• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제20권3호
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• pp.339-356
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• 2010

통계교육에서는 자료에 대한 경험을 바탕으로 한 사고의 발달이 중요하다, 특히, 자료 생성 시 발생하는 변이성에 대한 이해는 통계적 사고의 핵심이므로 변이를 고려한 학습기회를 제공할 필요가 있다. 국내외 관련 연구자들은 수학적으로 우수한 능력을 지닌 학생들이라 할지라도 통계적 사고 수준은 매우 낮으므로 적극적인 교육을 통해 이를 극복해야 한다고 주장하고 있다. 본 논문은 15명의 우리나라 수학 영재아들이 자료를 통한 통계의 주요 개념들을 이해하는 다양한 방식들을 살펴보면서 그 중 모둠 활동에 참여한 세 명의 학생들이 자료와 그래프를 생성하는 과정에서 보여주는 서로 다른 통계적 사고 과정을 좀 더 세밀히 비교분석하는 것을 목표로 한다. 연구 결과, 수학적으로 매우 우수한 성취를 보이는 학생들임에도 불구하고, 선행연구에서 제시한 일반 초등학생들의 변이성에 대한 이해 양상과 별다른 차이를 보이지 않았다. 이로부터 우리나라의 초등학교 통계교육이 변이성 인식에 도움을 주지 못하고 있다는 시사점을 얻었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.611-624
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• 2017

이 연구의 목적은 고등학생들의 시스템 사고를 측정하는 분석하는 도구로 Iceberg(IB) 모델을 적용하고, 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용한 IB 모델 활동 결과 분석 방법을 제시하며 그 효과를 검증하는 것이다. 문헌 분석을 통해 IB 모델과 시스템 사고 평가를 위한 루브릭의 활용에 대한 이론적 근거를 조사하였다. 그리고 6명의 고등학교 학생에게 극지방 기후 변화와 관련된 주제에 대하여 IB 모델 활동을 실시하였으며 활동 과정 중 비구조화된 면담을 통해 학생들의 시스템 사고를 조사하였다. 또한 IB 모델을 활용한 시스템 사고 분석 결과에 대한 효과를 검증하기 위하여 시스템 사고 측정 도구를 활용한 정량적 검사도 실시하였다. IB 모델의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용하여 분석하였으며 분석한 결과는 지구과학교육 전문가 2인에게 검토를 받아 타당도와 신뢰도를 확인하였다. 그리고 루브릭 결과와 시스템 사고 측정 도구 검사 결과에 대한 상관관계 분석을 통해 타당도를 재확인하였다. 연구 결과 6명의 학생은 IB 모델을 활용하여 자신들이 가지고 있는 사고를 구체적으로 잘 표현하였으며 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과 학생들은 17~35점까지의 분포를 보여주었다. 또한 시스템 사고 측정 도구 결과와 상관관계를 분석한 결과 Pearson 상관계수가 유의수준 .05에서 .856으로 매우 높은 상관을 보여주었다. 이 연구에서 제시한 IB 모델을 적용하면 학생 스스로 시스템 사고를 잘 표현할 수 있으며, 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과는 타당도와 신뢰도를 가지는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 과학 교육에서 시사점과 시스템 사고 연구의 방향을 제안하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.539-560
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• 2013

본 연구의 목적은 고등학교 수학영재 학생들이 GrafEq를 활용한 디자인 활동을 하는 과정에서 나타나는 사고의 특성 알아보고자 함이다. 사전조사를 통해 GrafEq를 사용해 본 경험이 없고, 디자인 활동에 필요한 부등식의 영역을 학습한 과학 고등학교 학생 8명을 선발하여, 2인 1조로 4개의 팀으로 나누어 각각 6차시에 걸쳐 실험을 실시하였다. 연구 결과, 논리적 사고 및 수학적 추상화, 직관적 구조적 통찰, 유연한 사고, 발산적 사고 및 독창성, 패턴의 일반화 및 귀납적 추론과 같은 특성들이 나타났으며, 이를 통해 GrafEq에서의 디자인 활동은 학생들에게 다양한 사고를 자극함으로써 학생들의 인지적인 발달을 촉진시키는데 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.751-762
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• 2013

이 연구의 목적은 중학생들의 과학창의성 향상을 위한 과학글쓰기 프로그램을 개발하여 그 효과를 분석하는 것이다. 이를 위해 중학교 2학년 과학 "자극과 반응", "식물의 구조와 기능" 단원을 대상으로 총 21차시 분량의 과학글쓰기 프로그램을 개발하였다. 이 과학글쓰기 프로그램은 과학 수업의 매 차시 정리 단계 10분 동안 적용할 수 있도록 구성하였다. 과학글쓰기의 주제는 실생활과 관련된 과학 내용을 바탕으로 융통성, 독창성, 정교성의 창의적 사고가 신장될 수 있는 것을 선정하였으며, 과학글쓰기 유형을 다양하게 구성하였다. 과학글쓰기 프로그램은 활동지를 통해 진행되었다. 활동지에는 해당 차시의 과학글쓰기와 관련된 탐구기능, 창의적 사고 유형, 과학글쓰기 유형을 제시하여, 학생들에게 과학글쓰기에서 다루고자 하는 구체적인 학습내용을 안내하였다. 또한 활동지에 교사 피드백 란을 두어 학생들이 교사의 피드백을 통해 자신의 과학개념과 창의적 사고과정을 점검할 수 있도록 하였다. 연구 결과, 과학글쓰기 프로그램은 학생들의 과학 창의성을 향상시키는 데 효과가 있었다(p< .01). 이는 과학글쓰기 프로그램이 창의적 사고를 발휘하여 정해진 답이 아닌 다양한 해결책을 찾을 수 있도록 구성되어 있어, 과학글쓰기를 통해 학생들의 과학창의성이 신장될 수 있었던 것으로 생각된다. 특히 교사의 피드백이 학생들의 과학개념을 점검하고 창의적 사고를 발달시키는 데 도움이 되었다. 과학글쓰기 프로그램은 학생들의 융통성 향상에 효과적이었으나(p< .01), 독창성과 정교성 향상에는 효과가 없었다(p> .05). 학생들이 과학글쓰기를 통해 가능한 한 많은 해결 방안을 찾는 과정에서 자연스럽게 융통성이 향상된 것으로 생각된다. 과학글쓰기를 통해 학생들의 독창성 및 정교성을 향상시키기 위해서는 과학글쓰기의 분량, 내용, 작성 시간 등을 조절할 필요가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권1호
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• pp.86-106
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• 2019

이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수 학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수 학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제19권4호
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• pp.565-584
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• 2009

본 연구의 목적은 수학 영재의 인지적 사고 과정 분석을 통해 수학적 사고 특성에 대하여 조망하는 분석틀을 제시하고 수학 영재의 사고 패턴을 구조화시키기 위한 것으로, 이를 위해 사고구술법을 통해 추출된 수학 영재의 사고 특성을 분석한다. 본 연구에서는 학생들의 사고 특성을 추출하는 분석틀과 문제 해결 단계 코드를 이용한 분석틀을 개발하였고, 수학 영재학생들이 문제 해결 과정 중 인지 활동으로 거치게 되는 절차와 사고 특성 지도를 살펴보고 대상 학생들이 여러 번의 시행착오 후 전체적인 과정을 수정하며 수행해 나가게 되는 방법과 문제의 최종적인 해결안을 도출해 내는 경로 탐색 과정을 종합적으로 살펴봄으로써, 수학 영재들의 수학적 사고 특성을 좀 더 과학적인 방법으로 분석하는 준거를 마련하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권3호
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• pp.471-483
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• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권6호
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• pp.1237-1247
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• 2013

이 연구의 목적은 이효녕 등(2013)에 의해 개발된 시스템 사고 측정 검사지의 타당도 재검 및 시스템 사고 측정 검사지를 활용하여 과학영재학생과 일반학생의 시스템 사고에 유의미한 차이가 있는지 알아보는 것이다. 과학고등학교 학생 116명과 인문계 고등학교 학생 553명에게 시스템 사고 측정 검사지를 투입하고 SPSS 18.0을 활용한 탐색적 요인분석과 Amos를 활용한 확인적 요인분석을 실시하였다. 그리고 SPSS 18.0을 활용해 과학영재학생과 일반학생 두 집단의 검사지 평균을 독립표본 t-test를 수행하여 시스템 사고에 유의미한 차이가 나타나는지 살펴보았다. 탐색적 요인분석 결과 5개의 요인구조가 나타났으며 각 요인별 4문항씩 적재되었다. 시스템 사고 측정도구의 전체 신뢰도는 .875였으며, 각 하위 요인의 신뢰도는 .693~.751로 신뢰로운 검사지로 나타났다. 확인적 요인분석에서도 ${\chi}^2/df$값이 2.765, TLI는 .907, CFI 는 .929, IFI는 .930, RMSEA는 .044로 모형 적합도 5개 수치에서 적합한 값을 보여주어 모형을 수용할 수 있다. 그리고 과학영재학생과 일반학생의 시스템 사고를 t-test를 이용해 비교해 본 결과 시스템 사고 전체 문항 뿐 아니라 모든 하위 영역에서 과학영재학생이 일반학생에 비하여 우수한 시스템 사고를 하고 있음을 보여주었다. 이 연구가 더 낳은 성과를 얻기 위해서는 학생들의 시스템 사고 향상을 살펴보는 연구에서 다른 질적 연구 도구와 함께 활용될 필요가 있으며, 나아가 다양한 학교 급에 적용 가능한 시스템 사고 측정 도구도 함께 개발될 필요가 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제22권3호
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• pp.383-397
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• 2008

문제 해결에 있어서 수학적 사고의 필요성은 절대적이다. 이 논문에서는 먼저 기존의 수학적 사고에 대해 확인하고 Lakatos의 증명과 반박의 과정을 통한 수학적 예에서 학생들이 어떻게 수학적 사고를 형성하는지를 살펴본다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1036-1045
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• 2013

본 연구는 간호학생의 비판적 사고성향, 자기효능감 및 학습태도에 대한 시뮬레이션 연계 문제중심학습(S-PBL)의 효과를 파악하고 분위회귀분석을 통해 비판적 사고성향의 상이한 분위에 따른 설명변수의 효과 크기를 비교, 분석하였다. 연구대상자는 일개 3년제 간호학과 1학년 학생으로 '기본간호학 실습' 교과목을 수강하는 143명으로, 대상자들은 대조군과 실험군에 무작위 할당되어 대조군 66명, 실험군 77명이었다. 연구결과, 실험군은 중재 후 대조군에 비해 비판적 사고성향과 자기효능감이 유의하게 향상되었다. 비판적 사고성향에 영향을 미치는 요인은 최소자승법으로 분석했을 때 학습법과 자기효능감으로 나타났고 이들 변수의 비판적 사고성향에 대한 설명력은 41.0%로 나타났다. 분위회귀분석에서 학습법은 비판적 사고성향 점수의 0.1분위에서 0.7분위까지의 학생들에게, 자기효능감은 모든 분위에서, 학습태도는 0.4, 0.6 및 0.7분위의 학생들에게 유의한 영향을 미쳤다. 결론적으로 S-PBL은 간호학생들의 비판적 사고성향과 자기효능감을 증진시키데 유용한 학습방법으로 볼 수 있다. 또한 비판적 사고성향을 증진시키기 위해서는 수업에서 S-PBL을 적극적으로 활용하고 학생들의 자기효능감을 증진시켜 나갈 필요가 있다.