• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.208-214
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• 2016

인공지능과 빅데이터 기술을 기반으로 하는 지능 정보 기술에 대한 관심이 높아지고 있고, 미국, 영국, 일본 등 주요 선진국을 비롯한 세계 각국은 소프트웨어 산업을 중심으로 하는 제4차 산업혁명에 대비하기 위한 국가적 투자를 아끼지 않고 있다. 우리나라도 뒤늦게나마 소프트웨어에 대한 중요성을 인식하고 초중등 정보교과를 위한 2015년 개정 교육과정을 고시 하였다. 본 논문에서는 고등학교 정보과학의 새로운 교육과정을 살피고, 정보윤리와 멀티미디어를 중심으로 개선방안에 대해 제시한다. 고등학교 정보과학은 우리나라 과학기술을 이끌어나갈 전국의 20여개 과학고 및 영재학교에서 주로 적용되어 지고 있다. 정보기술의 의존도가 더욱 커져갈 앞으로의 인공지능 시대에 그동안의 역기능 중심의 정보윤리 교육과는 다른, 인공지능 시스템을 만들고 주도적으로 활용해나갈 과학영재를 위한 정보윤리교육이 반드시 필요하다. 또한, 실생활에서 흔히 사용하는 이미지와 사운드, 동영상 등의 디지털원리와 압축 기술을 중심으로 하는 멀티미디어 교육은 교육과정에 추가될 필요가 있으며, 컴퓨터과학의 기본 개념과 원리, 기술을 바탕으로 실생활 및 다양한 학문 분야의 문제를 창의적이고 효율적으로 해결하는 능력을 키우고자하는 2015 개정 교육과정의 목표를 더 공고히 할 수 있을 것이다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제11권1호
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• pp.17-37
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• 2009

자연수 곱셈의 개념과 모델은 단일하지 않다. 곱셈의 개념으로는 동수누가, 배, 곱집합이 있으며, 곱셈의 모델로는 측정, 격자, 조합, 수직선 모델이 있다. 초등수학 교과서에서 곱셈 개념을 도입할 때 어떤 개념과 모델에 중심을 두어야하는가 하는 문제는 교수학적인 논점이 많은 문제이다. 이 논문에서는 먼저, 곱셈의 개념과 모델에 대한 수학적이고 교수학적인 분석을 하였고, 이어서 배 개념을 중심에 둔 곱셈 도입방안을 구체적으로 구안하였으며, 마지막으로 이 지도안을 실제 학급에 적용하여 교수 실험하고 그 결과를 분석하였다. 5차시에 걸친 실험수업의 결과를 분석한 결과는 다음과 같았다. 첫째, 학생들의 배 개념의 이해도가 높지 않았다. 둘째, 단위량과 배 값이 주어졌을 때 전체량을 구하는 문항(전형적인 곱셈값 문제)보다 전체량과 단위량이 주어졌을 때 배 값을 구하는 문항의 정답률이 더 높았다. 셋째, 조합모델은 곱셈의 다양한 응용상황중의 하나로서 충분히 다루어질 수 있다. 넷째, 등수누가 계산문항의 정답률은 매우 높았다. 전체적으로 볼 때, 배 개념을 중심으로 곱셈을 지도하는 방안은 기존 방법의 문제점을 보완할 수 있는 하나의 대안이 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.61-76
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• 1996

The purpose of this study was to apply the instructional strategies for conceptual change prescribed by Posner et al(1982) to the astronomic content domain taught in the elementary and middle school and to analyze the characteristics of students' knowledge revealed in the test before, during and after the instruction. Also, it was to investigate the intercorrelation of cognitive levels, spatial ability and science achievement. The major findings of this study are as follows: 1. Students had a great variety of misconceptions related to the motion of the moon before the instruction, that is, the phases, the names of phases and the cause of changing phases by the moon's orbit about the earth, the moon's appearance and location at the given time, the relative positions of earth, moon and sun during a lunar eclipse, the cause that a full moon is not at the line of node once a month. In the analysis of students' responses concerning the cause of changing phases of the moon and a lunar eclipse, the results indicate that the great majority of students had rote learning rather than meaningful learning in the middle school. 2. Students' reponses during the instruction concerning the changing phases of the moon and the predictive knowledge about the motions of the earth and the moon were analyzed. 1) According to the results of the test given before and after experiment, after discussion, achievement score of the whole of subjects and groups in both preformal and formal cognitive levels appeared to increase linearly. 2) There was no statistically significant differences of achievement scores before and after experiment, after discussion between preformal group and formal group in cognitive levels. 3. Distribution of achievement scores according to the whole of subjects and groups in preformal and formal cognitive levels shows that there was a statistically significant difference between pretest and posttest. 4. Types of conceptual changes concerning the cause of changing phases of the moon that occurred from pretest to posttest were classified as accommodation, incomplete accommodation, assimilation, no change and no model. Six of the seven students starting instruction with alternative frameworks didn't sustain those alternative models throughout instruction. Five of these six students accommodated completely and the last one partially. Seventy-nine percentage of students taking instruction with fragmental models assimilated correct propositions at the end of the instruction. These results suggest that conceptual change model prescribed by Posner et al(1982) has promised the meaningful learning to students taking with fragmental models, especially in cases where students with misconception enter instruction. 5. High correlation between achievement score of simple-recall items and that of written items in pretest and posttest indicates that the higher students got the score in simple-recall items the better they also performed in written items. However, there was no statistically significant differences among cognitive levels, spatial ability and science achievement in the whole of subjects and groups according to the cognitive levels.

• 대한화학회지
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• 제60권1호
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• pp.69-81
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• 2016

이 연구의 목적은 과학고등학교 화학수업에서 첨단과학 실험기기를 활용한 수업(이하 ALE 수업)전략을 개발하고 이 전략을 활용한 수업을 실시한 후, 학생들의 인식을 통해 ALE 수업 전략의 타당성을 살펴보고, ALE 수업자료 개발의 필요성을 고찰해 보는 것이다. 이를 위해 첨단과학 실험기기를 활용한 7차시의 수업을 구성하여 D과학고 21명에게 적용하고 이에 대한 설문을 실시하였다. 이후, 설문에 성실히 응답한 학생 9명을 대상으로 한 실험보고서 및 심층 면담을 통해 ALE 수업에 대한 학생들의 인식을 분석하였다. ALE 수업을 통해 학생들은 실시간으로 처리되는 데이터를 활용함으로써 수준 높은 학습개념을 쉽게 이해하게 되었고, 주변의 친숙한 물질이 실험재료가 될 수 있다는 점을 발견함으로써 실용적 탐구에 대한 안목을 갖게 되었다. 이에 따라 학생들의 과학에 대한 흥미와 자율탐구의지가 고취되었고 일부 학생은 실생활에서 발견한 일상적 문제를 검증가능한 과학적 문제로 구체화시키는 것과 같은 창의적 수행을 실시하기도 했다. 이와 같이 ALE 수업은 과학고등학교 학생들에게 과학기술에 대한 이해와 함께 과학에 대한 영역을 폭넓게 이해시키는 구체적인 방안의 하나가 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권4호
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• pp.571-587
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• 1998

본 연구에서는 과학교육 개혁운동에 관련된 미국과 한국의 연구 보고서를 분석함으로써, 과학교육 개혁운동에서 주장하는 과학 성취의 개념을 살펴보았다. 본 연구에서 선정한 보고서를 분석한 결과, 과학 성취의 개념에 공통점이 있는 것으로 나타났다. 즉, 모든 보고서에서는 과학, 기술, 사회, 환경에 관련된 지식과 능력에 있어서의 높은 성취를 요구하였다. 또한 학습자의 발달 단계에 따라 여러 단계로 성취를 정의하고 있었다. 그러나 차이정도 분석되었다. 연구 보고서에 따라 과학 성취의 내용과 과정 중에서 강조하는 영역이 달랐다. 특히 한국의 연구 보고서에서는 수학의 세계, 과학의 본성, 역사적 시각, 통합 개념, 과학적 의사소통 등의 내용이 전혀 포함되어 있지 않은 것으로 분석되었다. 이러한 분석으로부터 두가지 결론을 이끌어 내었다. 첫째, 교육자와 대중이 공통적으로 받아들일 수 있는 과학 성취의 일반적인 개념이 정의되어야 한다. 둘째, 한국의 경우에는 보다 포괄적인 과학 성취의 개념이 개발될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-14
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• 2015

이 연구의 목적은 한국 전통 과학 소재인 앙부일구 과학 활동에서 나타나는 탈북 청소년들의 목소리를 통해 그들의 과학 학습 특성을 파악하는 것이다. 우리는 탈북 청소년들과 다른 교육적, 문화적 배경과 연령을 가진 다른 두 개 집단을 비교했다. 본 연구에 적용된 앙부일구 프로그램은 시간에 대한 의미 있는 질문, 일상생활 지식, 한국 전통 과학 지식, 서양 현대 과학 지식을 포함한다. 또 수업 과정은 교사와 학생 간 상호 작용과 실험 활동으로 이루어졌다. 이 프로그램은 탈북 청소년 집단, 초등 과학 우수아 집단, 고등 과학 심화 집단의 세 집단에 적용 후 분석되었다. 본 연구에서 드러난 탈북 청소년들의 과학 학습 특징은 다음과 같다. 첫째, 탈북 청소년들에게 시간의 의미는 생활속에 녹아 있는 자연 그 자체다. 그들은 자연의 시간에 익숙하고 생활 경험이 풍부하다. 둘째, 탈북 청소년은 보완적이고 배려하는, 그리고 인간의 다양한 측면을 고려하는 과학을 선호한다. 이는 새롭고 실용적인 과학을 선호하는 다른 집단들과는 대조적이다. 셋째, 탈북 학생들은 과학 개념 지식이 부족한 반면 일상생활 지식은 풍부하다. 이들의 언어적 표현도 과학적이기 보다는 일상적이다. 넷째, 탈북 학생들은 과학적 사고보다는 일상적 사고에 익숙하다. 이 결과를 통해 한국 전통 과학 소재의 과학 활동 프로그램이 탈북 학생들에게 새로운 과학 지식과 문화적 자긍심을 주고, 그들의 민족적 정체성을 확인할 수 있는 기회를 만드는 계기가 되었다. 한국의 전통 과학 소재는 탈북 학생과 우리 과학 교육 과정의 간문화적 장을 만들어 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 영재교육연구
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• 제26권3호
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• pp.515-539
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• 2016

본 연구에서는 ICM(Integrated Curriculum Model) 기반의 영재통합교육과정을 경험한 초등수학영재의 창의성과 창의적 문제해결력의 양상을 분석하고자 하였다. 개발된 과정은 대학부설 영재교육원에 재원중인 초등수학영재 5~6학년 20명을 대상으로 3주간 12차시 수업으로 적용되었다. 연구를 위해 TTCT 언어검사와 산출물에 대한 CAT 평가를 실시하였고, 수업 및 조별활동 녹화자료, 학생 및 교사 인터뷰, 활동지를 분석하였다. 연구 결과를 살펴보면, 영재통합교육과정을 경험한 초등수학영재들은 과정 속에 포함된 개념의 속진과 심화, 문제해결을 단계적으로 반복하면서 교과 개념 이해가 향상된 것으로 나타났다. 연구에 참여한 영재들의 언어적 창의력지수가 유의미하게 향상되었고, 창의적 문제해결력 평가 결과와도 정적인 상관관계가 있었다. 영재의 창의적 문제해결력 향상을 위해서는 문제해결을 위한 개념의 깊이 있는 이해와 모둠의 협동을 바탕으로 한 과제 몰입이 필요한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 바탕으로 영재들이 미래 국가의 핵심 인력으로 성장하기 위해서는 창의성과 영재성을 실제 문제에 적용하여 연구해 보는 영재통합교육과정이 필요하다는 점을 제안하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제24권4호
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• pp.217-231
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• 2021

'거꾸로 수업'으로 번역되는 플립드 러닝은 여러 연구와 매체들을 통하여 그 효과성을 인정받고 있으나 활용 시 교사에게 주어지는 지나친 수업 준비 부담의 한계를 지니고 있다. 그러나 온라인 러닝이 활성화됨에 따라 한국교육방송공사(EBS)가 제공하는 플랫폼(EBSmath)을 활용하면, 거꾸로 수업에 대한 교사의 수업 부담을 극복할 수 있다. 본 연구에서는 거꾸로 수업 모델로 EBSmath를 활용하여 '비와 비율'의 학습하였을 때, 초등학교 6학년 학생들의 수학 학습 성취도와 수학적 성향에 미치는 영향을 분석하였다. 이 중 수학 학습 성취도는 '개념 이해'와 '문제해결력'으로 구분하여 분석하였다. 연구 결과 EBSmath를 활용한 거꾸로 수업은 학생들의 비와 비율 문제 해결에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 수학적 성향 중 '의지' 면에서 통계적으로 유의한 변화가 확인되었다.

• 대한화학회지
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• 제66권6호
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• pp.493-508
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• 2022

화학은 물질의 성질, 변화, 구조에 대해 다루는 교과로, 관찰 가능한 성질과 변화를 미시적인 수준으로 설명하고, 이를 이론과 법칙 등으로 설명하는 체계를 갖는다. 국가수준 교육과정에서는 물질의 성질과 변화에 대해 초등학교부터 고등학교에 이르기까지 연속적으로 다루면서, 학생들이 물질에 대한 이해를 심화시킬 수 있도록 내용을 구성하고 있다. 즉, 물질의 성질과 변화에 대한 이해는 화학의 관점에서 우리 주변을 설명하기 위한 기반이 되며, 이 둘은 2015 개정 과학과 교육과정에서 화학 교과의 영역으로 분류된다. 본 연구에서는 국가수준 학업성취도 평가의 결과를 분석하여 중학생들의 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대한 이해를 확인하고자 하였다. 이러한 목적에서 본 연구에서는 2015년부터 2019년까지 출제된 물질의 성질에 대한 12개 문항, 물질의 변화에 대한 19개 문항을 분석하였다. 핵심 개념에 따라 문항들을 분류하여 분석한 결과에 따르면, 두 영역에 대한 이해는 보통학력과 기초학력에 해당하는 학생들에게서 큰 폭으로 변화하고 있었다. 입자의 관점을 사용하고 과학 개념과 모형을 연관시켜 현상을 설명하거나, 이 두 영역에서 다루는 탐구에 대해 이해하는 것이 성취수준에 따라 차이가 있었다. 이러한 분석을 토대로 물질의 성질과 물질의 변화 영역에 대해 교수학습 과정에서 개선이 필요한 사항들을 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제61권3호
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• pp.457-476
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• 2022

수학 교수 학습을 지원하기 위한 자원으로서의 수학 교과서는 우리나라 수업에서 특히 중요하게 활용된다. 그동안 수학 교과서 연구의 범위가 확장되고 그에 따른 연구가 많아지고 있지만, 정작 우리나라의 수학 교과서 연구의 전반적인 동향을 분석한 연구는 많지 않다. 본 연구는 국내 수학교육 학술지에 게재된 논문 중 수학 교과서와 관련된 418편의 논문을 대상으로 전반적인 교과서 연구의 동향을 분석하였다. 분석 결과 교과서 분석 연구의 비중이 압도적으로 높았고, 다음으로 교과서 활용 연구, 교과서 개발 연구의 순서로 나타났다. 전체적으로 중고등학교급보다 초등학교급에서 교과서 연구가 많았다. 교과서 분석 연구의 경우는 특정한 수학 개념을 교과서에 어떻게 제시하였는지 분석하는 연구가 가장 많았고, 교과서 활용 연구의 경우는 교사와 학생을 대상으로 교과서의 적절성을 검토하거나 특정 코너나 활동에 대한 인식 및 사용실태를 설문조사를 바탕으로 분석하는 경우가 많았다. 교과서 개발 연구의 경우는 스토리텔링과 전자교과서와 같은 새로운 교과서 개발 방향과 예시를 다루는 논문이 많았다. 이와 같은 연구 결과를 토대로, 본 논문은 국내 수학교육 맥락과 국외 수학 교과서 연구의 동향에 비추어 교과서 연구에 대한 시사점을 제시하였다.