• 인지과학
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• 제27권2호
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• pp.159-219
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• 2016

수학적 사고력은 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 학업적인 성취와 과학기술의 혁신에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 학제 간 연구 분야인 수 인지(numerical cognition) 및 수학적 인지와 관련된 최근의 인지신경학적 연구 결과들을 종합하여 개관하였다. 첫째로 수학적 사고의 기초가 되는 뇌 기제의 위치와 정보처리 메커니즘을 확인하였다. 수학적 사고는 영역 특정적(domain specific)인 기능인 수 감각과 시공간적 능력뿐만 아니라 영역 일반적(domain general)인 기능인 언어, 장기기억, 작업 기억(working memory) 등을 기초로 하며 이를 토대로 추상화, 추론 등의 고차원적인 사고를 한다. 이 중에서 수 감각과 시공간적 능력은 두정엽(parietal lobe)을 기반으로 한다. 두 번째로는 수학적 사고 능력에서 관찰되는 개인 차이에 대하여 고찰하였다. 특히 수학 영재들의 신경학적인 특성을 신경망 효율성(neural efficiency)의 관점에서 고찰해 보았다. 그 결과 높은 지능이란 두뇌가 얼마나 많이 일하느냐가 아니라 얼마나 효율적으로 일하는가에 달렸다는 사실을 확인하였다. 수학 영재들의 또 다른 특성은 좌반구와 우반구 간의 연결과 반구 내에서 전두엽과 두정엽의 연결이 뛰어나다는 사실이다. 세 번째로는 학습과 훈련, 그리고 성장에 따른 변화 및 발전에 대한 분석이다. 개인이 성장하며, 수학 학습과 훈련을 하게 될 때 이에 따라 두뇌 피질에서도 변화가 반영되어 나타난다. 그 변화를 피질에서의 활성화 수준의 변화, 재분배, 구조적 변화라는 관점에서 해석하였다. 이 중에서 구조적 변화는 결국 신경 가소성(neural plasticity)을 의미한다. 마지막으로 수학적 창의성은 수학적 지식(개념)을 기초로 하여 수학적 개념들을 결합하는 단계가 요구되며, 그 후 결합된 개념들 중에서 심미적인 선택을 통해 수학적 발명(발견)으로 연결된다. 전문성이 높아질수록 결합과 선택이라는 두 단계가 더욱 중요해진다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제53권5호
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• pp.518-531
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• 2020

본 연구는 2014-2017년도 청소년건강행태조사 원시자료를 이용하여 만 12-18세에 해당하는 남학생 137,101명, 여학생 130,806명을 대상으로 과일과 채소 섭취빈도와 주관적 행복상태, 스트레스 인지, 우울 증상 경험 및 자살 생각과의 관련성을 알아보고자 수행되었다. 연구 결과, 우리나라 청소년의 단 66%가 행복한 편이라고 답하였으며, 2.7명 중 1명은 과도한 스트레스, 4명 중 1명은 우울 증상, 8명 중 1명은 자살 생각을 경험하는 등의 정신건강 문제에 노출되어 있었다. 과일과 채소 섭취빈도는 성별, 나이, 가정경제 수준, 주거 형태, 주관적 학업 성취도, 비만도, 흡연 여부 및 음주 여부에 따라 유의적인 차이가 있었으며, 가당음료, 우유, 패스트푸드 섭취 및 아침 결식 여부와 같은 다른 식습관 요인에 의해서도 유의적인 차이가 있었다. 인구사회학적 특성과 생활습관 변수를 보정한 후 과일과 채소 섭취빈도에 따른 정신건강과의 관계를 살펴본 결과, 남학생과 여학생에서 모두 과일과 채소 섭취가 증가함에 따라 비섭취군 대비 주관적 행복상태에 대한 오즈비는 유의적으로 증가하고, 스트레스 인지, 우울 증상, 자살 생각에 대한 오즈비는 유의적으로 감소하였다. 이러한 관계는 다른 식생활 요인 변수들을 추가로 보정한 후에도 여전히 유의적으로 나타나, 과일과 채소 섭취빈도 증가가 청소년의 긍정적인 정신건강과 관련성이 있는 주요 요인임을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 종합해 볼 때, 청소년기 건강한 정신건강을 위해 과일과 채소의 섭취가 중요한 것으로 생각되며, 청소년의 과일과 채소 섭취를 증가시킬 수 있는 효과적인 정책과 교육방안이 개발되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권4호
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• pp.385-398
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• 2020

본 연구에서는 서로 다른 학습접근방식의 학생이 유전 가계도 문제 해결 과정상에서 어떠한 차이를 보여주는지 심층적으로 들여다보고자 하였다. 연구 대상은 고등학교 2학년 학생으로 생명과학I을 이수한 학생으로 학업성취수준은 비슷하였으나 학습접근방식이 각각 심층적 접근방식과 피상적 접근방식을 나타내었다. 각 학생의 문제 해결 사례를 심층적으로 분석하기 위해 문제 해결 과정은 비디오 녹화되었고, 문제 해결이 종료된 후에 학생들의 문제 해결 과정에 대한 사고 구술 인터뷰를 실시하였다. 연구 결과, 학생들은 2가지 형질의 유전 원리가 불확실한 문제 상황을 해결하는 과정에서 유사한 오류를 보여주었다. 하지만 심층적 학습접근방식의 학생 A는 자발적으로 2번 반복하여 문제를 해결하면서 3가지 제한 요인에 대해 원리 기반추론을 하며 옳은 개념적 프레이밍을 나타내었다. 검토 단계에서 자료와 본인이 그린 가계도 사이의 일치도를 점검하고, 문제 해결 이후에도 끊임없이 본인의 문제 해결 과정을 점검하였다. 마지막의 문제 해결 과정에서는 성공적인 문제 해결 알고리즘에 근접한 문제 해결 과정을 나타내었다. 하지만 피상적 학습접근방식의 학생 B는 연구자의 권유로 비자발적으로 문제 해결 과정을 반복하였고, 답을 구하려는 목적 지향적인 문제 해결 태도로 인해 문제에서 제시한 일부 정보만을 검토하였다. 문제의 제한 요인에 대해 기억 장치 추론이나 임의적 추론을 통해서 옳지 않은 개념적 프레이밍을 하였고, 이를 수정하지 않고 유지하는 모습을 나타내었다. 본 연구 결과를 통해 심층적 접근방식과 피상적 접근방식의 학생이 문제 해결 과정에서 추론 방식과 개념적 프레이밍의 변화가 어떻게 일어나는지 구체적으로 살펴봄으로써 유전 문제의 접근을 어려워하는 학생들이나 이들을 지도하는 교사들에게 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.351-360
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• 2016

본 연구의 목적은 표준화된 종합주의력검사(CAT)의 소검사인 시공간 작업기억력 검사를 통해 얻어진 실험대상자의 안정상태 뇌파 활성차이로 시공간 작업기억력 수행능력을 예측할 수 있는 지를 알아보고자 하는 것이다. 실험 대상자는 2014년 12월 1개월 동안 학업 성취도와 무관한 31명의 일반적인 중학생 중 시공간 작업기억력 검사 후 순방향과 역방향 공간폭 결과에서 표준편차를 벗어난 7명과 6명이 선별되었고, 선별된 대상자를 각각 작업기억력 우수 집단(EWM)과 저하 집단(PWM)으로 구성하였다. 뇌파 측정과 뇌파 밴드별 상호 연관성을 통한 뇌기능 지수의 하위요소를 알아보기 위해 뇌기능분석 프로그램을 사용하였고 집단 간 차이 검증을 위한 통계 처리는 Mann-Whitney Test로 하였다. 연구 결과는 첫째, 순방향 작업 기억력 검사 결과 EWM과 PWM 집단 간 고베타파 활성도에서 좌뇌와 우뇌 모두 유의미한 차이를 보였고 저베타파 활성도에서는 우뇌에서만 유의미한 차이가 나타났다. 둘째, 세타파와 알파파 활성도는 통계적 유의수준에는 도달하지 못했다. 결론적으로 시공간 작업기억 수행능력과 안정 상태시 고베타파와 저베타파 활성도와 상관관계가 있음을 보여주며 특히 시공간 작업기억 수행능력과 우뇌의 정신적 활동 및 사고능력과는 상관관계를 보여 주었다. 시공간 작업기억 수행능력을 안정 상태에서도 베타파의 활성도를 통해 예측할 수 있다는 점이 본 연구가 갖는 의의이다. 향후 뇌파의 활성도가 작업기억력 평가 도구와 근거자료로써 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권5호
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• pp.336-347
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• 2004

본 연구는 여러 종류의 ICT활용 수업자료 중 웹 기반(WBI)수업자료와 CD롬 타이틀 수업자료가 자기 주도적 학습 능력과 창의성, 문제해결력 등에 미치는 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 고등학교 과학지구영역의 '태양계와 은하계' 단원에 대하여 두 가지 자료를 활용한 수업을 실시하고 그 효과를 분석하였다. 그 결과, 웹 기반 수업자료와 CD롬 수업자료를 활용한 수업은 자기 주도적 학습특성 중 '자아개념', '창의성' , '미래지향성', '자기 평가력' ,개방성', '솔선수범'을 높이는데 효과적이었으나 '학습열성', '책임감'을 향상시키는 데는 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 선수학습 수준에 따른 자기주도적 학습특성을 살펴보면 웹 기반(WBI) 수업 집단과 CD롬 수업집단 모두 상호작용의 효과가 나타나지 않았다. ICT활용 수업의 특징인 문제 해결력 향상에 있어서는 웹 기반(WBI) 수업이 CD롬 활용 수업보다 학업 성취도를 높이는 데 효과적이었다. 웹 기반(WBI) 수업에서는 '유창성', '독창성', 성급한 종결에 대한 저항'에서 효과적인 반면 제목의 추상성', '정교성'을 높이는 데는 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 웹 기반(WBI) 수업이 웹의 특성인 다양성과 역동성의 측면에서는 '유창성', '독창성'에서 효과가 있는 것으로 나타났으며, '성급한 종결에 대한 저항‘의 영역에서는 한 번 사이트에 접속하면 웹 사이트의 다양하게 제시되는 그림 자료의 생동감 때문에 학습내용을 조직하는 데 효과적인 것으로 해석된다. 웹 기반(WBI) 수업에 대한 설문지를 분석한 결과 화면 구성, 정보의 양, 지시와 도움말, 보충학습과 심화학습에서는 매우 좋은 반응을 보였다. 따라서 ICT자료별 활용의 효과를 고려할 때 고등학교 과학과 수업의 효율화를 위해서는 양질의 WBI자료를 체계적으로 활용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.