• 대한화학회지
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• 제55권6호
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• pp.1042-1055
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• 2011

이 연구는 보일의 법칙과 샤를의 법칙에 대한 중학교 1학년 학생들의 인지수준과 배경 요인에 따른 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력을 비교한 것이다. 연구를 위해 개념과 수리 문제 해결력 검사지를 개발하여, 중학생들의 인지수준과 배경 요인에 따른 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력을 비교하고, 기억 보유 효과를 알아보았으며, 어떠한 개념을 가지고 문제를 해결하였는지 분석하였다. 연구 결과, 모든 인지수준에서 개념 문제 해결력이 수리 문제 해결력보다 높았으며, 구체적 조작기와 과도기의 중학생들의 경우 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력에 대한 기억 보유 효과 비교에서 형식적 조작기 중학생들은 기억 보유 효과가 있었다. 중학생들의 배경 요인에 따른 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력 비교에서 사교육을 받은 중학생들과 받지 않은 중학생들 사이의 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력에 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 그러나 과학 활동 경험과 과학 관련 진로 희망 여부에서는 과학 활동 경험이 있고 과학 관련 진로를 희망하는 중학생들이 그렇지 않은 중학생들보다 개념 문제 해결력과 수리 문제 해결력이 모두 통계적으로 유의미하게 높았다. 중학생들의 문제 해결 과정을 분석해 본 결과, 거시적인 현상을 단순히 기억하여 과학적 개념에 대한 올바른 이해 없이 문제를 해결하려는 경향이 있었다. 그러므로 중학생들의 비과학적인 개념을 사전에 파악하여 이를 과학적인 개념으로 바꿀 수 있는 교수-학습 전략이 필요하다.

• 대한화학회지
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• 제64권3호
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• pp.159-174
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• 2020

본 연구의 목적은 창의 융합형 인재의 핵심역량을 위한 교육 전략으로 '디자인씽킹(Design Thinking)' 기반 화학 수업 프로그램을 검토하고자 한다. 이를 위하여, '과학교육에서의 디자인적 사고 프로세스'가 화학 교과 수업에 적용할 수 있도록 '관련 지식 이해', '공감', '관점 공유', '아이디어 생성', '1차 프로토타입', '1차 검증', '2차 프로토타입', '2차 검증'의 총 8단계로 수정·보완하였다. 2015 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정의 연계성을 고려하여 성취기준을 선정하고 이를 만족할 수 있는 주제에 따라 교수·학습 지도안과 학생 활동지를 개발하였다. 4가지 주제가 개발되어 일반계 고등학교 2학년을 대상으로 3월에서 8월까지 화학I시간에 적용하고, '공감', 'STEAM교육역량', '문제 해결 과정' 검사를 토대로 수업 장면에 대한 질적 데이터 분석과 사전·사후 평가를 실시하였다. 과학수업에서의 '공감'요소는 타인과의 공감과 문제 상황과의 공감에서 유의미한 향상을 보였고, 'STEAM교육역량'에서는 과학, 디자인 역량에서 유의미한 효과가 나타났다. '문제 해결 과정'에서는 문제 발견, 문제 정의, 문제 해결책 고안, 문제 해결 검토에서 유의미한 향상이 확인되었다. 본 연구 결과는 디자인씽킹 기반 화학 수업에 대한 적용 가능성과 그 교육적 효과에 대하여 시사점을 제시하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.132-140
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• 2002

이 연구는 고등학교 학생들의 인지 양식과 인지 수준에 따른 화학 문제 해결 정도를 알아보는데 그 목적을 두었다. 고등학교 2학년 322명을 대상으로 인지 양식 검사, 인지 수준 검사, 그리고 화학 문제 해결검사를 실시하였다. 이 때 화학 문제 해결 검사는 오도 요소(불필요한 정보)가 없는 문항 5개 와 오도 요소가 있는 문항 5개로 구성되었다. 연구 결과에 의하면, 오도 요소가 없는 문항과 있는 문항의 경우 모두 인지 양식이 장독립적일수록, 인지 수준이 형식적 조작기일수록 성취도가 높았다. 학생의 두 가지 인지변인이 화학 문제 성취도를 설명하는 정도를 비교하였을 때, 오도 요소가 없는 문제에서는 인지 수준이. 오도 요소가 있는 문제에서는 인지 양식이 상대적으로 더 큰 설명력을 가지고 있었다. 오도 요소가 있는 5개 문항 중 2문항에서. 오도 요소에 이끌려 문제 해결에 실패한 학생의 인지 양식 검사 점수가 성공한 학생의 점수보다 통계적으로 유의미하게 낮았다.

• 대한화학회지
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• 제60권3호
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• pp.203-214
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• 2016

본 연구는 창의적 문제해결능력의 향상에 필수적인 융합 사고의 특성을 알아보기 위해 기능적 자기공명영상을 이용하여 창의적 문제해결에 기반한 융합 사고와 화학문제풀이를 하는 동안의 두뇌 활성 영역과 기능적 연결성을 알아보았다. 이를 위하여 시각 기반의 융합 사고 유발 과제와 화학문제풀이 과제를 개발하고 고등학생 17명을 대상으로 적용하여 과제 수행 동안의 두뇌활성영상을 분석하였다. 연구 결과, 융합 사고 시에는 두뇌 좌측의 상전두이랑, 중전두이랑, 하전두이랑, 내측전두이랑, 전대상이랑, 쐐기전소엽, 미상핵체에서 두뇌 우측의 쐐기소엽, 미상핵체에서 활성이 나타났다. 화학 문제풀이에서는 두뇌 좌측의 중전두이랑, 내측전두이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리에서 두뇌 우측의 중전두이랑, 혀이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리, 시상, 소뇌정상에서 활성이 나타났다. 기능적 연결성분석 결과 융합 사고 시에는 각 활성 영역들이 모두 기능적 연결망을 형성하고 있는 것으로 나타났으며 이와 대조적으로 화학문제풀이 시에는 우측 중전두이랑, 좌우측미상핵꼬리, 소뇌정상만이 기능적 연결망을 형성한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 고등학생들이 융합 사고 시에 논리적 사고, 작업기억활성, 계획, 상상, 언어화, 학습동기 유발이 일어나며 이러한 기능들이 과제를 수행하는 동안 서로 밀접하게 동조하고 있음을 보여준다. 반면 화학문제풀이 시에는 논리적 사고와 계획, 비교, 학습동기유발의 기능들을 수행하지만 각영역들이 동시에 활발히 작용하지 못하는 것을 보여준다. 이러한 결과는 융합 사고에 대한 구체적인 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권4호
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• pp.624-633
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• 2000

본 연구에서는 해결자 청취자 활동에서 학생들의 언어적 행동을 조사하였다. 고등학교 화학 수업에서 해결자 청취자 활동을 통해 4단계 문제 해결 전략을 사용하도록 하고, 그 소집단 행동을 녹화 및 녹음하였다. 해결자와 청취자의 언어적 행동은 각각 8개 범주로 유형화 하였는데, 해결자가 많이 나타내는 행동은 '동의 요청', '제공', '수정'이고, 청취자가 많이 나타내는 행동은 '동의', '질문', '지적'이었다. 자주 나타난 언어적 행동을 토대로 해결자와 청취자 사이의 언어적 상호작용도 조사하였다. 언어적 행동과 문제 해결력 사이의 부분 상관을 조사한 결과에서는 청취자의 동의, 지적 및 해결자의 수정이 청취자의 향상과 밀접한 관련을 나타내었다. 그러나 해결자의 경우에는 청취자의 지적을 받는 것이 문제 해결력 향상과 부적 상관을 보였다. 한편, 학생들은 해결자 청취자 활동이 문제 해결 과정을 인지하는 데에 도움을 주는 것으로 인식하는 경우가 많았으나, 청취자의 경우에는 해결자의 문제 해결 과정을 이해하기가 어려운 것으로 인식하는 경우도 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.11-19
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• 1997

Students' protocols obtained from think-aloud interviews were analyzed in the aspects of the success at first two problem-solving stages (understanding and planning), the time to complete a problem, the time at each problem-solving stage, the number of transition, and the transition rate. These were compared in the aspects of the context of problem, the success in solving problem, students' logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach. The results were as follows:1. Students tended to spend more time in everyday contexts than in scientific contexts, especially at the stages of understanding and reviewing. The transition rate during solving a problem in everyday contexts was greater than that in scientific contexts. 2. Unsuccessful students spent more time at the stage of understanding, but successful students spent more time at the stage of planning. 3. Students' logical reasoning ability, as measured with the Group Assessment of Logical Thinking, was significantly correlated with the success in solving problem. Concrete-operational students spent more time in completing a problem, especially understanding the problem. 4. Students' spatial ability, as measured with the Purdue Visualization of Rotations Test and the Find A Shape Puzzle, was significantly correlated with their abilities to understand a problem and to plan for its solution. 5. Students' learning approach, as measured with the Questionnaire on Approaches to Learning and Studying, was not significantly correlated with the success in solving problem. However, the students in deep approach had more transitions and greater transition rates than the students in surface approach.

• 대한화학회지
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• 제47권5호
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• pp.519-529
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• 2003

본 연구에서는 해결자${\cdot}$청취자 활동에서 사전 성취 수준이 다른 여러 소집단들의 언어적 상호작용의 특성을 조사하였다. 서울시에 소재한 고등학교 2개 학급을 선정하여 동질적 소집단의 해결자${\cdot}$청취자 활동 집단과 이질적 소집단의 해결자${\cdot}$청취자 활동 집단으로 배치한 후, 화학 수업을 실시하였다. 이 중 일부 동질적 소집단(상${\cdot}$상, 중${\cdot}$중)과 이질적 소집단(상${\cdot}$중, 상${\cdot}$하)을 선정하여 화학 반응식과 화학양론에 관한 정량적 문제 해결 과정을 녹화/녹음하였다. 동질적 소집단 가운데 상${\cdot}$상 조의 경우 해결자는 ''동의 요청''을, 청취자는 ''동의''를 많이 나타내었다. 이에 비해 중${\cdot}$중 조는 이질적 소집단인 상${\cdot}$중, 상${\cdot}$하 조와 유사하게 청취자의 ''지적''이나 해결자의 ''수정''이 많이 나타났다. 언어적 상호작용은 전반적으로 대칭형이 많았는데, 그 중에서도 상${\cdot}$상 소집단에서 ''동의 요청-동의''가 많이 나타났다. 해결자 주도형 상호작용으로는 상${\cdot}$상 소집단에서 ''풀이-동의'', 청취자 주도형 상호작용으로는 상${\cdot}$하 소집단에서 ''지적-수정''이 가장 많이 나타났다. 문제 해결 단계에서는 ''풀이'' 단계의 빈도가 크게 나타났고 ''검토'' 단계와 관련된 언어적 행동은 거의 나타나지 않았다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제11권4호
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• pp.286-294
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• 2023

We studied learners' perceptions and learning styles of project research activities in the chemical field conducted by 54 science high school students. In a survey of students' perceptions of task research, positive responses were found in "internal motivation," "cooperation," "task solving," and "tenacity and immersion," and statistically significant differences were found in "self-directedness," "cooperation," and "tenacity and immersion" by year. The 'lower' group responded most positively in the 'cooperation' category, and the 'higher' group responded most positively in the 'task solving' category. As a result of investigating the learning styles of the students who conducted the task research, it was found in the order of assimilator, converger, accommodator, and diverger. The assimilators showed the characteristic of systematically and scientifically approaching the problem. Convergers were found to have excellent problem-solving and decision-making ability, are practical, and have experimental-based thinking characteristics. In this study, the characteristics of science high school students showed well in the results of the learning style performed.

• 대한화학회지
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• 제56권5호
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• pp.617-627
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• 2012

본 연구에서는 사범대학 과학교육과에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교 교육과정에 해당하는 화학 개념의 이해도와 문제 해결 능력을 관련 문항을 이용하여 조사하였다. 연구 결과, 오답을 선택하며 문제 해결에 필요한 정확한 개념을 가지지 못하는 예비 과학 교사들이 모든 문항에서 발견되었다. 이 결과의 원인을 찾기 위한 심층 질문을 통해 일부 예비 과학 교사에게서 나타난 몇 가지 사실을 확인할 수 있었다. 첫째, 예비 과학 교사들은 고등학생들에 비해 상대적으로 정확한 개념을 가지고 있었지만 몇몇 개념들에 대해서 고등학생들과 동일한 오개념을 가지고 있었다. 둘째, 과학개념의 일반적 정의나 의미는 알고 있었지만 교육과정 상 강조하는 내용을 정확히 이해하지 못하였으며, 시각적으로 인지된 정보로 문제를 해결하려는 경향이 있었다. 셋째, 문제 해결과 관련된 일반적 개념의 필요성은 인식하는 반면 탐구와 관련하여 문제 해결에 필수적인 능력을 간과하거나 문제 해결에 도움이 되지 않는 상위 교육과정의 필요성을 제안하는 경향이 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권3호
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• pp.429-440
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• 2017

이 연구에서는 해결자 청취자 활동이 예비 화학교사의 지필평가문항 제작 과정에서 고려된 교과교육학 지식(PCK) 구성 요소 사이의 상호작용에 미치는 영향을 조사하였다. 2명의 예비교사로 구성된 4개조의 해결자 청취자 활동을 통한 지필평가 문항 제작 활동을 분석한 결과, 해결자와 청취자 역할과 상관없이 PCK 구성 요소 중 과학 평가에 관한 지식 측면을 가장 많이 고려하였으며, 과학 내용에 관한 지식과 학생에 관한 지식 측면에 대한 고려도 비교적 많았다. 그러나 과학교육과정에 관한 지식과 과학 교수 전략에 관한 지식을 고려한 경우는 적었다. PCK 구성 요소 사이의 통합 수준에서는 PCK 구성 요소 중 2가지 측면 또는 3가지 측면의 통합이 다양한 유형으로 많이 나타났으며, 4가지 및 5가지 측면의 통합도 일부 나타났다. 그러나 과학교육과정에 관한 지식 측면 등을 포함한 통합은 비교적 적었으며, 과학 교수 전략에 관한 지식 측면을 포함한 통합은 매우 드물었다. 이를 통하여 예비교사의 지필평가 문항 제작 능력 신장 및 PCK 계발전략으로서 해결자 청취자 활동의 유용성, 제한점, 효과적인 활용방안에 대하여 논하였다.