• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.79-89
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• 2023

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2172-2180
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• 2016

최근 역량중심교육이 강조되면서, 교육 현장에서 프로젝트수업이 활발하게 행해지고 있다. 본 연구에서는 프로젝트를 기반으로 한 수업의 운영체계를 개발하는 연구를 진행하였다. 첫째, 모듈(교과목)과 연계하지 않고, 독립적인 프로젝트를 운영하는 방법, 둘째, 하나의 프로젝트에 단일 전공(학부) 내 모듈을 연계하여 운영하는 방법, 셋째, 하나의 프로젝트에 2개 이상의 전공 모듈을 연계하여 운영하는 방법을 제안하였다. 또한 프로젝트수업을 위한 도구를 제시하였다. 프로젝트 수업의 체계적 관리 및 개선을 통한 수업만족도 제고를 위해 프로젝트수업의 사전, 사후검사를 실시한 결과 프로젝트 수업은 창의적 인성과 문제해결 능력의 향상에 긍정적 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 수업에 대한 만족도가 1차 년도 대비 2차 년도에 7%향상되었다. 이에 따라 학생들의 학습 성과 달성률이 높아졌다는 평가가 도출되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.1502-1504
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• 2011

최근 소셜 네트워크를 이용한 학습 방법이 활발하게 연구되고 있다. 동일한 영역에 지식을 공유하고 새로운 정보를 웹에서 생성하는 등 집단지성 학습자들이 계속적으로 늘어가고 있으며, 특히 IT 학습을 위한 온라인기반 교육은 관심도와 직군에 따른 집단지성을 통한 효과적인 학습 성취도를 높일 수 있다. 따라서 본 연구는 웹 기반을 중심으로 한 IT집단지성 학습자들의 개인차를 파악하고, 각 특성에 따른 다양성을 적용하여 학습과정 중 자신에게 적합한 학습경로를 파악하여 학습의 지속적인 진행에 있어 정확한 자료를 제공하고 효율적인 학습의 진행이 이루어져 성취도를 높일 수 있도록 학습 성취도 예측 시스템을 연구 개발하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 먼저 IT습자들이 자신의 개인차를 파악하기 위해 학습의 유형, 학습몰입, 인지적 능력, 개인적 성향, 창의적 성향 등을 활용한 검사도구의 개발이 선행되어야 한다. 다음으로, IT 전공자 혹은 비전공자를 대상으로 예비조사를 실시하고 그 결과를 바탕으로 학습 성취도 예측을 가능하게 하기위한 시스템을 설계하고자 한다. 향후 본 연구의 결과로 학습자의 학습 성취도를 향상시키고, 예측 결과에 의한 집단지성 그룹을 좀 더 효과적으로 운영 할 수 있는 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대한다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권7호
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• pp.355-362
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• 2016

본 연구에서는 디자인 사고 과정에서 디자이너의 시각적 표현도구 중 하나인 '에스키스(esquisse)'를 분석하였다. 결과물 이미지의 유사성에 근거하여 F.G.I를 통해 M, N, O, P, Q 5가지 유형으로 분류하였으며, Ned Herrmann의 두뇌 4분할 이론에 근거한 두뇌선호도검사(HBDI)를 통해 두뇌활용영역의 선호유형을 분류하였다. 분류된 5가지 에스키스 유형과 이에 따른 두뇌유형의 비교 대조분석을 통해 상관관계를 찾아내어 디자인 사고 유형을 정의하였다. 구조적인 좌뇌형(M), 감성적인 변연계형(N), 시각적인 우뇌형(O), 평면표현을 선호하는 우뇌형(P), 텍스트표현을 선호하는 우뇌형(Q)의 5가지 디자인 사고 유형을 통해 디자이너의 다양한 성향과 특징을 분석하는 것이 가능하였으며, 또한 두뇌의 결핍영역을 보완시켜 창의적인 결과물을 도출해낼 방법을 찾아내는 연구의 기틀을 마련하였다.

• 영재교육연구
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• 제20권3호
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• pp.967-984
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• 2010

본 연구는 Feuerstein의 인지적 중재학습 경험이 영재아의 주의통제 및 주의전환에 미치는 효과를 알아보고자 하는데 그 목적이 있다. 초등학교 3학년 학생 중 지능검사와 창의성검사를 통해 영재아 40명을 선별하여 실험집단과 통제집단에 20명씩 무선 배정하였다. 실험 집단은 Feuerstein의 도구적 심화 프로그램을 연구의 목적에 맞게 수정한 인지적 중재학습 프로그램에 참여하였다. 연구결과, Feuerstein의 인지적 중재학습은 영재아의 선택적 주의집중, 자기통제력 및 지속적 주의집중 등 주의통제를 향상시키는 것으로 나타났다. 또한 주의전환 과제의 수행시간을 단축시킴으로써 영재아의 인지도식과 개념화 향상에도 기여하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권2호
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• pp.256-271
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• 2018

본 연구는 과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등 심화과정 전공영역별로 지원한 228명을 모집단으로 설정하고, 연구대상은 선발과정 1차 전형에서 실시한 과학 창의적 문제해결력 검사도구 점수를 기준으로 상위 30%에 속하는 67명을 상위집단으로, 하위 30%에 속하는 64명을 하위집단으로 구분하고, 두 집단에 속하는 총131명을 표집하였다. 자료수집을 위한 검사도구 문항은 초등과학 교육과정에서 추출한 소리, 전기, 무게, 온도, 호흡, 광합성, 날씨, 지진의 과학개념 8개를 활용하여 개발하였다. 검사문항은 과학개념 8개 가운데 가장 선호하는 과학개념 2개를 연결하여 과학적 질문을 생성하도록 제시하였으며, 연구대상이 진술한 과학적 질문을 분석하였다. 연구결과 과학영재들은 심화과정 전공영역에 따라 과학개념 연결 선호도에서 차이를 나타냈다. 과학적 질문에서 나타난 과학개념 연결방식의 특징을 분석하기 위해 수집한 자료를 먼저 관계, 유사성, 비유사성에 근거한 연결방식으로 분류하였다. 나아가 관계에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 수단, 영향, 예측, 원인, 측정, 현상으로, 유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 대상, 과학적 원리, 현상에 근거한 연결로, 비유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 병렬, 자원, 제거에 근거한 연결로 세분화하였다. 상위집단과 하위집단 간에 과학개념 연결방식은 통계적으로 유의미한 (p<.000) 차이를 보였다. 상위집단은 하위집단에 비해 서로 다른 과학영역에 해당하는 개념을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였으나, 하위집단은 상위집단에 비해 동일한 과학영역 내 개념들을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였다. 상위집단은 하위집단에 비해 유사성에 근거한 과학개념 연결방식을 더 빈번하게 사용하는 특징을 나타낸 반면, 하위집단은 상위집단에 비해 비유사성에 근거하여 단순하게 병렬시키는 연결을 더 빈번하게 사용하는 것으로 나타났다.

• 영재교육연구
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• 제16권2호
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• pp.101-122
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• 2006

본 연구는 우리나라 대학부설 과학영재교육원의 영재 학생 선발과정에 대해 조사하고 외국 과학영재교육기관의 영재 학생 선발과정들과도 비교 분석하였다. 우리나라 대학부설 과학영재교육원의 분포는 학생 수의 비율에 비해 지역적으로 불균형을 이루고 있었으며 다양한 학생들이 영재교육을 받을 수 있도록 학생 비율에 따른 균형적인 분포가 필요하다. 또한 초등학생 선발 비율이 중학생 선발 비율에 비해 현저히 작아 역피라미드형을 나타내고 있으므로 이를 피라미드형으로 개선할 필요성이 있음을 알았다. 우리나라 대학부설 과학영재교육원의 영재 선발 절차는 먼저 성적 기준으로 영재 학생들을 형식적으로 추천받고 창의적 검사, 자체 제작 평가지, 심층 면접 등과 같은 지적인 검사를 토해 선발한 후 캠프를 통하여 영재 교육을 실시하고 있다. 이에 비해 외국의 영재 판별 절차는 일정 기간의 캠프를 통하여 지적 판단뿐 아니라 과제 집착력과 같은 비지적인 도구로 영재를 판단하는 것을 볼수 있다. 따라서 우리나라 대학부설 과학영재교육원에서도 교사의 추천서에 의한 지원 자격이 필요하며 영재 선발 대상자들의 학습 습관과 태도 등 비지적인 요인을 실제적으로 검사하는 판별 방법이 필요하다고 생각된다.

• 영재교육연구
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• 제26권1호
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• pp.211-230
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• 2016

본 연구는 수학영재의 대수적 사고의 특징과 오류 유형을 분석하여 수학영재 대상 대수-학습방법을 개선시키는 지도방안을 제안하는데 목적을 두었다. 본 연구에서는 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등수학반을 지원한 학생들 가운데 수학영재교육을 받은 경험이 있는 93명을 연구대상으로 선정하였다. 선행연구에 기초하여 대수적 사고 요소 분석틀을 구성하였으며, 연구대상들이 선발과정 1단계 창의성 검사에서 대수적 사고 관련 문항에 대해 작성한 답안들을 분석하였다. 연구결과, 연구대상 학생들은 양이 가진 속성을 파악하기도 하였으나 두 양 사이의 독립성과 관계를 추론하는 데 어려움을 가지는 것으로 나타났다. 또한 방정식을 문제해결의 도구로 인식하여 해를 구하려는 경향을 보였다. 이 과정에서 변수를 자리지기로서의 미지수 관점에만 집중하여 변수의 다양한 의미를 파악하는 데 어려움을 나타내었으며 일부 학생들은 대수적 개념에 대한 사고에서 오류를 만들어냈다. 결론적으로, 수학영재의 대수-학습방법을 개선하기 위해서는 변하는 양 사이의 관계를 일반화하고 추론하는 것을 포함하는 함수적 사고를 신장시키고, 식의 절차적 측면과 구조적 측면을 함께 강조하며, 변수 개념을 여러 측면에서 학습할 수 있는 다양한 상황을 제공하고, 대수적 개념을 스스로 구성하는 활동을 강화시키는 지도방안을 탐색해야 하는 것으로 고찰하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제15권1호
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• pp.209-221
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• 2023

반도체 제조 공정에서 사용되는 제품의 외관 검사 및 포장 단계에서 정전기에 의해 particle이 제품 자체나 운반용 도구 등에 흡착되는 문제가 발생한다. 본 연구는 실용 트리즈 기법을 활용하여 제품에 particle이 흡착되는 문제를 개선할 수 있는 방법론을 제시한다. 제시한 실용 트리즈 기반의 방법론을 적용하여 문제를 정의하고, 제품 대기 시간으로 인해 발생하는 모순을 도출하였다. 도출된 모순 중 물리적 모순을 설정하고 '공간분리'의 개념을 적용하여 '이오나이저 설치' 및 '작업실 Layout 개선'이라는 해결방안을 도출하였다. 실용 트리즈 적용을 통해 도출한 '이오나이저 설치' 및 '작업실 Layout 개선'을 적용하여 실험한 결과, 제품이 대기하는 시간에서 발생되는 particle 흡착 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해, 제조현장에서 근무하는 작업자, 설비 엔지니어, 기술 엔지니어들이 실용 트리즈 기법을 활용하여 창의적 사고, 발상의 전환을 통해 직면한 문제를 효과적으로 해결하고 혁신적인 기술개발 및 생산성 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한공업교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.94-113
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• 2019

이 연구는 특성화 및 마이스터 고교 학생들의 기술적 사고성향을 알아보고 그 결과를 통하여 특성화 및 마이스터 고교의 교육 현장에서 학생들의 기술적 사고성향에 맞는 교육내용을 구성하거나 필요한 기술적 사고성향을 강화하는데 기초지식을 제공하기 위함을 목적으로 실시하였다. 타당성과 신뢰성이 확보된 기술적 사고성향 검사 도구를 사용하여 전국의 특성화 및 마이스터 고교 학생 1171명을 대상으로 조사한 결과는 다음과 같다. 첫째, 특성화 및 마이스터 고교 전체 학생의 기술적 사고성향의 구성은 기술적 조작 성향(TOD)을 보이는 학생이 무려 38.9%를 차지할 정도로 가장 많았으며, 그 다음으로 기술적 계획 및 성찰 성향(TPRD)을 보이는 학생이 22.46%, 기술적 호기심 성향(TCD)이 17.59%, 기술적 문제파악 및 해결 성향(TPIRD)이 10.33%, 기술적 분석 성향(TAD)이 6.49%, 기술적 창의 및 표현 성향(TCED)이 5.04% 순으로 나타났다. 둘째, 특성화고 학생들과 마이스터고 학생들 사이에 기술적 사고성향의 구성에 차이가 있는지에 대한 검증 결과는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타나 특성화고 학생이나 마이스터고 학생 모두 비슷한 구성의 기술적 사고성향을 갖고 있는 것으로 판단하였다. 셋째, 특성화 및 마이스터 고교 전체 학생들의 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이가 있는지에 대한 검사에서는 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 특기할 점은 남학생들의 기술적 호기심 성향(TCD) 구성과 기술적 문제파악 및 해결 성향(TPIRD)이 여학생들 같은 성향 구성 비중 보다 각각 7.4%, 4.4% 가량 더 크게 나타났다. 또 다른 특징은 기술적 계획 및 성찰 성향(TPRD)인데 이 성향에 대해서는 여학생들의 성향 비중이 남학생들의 성향 비중 보다 9.7%나 더 크게 나타났다. 넷째, 특별히 특성화 고교 학생들만을 대상으로 한 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이 검증에서도 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 구성의 차이를 보였는데, 앞서의 특성화 및 마이스터 고교 학생들 전체를 대상으로 한 결과의 거의 같은 비중의 차이를 보였다. 마지막으로, 마이스터 고교 학생들만을 대상으로 한 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이 검증은 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다.