• 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.

• 영재교육연구
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• 제7권2호
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• pp.69-92
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• 1997

The purpose of the study was to evaluate the effects of the enrichment program for the gifted on gifted childrens development of the logical thinking and science process skills. The enrichment program consists of 200 enrichment courses in language arts, mathematics, sciences, social sciences and thinking for children at the age of 30 months to Grade 8. Enrichment programs are characterized as process-oriented, student-choice available, activities-oriented, open-ended, and interdisciplined. Subjects were 123 gifted children from Grade 1 to 3 at the Korean Academy of Gifted Education (KAGE), whose IQ scores were above 130 at their entry point to KAGE. Children were divided into two groups depending the duration of the program participation. Older Group participated in the program for longer than 13 months, while Newer Group did for shorter than 12 months. Mean of IQs of the two groups were not significantly different. They were tested on Logical Thinking Test and Integrated Process Skills Test revised by KEDI into Korean version in 1991. Descriptive statistics were calculated and group differences were analyzed with t-test, and scheffe test. The main finding were as follows: There were not significant differences between gender. Children in higher grades showed higher level of development. Older groups showed significantly higher level of logical thinking level of development. Older group showed significantly higher level of logical thinking and process skills than the Newer group inspite of the similar IQ levels to each other. The longer the gifted child participate in the enrichment program, the higher the development of childrens thinking skills.

• 영재교육연구
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• 제13권1호
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• pp.43-63
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• 2003

본 연구의 목적은 과학영재들을 대상으로 사고 양식과 5인성 요인간의 관계를 규명하는 것이다. 현재 과학영재 교육 프로그램에 참가하고 있는 265명의 중학생들을 대상으로 Sternberg의 정신자치제에 기초한 사고양식 검사와 5요인 인성검사를 동시에 실시하여 그 관계를 살펴보았다. 연구 결과는 사고 양식과 성격 구인간에 어느 정도 의미 있는 상관이 발견되었지만, 5요인 성격 검사에서 신경증과 친화성 요인, 사고 양식 검사에서 수준 차원(전체적, 지엽적)과 형식 차원(군주제, 계급제, 과두제)은 각 검사가 독특하게 측정하는 내용으로 나타났다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.1162-1165
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• 2008

이 논문은 정보영재 교육 중에서 프로그래밍을 위한 사고력 신장에 적합한 교육 프로그램 모형을 개발하고 이의 구현을 위하여 실제적인 예를 보여 교육 프로그램의 타당성과 유효성을 검증하였다. 이 논문은 트리와 트리 탐색을 이용한 사고력 신장 교육 프로그램으로 4단계로 구성되는 교육 프로그램을 제안하였으며, 구성되는 트리의 유형과 탐색 방법에 따라 세 가지 모형으로 세분화된다. 이 모델을 통하여 학생들은 문제를 트리로 표현하는 방법을 학습하게 되며, 트리로 구성된 문제를 해결하기 위하여 각각의 트리 모형에 따른 적절한 트리 탐색 방법을 통하여 문제를 해결하는 방법을 배우게 된다. 이 교육 프로그램 모형을 실제 교육 현장에서 적용하여 각 모형별로 그 결과를 비교 분석한다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.255-262
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• 2019

2015년도에 개정한 정보 교육과정은 창의 융합형 인재의 성장을 주요 목표로 제시하고 있는데, 창의 융합형 인재의 성장에서 반드시 필요한 것이 컴퓨팅 사고력(CT)이다. 본 논문에서는 창의융합형 인재 성장의 목표에 맞추어 IoT 기술과 문이과 통합과정을 정보교과 내용에 접목하였고 교수-학습 프로그램을 개발하였다. 개발한 교수-학습 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험연구를 진행하였으며, 연구결과 실험집단의 평균(Mean)이 통제집단보다 10점 이상 높게 나오는 결과를 얻었다. 따라서 본 연구에서 제안한 교수-학습 프로그램이 효과가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 교수-학습 프로그램은 프로그래밍 언어뿐만 아니라 IoT 기반의 CT 교육을 통해 실생활의 다양한 분야에 응용되는 SW 기술을 직접 구현하여 SW 교육에 대한 학습 동기와 흥미를 유발시킬 수 있으며 문·이과 통합형 교육을 통해 많은 교과와 융합되는 문제를 해결하고 창의적으로 설계하는 경험을 통해 융합과학적 사고력을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.543-546
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• 2007

이 논문에서는 정보 영재의 사고력 신장을 위한 교육 프로그램으로 트리 기반의 모델을 제시하고 분석한다. 제시된 모델은 문제를 표현하는 트리(tree)의 유형에 따라 AND 트리, OR 트리, AND/OR 트리로 구분하여 문제를 해결하는 모텔들로 세분화 된다. 구성되는 트리의 유형에 따라 문제를 해결하는 방법론으로는 서로 상이한 알고리즘을 적용해야함을 보이고 있다. 구성되는 트리의 모형에 따라 적용되는 알고리즘에는 recursion과 heuristic 탐색 방법 등이 도입되어 적용된다. 이 모델은 저 수준의 사고력을 요구하는 간단한 모형에서 출발하여 고 수준의 사고력을 요구하는 복잡한 모형으로 발전시키는 교육 방법을 제시함으로써 사고력 신장의 정도에 따라 초등학교 학생들로부터 중학교, 고등학교 학생들에 이르기 까지 대상을 확대하여 점진적으로 적용할 수 있는 교육 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.487-490
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• 2008

우리나라의 영재교육에 관한 많은 관심과 중요성에 비추어 볼 때 정보영재 교육을 위한 체계적인 교육 프로그램이 부족한 실정이다. 특히, 정보영재 교육에서 중요성이 증대되는 사고력 신장 교육에 적합한 교수-학습 프로그램이 부족한 실정이다. 따라서 이 논문에서는 사고력 신장에 적합한 교육 프로그램 모형으로서 AND 트리에 기반을 둔 교수-학습 모형을 제시한다. 이 논문에서 제시된 AND 트리형 교수-학습 모형을 정보영재의 현장 지도에 도입하기 위한 적용 방안을 제시하며, 그 적용 결과를 분석하여 교육 프로그램 개발의 타당성을 검증한다. 이 논문은 사고력 신장을 위한 정보영재교육 프로그램에 관한 구체적인 교수-학습 모형을 적용하고 분석하는 방안을 제시하여 영재 교육의 현장에 사용할 수 있는 실제적이고 유효한 교수-학습 모형을 제공한다는 데 그 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.443-453
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• 2015

이 연구에서는 우리나라의 과학 교육에 도입 가능한 디자인적 사고 프로세스를 제안하고, 집단 창의성의 발현 측면에서 프로세스의 타당성을 검토하였다. 이를 위해 국외에서 개발된 다양한 디자인적 사고 프로세스로부터 우리나라 과학 교육 상황에 적용 가능한 디자인적 사고 프로세스를 선정하고, 이를 수정 및 보완하였다. 그리고 개발된 디자인적 사고 프로세스를 바탕으로 교육 프로그램을 만들고, 이를 고등학교 학생들에게 적용하였다. 연구 결과, '관련 지식 이해', '공감', '관점 공유', '아이디어 생성', '프로토타입'의 다섯 단계로 디자인적 사고 프로세스를 제안할 수 있었다. 그리고 이를 과학 교육 현장에 적용한 결과, 관련 지식 이해 단계에서는 관계 형성과 정보 수집 요소를, 공감 단계에서는 사용자 지향, 관계 형성, 대인 이해 요소를 확인할 수 있었다. 관점 공유 단계에서는 팀의 조직 요소를, 아이디어 생성 단계에서는 분석적, 전략적 사고력 요소를 확인할 수 있었다. 마지막으로, 프로토타입 단계에서는 의사소통과 분석적, 전략적 사고력 요소를 확인할 수 있었다. 집단 창의성 과정에 능숙한 전문가들로부터 발견되는 집단 창의성의 핵심 속성을 학생들로부터 모두 확인할 수는 없었지만, 이 연구에서 개발된 프로세스를 통해 우리나라 학생들이 집단 창의성이 발현되는 과정을 경험하고, 관련 가치를 배울 수 있는 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권3호
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• pp.501-520
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• 2022

천문학 학습 과정에서 공간적 사고의 중요성을 고려할 때, 교원 양성 단계에서부터 공간적 사고를 고려한 교수⋅학습 방법에 대한 교육이 이뤄질 필요가 있다. 그에 따라 본 연구는 초등 예비교사들에게 공간적 사고에 대한 교육을 실시한 후 이들이 천문 단원 교과서의 삽화 및 탐구활동에 대해 인식하는 문제점과 개선안의 양상을 탐구하였다. 본 연구에서는 천문 영역의 공간적 사고를 공간 개념, 표상, 추론 과정으로 구성된 것으로 정의하였다. 수도권 소재 A 교육대학에 재학 중인 3학년 학생을 대상으로 2021년 10월, 2주에 걸쳐 공간적 사고에 대한 교육이 실시되었으며 예비교사들은 천문 단원 중 1개 차시를 자율적으로 선택하여 공간적 사고 측면에서 현행 교과서의 문제점을 분석하고 그에 대한 개선안을 제시하였다. 최종적으로 22명이 제시한 33개의 사례가 분석되었으며, 연구 결과는 다음과 같다. 예비교사들은 공간 개념과 추론 과정 측면에서 교과서 삽화 및 탐구활동의 한계를 인식하고 그것을 보완하기 위한 개선안을 제안하는 모습을 나타냈다. 그러나 일부 예비교사는 문제점을 타당하게 인식하더라도 적절한 개선안을 제안하지 못하거나, 공간적 사고 측면에서 삽화나 탐구활동을 분석하지 못하는 경향도 나타냈다. 본 연구는 공간적 사고에 대한 일련의 교육을 통해 예비교사가 천문 교수 실행시 공간적 사고 측면에서 교과서 삽화나 탐구활동을 인식하고, 그 한계를 보완할 능력을 갖출 수 있음을 보였다는 점에 의의가 있다. 아울러 본 연구 결과가 공간적 사고와 관련된 교사 양성 프로그램에 시사하는 바에 대해서도 논의하였다.