 필요하다고 인식하였다. 넷째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램 개발, 교수-학습 자료의 보급을 시급한 과제로 생각하고 있다. 다섯째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램에 적합한 통합 방식은 문제해결중심의 통합 방식으로 나타났다. 아울러, 통합 STEM 교육이 통합적 문제 해결과 담당 교과의 소양 함양에 효과적이라고 생각하며, 과학기술 인재 양성에 영향을 많이 줄 것이라고 생각하고 있었다. STEM 관련 중등교사들의 통합 STEM 교육에 대한 인식을 높이고, 통합 STEM 교육을 활성화하기 위해서 학교 현장을 중심으로 교사의 요구가 반영된 프로그램, 다양한 교수 학습 자료의 보급, 그리고 관련 연수들이 필요하다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제25권2호
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• pp.473-495
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• 2011

중등학교 전반에 걸쳐 항등원, 역원, 교환법칙, 결합법칙, 분배법칙이 다루어지고 있다. 이는 대수적 구조의 조장으로 이들익 성립 여부에 따라 군, 환, 체로 결정되게 된다. 그런데 이을 대수적 구조의 조건들은 어떤 의미를 가지며, 이들 조건들이 만족됨에 따라 정해지는 대수적 구조는 어떤 의미를 가지는지 의외에 대한 지도는 이루어지고 있지 않다. 그로인해 학생들은 이들 조건을 대상 집합의 특성이라는 결과적 측면으로 받아들이고 있다. 본 연구에서는 수 체계와 다항방정식의 해법과의 연결성을 고려하여 이러한 조건들파 대수적 구조의 의의를 교수학적으로 조직화하기로 한다. 교수학적 조직화란 학습자의 자연스러운 사고활동을 위한 모델을 구성하는 것으로 역사적 발생과 함께 현대수학의 관점을 고려하여 수학적 개념이 필연성과 개연성을 가진 산물임을 경험시키도록 흐름을 구성하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 다항방정식의 해법을 보장하기 위한 수학적 개념으로 대수적 구조를 파악하고, 수 체계의 의미를 지도하는 영재교육을 위한 프로그램을 개발하였다. 그리고 이를 교수실험 하여 그 효용성을 알아보았다.