• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.203-211
• /
• 2024

프로그래밍 언어를 활용한 데이터 시각화는 처리하는 데이터 양, 처리 시간, 유연성에서 효율성과 효과성을 향상시킬 수 있으나 프로그래밍에 익숙해지기 위해 연습이 필요하다. 이에 본 연구에서는 프로그래밍 자동 평가 시스템에서 데이터 시각화를 연습하기 위한 공공데이터 기반 문제은행을 개발하였다. 공공데이터는 교육과정에서 제시한 주제로 수집하였으며 학습자가 데이터 시각화하기에 적절한 형태로 가공하였다. 문제는 다양한 데이터 시각화 방법을 학습하기 위해 수학교육과정과 연계하여 개발하였다. 개발한 문제는 전문가 검토 및 파일럿 테스트를 실시하였으며 문항의 수준, 데이터 시각화를 통한 수학 교육의 가능성을 확인하였다. 하지만 학생에게 흥미가 떨어지는 주제라는 의견을 받았으며 이를 보완하기 위해 학생이 중심이 되는 데이터를 활용하여 추가로 문항을 개발하였다. 개발한 문제 은행은 초등학교 정보영재 또는 중학교 이상에서 파이썬을 학습한 경험이 있는 학생이 데이터 시각화를 배울 때 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.180-191
• /
• 2014

본 연구에서는 전라북도 부안군 채석강 지역에 대한 3D파노라마 가상 현실 지질 답사 투어 학습자료를 개발하였다. 개발된 프로그램은 $360^{\circ}{\times}180^{\circ}$ 파노라마로서 관측 지점의 모든 면을 볼 수 있고, 확대, 축소, 화면 돌리기 등의 상호작용이 가능하다. 이 프로그램의 교육적 효과를 얻기 위해 컴파스 활용하기, 지층의 경사 등을 측정하기 위한 이동 가능한 각도기 제공, 관찰 지점의 표본에 대한 3D 관찰하기 등을 제공하였다. 또 주요 관찰 포인트에는 확대된 사진, 팝업창, 전문가 설명 등으로 학습을 도왔다. 이 프로그램의 교육적 효과를 알아보기 위하여 중학교 과학 영재반 학생 35명에게 적용해본 결과 약 85% 이상의 긍정적인 반응을 보여주었다. 따라서 이 프로그램은 중학교 과학과 지질학 수업 시 간접적 상황학습이 될 수 있고, 시간문제, 비용문제, 안전문제 등을 줄일 수 있는 하나의 보충적인 지질 답사 방법이 될 것이다.

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

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.228-238
• /
• 2010

The purpose of this study is to examine the effects which applies teaching program that search solution to prevent global warming in middle school gifted class. This program of total 10 class was theoretical and experimental class and the students presented after collecting the synthetic data about climate-change and roleplayed what they debated to firm their country's opinion about Kyoto Protocol. Finally, students as policymaker made mock Kyoto Protocol by discussion. Impression papers and images about climate-changes was made by students in last class. In discussion of making up mock Kyoto Protocol, developed and developing nations had an argument about carbon dioxide emissions because of their economic benefits. In the course of allocating mutual $CO_2$ reduction, they needed yield and negotiation among nations. Although they mainly took passive position about $CO_2$ reduction, atmosphere that all the country make greater effort for the future global environment was formed. Like this, students had more concepts over climate change by making mock Kyoto Protocol. And they could equipped global scientific literacy and responsibility by participating in social decision making process of solving global environmental issues.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.79-93
• /
• 2013

본 연구에서는 중학생들이 생명공학과 관련된 세가지 SSI(맞춤형 아기, 산전태아감별, 배아줄기세포연구)에 대한 가치판단 및 의사결정을 하는 과정에서 본인의 가치관에 대해 얼마나 심도 있게 탐색하고 일관적으로 적용하는지를 살펴보고자 하였다. 또한 이를 통해 SSI 수업이 학생들의 가치관 및 인성 형성과정에 어떠한 역할을 할 수 있는지에 대한 교육적 함의를 찾아보고자 하였다. 이를 위해 서울시 교육청 영재교육원 과학 프로그램에 참여하고 있는 중학교 2학년 학생 20명이 총 4회(총 12시간)에 걸친 수업에 참여하였다. 참여 학생들은 세 주제에 대한 수업이 진행되기 전과 후에 각 주제에 대한 자신의 입장을 선택하고 의사결정의 근거 및 이유를 자유롭게 서술하게 하였다. 또한 모든 수업을 모두 마친 후 10명의 학생들을 대상으로 생명공학 주제에 대한 인식 변화와 자신의 입장을 결정하게 된 이유 등에 대한 개별 면담을 실시하였다. 자료 분석은 학생들이 각 주제마다 토론 전과 토론 후에 표기한 입장을 도식화하고, 가치 적용 일관성을 기준으로 유형을 도출하였다. 또한 각 유형의 전형적인 특성을 보이거나 SSI 교육에 대한 시사점을 제시할 수 있다고 판단되는 대표적 사례 4개를 선정하여 자세히 기술하였다. 연구 결과, 생명 공학 주제에 대해 의사결정을 할 때 일관된 가치관을 적용하여 의사결정을 한 경우(유형 A, 5명), 수업이 진행됨에 따라 중요시 하는 가치가 점차 명확해지는 경우(유형 B, 3명), 수업 후 오히려 의사결정이 모호해진 경우(유형 C, 4명)의 세 가지 유형이 확인되었다. 그리고 특정한 패턴이 보이지 않은 경우가 6명이었다. 본 연구에서는 각 유형에 따라 SSI 수업에 대한 교육학적 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.401-411
• /
• 2003

제7차 교육과정의 가장 큰 특징은 수준별 교육과정의 시행이라고 할 수 있으며, 이에 따라 학생의 능력과 개인차에 따른 다양한 학습 과제의 개발이 필요하다. 제6차 교육과정의 중학교 과정에서 다루었던 크로마토그래피의 이론과 실험의 오류를 바로잡기위하여 중학생들이 크로마토그래피의 원리를 보다 정확하게 이해할 수 있는 새로운 실험 키트가 필요하다. 본 연구에서는 시중에 판매되고 있는 TLC판을 정지상으로 이용하고, 이동상으로는 상대적으로 인체에 해가 적은 혼합 유기용매를 사용하며, 시료 및 참고물질로는 시료의 전개 과정을 눈으로 쉽게 확인할 수 있는 산-염기 지시약들을 사용하여 새로운 크로마토그래피 실험 키트를 개발하였다. 또한, 이 실험 키트의 효과를 알아보기 위하여 중학생(일반 중학생 및 영재반 중학생)과 교사(과학 교사 및 비과학 교사)를 상대로 실험을 실시하여, 실험내용과 그 효과에 관한 설문을 조사하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.15-28
• /
• 2016

본 연구의 목적은 과학적 모델의 사회적 구성 수업을 통한 학생들의 모델링 능력 변화를 '모델과 모델링에 관한 인식'과 '모델링 실행'의 두 측면으로 살펴보는 것이다. 이를 위해, 중학교 2학년 학생 41명을 대상으로 천문학 내용과 관련하여 과학적 모델의 사회적 구성 수업을 실시하고, 수업 전과 후에 각각 모델링 능력 검사를 실시하였다. 검사 결과 학생들의 '모델과 모델링에 관한 인식'은 과학적 모델의 사회적 구성 수업을 통해 더 진보된 관점으로 변화하였다. 학생들은 사회적 구성 활동을 통해 모델을 이용하여 자신의 생각을 표현할 수 있다는 것과, 하나의 현상을 설명할 수 있는 복수의 과학적 모델이 존재하며, 과학적 모델이 변화할 수 있음을 인식하게 되었다. 학생들의 '모델링 실행'의 변화는 사전과 사후의 수준 변화에 따라 4 가지 유형(모델링 수준 상승 유형, 모델링 수준 하강 유형, 높은 수준 유지 유형, 낮은 수준 유지 유형)으로 나누어졌다. 과학적 모델의 사회적 구성 수업을 통해 대부분의 학생들의 '모델링 실행' 수준이 상승하였다. 이러한 변화는 학생들로 하여금 자신의 모델을 다른 모델과 비교하고 경쟁할 수 있는 기회를 제공한 사회적 구성 활동에 영향을 받은 것으로 나타났다. 한편, 일부의 학생들은 오히려 '모델링 실행' 수준이 내려가거나 변화가 없었다. 이 학생들의 학교 과학 성적은 비교적 우수했으며, 정확한 정답을 찾아 시험에서 좋은 성적을 얻는 것을 학습의 목표로 여기고 있었다. 이것은 전통적인 수업방식에 길들여진 학생들이 증거를 기반으로 지식을 구성해가는 과정을 중시하는 과학적 모델의 사회적 구성 수업 방식에 더 큰 어려움을 겪을 수 있다는 것을 말해준다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
• /
• 제16권
• /
• pp.217-218
• /
• 2003

제7차 교육과정의 기본방향인 '21세기의 세계화 정보화 시대를 주도할 자율적이고 창의적인 한국인 육성'에서 볼 수 있듯이, 새로운 교육과정에서는 학생들의 창의력을 신장시키기 위한 방안으로 교과별 교육과정이나 재량활동 운영 등을 제시한 바 있다. 수학교육에서도 이러한 시대적 흐름에 발맞추어 수학적 창의력의 신장이 강조되고 있는 상황이다. 그동안 이론적인 측면과 실제적인 측면에서 수학적 창의성에 대한 성과가 축적되었다. 이론적인 측면에서 볼 때, Haylock(1987)등에 의해 창의력과 수학적 창의력의 구분되었으며, 특히 '수학적' 창의력에 대한 다양한 정의가 제안되었다. 실제적인 측면에서도 수학적 창의력을 측정하려는 평가 도구들이 그 동안 여러 가지로 개발하였다. 그러나, 이러한 수학적 창의력에 관한 전반적인 연구는 종국적으로 교실 수학수업에 반영되어야 함에도 불구하고, 그리 만족스럽지 못한 상황이다. 특히, 교실에서 수학수업을 실제로 담당하는 교사들이 수학적 창의력을 위한 수업을 하고자 하더라도 당장 가까이에서 구할 수 있는 교수 학습 자료가 여전히 부족한 상황이다. 물론 그 동안 교실 수학수업에서 사용할 수 있는 창의력 개발 프로그램이 전무한 것은 아니다. 그런데 그들 대부분은 게임이나 퍼즐을 이용한 것으로 그 수준이 단순 흥미유발에 그치고 있거나 소수의 영재아를 위한 소재를 중심으로, 특히 수학적 사고 과정을 따르기보다는, 시행착오를 거쳐 원하는 결과를 얻을 가능성이 많으며, 수학과의 연계성이 불분명한 채로 단순놀이에 그치는 경우가 적지 않아, 수업과 연관되어 창의력의 신장이라는 측면에서 볼 때, 적용하기 어려운 사례가 많다. 이러한 상황을 개선하는 데 기여하고자, 현재 교과교육공동연구 지원사업의 하나로 한국 학술 진흥재단의 지원을 받아, '개방형 문제(open-ended problems)'를 중심 소재로 한 '수학적 창의성'을 신장하기 위한 교수학습 프로그램을 개발하여, 중학교 1학년을 대상으로 연구를 진행하고 있다. 개방형 문제라 함은 명백한 정의가 어렵지만 Pehkeon(1995)는 개방형문제의 정의를 명백히 하기위한 시도로서 그 반대로 닫힌 문제에 대한 정의로부터 시작하여, 어떤 문제가 닫혀있다고 하는 것은 그 문제의 출발 상황과 목표 상황이 닫혀 있는 것, 즉 명백히 설명되어있을 때라면 개방형 문제는 이와 반대의 개념임을 시사하였다. Silver(1995)는 개방형 문제를 문제 자체가 다른 해석이 가능하거나 서로 다를 인정할만한 답을 가질 수 있는 문제 또는 풀이과정이 다양한 문제, 자연스럽게 다른 문제들을 제안하거나 일반화를 제시할 수 있는 문제라고 정의하였다. 따라서 개방형 문제란 출발상황이나 목표 상황의 일부가 닫혀있지 않을 때를 말하고 문제의 조건을 만족하는 해답이 여러 가지로 존재하는 문제를 뜻한다. 수학적 창의력을 개발하는 데, 다른 문제 유형보다도, 개방형 문제가 유리하다는 점은 이미 여러 학자들에 의해 주장되어왔다. 미국 국립영재교육센터(NRCG/T)는 기존의 사지선다형이나 단답형 문제와 질문들은 학생들의 사고 능력에 관한 정보를 거의 알려주지 못하기 때문에 한 가지 이상의 답을 요구하는 ‘open-ended' 또는 ’open-response' 문제와 질문을 가지고 수학 분야에서의 창의적 사고 능력과 표현능력을 측정해야 한다고 하였고, 개방형 문제가 일반적으로 정답이 하나인 문제보다 고차원적인 사고를 요구하게 하는 문제 형태라고 하였다. 본 연구에서는 이러한 근거를 바탕으로 개방형 문제의 유형을 다양한 답이 존재하는 문제, 다양한 해결 전략이 가능한 문제, 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확산적 사고의 요소인 유창성, 독창성, 유연성 등에 각각 어떤 영향을 미치는지 20주의 프로그램을 개발, 진행하여 그 효과를 검증하고자 한다. 개방형 문제를 활용한 수학적 창의력 신장 프로그램을 개발하고 현장 학교에 실험 적용하여 그 효과를 분석하고자 하는 본 연구는 창의력 신장에 비중을 두는 수학과 교수-학습 과정에 실제적인 교수 학습 자료를 제공하는 것뿐만 아니라 교사들에게는 수학교실에서 사용 가능한 실제적인 활용방안을, 학생들에게는 주어진 문제를 여러 가지 각도에서 생각하면서 다양한 사고를 경험하는 기회를 가질 수 있어, 수학을 보는 학생들의 태도에도 긍정적인 변화를 가져올 수 있을 것이라 기대한다.