• 한국초등수학교육학회지
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• 제20권4호
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• pp.695-715
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• 2016

본 연구는 정다각형 종이접기 활동을 소재로 한 영재교수학습 자료를 개발하고 이를 현장 수업에의 적용을 통해 발견한 교수학습 방법을 개선하는 것을 목적으로 하였다. 동일 학교에 소속한 학생들을 개별학습(1명, 발명영재학급, 과학고 영재교육원 합격), 교사와의 1-1 대면 학습(2명, 일반학급 내 우수 학생), 짝 모둠 학습(4명, 영재학급), 그리고 집단 수업(20명, 영재학급)의 여러 방식으로 유형화한 수업을 진행하면서 김정하(2010)의 정당화 분석틀(PIRSO)을 이용하여 학생들의 정당화 요소를 분석하고 집단 수업에서 정다각형 종이접기 활동의 정당화를 지도하기 위한 개선 방안을 모색하였다. 그 결과 주어진 크기의 색종이를 이용하여 최대 넓이의 정다각형 종이접기 활동 탐구라는 본 연구 소재의 난이도는 초등학교 영재학급용 수업으로 적절하였으며, 개별 학습 방식보다는 교사와의 1-1 대면 또는 동료와의 토론 및 협동 방식이 정당화의 수준을 향상시키는데 더 효과적임이 드러났다. 집단수업을 위한 탐구 활동은 모든 학생에게 모든 내용을 학습하도록 하는 일괄 수업방식보다는 필요에 따라 학생들이 개인별로 탐구하고 싶은 내용을 선택하는 선택 활동 수업 방식으로 변형할 필요가 있으며 정당화에 초점을 맞추어야 하는 과제의 목표는 처음부터 명확하게 제시할 필요가 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 수업의 전개나 활동의 재구성 방식, 발문을 위한 개선 방안을 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.94-108
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• 2019

이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학 영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다. 그 결과, '가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환' 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다. 세부적으로는 9개 평가 요소 중 '탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출'은 높은 수준을, '실험 설계'는 평균 수준을, '자료 해석, 일반화, 평가'는 낮은 수준을, '자료 변환'은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권3호
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• pp.457-464
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• 2019

이 연구에서는 모델링을 통해 드러난 학생의 과학 메타모델링 지식 발달 단계를 탐구하는데 목적이 있다. 이를 위해 5명의 영재학생들에게 양초연소와 관련된 모델링을 요구하였으며, 모델링의 모든 과정은 관찰되어지고 이후 개별 면담이 진행되었다. 연구결과, 2명의 학생이 1단계로 분류되었으며, 3명의 학생은 2단계로 분류되었다. 1단계 학생들은 모델의 생성, 모델을 이용한 예측 활동이 전혀 수행되지 않았으며, 그들에게는 관찰이 가장 의미가 있는 활동이었으며 이러한 관찰을 통해 모델을 생성하였다. 반면, 2단계의 학생들은 모델의 생성, 모델을 이용한 예측, 실험 수행 및 관찰, 예측과 자료의 비교를 모두 수행하였다. 하지만 모델의 생성과 이를 이용한 예측에서 상대적으로 강한 수행을 보였다. 그들은 실험에서 얻는 자료를 절대적인 모델을 확인하는 용도로만 인식하였다. 3, 4단계에 해당하는 학생은 관찰되지 않았다. 이러한 연구결과는 현재 영재학생들이 모델을 객관적 실체로 인식하는 단계에 머물러 있으며, 이들을 진정한 과학자로 양성하기 위해서는 영재학생들이 모델의 주관성을 인식할 수 있도록 돕는 교육이 필요함을 보여준다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.271-280
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• 2006

In this paper, an Online Scientific Inquiry Learning System was developed with the aim of improving student's scientific literacy and scientific inquiry ability. It was determined that there should be 4 distinct principles applicable to the design of the Learning system. First, it should enrich learner's motivation. Second, it should provide students with the chance for reflecting on the inquiry process. Third, it should emphasize multi-dimensional forms of interaction. Fourth, students should be able to create new information through it. The server system including the database, equation editor, reporting tool, search engine were all utilized for developing the learning system. In addition, the authors produced 24 web-based projects which were guided inquiry activities in which various inquiry abilities (reasoning, prediction, experiment design) could be developed. An Online Scientific Inquiry Learning System is not the only program which could be utilized in improving scientific inquiry abilities, but at the very least, such a system can serve as the prototype for developing an online learning system.

• 디지털융복합연구
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• 제11권6호
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• pp.299-309
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• 2013

본 연구의 목적은 체육영재를 판별하는 종목으로써 인지능력과 함께 체력요인을 통합하여 평가하기 위한 측정방법을 개발함에 있다. 개발된 종목에 대한 타당도 검증을 위하여 2~6학년 초등학생 369명(체육영재와 비영재 포함)을 대상으로 체격 및 체력, 인지민첩성 측정을 실시하였으며 결과는 다음과 같다. 남녀 저학년과 고학년 체육영재의 인지민첩성 성공빈도는 비영재보다 높았다(p<.05). 인지민첩성 소요시간은 남녀 체육영재 집단이 비영재보다 유의하게 높았다(p<.05). 인지민첩성은 모든 체격요인간 유의한 상관성이 없었다(p<.05). 남녀 체육영재의 50m달리기와 사이드스텝은 인지민첩성 시간과 상관성이 있었다(p<.05). 공간지각력은 고학년 체육영재 집단이 비영재 집단보다 높은 경향을 보였다. 인지민첩성은 남녀 고학년 체육영재 집단에서 공간지각력과 유의한 정적 상관성을 보였다(p<.05). 이상의 결과들은 본 연구에서 개발된 인지민첩성 평가종목이 초등학교 남녀 학생들의 인지력과 민첩성을 반영하는 통합적 평가방법임을 나타낸다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제44차 하계학술발표논문집 19권2호
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• pp.225-228
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• 2011

창의성이 강조되는 시대에 영재 교육의 중요성은 점차 높아지고 있다. 그러나 정보 영재를 위한 연구는 수학이나 과학 영재에 비해 미미한 수준이며, 특히 초등 정보영재를 위한 프로그래밍 교육은 창의적 알고리즘을 개발하는 능력을 기르는 것보다 학습자의 수준에 맞지 않는 특정 프로그래밍 언어의 사용법이나 문법 위주의 교육에 치중하고 있다는 우려의 목소리가 높았다. 이에 본 논문에서는 초등 정보영재의 알고리즘적 사고력을 향상시키기 위한 실생활 중심의 컨텐츠를 제안하고자 한다. 초등학생의 생활과 밀접하게 연관된 주제를 선정하여 학습 동기를 유발하고, Polya의 문제해결모형을 토대로 스스로 이야기를 만들고 그 안에서 알고리즘을 찾아가는 과정을 통해 알고리즘적 사고력을 향상시킬 수 있도록 컨텐츠를 설계하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권1호
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• pp.48-60
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• 2011

본 연구에서는 우리나라 환경에서 초등학교부터 고등학교시기까지 과학영재의 진로발달 과정을 심층적으로 탐색하였다. 연구 참여자는 과학고 학생 18명이며, 회고적인 심층면담을 통해 자료를 수집했다. 연구 결과, 초등학교 시절 이들은 과학에 대해 막연한 흥미가 발현되었는데, 환경적 요인보다 내적 요인이 크게 작용하였다. 중학교 시절에는 이들에게 과학을 보다 깊게 이해하고자 하는 욕구와 과학을 통해 사회적으로 앞서고자 하는 욕구가 발현되었다. 그러나 학교에서의 일반적인 교육과정과 학습방법은 과학을 깊게 이해하고자 하는 욕구를 만족시키지 못하였다. 이에 이들은 과학을 보다 전문적으로 심도 깊게 배울 수 있는 곳이라는 강한 기대로 과학고 진학을 선택하였다. 또한 과학고가 과학에 우수한 능력을 지닌 학생들이 선발되는 곳이라는 사실은 이들의 사회적 발전의 욕구를 더욱 자극하였다. 과학고에서 일반교육과정 이상의 심도 깊은 다양한 교육과정, 형식적인 틀에 얽매이지 않는 자유로운 학습 환경, 그리고 과학에 열정과 능력을 지닌 동료들은 이들의 진로발달에 큰 영향을 주었다. 중학교 시절에 주로 학교 학습에 충실했던 경우는 학문적 측면에서 자신을 재발견하며 과학에 대해 더욱 심도 깊은 이해에 도달하였다. 또한 중학교 시절 과학경시대회 준비 등을 통해 수학이나 과학을 일반 교육과정이상으로 심도 깊게 접했던 경우는 과학고의 자유롭고 능동적인 학습 환경에 만족스러워 했으며, 특히 경시대회 준비를 지속함으로써 자신의 전문 분야에 계속 깊이 몰입하였다. 또한 이 시기에 겪는 시련의 극복을 통해 심리적 성숙이 이루어지면서 진로에 대한 정체감이 더욱 확고해졌다. 그들은 지금까지의 학습 경험에서 개인적으로 깊은 감동과 가치를 느낀 학문 분야가 있었으며, 대학에서도 이를 전공할 계획을 세웠다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.203-211
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• 2024

프로그래밍 언어를 활용한 데이터 시각화는 처리하는 데이터 양, 처리 시간, 유연성에서 효율성과 효과성을 향상시킬 수 있으나 프로그래밍에 익숙해지기 위해 연습이 필요하다. 이에 본 연구에서는 프로그래밍 자동 평가 시스템에서 데이터 시각화를 연습하기 위한 공공데이터 기반 문제은행을 개발하였다. 공공데이터는 교육과정에서 제시한 주제로 수집하였으며 학습자가 데이터 시각화하기에 적절한 형태로 가공하였다. 문제는 다양한 데이터 시각화 방법을 학습하기 위해 수학교육과정과 연계하여 개발하였다. 개발한 문제는 전문가 검토 및 파일럿 테스트를 실시하였으며 문항의 수준, 데이터 시각화를 통한 수학 교육의 가능성을 확인하였다. 하지만 학생에게 흥미가 떨어지는 주제라는 의견을 받았으며 이를 보완하기 위해 학생이 중심이 되는 데이터를 활용하여 추가로 문항을 개발하였다. 개발한 문제 은행은 초등학교 정보영재 또는 중학교 이상에서 파이썬을 학습한 경험이 있는 학생이 데이터 시각화를 배울 때 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 과학교육연구지
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• 제37권3호
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• pp.525-537
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• 2013

과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제38권2호
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• pp.356-375
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• 2014

본 연구의 목적은 비형식 과학학습의 개념인 자발적 학습, 다양한 장소에서의 학습 등의 학습측면을 담고 있는 학교 밖 영재 프로그램을 개발하여 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생들에게 적용 후 창의적 문제해결력, 과학탐구능력, 과학적 태도에 어떤 영향을 주었는지 알아보고자 하였다. 이 연구를 위하여 영흥도 내 초등 단위학교 5학년 영재학급 학생 15명을 대상으로 적용하였고 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구를 위해 개발한 영흥도 지역자원을 활용한 학교 밖 영재 프로그램을 단위학급에 투여한 후 창의적 문제해결력의 변화를 알아본 결과 학생들의 창의적 문제해결력 신장에 효과가 있었다(p<.05). 창의적 문제해결력 하위 요소별로 살펴보면 다양한 문제 제안하기, 적절한 탐구문제 선택하기, 실험계획 세우기, 해결방법 확인하기 영역에서 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 반면, 해결책 생각하기 영역에서는 유의미한 차이를 보이지 못하였다. 본 프로그램의 특성상 영흥도에 국한된 체험위주의 수업이 바탕을 이루고 있어 지역 확산적인 사고 위주의 해결책 제시가 쉽지 않은 것으로 해석할 수 있다. 둘째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 탐구능력의 신장에 효과가 있었다. 하위요소별로 살펴보면, 기초탐구과정에서는 관찰, 예상영역을 제외한 영역에서 유의미한 변화를 주지 못하였다. 반면에 통합탐구능력에는 자료변환에 유의미한 차이를 보였다. 이는 본 프로그램 중 생각넓히기, 더 나아가기 영역에서 이야기 만드는 과정, 활용방안 등의 활동이 긍정적인 영향을 미친 것이라고 생각되었다. 셋째, 본 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 과학적 태도 변화에는 판단유보를 제외한 영역에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 과학적 태도는 인지적인 방법의 학습보다는 정의적인 방법에 의해 훨씬 더 효과적으로 변화할 수 있는데, 본 연구에서는 45일이라는 비교적 짧은 실험기간과 체험학습 장소에서의 탐구활동이 제한된 시간 안에 이루어져야 했으므로 그 부담감이 전체적으로 과학적 태도 변화의 긍정적인 부분에 영향을 주지 못하였다고 할 수 있다. 넷째, 학교 밖 영재 프로그램의 효과성을 알아보기 위한 설문 및 면담결과에서는 운영, 인식에서 긍정에 가까운 평가 결과를 나타내었으며 특히, 운영에서는 시설, 준비, 복지 영역에서 인식에서는 흥미도와 활용도 영역에서 긍정적인 효과를 거두었다. 이러한 결과는 일반 학급에서 접하기 힘든 시설과 체험활동들로 이루어져 있었고 학생들 스스로 계획한 탐구활동을 실행할 수 있는 기회가 적었기 때문으로 분석되어 졌다. 또한 면담을 통해 체험활동이 학습자로 하여금 흥미와 만족도 등을 높일 수 있는 방법이 될 수 있다는 결과를 도출하여 그동안의 선행연구와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 위와 같은 연구 결과를 바탕으로 후속연구에서는 도서지역 뿐 아니라 다양한 지역적 특성을 갖고 있는 현장에서 좀 더 많은 학생들을 표본집단으로 하여 학교 밖 영재 프로그램을 연구할 필요성이 있으며, 각 지역적 특성에 맞는 실제적이고, 적절한 프로그램 안 개발이 동반되어야 되어야 할 것이다. 아울러 정의적인 학습 방법과 단기간이 아닌 장기간에 걸친 프로그램을 준비할 수 있도록 해야 할 것이다.