• 제목/요약/키워드: creative problem solving in science

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메타버스를 영화 '레디 플레이어 원(Ready Player One)'을 통해 살펴본 메타버스 윤리 (Discussing Metaverse Ethics with a Movie on Metaverse, 'Ready Player One')

  • 김성희;이상욱
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.665-675
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    • 2022
  • 팬데믹 이후 가상현실 플랫폼을 활용한 메타버스 기술과 사회적 활용이 비대면 환경에서 메타버스를 활용에 대한 관심이 커지고 있지만, 메타버스로 인한 사회적 문제, 윤리적 우려에 대한 논의는 충분히 하지 못한 상황이다. 본 논문에서는 영화 '레디 플레이어 원'을 통해 메타버스의 사회적 기능이 무엇인지, 메타버스에서 발생할 수 있는 윤리적 문제는 무엇인가?, 메타버스에서 발생한 윤리적 문제를 해결할 수 있는 방법은 무엇인가? 에 대해 살펴보았다. 영화 '레디 플레이어 원'을 통해 살펴본 메타버스 윤리 이슈를 통해, 메타버스에서 발생할 수 있는 윤리적 문제는 정체성 분열, 메타버스 폭력 및 범죄, 개인정보관리 소홀이었다. 그리고 이러한 메타버스 내 윤리문제를 해결하는 방법으로 기술윤리학, 규범윤리학, 분석(메타)윤리학 측면에서 해결방안을 제시했다.

컴퓨터공학 분야의 캡스톤디자인 모델 사례 연구 (Case Study on Capstone Design Model for Computer Engineering)

  • 강환수;조진형;김희천
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권5호
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    • pp.57-66
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    • 2016
  • 본 연구에서는 동양미래대학 컴퓨터정보공학과의 캡스톤디자인 관련 교과목을 소개하고, 2015년 1년 동안의 운영 사례를 통하여 컴퓨터공학 분야의 캡스톤디자인 모델을 제안한다. 2015학년도 1학기와 2학기에 각각 운영된 '시스템분석설계'와 '졸업작품(종합설계)'에 대한 운영 사례에서 수업 일정과 내용 등을 제시하고, 컴퓨터공학 분야에서 창의적 문제해결 능력을 갖춘 현장실무형 인재양성을 위한 캡스톤디자인의 성공적인 운영을 위해 캡스톤디자인 모델의 수행 단계를 교과목계획, 프로젝트계획, 개발 구현, 결과보고, 학생 및 교과목평가, 교과목환류의 6단계로 제안하며, 각 단계에서의 주요 사항을 제시한다. 본 연구의 캡스톤디자인 모델의 특징은 거시적인 관점에서 '교과목계획'과 '교과목환류'와 같은 사전 사후 단계의 필요성과 중요성을 제시하며, 소프트웨어공학 요소인 프로토타입과 형상관리 등을 활용한다는 점이다.

알고리즘을 기반으로 하는 창의성 신장 콘텐츠 개발 (Contents-Development for Increasing Creativity based on Algorithm)

  • 김은길;김재형;김진우;김종훈
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.271-280
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    • 2010
  • 급변하는 지식정보화사회에서 교육은 창의적 문제해결능력을 지닌 인재를 어떻게 양성할 것 인가에 초점을 두고 있다. 컴퓨터 과학의 알고리즘은 학생들의 논리적 사고력과 문제해결능력을 신장시키는데 효과적인 학습 내용이다. 하지만 알고리즘 교육은 대학에서 주로 이루어지던 현실을 고려했을 때 초등학생들의 인지 구조와 수준에 맞게 가르치는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 알고리즘의 원리를 기반으로 한 교육용 콘텐츠를 통해 학생들이 스스로 원리를 이해하고 문제 상황을 최선의 방법으로 해결할 수 있는 능력을 신장시키고자 한다. 게임의 흥미 요소가 포함된 콘텐츠는 학생들이 흥미를 갖고 적극적으로 참여하는데 효과적인 교육 방법으로 알고리즘의 원리를 이해하는데 큰 도움이 될 것이다.

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핵심역량과 융합교육에 초점을 둔 과학과 교육과정 개선방향 연구 (Research on Ways to Improve Science Curriculum Focused on Key Competencies and Creative Fusion Education)

  • 곽영순;손정우;김미영;구자옥
    • 한국과학교육학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.321-330
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    • 2014
  • 미래 사회의 변화는 미래 교육의 변화를 요청하며, 이러한 미래교육의 변화 요청을 과학과 교육과정에서도 적극적으로 반영해 나갈 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 교육과정인 2009개정 과학과 교육과정에 대한 실태를 진단하고, 미래교육의 변화 방향에 비추어 개선방안을 제시하고자 한다. 본 연구는 초 중 고 과학교사 447명의 설문조사와 12명의 전문가 심층면담을 통해 과학과 교육과정의 주요 쟁점 및 개선 방안을 탐색하였다. 과학과 선택과목 구성, 일반선택과목인 융합형 '과학', 과학 과목 집중이수제, 진로집중과정, 과학과 선택과목의 이수단위 증감, 대학 입시에서 과학과 선택과목 간 형평성 등으로 구분하여 2009개정 과학과 교육과정의 문제점을 살펴보았다. 이어서 현장교사들과 전문가들이 제안한 과학과 교육과정 개정방향들 중 핵심역량과 융합교육에 초점을 두고 과학과 교육과정을 구상하는 방안을 탐색하였다. 그 결과 과학과의 핵심역량은 기존 교육과정에서 강조한 문제해결력, 의사소통 능력뿐만 아니라 기초학습능력과 자아정체성, 도덕적 역량 등이 추가되어야 함을 알 수 있었다. 융합교육은 다른 교과와의 융합 이전에 과학과 내부 과목 간 융합이 먼저 이뤄져야하며, 과학 과목을 중심으로 한 STEM 형태의 융합이 바람직함을 알았다. 이러한 결과를 실천하기 위해서는 과학과 교육과정 연구 개발을 전담할 교육과정 개발센터의 구축이 필요하다.

공학 교육의 미래 지향적 평가 방안 (The Plan for Future-Oriented Assessment of Engineering Education)

  • 이병욱;노태천;김춘길
    • 공학교육연구
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    • 제4권1호
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    • pp.3-19
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    • 2001
  • 새롭게 맞이한 21세기에는 정보화와 기술 혁신이 더욱더 가속화되는 양상으로 진전됨에 따라 국가 경쟁력의 원천이 되어 왔던 노동 자본 등의 물적 생산 요소가 지식 기술 등 무형 지식 자산으로 전환되고 있다. 이러한 시대적인 상황에 맞추어 선진국 기업들은 세계 일류가 되기 위한 전략으로 일류기술을 확보하기 위한 경쟁과 협력을 가속화하고 있다. 이에 지식기반 사회의 기술 인력 양성 프로그램들은 학습자에게 기술에 대한 학문적 이해와 과학을 바탕으로 창의적인 기술적 응용 능력을 길러주는 것을 목적으로 해야 한다. 특히, 대학은 공학이 활용되는 산업의 각 분야에서 요구하는 지식 및 기술과 창의적인 문제해결능력과 현장감을 함양하게 하여 실천적인 업무를 수행할 수 있도록 해야 한다. 이를 강화하고 관리하기 위한 방안으로써 공학 기술자를 양성하는 기관에서는 교육의 질 관리를 강화하기 위해 졸업생들의 능력과 학업성과를 평가하여 인증하는 제도 도입이 시급하다. 본 연구에서는 현재 대안적인 평가기법으로 제시되고 있는 수행평가 기법중의 하나인 포트폴리오 평가를 공학 기술인력 양성 교육상황에 도입하여 그 활용 방안을 모색해 보고자 한다.

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기계학습 분류기의 예측확률과 만장일치를 이용한 한국어 서답형 문항 자동채점 시스템 (Automated Scoring System for Korean Short-Answer Questions Using Predictability and Unanimity)

  • 천민아;김창현;김재훈;노은희;성경희;송미영
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제5권11호
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    • pp.527-534
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    • 2016
  • 최근 정보화 사회에서는 단순 암기보다는 문제 해결 능력과 종합적인 사고력을 바탕으로 창의적인 생각을 할 수 있는 인재를 요구한다. 이에 따라 교육과정도 학생들의 종합적인 사고력을 판단할 수 있는 서답형 문항을 늘리는 방향으로 변하고 있다. 그러나 서답형 문항의 경우 채점자의 주관에 의존하여 채점이 진행되기 때문에, 채점 결과의 일관성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 이런 점을 해결하기 위해 해외에서는 기계학습을 이용한 자동채점 시스템을 채점 도구로 사용하고 있다. 한국어는 영어와 언어학적으로 다른 분류에 속하므로 영어권에서 사용하는 자동채점 시스템을 한국어에 그대로 적용할 수 없다. 따라서 한국어 체계에 맞는 자동채점 시스템의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 기계학습 분류기의 예측확률과 만장일치 방법을 사용한 한국어 서답형 문항 자동채점 시스템을 소개하고, 자동채점 시스템을 이용한 채점 결과와 교과 전문가의 채점 결과를 비교하여 자동채점 시스템의 실용성을 검증한다. 본 논문의 실험을 위해 2014년 국가수준 학업성취도 평가의 국어, 사회, 과학 교과의 서답형 문항을 사용했다. 평가 척도로 피어슨 상관계수와 카파계수를 사용했다. 채점자가 개입했을 때와 개입하지 않았을 때의 상관계수 모두 0.7 이상으로 강한 양의 상관관계를 보였다. 이는 자동채점 시스템이 교과 전문가가 채점한 결과와 유사한 방향으로 답안에 점수를 부여한 것이므로 자동채점 시스템을 채점 보조도구로서 충분히 사용할 수 있을 것이다.

과학사와 융합인재교육의 적용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식 (Analysis on the Utilization of History of Science and STEAM and Elementary School Teachers' Perceptions about Design-based STEAM Instruction Applying the History of Science in Science Class)

  • 박상우;정원우;박영관
    • 과학교육연구지
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    • 제40권2호
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    • pp.166-188
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    • 2016
  • 이 연구는 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식을 분석하는 것이다. 따라서 초등학교 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 교육적 가치를 알아보기 위해 설문지는 Shin & Han(2011)과 Lee & Shin(2014)의 연구와 Park et al.(2010)의 연구를 바탕으로 연구문제에 맞게 수정하여 총 20문항의 설문지를 개발하였다. 개발한 설문지는 D시와 G시 지역에 재직하고 있는 201명의 초등교사를 대상으로 설문을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이 연구의 결과 초등교사들은 과학 수업에서 과학사를 적극적으로 다루지 않으며, 주로 학생들에게 간단히 소개하면서 스스로 읽어보게 하였다. 초등교사들은 '충분하지 않은 시간'을 이유로 융합인재교육을 적극적으로 다루고 있지 않으며, '창의적 문제해결력' 에 지도 중점을 두고 있지만 이 단계를 매우 지도하기 어려워하고 있었다. 또한 초등교사은 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육수업의 교육적 가치에 대해서 매우 긍정적으로 인식하고 있었다. 특히 과학적 원리와 과거 과학자의 문제해결의 사례를 통해 학생들에게 창의적 설계와 문제해결의 아이디어와 실마리를 제공해 줄 수 있다고 인식하였다. 결론적으로 융합인재교육이 초등학교 현장에서 성공적으로 적용되기 위해서는 이와 같은 초등교사들의 과학사와 융합인재교육의 활용실태에 대한 인식과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 긍정적인 인식을 바탕으로 향후 보다 구체적인 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 적용하여 학교 현장에 보급할 필요가 있겠다.

중등 과학영재 지도교사의 수업 전문성에 관한 사례연구 (A Case Study on Teachers' Teaching Professionalism for Secondary Science-Gifted Students)

  • 배미정;김희백
    • 한국과학교육학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.412-428
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    • 2010
  • 이 연구는 2명의 중등 과학영재 지도 교사의 수업 전문성을 교수지향의 관점에서 알아보고자 한 것이다. 두 교사 모두 6년 이상 중등 과학영재의 생물 수업을 담당하였으며, 영재교육 교사연수를 이수하였다. 참여교사 당 2차시의 수업관찰과 녹화, 2차례의 심층면담을 통해 자료를 수집하였다. 모든 수업자료와 면담자료는 전사된 후 분석되었다. 연구결과 교사들의 수업에서 몇 가지 특징이 나타났다. 두 교사 모두 '개방적 탐구' 지향을 나타냈다. 이것은 탐구력과 창의적 문제 해결력을 신장시켜 과학영재가 과학자로 성장할 수 있도록 도와야 한다는 교사의 교육목표와 신념을 반영한 것이다. 그러나 교사의 전문적 지식의 구체적 내용과 강조점의 차이에 따른 신념은 '학문적 엄격성'과 '발견'의 서로 다른 지향으로 나타나기도 하는데, 이것은 수업에서 다루는 교과 내용 수준이나 범위 등에 영향을 주는 것으로 보인다. 교사들의 과학교수지향은 수업 대상 학생과 과학영재 수업 경험의 증가에 따라 변화한 것으로 나타났다. 이 과정에서 교사의 과학영재 교육철학이 교수지향에 중요한 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 교사의 전문성 신장을 위한 지속적인 노력을 바탕으로, 교사는 수업에 대한 자기반성을 통해 과학영재교육의 이론적 지식을 비판적으로 검토한다. 이를 통해 교사의 과학영재 교육철학이 정립되고 내면화될 때, 교사가 의도한 과학교수지향이 수업 실행에서도 일치되게 나타나는 것으로 보인다.

과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징 (How the Science Gifted Connect and Integrate Science Concepts in the Process of Problem Finding)

  • 박미진;서혜애
    • 과학교육연구지
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    • 제42권2호
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    • pp.256-271
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    • 2018
  • 본 연구는 과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등 심화과정 전공영역별로 지원한 228명을 모집단으로 설정하고, 연구대상은 선발과정 1차 전형에서 실시한 과학 창의적 문제해결력 검사도구 점수를 기준으로 상위 30%에 속하는 67명을 상위집단으로, 하위 30%에 속하는 64명을 하위집단으로 구분하고, 두 집단에 속하는 총131명을 표집하였다. 자료수집을 위한 검사도구 문항은 초등과학 교육과정에서 추출한 소리, 전기, 무게, 온도, 호흡, 광합성, 날씨, 지진의 과학개념 8개를 활용하여 개발하였다. 검사문항은 과학개념 8개 가운데 가장 선호하는 과학개념 2개를 연결하여 과학적 질문을 생성하도록 제시하였으며, 연구대상이 진술한 과학적 질문을 분석하였다. 연구결과 과학영재들은 심화과정 전공영역에 따라 과학개념 연결 선호도에서 차이를 나타냈다. 과학적 질문에서 나타난 과학개념 연결방식의 특징을 분석하기 위해 수집한 자료를 먼저 관계, 유사성, 비유사성에 근거한 연결방식으로 분류하였다. 나아가 관계에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 수단, 영향, 예측, 원인, 측정, 현상으로, 유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 대상, 과학적 원리, 현상에 근거한 연결로, 비유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 병렬, 자원, 제거에 근거한 연결로 세분화하였다. 상위집단과 하위집단 간에 과학개념 연결방식은 통계적으로 유의미한 (p<.000) 차이를 보였다. 상위집단은 하위집단에 비해 서로 다른 과학영역에 해당하는 개념을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였으나, 하위집단은 상위집단에 비해 동일한 과학영역 내 개념들을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였다. 상위집단은 하위집단에 비해 유사성에 근거한 과학개념 연결방식을 더 빈번하게 사용하는 특징을 나타낸 반면, 하위집단은 상위집단에 비해 비유사성에 근거하여 단순하게 병렬시키는 연결을 더 빈번하게 사용하는 것으로 나타났다.

증강현실과 예술의 융복합 수업모형 개발 (Developing a Convergent Class Model of Augmented Reality and Art)

  • 피수영;이명숙
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권5호
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    • pp.85-93
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    • 2016
  • 지식융합사회에서 요구되는 통섭적 사고력, 정보 및 지식의 재창출 능력과 문제해결 능력 함양을 위해 융복합 교육을 필요로 한다. 이에 본 연구에서는 통섭적 지식을 기반으로 하는 증강현실과 예술의 융복합 수업모형을 개발하고자 한다. 수업모형은 기존의 ADDIE 모형을 변형하여 수업에 맞게 모형을 설계하고 수업모형의 타당성을 검증하기 위하여 실제 수업을 개설하여 운영하였다. 운영결과로 학습자들의 만족도가 높게 나타났으며 학습자들의 전공과 연계된 분야에 응용할 수 있는 능력이 함양되는 것으로 나타났다. 증강현실 매체의 특성은 학습자가 스스로의 의도에 의해 학습상황에 주도적으로 개입하게 되는 적극적 상호작용을 유도함으로써, 새로운 현상을 해석하고 필요한 지식을 융합할 수 있는 능력을 가능하게 됨을 알 수 있었다. 따라서 증강현실과 예술의 융복합 수업모형을 개발하여 예술과 과학기술간의 융복합적 사례에 대한 인식과 이해의 심화교육을 통해 보다 유연하고 창의적인 사고와 안목을 갖춘 창의적 융복합 인재 양성에 기여하고자 한다. 향후 다양한 측면에서의 타당성 검증과 여러 교과목과의 융합에 대한 연구를 과제로 남겨둔다.