• 한국과학교육학회지
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• 제18권4호
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• pp.503-516
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• 1998

본 연구는 형식적 조작기의 초기에 형성되며, 형식적 사고와 과학적 추론의 기초가 되는 비례 논리의 형성에 미치는 학습자 요인과 비례 논리 향상을 위한 프로그램의 적용효과를 분석하는데 그 목적이 있다. 비례 논리 형성에 미치는 요인 분석을 위하여 형식적 사고기의 초기에 해당하는 중학교 1, 2, 3학년 학생 790명을 대상으로 하였다. 표집된 학생들에게 과학적 사고력 검사, WCST, 설계기능검사, 정신용량 검사, 인지양식 검사, 뇌기능 분화 검사, 동시적/연속적 처리 검사, 과학적 추론 검사를 실시하였다. 한편, 비례논리 향상을 위한 프로그램의 적용을 위해서 비례논리가 형성되지 않은 학생 133명에게 처치하여 그 효과를 분석하였다. 본 연구의 결과 학습자의 연령, 과학적 추론 능력, 정신용량, 동시적/연속적 정보처리 점수가 높을수록 비례논리 형성 정도가 높았다. 반면에 보속적 오류가 적을수록 비례논리 형성 정도가 높았다. 비례논리 형성에 높은 예언력을 가지고 있는 대표적인 변인으로는 과학적 추론, 정보처리, 보속적 오류, 연령의 학습자 요인이다. 형식적 사고기의 연령에 있는 학생 중 비례논리가 형성되지 않은 학생을 위해서 비례 논리 형성을 위한 프로그램이 효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 바탕으로 논리적 사고 형성에 미치는 요인에 대한 분석과 비례논리의 형성이 기타의 논리 형성과 과학 교과목의 성취도에 미치는 영향에 대한 연구가 계속되기를 기대한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.247-250
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• 2006

최근 들어 조작이 쉽고 컴퓨터와 연동하여 조작할 수 있다는 장점 때문에 교육 현장에서도 디지털 현미경의 사용이 증가하고 있으나, 이와 관련한 SW의 개발은 국내외적으로 매우 부진한 상황이다. 본 논문에서는 이러한 현미경 영상을 쉽고 효과적으로 분석하기 위한 다기능 영상 측정기 "이미지스코피"를 제안한다. 제안하는 영상 측정기는 일반 영상 편집기의 기능을 제공하면서 미세 영상을 위한 다양한 측정도구도 함께 제공한다. "이미지스코피"는 멀티 레이어 구조의 입체적 편집과, 다양한 영상 형식을 지원하도록 설계하였으며, 미세자를 이용한 측정기준설정과 스프레드시트 연동기능을 갖도록 구현하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권7호
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• pp.787-793
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• 2005

이 연구의 목적은 초등학생의 인지수준에 따른 확률적 사고의 형성 정도와 TS 프로그램의 확률 활동이 확률적 사고의 형성에 미치는 효과를 알아보는 것이었다. 이를 위하여 초등학교 6학년 152명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 TS 프로그램의 확률 활동을 투입하였고, 통제집단에는 정규 교육과정을 운영하였다. 투입 전에 SRT II와 확률적 사고 검사를 실시하여 학생들의 인지수준에 따른 확률적 사고의 형성 정도를 조사하였고, 투입 후에 확률적사고 검사를 실시하여 처치의 효과를 알아보았다. 연구 결과에 의하면, 확률 문제 해결에서 구체적 조작기와 과도기 학생들은 주관적 전략과 양적 전략을 혼용하여 사용하였으며, 전기 형식적 조작기 학생들은 양적 전략을 많이 사용하여 인지수준이 높을수록 보다 높은 수준의 확률적 사고를 하고 있었다. TS 프로그램의 확률 활동은 학생들의 확률적 사고 형성에 효과적이었다. 확률적 사고의 형성을 인지수준에 따라 분석한 결과, 전기 구체적 조작기와 과도기 학생들에게 효과적이었음을 알 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제35권1호
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• pp.68-79
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• 2011

이 연구에서는 형식적 사고를 요구하는 '기체 분자운동'의 개념 이해에 형식적 조작기로의 인지가속을 목적으로 하는 '생각하는 과학' 활동을 사전에 적용했을 때 어떠한 효과가 있는지 알아보았으며 이 활동에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 교과서 내용 분석을 통하여, 기체 분자 운동의 개념 이해에 필요한 논리적 요소로 변인, 비례, 보상, 형식적 모형 등의 4가지 논리를 추출하였다. 실험 집단 학생들에게 4가지 논리와 관련된 9개의 '생각하는 과학' 활동을 처치한 후에 기체 분자 운동의 수업을 실시하고, 기체 분자 운동의 개념 이해에 대한 성취도 평가를 하였다. 기체 분자 운동 개념에 대한 실험 집단과 통제 집단간의 성취도는 t-검증 결과 유의미한 차이가 없었다. 성 별 분석에서는 사전 인지 수준을 공변인으로 한 공변량 분석 결과 실험 집단의 여학생이 유의미하게 성취도가 향상된 것으로 나타났다. 과학 성취도 평가의 논리 별 정답률에서는 변인 통제, 보상, 형식적 모형논리의 정답률이 통제 집단에 비해 높게 나타났으나 비례 논리는 거의 비슷하게 나타났다. 실험 집단의 '생각하는 과학' 활동에 대한 인식 조사 결과, 활동에 대한 인식이 긍정적일수록 성취도가 높게 나타났으며 과학적 사고력과 태도 영역이 기체 분자 운동의 성취도 사이에 상관관계가 있었다. 특히 구체적 조작기 후기(2B)의 학생들이 가장 긍정적 인식을 가지고 있었으며 성취도도 높았다. 학생들은 교과서에 나와 있지 않는 실험 소재를 다루게 되어 흥미로웠으며 실험 후 토론 시간을 가지면서 연구자가 된 듯한 느낌을 갖게 되어 '생각하는 과학' 활동을 통해 자신의 과학적 사고력이 향상된 것 같다고 답변하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제14권
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• pp.197-215
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• 2001

최근 수학적 사고력 연구가 구체적 수학내용에 기반한 활동과 조작에 대한 연구보다는 활동이나 조작을 통한 결과로 수학적 사고력에 접근하는 일회성 연구로 이루어지는 경향이 있다. 본고에서는 교육 내용을 선정하기 위해 학교수학에서 아동들이 어떤 수학적 사고를 하는데 장애을 겪는지에 주목하여, 이러한 장애를 극복하는 것을 통해 수학적 사고력의 신장을 생각해보고자 하였다. 이에 대수에서는 문자도입에 따른 추상적 상징의 수용과 이용부분에서, 기하에서는 논증기하의 증명도입과정에서 형식적, 연역적 사고 시작으로 아동이 수학적 사고에 어려움을 겪는다는 사살에 주목하였다. 특히 논증 기하의 연역적, 형식적 증명은 논리와 추론이 바탕이 되어야 한다. 그런데 논리와 추론은 고등학교 1학년과정 집합과 명제부분에 들어있어 아동은 논리와 추론에 대한 어떤 경험도, 교육도 받지 않은 상태에서 증명을 하게 된다. 이에 교육 내용으로 수학적 사고력을 신장을 위해 가장 필요한 내용이 논증 기하가 도입되기 이전에 초등학교 5,6학년 아동을 대상으로한 논리와 추론교육이라고 본다. 또한 교육 방법으로는 컴퓨터를 이용한 교육공학적 접근을 하고자 하였다. 교육공학적 접근이 적극 권장되는 교육적 현실과 정규교육과정에서 이를 받아들일만한 시간적 여유가 없음을 감안하여, 교과 내용과 연계된 컴퓨터 교육을 제안하는 바이다. 이에 논리 및 추론 교육은 컴퓨터 교육으로 초등학교의 특기적성 시간이나 정규수업 시간에 이용할 것을 제안한다. 논리와 추론교육을 위해 무엇을 어떻게 가르칠 것인가에 대한 답으로 논리와 추론교육에 적합한 수학적 내용으로 크게 이산수학과 중등 기하의 초등화하여 탐구하도록 하는 내용을, 교육 방법 측면에서는 논리와 추론 교육을 위한 LOGO 기반 마이크로월드를 설계, 이용하여 수학적 사고력을 신장시키고자 한다. 여기까지가 수학적 사고력을 위한 가능성을 모색한 것이라면 후속연구로 이러한 가능성을 실험연구로 검증하고자 한다.

• 대한화학회지
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• 제50권2호
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• pp.141-152
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• 2006

이 연구에서는 고등학교 화학II 교과서의 ‘용액' 단원에 대한 내용을 입자 수준으로 표현한 컴퓨터 보조 수업자료를 개발하고 그 효과를 고등학교 1학년과 2학년 학생들에게 적용하여 그 효과를 알아보았다. 개발된 내용은 교과서에서 제시한 ‘용액' 단원의 주요 내용으로 용해, 증기압, 끓는점과 어는점의 변화, 삼투현상 등으로 구성되었다. 이 연구에서는 애니메이션과 시뮬레이션을 이용하여 자료를 개발하였다. 이 자료에서는 특히 용액에서 일어나는 현상에 대한 주요 개념을 입자 관점에서 이해할 수 있도록 중점을 두었 다. 용액의 여러 현상들을 용액의 총괄성으로 단순화하지 않고, 용매와 용질 사이의 인력 개념으로 설명하였다. 용액과 관련된 자료의 제작은 플래시 5.0과 플래시 6.0의 Action Script를 이용하였다. 개발한 자료를 고등학교 학생들에게 투입한 결과, 통계적으로 유의미하게 개념 향상을 나타내었으며 특히 고등학교 1학년은 과도기와 형식적 조작기 학생들에게, 그리고 고등학교 2학년의 경우에는 형식적 조작기 학생들과 자연계열 학생들에게서 그 효과가 크게 나타났다.

• 대한음성학회:학술대회논문집
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• 대한음성학회 1997년도 7월 학술대회지
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• pp.257-257
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• 1997

우리 나라에서 초등영어 교육이 실시되는 연령층이 언어습득 분야에 있어 그렇게 일찍 언어학습을 시작하는 것이 학습효율성의 측면 또는 언어숙달도 측면에서 과연 이로운지에 관해서는 학자들간에 아직도 논쟁의 여지가 많다. 피아제의 인지발달론에 의하면, 의식적 조작이 잘 이루어지지 않는 분야가 바로 발 음분야이기 때문에, 따라서 의식적 조작이 이루어지는 '형식적 조작기'이전인 10-11세 정도에서부터 음성언어 중심의 외국어 교육을 실시하는 것이 바람직하다고 본다. 따라서 듣기와 말하기의 기능에 주안점을 둔 초등영어 교육은 감각과 놀이, 게임, 노래나 챈트 둥으로 흥미를 지속시키면서, 영어의 특질인 강세박자리듬언어(stress-timed rhythm language)의 특성올 초창기부터 듣기 및 말하기 훈련으로 지속적으로 연습시킬 필요가 있다고 본다. 또한 James Asher가 창안한 교수법인 천신반용볍(Total Physical Response)도 초기에 말하기에 대한 부담감 없이 흥미 있는 활동을 통하여 학습동기를 높여줄 수 있는 장점을 지니고 었다. 뿐만 아니라, 청취단계에 있어서 초기에는 귀로들은 외국어를 무조건 기억하지 않고 즉각적인 인지로 끌어내어, 점차 이와 같은 인지훈련을 반복함으로써 결국에는 기억에까지 도달하려 하는 초기학습에 중한 역할을 차지하는 학습법이다. 음성학적인 측면에서 초동영어 교육의 시작단계인 3학년에서는 특히 분절음소 차원에서 영어의 자,모음이 우리말의 자,모음과는 다르다는 차이점을 배우게 되고, 초분절 음소 중에서는 강세와 리듬의 차이를 자연스럽게 습득할 수 있도록 정확한 발음을 들려주어 정확한 발음을 해 낼 수 있도록 훈련하는 것이 중요하다고 하겠다. 하지만, 한편으로는 제6차 교육과정의 영어교육 목표가 언어의 '정확성'보다는 '유창성' 에 그 목표를 두고 있는 점을 감안한다면, 시작단계부터 반드시 정확한 발음을 지녀야 하는 가의 문제도 생각해 볼 필요가 있다. 경우에 따라서는, 정확한 발음은 그 언어에 대한 숙련도가 점차 높아짐에 따라 이와 병행하여 이루어지는 경우도 흔히 경험하는 일이기 때문이다. 결국 초등영어 교육과정에도 명시되어 있듯이 '...영어에 대한 친숙함과 자신감을 심어주고, 영어에 대한 흥미와 관심을 지속적으로 유지시키는 것이 중요하기' 때문에 무엇보다 중요한 측면은 흥미와 관심을 유지시키는 지적인 학습활동보다는 정의적인 학습활동의 전개가 필요하다고 하겠다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2004년도 하계학술대회
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• pp.475-484
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• 2004

공간 능력 및 공간 시각화 능력의 향상은 우리가 살고 있는 세계를 표현하고 설명하는데 도움을 주고 실생활과 직업에 관련된 문제해결 능력을 기를 수 있게 한다. 초등학교에서는 비형식적인 방법으로 일상생활에서 접하는 대상과 다른 구체적 자료를 사용한 조사, 실험, 탐구를 통하여 여러 위치에서 도형을 시각화하고, 그려보고, 비교하는 활동을 강조하고 있다. 제7차 수학과 교육과정에서 공간능력 및 공간 시각화 능력을 향상시키기 위한 학습으로 구체적 조작물과 학습지 사용을 병행하고 있다. 하지만 초등 기하는 공간적인 경험을 현실 상황이나 구체물 조작을 통하여 형성된 공간직관을 수학화하도록 하여야 하나, 실제 현장에서는 학교여건 등의 여러 실정으로 조작 자료들이 제대로 마련되어 있지 않거나 잘 사용하지 않고 있다. 3차원을 경험할 수 있는 공간 시각화 학습프로그램을 적극 활용하여 어떤 방향이든 상관없이 가상의 공간에서 물체를 옮기거나 회전시킬 수 있으며 시간적, 공간적 제약을 받지 않고 학습자들의 공간시각화 능력을 향상시킬 수 있는 학습 프로그램 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 이런 요구에 의해 아동과의 상호 작용성과 접근성을 향상시킨 웹기반 가상현실 프로그램을 개발하고 그 효과 분석을 통해 웹 기반 가상현실 학습 프로그램에 대한 가능성을 진단해 보고자 한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.33-44
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• 2005

본 연구에서는 인지수준과 동기적 측면을 동시에 고려한 마인드 툴인 의미망 프로그램이 인지수준에 따른 학업 성취도와 동기에 미치는 효과를 알아보고, 교육현장에 보다 효과적으로 활용되도록 하는데 목적을 두고 수행되었다. 연구 결과 인지수준별 동기 전략을 적용한 마인드 툴을 활용한 수업은 과도기 학생들의 생물 학업성취도를 향상시켰고, 학습 내용에 시각적인 효과를 보여줌으로써 학생들의 인지구조에 새로운 지식을 효과적으로 연결시켜 주의집중과 자신감을 높일 수 있었다. 또한 형식적 조작기 학생들 보다 과도기 학생들의 의미망 형성에 더 효과적인 것으로 나타났고, 학습내용이 구조지식으로 조직화되어 학습내용의 파지에 효과적이었다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제9권1호
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• pp.99-117
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• 2007

본 연구의 목적은 소수 나눗셈을 도입하는 수업에서 아동들이 소수 나눗셈을 이해하는 과정을 분석하고 소수 나눗셈 학습과 관련한 어려움을 극복하는 과정에서 아동들이 전개하는 논리적 추론의 특징을 분석하는 것이다. 초등학교와 중학교 수학에 어떤 차이점이 있다면 그것은 논리적 추론의 특성에서 찾을 수 있다. 따라서 초등학교 고학년 아동의 논리적 추론의 특성을 탐구할 필요가 있으며 이를 위해 본 연구에서는 초등학교 5학년 아동을 대상으로 (자연수)${\div}$(소수) 학습을 하면서 나타나는 논리적 추론의 특성을 규명하였다. 연구 결과 5학년 아동들은 구체적 조작 수준을 넘어 가설-연역적 추론의 수준을 경험하면서 형식적 조작기의 특성을 보였다. 그리고 두 종류의 가역성 가운데 상반성에 기초한 아동의 설명은 소수 나눗셈과 관련한 어려움을 극복하는데 효과적이라는 것과 함께 이런 가역성은 아동들이 곱셈과 나눗셈을 같은 연산 체계로 이해할 수 있게 함을 알 수 있다.