본 연구에서는 서술형 검사를 이용하여 고등학생의 문제 해결 전략 수행 능력을 측정하고, 논리적 사고력과 전략 수행 능력 사이의 관계를 조사하였다. 서울시에 소재한 두 고등학교에서 4학급(N=187)을 선정한 후, 전략 수행 능력 검사와 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 전략 수행 능력의 채점틀은 7개 하위 범주-문제의 조건 파악, 관련 법칙 회상, 하위 목표 설정, 물리량 유도, 수리적 수행, 논리적 전개, 검토-로 구성하였다. 채점에 대한 신뢰도는 분석자간 일치도 .92로 확인하였다. 연구 결과, 학생들의 조건 파악 능력과 수리적 수행 능력은 비교적 높으나, 하위 목표 설정 능력과 검토 능력은 저조한 것으로 조사되었다. 전략 수행 능력 검사의 전체 점수 및 하위 범주별 점수는 논리적 사고력과 유의미한 상관을 나타내었다.
화학을 배우고 가르칠 때의 어려움을 파악하기 위하여, 화학교육 홈페이지 인터넷 화학 Q&A 게시판에 학생과 교사가 올린 질문을 분석하였다. 학생과 교사의 질문은 내용과 동기 측면에서 서로 다른 경향을 보였다. 화학I에서 학생들은 '물' 영역에 가장 많은 질문을 하였고 교사는 '생활 속의 화합물' 영역에 가장 많은 질문을 하였다. 화학II에서 학생들은 '기체, 액체, 고체'에, 교사는 '화학 반응과 에너지'가 가장 많은 질문을 하였다. 화학 관련 질문을 하는 동기로 학생들은 불분명한 화학 개념과 문제 해결에 도움을 받기를 원하였고, 교사는 정보 탐색이나 실험에 관련된 질문을 많이 하였다. 화학 Q&A 게시판은 화학을 배우고 가르칠 때 필요한 정보를 주고받는 장이 되고 있었다. 화학 교육에 Q&A 게시판을 활용하는 시사점을 논의하였다.
We obtain probabilities at a crossing of two linearly time-dependent potentials that are constantly coupled to the other by solving a time-dependent Schrödinger equation. We find that the system which was initially localized at one state evolves to split into both states at the crossing. The probability splitting depends on the coupling strength $V_0$ such that the system stays at the initial state in its entirety when $V_0$ = 0 while it is divided equally in both states when $V_0 \rightarrow {\infty}$ . For a finite coupling the probability branching at the crossing is not even and thus a complete probability transfer at $t \rightarrow {\infty}$ is not achieved in the linear potential crossing problem. The Landau-Zener formula for transition probability at $t \rightarrow {\infty}$ is expressed in terms of the probabilities at the crossing.
A canonical transformation changes variables such as coordinates and momenta to new variables preserving either the Poisson bracket or the commutation relations depending on whether the problem is classical or quantal respectively. Classically canonical transformations are well established as a powerful tool for solving differential equations. Quantum canonical transformations have been defined and used relatively recently because of the non-commutativeness of the quantum variables. Three elementary canonical transformations and their composite transformations have quantum implementations. Quantum canonical transformations have been mostly used in time-independent Schrodinger equations and a harmonic oscillator with time-dependent angular frequency is probably the only time-dependent problem solved by these transformations. In this work, we apply quantum canonical transformations to a harmonic oscillator in which both angular frequency and equilibrium position are time-dependent.
One of the oldest, still unsolved, and often ignored problems in magnetic resonance remains the issue of how to observe undistorted, normal one-dimensional spectra where the frequencies and their relative intensities represent faithfully the distribution of spins and sites in the sample within the magnet. Often distortions in these parameters are accepted, as the price of sensitivity enhancement, or because it is unclear just how these distortions might be avoided. Surprisingly enough, the problem is exacerbated by the use of modern techniques of pulsed Fourier transform NMR. Noise spectroscopy is an approach to solving the problem of distorted NMR spectra, which is largely under appreciated; it promises virtually "unlimited" distortionless bandwidths without costly hardware investments. Nonetheless, its exploitation remains limited. We will discuss why noise spectroscopy belongs in the arsenal of tricks spectroscopists should be aware of, show examples where its use is essential if accurate, quantitative NMR is to be expected, and discuss some recent approaches which extend its applicability yet further, particularly in solid state NMR and in applications to quadrupolar nuclear spins.
이 연구는 화학 핵심 개념, 화학 행동 영역, 수학 행동 영역으로 구성된 3차원 분석틀을 이용하여 2019학년도부터 2022학년도까지 4개년도의 대학수학능력시험 화학 I 문항을 분석하여 영역별 출제 문항 수와 비율을 알아보고 이를 바탕으로 각 영역 간의 관계에 대하여 알아보았다. 연구 결과, 대학수학능력시험 화학 I 문항은 핵심 개별 별로 비교적 고르게 출제되었으나, 고난도 문항은 양적 관계에 편중되었다. 화학 행동 차원의 경우, 문제 인식 및 가설 설정, 탐구 설계 및 수행 영역의 문항 출제 비율이 매우 낮았고, 고난도 문항의 경우 결론 도출 및 평가에 편중되었다. 수학 행동 영역의 경우, 발견적 추론 영역과 연역적 추론 영역에서 출제된 문항 수가 매우 적었고, 고난도 문항은 내적 문제해결력 영역에 편중되었다. 또한, 특정 화학 핵심 개념과 화학의 행동 영역은 특정 수학 행동 영역과 높은 연관성을 보였으며, 이러한 특징은 학생들이 어려워하는 고차원적 수학 행동 영역을 포함하는 문항에서 두드러지게 나타났다.
이 연구에서는 중등 예비 화학교사가 해결자 청취자 활동을 통하여 지필평가 문항을 제작하는 과정에서 나타난 해결자와 청취자의 언어적 행동 및 상호작용을 분석하였다. 이를 위하여 2명의 예비교사로 구성된 4개 조의 해결자 청취자 활동을 통한 지필평가 문항 제작 활동을 녹화 후 전사하여 분석하였다. 연구 결과, 10가지 해결자의 언어적 행동 항목 중에서는 PCK 구성 요소 사이의 '통합' 여부와 관계없이 '제작'이 가장 많이 나타났다. 그 다음으로는 '제공', '수정', '동의요청', '질문', '동의', '정당화' 등도 비교적 많았는데, 특히 '질문'의 경우 '비통합'에서 더 많았던 반면, '정당화'의 경우에는 '통합'에서 더 많았다. 8가지 청취자의 언어적 행동 항목 중에서는 '통합' 여부와 관계없이 '지적', '질문', '동의'가 비교적 많았는데, 특히 '비통합'에서는 '질문'과 '동의'가 더 많았고 '통합'에서는 '지적'이 더 많았다. 언어적 상호작용 유형 중에서는 '대칭형'이 '청취자 주도형'이나 '해결자 주도형'보다 더 많았다. 또한 '대칭형'의 경우 '통합'에서 더 많았던 반면, '해결자 주도형'의 경우에는 '비통합'에서 더 많았다. '청취자 주도형'에서는 '통합' 여부에 관계없이 유사하게 나타났다. '대칭형'은 23가지 항목 중에서 '질문-제공'과 '지적-정당화'가 비교적 많았는데, 그 중에서도 '지적-정당화'는 '통합'에서 더 많았고, '질문-제공'은 '비통합'에서 더 많았다. '통합' 여부와 관계없이 '청취자 주도형'의 경우에는 4가지 항목 중에서 '지적-수정'이 가장 많았고, '해결자 주도형'에서는 3가지 항목 중에서 '제작-동의'가 가장 많았다. 3가지 상호작용 유형에 대하여 다른 항목의 경우에는 매우 적게 나타났다.
이 연구의 목적은 중학생의 인지수준과 확률적 사고수준을 측정하여 그 관계를 분석하고 Thinking Science (TS) 프로그램의 확률 활동을 적용하여 그 효과를 분석하는 것이다. 중학교 1학년 219명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 TS 프로그램의 확률 활동을, 통제집단에는 전통적인 과학 수업을 적용하였다. 결과에 의하면, 중학생의 인지수준은 대부분 구체적 조작기에 해당하였고, 많은 학생들의 확률적 사고수준은 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하면서 주관적 전략도 함께 사용하는 과도기적인 수준이었다. 또한, 인지수준이 높을수록 확률적 사고 수준도 높았으며, 확률의 구성요소 중에서 표본 공간과 한 사건에 대한 확률이 확률 비교와 조건부 확률보다 먼저 발달하였다. TS 프로그램의 확률 활동은 학생들이 확률 문제 해결에 양적 전략을 사용하도록 하는 데에 효과적이었다. 특히 사전에 확률 문제 해결에 주관적 전략과 양적 전략을 혼용하던 중기 구체적 조작기인 학생들이 사후에 양적 전략을 사용하도록 하고, 한 사건에 대한 확률을 인식하도록 하는 데에 효과가 있었다.
이 연구는 문제해결형 탐구 실험에서 실험보고서의 동료 검토 활동이 실험보고서의 기술 능력과 질 개선에 미치는 영향을 알아보는 데 그 목적이 있다. 일반화학 실험을 수강하는 학생을 대상으로 실험을 수행하고, 실험보고서 작성하여 같은 수업을 받은 동료로부터 두 번이상의 검토를 받는다. 피드백을 받은 학생은 동료 검토에 대해 답변하고 보고서를 수정하여 최종보고서를 완성한다. 연구 결과, 동료 검토는 실험 보고서의 질적 향상에 영향을 미쳤으며, 특히 '실험고안'과 '결론 및 평가'과정에 큰 영향을 미쳤다. 실험보고서를 작성하면서 자신의 생각을 정리하게 되는데, 이때 동료 검토 활동은 반성의 기회를 제공하고, 객관적인 시각으로 바라볼 수 있는 계기를 마련하였다. 또한 동료 검토 활동은 서로의 의견을 주고받으며 배울 수 있는 의사소통의 장이 될 수 있다.
창의·융합적 사고력과 문제해결력을 함양시키기 위해, 창의·융합교육을 과학고 학생들에게 처치하였으며, 수업처치 후 학생과 교사들의 인식변화를 조사하였다. 학생들의 인식조사 결과, 창의적 문제해결력 신장, 교육 만족도, 등 융합수업에 대한 학생들의 인식이 매우 긍정적으로 나타났으며, 98% 이상의 학생들이 앞으로도 융합교육 수업에 계속해서 참여하겠다고 응답하였다. 한편, 수업활동 시간 부족으로 문제해결 미완성이 학생들에게 부담으로 작용하였으며, 한 학기당 20~30% 이내에서 이 프로그램이 운용되길 바라고 있었다. 특히 융합교육의 효과를 높이기 위해, 나노과학의 내용 및 교수-학습 활동을 과학고 학생들의 인지발달 수준을 고려하여 알맞게 구성하였다. 또한, 학생들에 대한 교사들의 인식 조사 결과, '자기주도적 학습능력', '문제해결 능력', 등에서 80.0% 이상의 교사들이 매우 긍정적으로 응답하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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