• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.271-280
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• 2006

In this paper, an Online Scientific Inquiry Learning System was developed with the aim of improving student's scientific literacy and scientific inquiry ability. It was determined that there should be 4 distinct principles applicable to the design of the Learning system. First, it should enrich learner's motivation. Second, it should provide students with the chance for reflecting on the inquiry process. Third, it should emphasize multi-dimensional forms of interaction. Fourth, students should be able to create new information through it. The server system including the database, equation editor, reporting tool, search engine were all utilized for developing the learning system. In addition, the authors produced 24 web-based projects which were guided inquiry activities in which various inquiry abilities (reasoning, prediction, experiment design) could be developed. An Online Scientific Inquiry Learning System is not the only program which could be utilized in improving scientific inquiry abilities, but at the very least, such a system can serve as the prototype for developing an online learning system.

• 정보처리학회논문지B
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• 제15B권2호
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• pp.95-102
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• 2008

상호작용적인 가상현실 기술은 실제 환경의 제약을 극복할 수 있으며 사용자에게 흥미와 적극적인 참여를 유도하여 과학적 탐구학습에도 적극 활용되고 있다. 그러나 기존 연구에서는 주로 특정 교안에 대한 응용 프로그램의 개발에 중점을 두고 있어서 다른 교안을 위한 탐구학습가상환경 개발에 쉽게 활용하기 어려웠다. 이에 본 연구에서는 과학적 탐구학습 가상환경의 개발을 도와주는 통합적인 가상현실 시스템 SASILE (System for Augmenting Scientific Inquiry Learning Environments)을 개발하였다. 본 논문에서는 먼저 가상현실을 활용한 과학적 탐구학습 관련 연구를 살펴보고, 제안하는 시스템의 구조와 구현에 대해서 설명한다. 그리고 이 시스템을 이용하여 가상현실 모양성에서 한옥에 나타난 대류현상에 대한 과학적 탐구학습 환경 개발 사례와 가상환경 화성 암석의 성분을 측정하여 운석이 떨어진 곳을 찾는 화성 탐사 개발사례를 설명한다. 마지막으로 이 시스템의 향후 연구 방향에 대해 논한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1303-1311
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• 2009

본 논문은 과학적 탐구학습을 지원하는 비쥬얼 가상환경 저작도구 DEVISE(Drawing Environment for VR-based Inquiry-learning Science Education)에 대해서 설명한다. DEVISE는 프로그래밍 전문지식이 없는 일반인들이 2차원 Drawing 인터페이스를 사용하여 3차원 개체와 변인데이터 설정을 함으로써 탐구학습을 위한 가상현실 콘텐츠를 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 먼저 가상현실 저작도구들과 탐구학습 가상환경 관련 저작 도구에 관한 연구들과 탐구학습을 위한 가상환경 통합 시스템인 SASILE를 살펴보고 SASILE의 문제점을 지적한다. 그리고 DEVISE 구성요소와 DEVISE 도구를 사용한 작업 흐름 (Workflow)에 대해서 설명하고,탐구학습 가상현실 콘텐츠를 개발하는 사용자평가실험 관찰결과에 대해서 논한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권2호
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• pp.206-216
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• 2006

The purpose of this study was to investigate science related attitudes, scientific knowledge, and scientific inquiry skills of middle school students when HASA(3H-hand, head, heart-at Science Activity) programs were applied to them. The HASA program is a program developed as an alternative to the current educational system. There are some basic principles for developing this program; it should be fun or of interest to students; it should be a manual activity that students can do with their own hands; it should be found in everyday life; and it's final goal is to improve scientific attitudes. The learning program consists of a series of 10 activities (10 periods). One hundred and sixty-two middle school students (7th graders) participated in the study and were divided into three groups. The HASA group (N=58) was exposed to the HASA program and the Lecture group (N=59) was exposed to the expository method of learning scientific knowledge, and the Lab group (N=45) was exposed to the experiment through textbooks. The results were as follows: 1) the HASA group was marginally higher than others but with no significant difference in science related attitudes; 2) the Lecture group had a significantly greater level of achievement in science knowledge; 3) There was no difference in the improvement of scientific inquiry skills.

• 한국지구과학회지
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• 제31권7호
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• pp.798-812
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• 2010

과학교육의 목표인 과학탐구에 대해서 초임과학교사들은 어떻게 인식하고 있는지를 조사하였다. 교사의 과학탐구에 대한 인식은 학생들의 과학탐구에 대한 인식에 영향을 미치는 것을 고려할 때 연구의 의미가 있다고 할 수 있겠다. 126명의 초임교사들을 대상으로 일반적인 과학탐구에 대한 인식과, 과학의 본성, 그리고 과학-기술-사회의 관계에 대한 인식을 파악할 수 있는 설문지를 개발하였다. 초임과학교사에 의한 과학의 본성과 과학-기술-사회 관계에 대한 인식을 포함하여 전반적인 과학탐구에 대한 인식은 코딩작업을 통해 파악되었으며 이 과정을 통한 자료수집 및 분석의 타당성 및 신뢰성은 과학교육전문가와의 토론을 통해 구축되었다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 초임교사들은 과학탐구를 실험적인 절차적 기술과 과학적 사고를 함양하는 기회로 정의하고는 있지만 과학탐구를 하는 이유와 과학탐구를 실행하는 데 있어 교사의 역할은 실험적인 절차적 기술을 함양하는 기회로 파악하고 있었다. 과학탐구에 대한 정의나 목적 또는 교사의 역할에 대해서는 정의적 영역에 해당하는 요소는 거의 파악되지 않았다. 과학의 본성에 대해서는 과학적 관점보다는 순수한 관점으로 인식하고 있었으며 과학-기술-사회의 관계에 대한 인식은 긍정적인 태도를 보여 주었었다. 초임교사를 위한 조직적인 교사교육을 개발할 필요가 있다.

• 한국환경교육학회지:환경교육
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• 제10권2호
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• pp.51-62
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• 1997

The objective of this study was to review the meaning and problems of Scientific Knowledge and Ethical Value in Environmental Education. The ultimate goal of environmental education is shaping proenvironmental human behavior. The factors of human behavioral decision making are ideology, value, attitude and behavioral intentions. Ideology is a kind of belief system used by social groups to interpret their social world. The main elements of belief system are knowledge and value. The traditional thinking in education has been that we can change behavior by making human beings more knowledgeable and more valuable. In environmental education, the aim of scientific inquiry is to analysis cause-effect relation of human beings behavior and environmental phenomenon, and ethical education is to change the mind of human beings from zero-sum to positive-sum about the relations between human beings and natural environments. But, there are many problems of knowledge education and value education in environmental education. For example scientific knowledge without ethical value is dangerous to environment protection, and ethical value without scientific knowledge is vague. Therefore, we must recognize that the relationship of ethical value and scientific knowledge is not substitutional but complementary. The teaching-learning methods which can integrate knowledge and value in environmental education are rational decision making model. For this model, we can construct teaching contents with inquiry materials. To earn the benefits of specialization among several subjects in environmental education, social studies can focus on social science knowledge and decision making, science education can focus on pure natural science knowledge and scientific investigation, moral education can focus on problems of ethical value system, home economics can focus on practical action and environmental education(Environments in middle school, Ecology and Environments in high school) can integrate social-national science knowledge and ethical value in broad perspective about human beings and ecosystem. That is the method to protect from law of diminishing marginal utility of learning in environmental education.

• Educational Technology International
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• 제11권1호
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• pp.27-46
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• 2010

The purpose of this paper is to apply the newly developed SICAT teaching and learning model to the actual scene of teaching and learning and draw a point of discussion for utilizing teaching and learning model, by uncovering the satisfaction of students and the inhibiting/facilitating elements when using the model. SICAT(Scientific Inquiry and Creative Activity with Technology; from here on SICAT), a teaching and learning model custom-built for engineering education, was developed, as more and more people paid attention to the demand for creative engineers. It was developed from the basis of PBL(Problem Based Learning), includes three sub-types which can be applied to the actual theory, design, and experimentation fields within engineering education. The three sub-types, which are ARDA(Analysis-Reasoning Activity & Discussion-Argumentation Activity), CoCD (Collaboration Activity & Capstone Design Activity), and ReSh(Reflection Activity & Sharing Activity), respectively support deductive and argumentation activities, creative design and collaboration activities, and retrospection and sharing activities. However, no research has been conducted to investigate whether or not there are inhibiting or facilitating elements in the application procedure, or what the rate of satisfaction for students is, when applying the SICAT model, which was newly developed to innovate existing engineering education, to the actual site of teaching and learning. Therefore, this research applied three types of SICAT teaching and learning models to the theory, design, and experimentation classes at the department of materials science and engineering at Hanyang University for eight weeks. After application, the students, teachers and tutors were surveyed and interviewed, and then the results analyzed in order to uncover inhibiting/facilitating elements and the rate of satisfaction. The satisfaction rate of students from the SICAT teaching and learning model was 3.78(in a perfect score of 5: The A type-3.65, The C type-3.80, The R type-3.90), and inhibiting/facilitating elements were drawn from the aspects of learning activities, support system. In conclusion, they can be contributed for implications of SICAT teaching and learning model universal use at engineering education in University.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.413-414
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• 2009

본 논문은 스크립팅 기반의 탐구학습을 위한 가상현실 저작용 시스템인 SASILE을 보완하여 프로그래밍 경험이 없는 일반 사용자들이 손쉽게 탐구 학습을 위한 교육용 가상현실 환경을 구현하고 활용할 수 있도록 개발한 드로잉 인터페이스 기반의 DEVISE(Drawing Environment for VR-based Inquiry-learning Science Education)에 대해 설명한다. 그리고 간단한 사용성 평가를 통해 DEVISE의 효용성에 대해서 논한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.307-324
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• 2022

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등 과학 국정 교과서와 동 교육과정에 따라 2022년에 출판된 초등 과학과 검정 교과서 7종의 '물체의 무게' 단원에 진술된 과학 개념의 서술과 탐구활동 내용의 특징을 비교하여 초등 과학 검정 교과서의 내용 다양성을 분석해 보았다. 이를 위해 각 교과서의 설명텍스트에서 개념 서술 내용의 흐름, 개념 서술 과정에서의 특이점을 분석하였고, 언어네트워크 분석 방법으로 노드와 링크 수, 연결중심성이 높은 중심 단어를 분석 하였다. 또한 교과서에 제시된 탐구활동에서 탐구활동 유형, 탐구과정기능 및 탐구 활동 내용을 분석하였다. 연구 결과, 검정 교과서에서는 과학 개념의 서술이나 탐구활동 내용 구성에서 다양성이 잘 드러나지 않았다. 하위 개념의 포함 여부, 중심 단어 등이 교과서별로 유사하였다. 탐구활동을 비교하였을 때에도 탐구활동 내용과 탐구 유형, 탐구과정기능이 유사하였다. 특히 이전 교과서에서 제시되지 않았던 새로운 탐구활동 주제나 실험 방법을 도입한 경우는 없었다. 하지만 동일한 교육과정을 바탕으로 개발되었음에도 불구하고 검정 교과서 체제의 장점을 살릴 수 있는 노력들이 일부 시도되고 있었다. 핵심 내용을 설명하기 위한 하위 개념의 배치 순서가 교과서마다 달라 개념을 설명하는 과정이 몇 가지 유형으로 구분되었고, 탐구활동의 내용은 동일하였지만 기존 실험에서의 어려움을 개선하고 보완하기 위해 탐구 활동 준비물이 교과서별로 서로 다르게 나타나기도 하였다. 이를 바탕으로 검정 교과서의 장점을 살릴 수 있는 시도가 계속되어야 할 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.49-59
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• 2024

본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정 개발 과정에서 고등학교 지구과학 TF팀에서 수행한 고등학교 지구과학 분야의 2022 개정 교육과정 개발의 철학적 배경과 성과 등을 탐색하였다. 연구보고서에서 다루지 못한 연구로, OECD Education 2030의 변혁적 역량과 지구과학 분야 교육과정 문서 체제의 관련성, 이해중심 교육과정에 비추어 본 지구과학 분야의 핵심 아이디어 구성과 선택과목 구성, 지구과학 분야의 탐구 기반 교수학습의 특징 등을 탐색하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 지구과학 분야를 포함하여 2022 개정 과학과 교육과정에서는 OECD Education 2030의 변혁적 역량과 과학소양을 함양할 수 있도록 학생과 교사의 행위주체성(agency)을 강조하였으며, 지구과학 분야 교육과정 문서 체제에서는 학습 나침반 바늘을 구성하는 지식·이해, 과정·기능, 가치·태도를 중심으로 핵심 아이디어와 성취기준을 구성하였다. 이해중심 교육과정에 근거하여 지구과학 분야의 핵심 아이디어를 도출하고, 지구과학 분야의 핵심 아이디어에 도달할 수 있도록 선택과목별 특성에 맞추어 과목별 영역과 지식·이해 내용요소를 구성하였다. 또한, 지식 생산 역량을 갖춘 학생 행위주체 육성을 위해 과학과 과정·기능에 부합하는 IB형 탐구 기반 교수학습을 강조하였다. 연구 결과를 토대로 국가 수준 그리고 총론 수준에서 교육 과정 대강화의 필요성, 가치·태도에 대한 과정중심 평가 방안 개발보급, 및 백워드 설계 형태의 교육과정 개발의 필요성, 과학과 탐구의 과정·기능에 입각한 탐구 기반 교수학습을 통한 학생 행위주체의 과학 역량 함양 방안 등을 결론으로 제언하였다.