• 한국과학교육학회지
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• 제25권6호
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• pp.698-709
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• 2005

When modeling students' conceptual understanding, there are several different frameworks, among which are the alternative conception framework and the mental model framework, which converge to suggest a form of knowledge representation. However, little research has explained how they are different from each other and from memory. The purpose of this study was to develop a new mental model theory that integrates the different terminologies and their background theories, which refer to students' ideas not only in science education, but also in other research areas. For this purpose, at first, we compared different terminologies including alternative conception, p-prim, and mental models, and the underlying theories used for representing students' ideas in learning science. Through such comparison, we tried to find the relationship among them. We reviewed related literature and synthesized the results from both cognitive science (related research areas) and science education approaches, especially, Vosniadou's mental model theory. Based on reviewing previous studies, we have developed a preliminary mental model theory 'an integrated theoretical structure of mental models'. We applied the new mental model theory to interpret data on students' ideas about circular motion from our previous research. We expect our new mental model theory will help us understand how students form their own ideas in science from an integrated perspective.

• 한국환경교육학회지:환경교육
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• 제21권2호
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• pp.68-79
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• 2008

This study investigated undergraduate students' perceptions and mental models of the environment. A total of 192 students were sampled from a university of Gyoungbuk area. The environmental task was administrated to students drew a picture of an environment and explained their drawing. The results are as follows: First, a majority of undergraduate students perceived an environment from a comfortable environment. Second, five mental models emerged from a content analysis of students' responses about environmental drawing. Third, the dominant model was mental model 4, the environment as a place where animals, plants, and humans live. This means that the majority of students perceived a 'relation' rather than 'objects' views of the environment. Therefore, undergraduate students' conceptualizations about environment depends on a view or mental models of the environment which places humans in a sustaining relationship with the environment and its natural resources. The implications of these findings for environmental education are discussed.

• 한국지구과학회지
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• 제29권4호
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• pp.352-362
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• 2008

본 연구에서는 통합교과적 접근이 필요한 지구과학 개념에 대한 예비 교사들의 이해를 알아보기 위하여 식 현상에 대한 예비 교사들의 정신 모형을 탐색하였다. 본 연구에는 30명의 중등 예비 지구과학 교사와 36명의 초등 예비교사들이 참여하였다. 정신 모형의 분석을 위해서 서로 다른 맥락의 질문지에 대한 예비 교사들의 응답 및 질문지를 토대로 한 심층 면담 과정에서 나타난 현상론적 초안과 전략적 국면을 분석하였다. 연구 결과, 식 현상에 대해 예비 교사들은 4개의 서로 다른 수준의 정신 모형을 가진 것으로 분석되었다: (1) 차폐 모형, (2) 공전궤도면 모형, (3) 혼성모형, 그리고 (4) 그림자 모형, 차폐 모형은 결함이 있는 모형이며, 공전궤도면 모형은 불완전한 모형, 그림자 모형은 과학적으로 옳은 모형이다. 혼성 모형은 두 개 이상의 정신 모형을 동시에 사용한다. 중등 예비 교사의 경우는 공전궤도면 모형이 40%로 가장 우세한 반면, 초등 예비 교사의 경우는 차폐 모형이 67%로 가장 많았다. 국면의 수준이 정신모형의 수준을 결정하며, 국면의 수준은 현상론적 초안에 의해 결정되는 것으로 분석되었다. 이 연구를 통해 정신 모형의 상황 의존성을 확인하였으며, 식 현상에 대한 낮은 수준의 정신 모형들이 개념적 모형으로 바뀌기 위해서는 광학과 기하학이 통합된 새로운 접근이 필요함을 알 수 있었다. 또한 정신 모형의 규명을 통한 예비 과학 교사의 주제 특정적 교과교육학 지식의 향상 가능성을 시사하였다.

• 감성과학
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• 제10권1호
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• pp.23-36
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• 2007

본 연구는 소비자가 모바일 기기를 구매함에 있어서 어떤 멘탈 모델을 가지고 있는지를 파악하는데 중점을 두고 멘탈 모델의 추출과 분석을 시도하였다. 본 연구는 모바일 기기 구매 의사결정 과정에서 IT 친숙도에 따라 서로 다른 멘탈 모델을 가지고 있을 것이라는 가설을 가지고 크게 두 부분으로 나누어 연구를 진행하여 인지 과제 분석 방법의 하나인 Critical Decision Method를 이용하여 멘탈 모델을 이루는 27가지 구성요소들을 추출하였고, 이렇게 추출된 구성요소들을 바탕으로 IT 친숙도에 따라 소비자의 멘탈 모델을 두 그룹으로 구분하여 Pathfinder 알고리즘과Social Network Analysis를 이용하여 각각의 멘탈 모델을 분석하고 있다. 분석결과 IT 친숙도가 높은 그룹은 멘탈 모델을 구성하는 요소들이 각각의 독자적 특성에 따라 구매 의사결정 과정에서 비교적 조직적이고 분명하게 구분된 역할을 수행하는 것으로 나타난 반면, IT 친숙도가 낮은 그룹은 멘탈 모델 구성 요소들 간의 관계나 역할이 불분명하고 혼재된 경향을 보였으며 구매 의사결정 과정에서 외부 의견이나 사회적 통념을 중시하는 것으로 나타났다.

• 아동학회지
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• 제33권3호
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• pp.131-148
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• 2012

This study examines the scientific concept development of young children in terms of the day-night cycle. The subjects consisted of 180 three-, four-, and five-year-old children from two kindergartens and one children's center located in Seoul and Jeju. Individual interviews were conducted to collect verbal and pictorial responses on the day-night cycle. The scientific concepts on the day-night cycle are classified five stages including : no recognition, egocentric concept, initial mental models, synthetic mental models, and scientific mental models. Using two-way ANOVA, scores for the types of concept on the day-night cycles were then analyzed according to both the ages and genders of the children. The results reveal the existence of significant differences in terms of the types of concept of young children according to age. Most three-year-olds children had no recognition. Most three, four, and five-year-old children revealed egocentric concepts. Four-year-old children revealed that were in the initial stages of experiencing the mental models and synthetic mental models of the day-night cycle. Five-year-old children revealed that they were in the early stages of experiencing the initial, synthetic, scientific mental models of the day-night cycle. The results suggest appropriate ways of science education for young children based on the development of scientific concepts of the day-night cycle.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.311-328
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• 2005

본 연구에서는 예비 초등 교사들을 대상으로 달의 위상변화에 대한 정신모형과 그 모형에 영향을 주는 요소들을 조사하였다. 본 연구에 참여한 예비교사는 교육대 학교 1학년(22명)과 2학년(21명) 학생이다. 자료 수집은 지필 검사와 개별 면담을 통해 이루어졌다. 연구 결과, 예비 초등 교사들은 달의 위상변화에 대한 설명들이 과학적 모형과는 다른 합성 정신모형들을 가지고 있었으며, '가리기 이론'이 그들의 정신 모형에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 예비 초등 교사들이 갖는 천문현상의 합성 정신모형의 구조와 근원을 알아보기 위하여 그들의 정신 모형들을 형성하는 틀 이론과 특정 이론을 집중적으로 탐색하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권5호
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• pp.893-910
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• 2013

이 연구의 목적은 계절 변화의 원인에 대한 초등학생의 멘탈 모델의 변화 과정을 파악하는 것이다. 미시 발생적 연구 방법을 사용하여 총 8회기 동안 초등학교 6학년생 8명에게 계절 변화의 원인을 그림과 글, 사고 발성을 통해 설명하게 함으로써 멘탈 모델의 변화를 파악하였다. 연구 진행 시 연구 참여자의 언어적, 행동적 요소 및 면담 내용을 모두 비디오 녹화하였으며, 연구자의 현장 관찰 기록지와 학생이 작성한 멘탈 모델 기록지 등 다각적 자료를 함께 수집하였다. 수집한 결과를 통합하여 프로토콜을 작성하고, 이를 반복적으로 읽으며 귀납적으로 범주화하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 계절 변화의 원인에 대한 학습자의 멘탈 모델은 회기 내 및 회기 간에 걸쳐 개인마다 다양한 경로로 변화하였으며, 다양한 변화를 일으킨 학습자의 멘탈 모델이 과학적 모델에 더 근접하였다. 또한 자전이나 공전처럼, 계절의 변화와 관련된 선행 지식이 바르게 정착된 학생들은 새로운 정보에 기초하여 과학적 개념과 일치하는 멘탈 모델을 형성하였다. 반면에, 선행 지식이 바르게 정착되지 않은 경우에는 변형된 멘탈 모델에서 벗어나지 못하였다. 둘째, 멘탈 모델이 변화하는 데에는 학습자의 선행지식과 경험 및 정보, 선행 지식의 정확성, 새로운 지식과 기존 멘탈 모델 사이의 불일치 해결, 모형 조작을 통한 멘탈 모델 활성화, 그림으로 그려보기와 같은 요인들이 영향을 미쳤다. 교사는 학습자의 과학적 개념 형성을 위하여 그들에게 다양한 멘탈 모델을 구성할 수 있는 경험을 충분히 제공하고, 기존 멘탈 모델과 불일치하는 새로운 수업자료 제시를 통해 학습자가 의문을 느끼게 하고, 이를 해결하도록 할 필요가 있다.

• 대한인간공학회지
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• 제29권4호
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• pp.547-551
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• 2010

In mobile browser two mental models coexist; one for mobile users and the other for PC users. In this research shows that users apply these two mental models simultaneously while they use mobile browsers. However cases where these two mental models conflict with each other, rapid deterioration of usability of the UX based on the mobile user's mental model was evident. Also usability of mobile user interfaces for use cases like "View Mode" or "Copy and Send Mode" were also poor, and the research shows that these "Modes" could be substituted by gesture interaction with which users were already familiar.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권1호
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• pp.68-87
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• 2006

본 연구에서는 예비 초등 교사들을 대상으로 천문현상(계절 변화와 달의 위상변화)에 대한 정신모형과 그 모형에 영향을 주는 요소들을 조사하였다. 본 연구에 참여한 예비교사는 교육대학교에 재학 중인 학생이다. 자료 수집은 지필 검사와 개별 면담을 통해 이루어졌다. 연구 결과, 예비 초등 교사들은 천문현상의 설명들이 과학적 모형과는 다른 합성 정신모형들을 가지고 있었으며, '거리 이론' 과 '가리기 이론'이 그들의 정신 모형에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 예비 초등 교사들이 갖는 천문현상의 합성 정신모형의 구조와 근원을 알아보기 위하여 그들의 정신 모형들을 형성하는 틀 이론과 특정 이론을 집중적으로 탐색하였다. 끝으로 연구 결과와 관련된 예비 교사교육에의 시사점을 논하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권6호
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• pp.645-654
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• 2007

본 연구는 지구 내부에 대한 학생들의 정신모형을 분석하고 대안개념을 조사한 것이다. 연구는 고등학교 1학년 126명의 학생들을 대상으로 그리기 과제와 면담을 병행하여 실시하였다. 연구를 수행하기 위하여 그리기 과제와 분류틀을 제작하였다. 면담과 그리기 과제의 결과물들 통하여 부호화 틀에 따라 네 단계의 인지적 모형으로 분류하였고, 대안 개념의 유형을 파악하였다. 아울러 학생들의 성별에 따른 정신모형의 관련성을 비교하였다. 연구 결과에서 대부분의 학생들은 지구 내부에 대하여 많은 대안 개념을 보였다. 분류된 정신모형은 소박한 모형이 11%, 불안정 모형이 81%, 개념적 모형이 8%로 나타났으며, 정적 정신모형으로 분류된 학생은 69%로 나타났다. 정신모형의 성별 분포에서는 유의미한 차이를 보이지 않았다.