• 영재교육연구
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• 제20권2호
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• pp.527-546
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• 2010

과학 최상위권 남녀 학생 14명(남 7명, 여 7명)을 최종 선정하여 과학 탐구 문제 해결과정에 따른 성별 특성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과, 남학생이 기초 탐구 능력에서 문제를 더 쉽게 해결하였고 통합 탐구 능력에서는 여학생이 문제를 더 쉽게 해결하였다. 성공하는 경우, 남학생은 기억에 의한 계획 유형과 문두와 답지의 내용을 모두 확실히 아는 풀이 유형 및 답지 중 확실히 알고 있는 유형으로 문제를 푸는 경향이 높았다. 여학생의 경우 문두와 답지를 분석하거나 표, 그래프, 그림을 분석하여 성공하는 경향이 높았다. 여학생이 남학생에 비해 다양한 방법으로 문제 해결을 하는 경향이 있음을 보여주고 있다. 실패하는 경우, 남학생은 즉시 풀이하면서 충분히 이해가 되지 않은 상태에서 답을 구하거나 잘못된 기억으로 해결하다 실패를 하는 경향이 높고 여학생은 잘 못 기억하거나 표, 그림, 그래프를 잘 못 분석한 풀이 유형이 많았다. 이 결과는 과학 탐구 능력 문제 해결에 대한 남녀 학생에 대한 이해를 높일 수 있고 프로그램 개발에 시사점을 제공한다.

• 과학교육연구지
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• 제38권1호
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• pp.120-132
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• 2014

본 연구에서는 초등과학영재를 위하여 영화를 매개체로 하는 융합인재교육 프로그램을 개발하고 이를 교육현장에 적용하여 초등과학영재들의 창의적 문제해결력과 창의적 인성, 그리고 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며 그 연구 결과는 다음과 같았다. 첫째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 인성 향상에 효과적이었으며, 특히 인내/집착, 자기확신, 유머감, 호기심, 상상, 개방성, 모험심, 독립심 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 둘째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 문제해결력 향상에 효과적이었으며, 특히 실험계획세우기, 창의적 문제해결력 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 셋째, 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 과학적 태도 향상에 효과적이었으며, 특히 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로 볼 때, 영화를 활용한 융합인 재교육 프로그램은 초등학교 과학영재학생들의 창의적 인성, 창의적 문제해결력, 과학적 태도 향상에 효과적이라고 볼 수 있다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.771-804
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• 2014

'무게중심'의 개념은 현재 초등교과영역에서 처음 등장하여 대학의 수학과 물리학, 공학 분야 등 폭넓게 응용되고 있지만 실제 교육은 실생활과 유리된 이론수업의 형태가 대부분이었다. 2013년 '${\bigcirc}{\bigcirc}$대학교 과학영재교육원'에서 영재학생들을 대상으로 '무게중심 확인 융합 프로그램'을 개발하였고, 본 연구에서는 이 프로그램을 수준별 수업으로 재구성하여 비영재학생들에게 적용시켜 그 효과성을 분석하고자 한다. 물체의 빈 공간이나 물체 밖에 무게중심이 존재하는 경우를 확인하는 실험 등 새로운 과정을 포함하였으며, 무게중심을 구할 때 핵심이 되는 지렛대의 원리에서 지렛대의 무게를 고려한 계산 방식을 제시하여 보다 실제적으로 개념에 다가갈 수 있도록 하였다. 초 중 고등학교 학생 총 65명을 대상으로 기존 8차시 프로그램을 4차시로 재편성하여 적용하였고, 수업 후 설문과 토론, 인터뷰 등을 통하여 분석한 결과, 학생들은 정밀한 오차분석 등의 과정을 통하여 수준 높은 성공의 경험을 하였다.

• 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.

• 대한화학회지
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• 제62권3호
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• pp.226-234
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• 2018

본 연구는 화학영역에서 뜨고 가라앉는 현상과 관련되어 교과서에 진술된 모델을 모델의 생성과 관련된 본성 측면을 기반으로 평가하였다. 이를 알아보기 위해 7차 교육과정에서부터 2009 개정 교육과정의 초등학교 3학년 과학교과서 2종과 중학교 과학교과서 21종이 분석되어졌다. 분석 결과 진술된 모델은 (1) 모델의 전제조건에 대한 설명 부재, (2) 물질적 관점의 질술 방식, (3) 패턴의 원리 결여, (4) 다루어진 사례의 부적절성의 특성을 보였다. 학생들에 대한 모델의 교육은 모델을 이용한 활동 보다는 모델이 생성되는 과정과 관계된 교육이 선행되어야 함에도 그러한 모델의 본성에 대한 교육이 부족함을 알 수 있었다. 이를 해결하기 위해 모델의 생성과 관련된 모델의 진술과 이와 관련된 학생 모델 평가 도구 제작을 제언하였다.

• 과학교육연구지
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• 제34권1호
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• pp.105-112
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• 2010

본 연구의 목적은 탐구 과제에 대한 사전지식이 초등 과학 영재의 관찰방법과 의문에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 '거미와 거미줄' 이라는 과제를 해결하는 과정에서의 학생들의 관찰방법과 의문이 사전지식에 의해 어떻게 영향을 받는지 연구하였다. 사전지식이 상대적으로 높은 집단의 학생들은 사전지식이 낮은 집단에 비해서 관찰의 방법과 양이 높게 나타났다. 그러나 사전지식이 양이 높은 집단이나 낮은 집단 모두 관찰 방법에서는 오감을 이용한 단순 관찰을 주로 하였다. 이는 사전지식의 양이 관찰의 양에는 영향을 미치나 관찰 방법에는 영향을 주지 못하는 것으로 볼 수 있다. 사전지식이 높은 집단에서는 보다 높은 수준의 관찰이 나타났다. 이는 관찰의 수준이 높아지기 위해서는 사전에 충분한 교육이 필요함을 의미한다. 따라서 교사들이 관찰을 이용한 수업을 수행할 경우에 사전에 관련된 지식에 대하여 충분한 수업이 이루어져야 보다 효율적인 관찰이 일어난다고 볼 수 있다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.19-38
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• 2011

본 연구의 목적은 개방형 수학 문제 해결 과정에서 수학 영재교육 대상 학생과 일반 학생의 문제해결 전략과 그 해결 과정에서 보이는 행동 특성을 비교 분석하는 것이다. 이 분석을 토대로 일반 수학 수업에서의 영재교육 대상 학생들을 위한 창의성을 강조한 수업의 가능성을 탐구하였다. 이를 위해 수학 영재교육 대상 학생집단과 일반 학생 집단을 다단계 군집표집하여 수학 영재교육 대상 학생 55명과 일반 학생 100명을 선정하여 다양한 해법이 가능한 개방형 문제를 6개월 동안 제시하여 해결 전략 및 행동 특성을 분석하였다. 행동특성은 수업 관찰과 활동지 분석 및 개별 면담을 사용하였다. 연구결과 수학 영재 교육 대상 학생들이 일반 학생들에 비하여 다양한 전략을 보여 주었으나 많은 수학 영재교육 대상 학생도 고차원적 조작 능력이 미흡하였다. 또한 수학 영재교육 대상 학생의 행동 특성은 일반에 비하여 집착력이 강하고 다양한 해법을 추구하는 면에서 뛰어났다. 그런데 과제의 특성에 따라서 반응의 양상이 다르게 나타나므로 수학 영재교육 대상 학생의 수준과 능력에 맞게 다양한 유형의 과제를 개발하여 제시할 필요가 있다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.23-32
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• 2014

현대사회에서 발생하는 복합적인 문제들은 정보 논리적 사고를 통해 효율적으로 해결할 수 있으며, 정보 논리적 사고력은 정보 교과의 프로그래밍 교육을 통해 효과적으로 신장시킬 수 있다. 본 연구는 학습자의 흥미를 유발하고 집중도를 높일 수 있는 정보 교과 STEAM 커리큘럼을 설계하였고 이를 적용 및 평가하였다. 커리큘럼은 자기 주도적 학습과 조별 학습을 통하여 학습자 간에 상호작용이 이루어질 수 있도록 하였으며 하나의 주제를 가지고 과학, 음악, 정보 교과의 관련 지식을 이해할 수 있도록 구성하였다. 실험은 초등학교 4~6학년에 재학 중인 정보 영재 학생들을 대상으로 아두이노 보드를 활용하여 진행하였다. 연구 결과, 아두이노를 활용한 수업 후에 컴퓨터 과목에 대한 관심도와 프로그래밍에 대한 흥미도가 증가하였다. 75%의 학생들이 컴퓨터에 대한 흥미가 늘어났고 93%의 학생들이 아두이노를 활용한 수업에 긍정적인 응답을 하였다. 연구 결과의 유효성은 t-test를 통해 입증하였다.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.234-246
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• 2023

본 연구는 Gagné의 '영재성과 재능에 대한 차별화 모형(DMGT)'을 이용하여 장영실의 주요 생애 사건을 수집 및 추출하고 그의 생애사에서 영재성이 어떻게 형성되고 계발되었는지, 그가 과학 기술 분야에서 재능을 발휘할 수 있었던 요인은 무엇이 있는지 알아보기 위해 그의 역사 기록, 위인전, 학술지 등을 분석하는 질적 연구 방법 중 '내용 분석법'을 적용하여 살펴보았다. 그리고 Gagné의 영재성과 재능에 대한 차별화 모형(DMGT)의 틀에 기초하여 장영실의 영재성 발현기제를 분석하고 이를 바탕으로 영재교육에서 나아갈 방향을 탐색하고자 하였다. 연구 결과를 종합 정리하면, 첫째, 영재성(G)에서는 장영실은 과학·기술 능력이 뛰어났음을 알 수 있었다. 둘째, 개인 내적 촉매(IC)를 구성하는 동기, 결단력, 자기관리, 성격 요인은 영재성 발달과정에 영향을 미쳤다. 셋째, 환경적 촉매(EC)에서 사회적 환경 및 동료가 영재성을 발휘하는 것에 영향을 미쳤다. 넷째, 우연 혹은 기회의 촉매(C)는 장영실이 영재성을 발현하는데 가장 큰 영향을 미친 요인이었다. 다섯째, 발달과정(LP)에서 비형식적 학습, 비제도적 형식적 학습이 영재성 발현에 영향을 미쳤다. 이와 같이 장영실과 같은 인물의 재능발달 요인은 향후 영재성의 발현 기제를 이해하고 영재성을 발견할 수 있는 검사 도구, 영재성을 개발시킬 수 있는 맞춤 프로그램 개발의 필요성의 시사점을 제공하고 있다.