• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제36권3호
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• pp.335-353
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• 2022

본 연구의 목적은 수학 문장제 해결에 기초가 되는 수학과 용어의 유형에 따른 한국어학습자의 이해 특성 및 오류유형을 파악하여 한국어학습자의 문장제 해결에 효과적인 교수·학습 지도 방안 마련을 위한 기초 자료를 제공하는 것이다. 이를 위해 학교에서 별도의 한국어 수업을 듣는 한국어학습자 4명을 대상으로 교육과정 등재 용어와 교과서에 사용된 교육과정 미등재(정의/무정의) 용어에 대한 구체적인 개념이미지를 분석하는 사례 연구를 하였다. 연구 결과 첫째, 한국어학습자가 수학과 용어에 대하여 적합한 개념정의를 정립할 수 있도록 충분한 시각화 자료를 활용하여 지도할 필요가 있다. 둘째, 한국어학습자의 가정 내 사용 언어와 수학과 용어에 대한 적합한 개념이미지 형성 사이의 구체적인 관계를 파악할 필요가 있다. 셋째, 능동형 용어보다 의미 이해에 어려움을 겪고 있는 피동형 용어에 주의하여 지도할 필요가 있다. 넷째, 일상의 의사소통에 어려움이 없는 한국어학습자의 경우에도 수학 교과서에 사용되는 교육과정 미등재 일상어에 대하여 지도할 필요가 있다. 다섯째, 용어에 대한 설명에서 나타난 한국어학습자의 언어적 특성이 반영된 오류 유형을 고려하여 수학과 용어를 지도해야 할 것이다. 이러한 인식은 언어적 배경이 다른 한국어학습자의 문장제 해결 지도에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권1호
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• pp.44-64
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• 2022

본 연구는 근거이론 분석 방법을 바탕으로 초등교사의 과학학습부진학생 지도경험을 탐색하였다. 과학학습부진학생을 최근 3년 이내에 지도한 경험이 있고, 5년 이상의 현장 경험을 가진 교사 13명을 대상으로 과학학습부진학생 지도경험에 대한 자료가 이론적 포화상태에 도달할 때까지 심층면담과 분석을 진행하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등교사의 과학학습부진학생 지도경험은 119개의 개념과 41개의 하위범주 및 17개의 범주로 도출하였다. 도출된 범주들을 패러다임 모형에 근거하여 '과학학습부진학생 지도의 어려움'이라는 중심현상을 바탕으로 인과적 조건, 맥락적 조건, 중재적 조건, 작용/상호작용 전략 및 결과로 구조화하여 제시하였다. 둘째, 초등교사의 과학교과 학습부진학생 지도의 핵심범주는 '어려움을 극복하며 과학학습부진학생 지도하기'로 상정하였다. 그리고 핵심범주의 속성과 차원에 따라 과학학습부진학생을 지도하는 교사유형은 '현실타협형', '현실극복형', '현실수용형', '현실갈등형'의 네 유형으로 구분되었다. 셋째, 초등교사의 과학학습부진학생 지도경험을 교사-학교-교육청 차원의 교육공급자 측면과 학생-가정 차원의 교육수요자 측면으로 구분하여 본 연구의 결과를 요약하고 통합할 수 있는 상황모형을 제시하였다. 이러한 결과를 바탕으로 과학교과 부진학생 지도에 대한 교육적 시사점을 논하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권3호
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• pp.409-420
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• 2023

이 연구는 초등과학 수업의 정리단계에서 창의적 과학연극을 사용하는 과학 수업이 초등학생들의 학업성취도와 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이다. 이 연구에서 활용한 창의적인 과학연극은 수업의 정리활동으로서 교사가 학습주제에 대한 기본 대본을 제공한 후 나머지 이야기를 학생들이 배운 내용을 활용하여 대본을 완성하도록 하는 것이다. 이는 윤혜경(2016)의 연구에 기초하여 창의적인 과학연극 수업을 고안하였고, 이 연구의 과학수업 내용은 3학년 1학기의 자석의 이용, 지구의 모습단원을 중심으로 지도하였다. 이를 위해 경기도 G시에 있는 H초등학교에서 3학년 학생들을 대상으로 실시하였다. 이에 대한 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학연극을 통한 과학학업성취도에서는 실험반에서 향상되었고 이는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알았다. 그러나, 과학에 대한 태도는 ANCOVA 분석결과 통계적으로 유의한 차이가 나지 않았다. 둘째, 과학연극에 대한 인식의 변화에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 과학연극을 적용한 실험반 학생들 면담 결과, 과학연극 대사를 작성하는 것이 어렵다는 의견과 모둠활동에서 의견을 조율하고 맞추는 토론과 협동이 가장 어렵다고 응답하였다. 그러나 과학연극을 한 경험은 즐겁고 재미있었다는 의견도 다수 있었고, 배운 내용을 과학연극으로 하게 되어서 더 오래 기억할 수 있다는 의견도 있었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.170-184
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• 2024

교사의 과학 수업 계획 능력을 향상하기 위한 실제적 연구가 필요하다는 인식하에 이 연구에서는 오개념이 드러나는 비디오 클립을 활용한 교육적 추론 활동이 초등 예비교사의 과학 수업 계획에 미치는 영향을 조사하였다. 교육대학에 재학 중인 예비교사 8명이 자발적으로 연구에 참여하였다. 용해와 용액 단원에 대한 1차시의 수업 계획을 작성하도록 하였으며, 반구조화된 1차 면담을 하였다. 이후 예비교사들에게 비디오 클립을 제공하고 이를 활용한 교육적 추론 활동에 참여하도록 하였다. 활동 결과를 바탕으로 계획한 수업을 수정하도록 하였으며, 이후 반구조화된 2차 면담을 진행하였다. 예비교사가 작성한 수업 지도안과 면담 전사본을 주 자료로 지속적 비교 방법으로 분석하여 수업 계획의 변화양상을 알아 보았다. 연구 결과, 비디오 클립을 활용한 교육적 추론 활동 이후, 예비교사들은 학생의 사고를 구체적으로 이해하고 이를 반영하기 위해 활동을 구체화하거나 소재를 변경하였다. 또한 일부 예비교사는 학생의 다양한 사고를 고려하여 목표나 평가 기준을 보완하는 모습을 보였다. 학생의 흥미나 동기, 오개념을 종합적으로 고려하여 동기유발 전략을 구체화한 예비교사도 있었다. 그러나 여전히 많은 예비교사가 학생의 오개념에 대한 고려는 미흡한 상태로 학습 목표를 설정하였다. 또한 예비교사들은 학생의 사고보다는 정해진 학습 목표만 고려하여 평가를 구성하는 경우가 많았다. 단순한 흥미 외에 오개념까지 종합적으로 고려하여 동기유발 전략을 구성한 예비교사도 많지 않았다. 예비교사들은 오개념을 수업내용에 연결하는 데 어려움을 겪거나 오개념에 대한 예측 한계로 어려움을 겪기도 하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 초등 예비교사가 수업을 계획할 때 학생의 오개념을 효과적으로 고려할 수 있도록 하는 방안을 논의하였다.

• 정보처리학회 논문지
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• 제13권6호
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• pp.284-290
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• 2024

음성감정인식(Speech Emotion Recognition, SER)은 사용자의 목소리에서 나타나는 떨림, 어조, 크기 등의 음성 패턴 분석을 통하여 감정 상태를 판단하는 기술이다. 하지만, 기존의 음성 감정인식 연구는 구현된 시나리오를 이용하여 제한된 환경 내에서 숙련된 연기자를 대상으로 기록된 음성인 구현발화를 중심의 연구로 그 결과 또한 높은 성능을 얻을 수 있지만, 이에 반해 자유발화 감정인식은 일상생활에서 통제되지 않는 환경에서 이루어지기 때문에 기존 구현발화보다 현저히 낮은 성능을 보여주고 있다. 본 논문에서는 일상적 자유발화 음성을 활용하여 감정인식을 진행하고, 그 성능을 향상하고자 한다. 성능평가를 위하여 AI Hub에서 제공되는 한국인 자유발화 대화 음성데이터를 사용하였으며, 딥러닝 학습을 위하여 1차원의 음성신호를 시간-주파수가 포함된 2차원의 스펙트로그램(Spectrogram)로 이미지 변환을 진행하였다. 생성된 이미지는 CNN기반 전이학습 신경망 모델인 VGG (Visual Geometry Group) 로 학습하였고, 그 결과 7개 감정(기쁨, 사랑스러움, 화남, 두려움, 슬픔, 중립, 놀람)에 대해서 성인 83.5%, 청소년 73.0%의 감정인식 성능을 확인하였다. 본 연구를 통하여, 기존의 구현발화기반 감정인식 성능과 비교하면, 낮은 성능이지만, 자유발화 감정표현에 대한 정량화할 수 있는 음성적 특징을 규정하기 어려움에도 불구하고, 일상생활에서 이루어진 대화를 기반으로 감정인식을 진행한 점에서 의의를 두고자 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권8호
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• pp.901-921
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• 2008

이 연구의 목적은 초등학교 과학과 탐구 수업 실행의 저해 요인에 대한 교사들의 인식을 조사하는 것이다. 이 연구의 목적을 위해 경기도에서 5년 이상 근무경력을 가진 초등 교사 22명을 대상으로 반구조화된 심층 면담을 실시하였다. 면담 질문은 자료의 삼각측정법을 통해 신빙성을 확보할 수 있도록 Seidman(1998)의 면담 단계에 따라 생성하였으며, 예비 면담을 통해 분석적 유도 방법으로 면담 질문을 수정 보완하였다. 면담은 개별로 진행되었으며 모든 면담 내용은 녹음 및 기록하였다. 연구 결과는, 외적 저해 요인과 내적저해 요인으로 분석되었다. 외적 요인으로 교사들이 제시한 내용은 시간 부족, 시설 및 자료의 부족, 학생의 능력 부족, 다인수 학급, 교육과정 상의 문제점, 탐구에 대한 평가의 어려움, 선행학습으로 인한 방해, 안전사고의 위험성, 전문성 향상 기회 부족이었다. 내적 저해 요인으로는 교사의 준비 부족, 탐구 수업의 비효율성, 교사의 배경지식 부족, 교사의 지도능력 부족, 자신감 부족, 인내심 부족 등이었다. 교사들이 제시한 저해 요인들과 그 원인을 심도있게 분석하였고 과학교육학의 관점에서 탐구교육의 활성화를 위한 제언을 하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2024

지난 수년간 6시그마는 제조업의 주요 혁신 방법론으로, 품질개선과 경비 절감을 위해 사용되었다. 그러나 스마트공장 확산으로 인한 초 단위 데이터 생성 등, 방대한 양의 데이터를 분석하기 어려운 문제와,오랫동안 정착된 형식적 사용으로 인해, 6시그마의 한계가 지적되었다. 6시그마의 한계를 극복하기 위해, 최근에 빅데이터 기반 6시그마 기법이 연구되고 있다. 빅데이터 기반 6시그마는, 6시그마의 강점인 통계적 검증, 수학적 최적화, 높은 해석력과, 빅데이터 분석의 강점인 기계학습을 모두 활용할 수 있다. 그러나, 최근 연구된 빅데이터 기반 6시그마 기법이 제조공정 및 경영 성과에 미치는 영향에 대한 검증은 미비하다. 이러한 이유로 실무에서는, 빅데이터 기반 6시그마 기법에 대한 신뢰성이 높지 않아 제대로 활용하지 못하고 있다. 본 연구에서는, 빅데이터 기반 6시그마인 DX SS의 유효성 분석을 통해 제조공정의 효율성에 미치는 영향을 알아본다. 또한 기업에서 이 기법을 성공적으로 도입 및 정착시키기 위한 핵심 성공 정책을 도출한다. 추가적으로, 성공 정책에 대한 연구 없이 전 임직원의 참여가 수반되지 못한 잘못된 정책으로 방법론이 중단된 사례는, 핵심 성공 정책 연구에 대한 중요성을 보여준다. 제조기업들이 본 연구에서 제시하는 방법론을 적극 도입하고 사용하여 성공적인 성과를 거둘 수 있도록 본 연구가 도움이 되기를 기대한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.50-61
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• 2024

사용자의 공간 요구사항 중심의 평면계획에 대한 수요가 증가함에 따라 소형 주택시장이 지속적으로 성장하고 있다. 하지만 건축주는 공간 구성이나 비용 견적과 같은 근거를 기반으로 평면요구사항을 개진하는데 매우 제한적인 수단을 활용하고 있어 건축가와 같은 전문가들과의 소통에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구의 목적은 스케치 정보 기반의 공간 요구사항을 BIM 모델의 3D 건물구성요소로 자동 변환하여 사용자의 공간에 대한 이해를 돕고, 초기 설계단계에서 예산 산정을 지원하기 위한 건물성능분석 정보를 제공할 수 있는 프레임워크 개발에 있다. 본 연구의 방법론은 프로세스 모델 개발, 프레임워크 구현 및 검증단계로 구성되었다. 프로세스 모델 개발은 프레임워크의 데이터 흐름을 묘사하고 프레임워크에 필요한 기능을 정의하는 단계이며, 프레임워크 구현은 프로세스 모델을 기반으로 시스템 인터페이스와 사용자 인터페이스를 개발하고, 이종 시스템 간의 연동 방식을 정의하는 단계이다. 검증단계는 개발된 프레임워크가 스케치 정보로 표현된 공간 요구사항을 BIM 모델의 벽, 바닥, 지붕과 같은 건물 구성요소 객체들로 자동 변환할 수 있는가를 검증하였다. 또한 프레임워크가 BIM 모델을 기반으로 재료 및 에너지 비용을 자동으로 산출할 수 있는가를 검증하였다. 프레임워크를 통해 사용자는 스케치 정보를 기반으로 3D 건물 구성요소를 효율적으로 생성할 수 있으며, 생성된 BIM 모델을 통해 공간을 이해하고 건물성능분석 정보를 제공받을 수 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권1호
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• pp.1-18
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• 2024

본 연구는 고등학교 1학년 노력형 학생들이 (1) 수학 서술형 평가에서 보이는 어려움에 대한 분석과 (2) 이를 극복하기 위한 쓰기 활동 지도 방안을 탐구하고자 하였다. 이를 위해 서술형 문항으로 이루어진 검사를 수행한 후 검사 결과를 바탕으로 학생들과 면담을 진행하고, 15회에 걸쳐 수학 노트 쓰기 활동을 지도하였다. 연구 결과에 따르면 학생들은 서술형 평가에서 20가지의 어려움을 보였다. 이를 '수학적 어려움'과 '서술형 어려움' 등 2가지 범주로 분류한 결과 수학이라는 과목 특성에서 보이는 어려움은 수학 개념과 원리의 이해 부족, 수학 기호 사용의 어려움, 문장제 문항에 대한 어려움, 수학에 대한 고정관념에서 오는 어려움이 있었다. 서술형 문항이라는 특성에서 보이는 학생의 어려움은 객관식 문항과는 다른 평가 방법에서 오는 어려움, 서술형 문항의 풀이 과정 기술의 어려움, 기타 심리적인 어려움이 있었다. 노력형 학생들이 서술형 평가에서 보이는 어려움을 극복할 수 있는 학습전략의 일환으로 개별 수학 노트 쓰기 활동을 지도하였고 (1) 수학적 개념의 내면화, (2) 관계적 이해를 통한 정당화, (3) 다양한 풀이 시도, (4) 수학적 기호 사용, (5) 반성적 사고, (6) 심리적 방해 요소 극복으로 범주화하고 지도 과정 및 효과에 대하여 정리하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권2호
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• pp.141-153
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• 2024

2022 개정 과학과 교육과정은 AI를 활용한 탐구 활동을 경험함으로써 융합적 사고를 바탕으로 일상생활과 사회 속 과학 문제를 해결할 수 있는 능력을 기르는 것을 목표로 한다. 이에 과학 교과와 AI를 융합한 과학-AI 융합교육 프로그램을 개발하고 이를 활용하여 고등학생을 대상으로 융합 수업을 진행하였다. 과학-AI 융합 수업은 감쇠진자의 운동을 정성적으로 이해하고 블록코딩 플랫폼 KNIME을 사용하여 진자의 위치를 예측할 수 있는 AI 모델을 구축하는 것을 목표로 한다. 개별 심층 면담을 통해 학습자의 경험을 이해하고 해석하고자 하였다. Giorgi의 현상학적 연구 방법론을 바탕으로 학습자의 참여 동기, 배움과 변화, 어려움과 수업의 한계를 기술하였다. 학생들은 AI에 대한 관심과 사회적 트렌드에 대한 인식을 바탕으로 수업에 참여하고자 하는 동기를 가지고 있었다. 학생들은 직접 데이터를 수집하고 AI 모델을 구축하는 것을 배웠다. 실험 결과를 바탕으로 주변 현상을 예측할 수 있을 것으로 기대하였으며 융합 수업을 긍정적으로 인식하였다. 한편, 여전히 익숙하지 않은 플랫폼, AI 원리 이해를 어려움으로 인식하였고 따라해야만 하는 수업 방식의 한계와 수업 내용상의 한계를 인식하였다. 융합 수업의 경험은 실생활의 문제를 AI를 통해 해결하고자 하는 학습 동기로 나타났으며, 학생들이 느낀 어려움과 한계는 더 심화되고 확장된 주제를 학습하고 싶은 동기로 이어졌다. 이를 바탕으로 과학-AI 융합 수업을 위한 논의 및 제언을 도출하였다. 본 연구는 과학-AI 융합 수업을 개발하고 이를 현장에 적용할 때 시사점을 제공할 것으로 기대된다.