• 한국과학교육학회지
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• 제17권4호
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• pp.525-540
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• 1997

The present study tested the hypothesis that maturation of the prefrontal lobes is a crucial factor determining the performance of scientific reasoning tasks, Functions of the prefrontal lobes, such as activating relevant information, sequential planning and monitoring, and inhibiting irrelevant information, are related thinking patterns with scientific reasoning. Therefore, we inferred the idea that the prefrontal lobes play an important role in scientific reasoning. To test the hypothesis. the present study investigated a prefrontal lobe patient's task solving procedures in scientific reasoning tasks and the correlation and regression analysis between a test of prefrontal lobe function and two scientific reasoning tasks, The perseverative errors in the Wisconsin Card Sorting Test(WCST) was used as a measure of the prefrontal lobe function, The Melinark Type Task and the Classroom Test of Scientific Reasoning were used as measures of scientific reasoning abilities. Ages and Group Embedded Figure Test were also used as measures of two alternative hypotheses, general maturation and field independency respectively. The prefrontal lobe patient showed a crucial deficiency in solving scientific reasoning tasks. In the tasks, the patient could not used the reasoning of If... and... then... therefore pattern. In correlation study, the perseveration errors of the WCST showed a significantly negative correlation with two scientific reasoning tasks. Multiple regression study also showed that the perseveration errors measured as a function of the prefrontal lobes have more contribution to scientific reasoning ability than contributions of alternative hypotheses. Therefore, the present study supported the hypothesis that prefrontal lobes play a crucial role in scientific reasoning ability, What function of the prefrontal lobes do play crucial role in scientific reasoning? The present study provided an explanation for the question, which inhibiting ability of the prefrontal lobes is responsible for the scientific reasoning ability, in a part at least. That is, perseverative tendency in task-solving procedures causes a deficiency of an ability to inhibit the wrong information to solve a task. The present study provided a possibility of neuropsychological approach in science education research. The present study also showed an importance of the prefrontal lobe development in the performance of scientific reasoning task.

• 교육심리연구
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• 제22권2호
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• pp.367-384
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• 2008

본 연구의 목적은 인과추론검사에 대한 이론적 틀을 바탕으로 인과추론능력 검사도구를 개발하고 이를 타당화하기 위한 예비 연구를 진행하는 것이었다. 구체적으로 본 연구에서는 인과추론의 대상 영역을 행동, 심리, 자연 영역으로 구분하여 각 영역에서의 인과추론능력을 측정하는 그림 검사를 개발하였다. 예비 검사와 본 검사를 통하여 2차에 걸쳐 문항을 선별하였고, 구인타당화, 공인타당화에 대한 검증이 이루어졌다. 총 59문항에 대한 선별 과정을 통하여 예비 검사에서 18문항, 본 검사에서 최종 12문항을 확정하였다. 최종 12문항으로 이루어진 인과추론능력검사의 신뢰도는 Cronbach ${\alpha}=.72$로 나타났고, 구인타당화를 위한 탐색적 요인분석과 확인적 요인분석을 실시하였다. 탐색적 요인분석 결과 본 검사가 가정한 세 가지 하위 구인인 행동, 심리, 자연의 삼요인이 추출되었다. 또한 확인적 요인분석 결과, 본 연구가 가정한 행동, 심리, 자연의 삼요인 모형의 이론적 요인구조가 적합한 것으로 나타났다. 준거 타당도 검증을 위해서 한국교육개발원의 추리능력검사를 사용하였고, 이 검사와의 상관은 .55로 두 검사가 추론이라는 공통 구인을 측정하고 있음을 확인하였다. 또한 검사의 총점 및 하위 점수에서 성차가 발견되지 않았고, 성에 따른 문항의 차별적 기능 분석결과 2문항만이 차별성을 갖는 것으로 나타났다. 한편, 학년별 차이는 유의하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는 본 검사가 성차에 상대적으로 편파적이지 않으면서도 연령에 따른 인과추론 발달 추이를 어느 정도 반영하는 검사도구임을 보여주는 것이었다. 본 연구에서 개발된 아동용 인과추론능력검사는 아동의 사고능력에 대한 평가뿐만 아니라, 사고력 발달에 있어 지체나 장애를 나타내 보이는 아동들을 선별하는 데 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권4호
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• pp.309-318
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• 2003

Scientific reasoning is one of the main concerns in current science education. This study have tried to answer on the question whether Korean science education has the potential to help improve of students' ability to think scientifically. Therefore, the present study investigated the relationship between reasoning patterns evident in science textbook and science examination items, and students' scientific reasoning skills across grades in Korea. 1975 subjects (1022 females and 953 males) were administered in the Lawson's Test of Scientific Reasoning skills. Forty seven science textbooks and 240 assessment instrument were analyzed by several scientific reasoning keys. Scientific reasoning patterns were adopted from Lawson's classification which characterized the patterns as the empirical-inductive and the hypothetical-deductive. This study found that reasoning patterns evident in textbook analyses and assessment instrumental items do not evidentce the potential to stimulate the development of students' reasoning skill. In order to improve the students' abilities to think and achieve, higher levels of reasoning must be included in the science textbook and examination. Further, some of scientific reasoning processes, such as generating hypotheses, designing experiments, and logical prediction, were not found in science textbooks and test items in Korean secondary schools. This study also discussed the educational implication of these results and further studies about to develop student's reasoning ability.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.297-306
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• 2000

본 연구는 유전에 관한 학업성취도와 학생들의 학습성향과 논리적 사고력과의 관계를 분석하여 학습자에 대한 이해를 돕고 효과적인 수업 설계를 위한 기초적 자료를 제공하고자 실시되었다. 서울 시내 중학교 3학년 149명의 학생을 대상으로 유전단원에 관한 학업성취도 검사를 실시하였다. 학생들이 학습과제에 대하여 유의미적 또는 암기적 으로 학습하는 경향을 알기 위하여 Biggis(1987)의 학습성향 검사지를 사용하였고, 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 이용하였다. 본 연구의 결과, 학생들은 감수분열과 유전 법칙에 대한 이해도가 낮았으며 여학생이 남학생보다 유의미적으로 학습하는 경향이 있고 학생들은 대부분 (48.76%) 과도기의 사고력 수준에 머물러 있음을 알았다. 학습성향과 논리적 사고력은 학업성취도와 상관이 있었으며, 학습성향과 논리적 사고력 사이에는 상관이 거의 없었다. 또한, 학습성향은 학업성취도 대하여 11.6%의 예측력을, 논리적 사고력은 24.7%의 예측력을 가지며 학습성향과 논리적 사고력은 모두 정성적 문항에서 보다 정량적 문항에 높은 예측력을 보였다. 학습성향 수준에 따른 학업성취도와 논리적 사고력 수준에 따른 학업성취도는 통계적으로 유의미한 차이가 있었고, 학업성취도에 대한 학습성향 수준과 논리적 사고력 수준의 상호작용 효과는 없었다. 또한, 과도기와 형식적 조작기에서 유의미 학습자는 암기적 학습자보다 높은 학업성취도를 보였으나 구체적 조작기에서는 유의미 학습자와 암기적 학습자의 학업성취도에 차이가 없었다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제24권1호
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• pp.43-69
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• 2021

본 연구의 목적은 구성주의를 기반으로 한 학습자 중심수학 수업이 학생들의 학업성취도(실험처치 중 학습한 내용에 대한 재생능력과 실험처치 중 학습하지 않은 내용에 대한 생성능력) 및 추론 능력에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 이와 같은 연구 목적을 달성하기 위해서 4학년 분수단원과 다각형 단원을 학습자 중심 수학 수업에 적합한 수업자료와 교수학습 방법을 적용하였다. 본 연구로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 학습자 중심 수학 수업은 학생들의 학업성취도에 긍정적인 영향을 준다. 둘째, 특히 학습자 중심 수학 수업은 학습 능력이 낮은 학생들에게 긍정적인 영향을 미친다. 셋째, 학습자 중심 수업을 거듭 할수록 학생들의 추론 능력 함양에 긍정적인 영향을 준다. 넷째, 학생들의 추론능력의 함양과 학업성취도의 향상은 서로 긍정적인 영향을 미친다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제19권2호
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• pp.161-175
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• 2016

본 연구는 초등 수학영재와 일반학생을 대상으로 정의적 특성과 수학적 추론 능력에서 어떠한 차이가 있는가를 알아보고, 이를 바탕으로 초등 수학영재와 일반학생의 정의적 특성과 수학적 추론 능력과의 관계를 비교 분석하는 것이다. 연구대상은 5학년의 영재 97명과 일반학생 144명이다. 검사도구로는 정의적 특성 검사지와 추론능력 검사지를 사용하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 수학영재는 일반학생보다 정의적 특성의 하위 요소인 학업적 자아개념, 태도, 흥미, 수학불안, 학습습관에서 모두 긍정적인 인식을 지녔고, 수학적 추론 능력에서도 일반학생보다 능력의 정도가 높았다. 또한 수학영재는 정의적 특성의 학업적 자아개념, 태도, 흥미, 학습습관은 추론 능력과 정적인 상관관계를 가지고 있었으며 수학불안은 부적인 상관관계를 가지고 있었다. 둘째, 수학영재는 정의적 특성의 하위 요소 중 수학불안이 수학적 추론 능력에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이를 통해 수학 영재들의 추론 능력을 향상시키기 위해서는 수학 불안을 줄이는 실질적인 여러 방안을 모색할 필요가 있음을 알 수 있다. 셋째, 일반학생들은 정의적 특성의 하위 요소 중 흥미가 수학적 추론 능력에 영향을 주는 것으로 나타났는데, 따라서 교실 수업에서 일반학생들의 수학교과에 대한 흥미를 높여주는 적절한 방법에 대한 교수 학습 구안 및 적용을 통해 수학적 추론 능력의 향상을 도모할 수 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제9권1호
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• pp.43-58
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• 2005

The objective of the present study was designed to examine that metacognition education had any promoting effects on the development of students' reasoning ability. Two classes in the 5th grade were asked to participated for the present study. Prior to the metacognition teaching, both the experimental and control group classes were given to the preliminary test in which students' basic ability for mathematical reasoning was graded. Then, the students in the experimental group were given 8hour teaching for the topics on the symmetric properties of geometric figures. The present findings indicate that educational application which motivates metacognition can improve mathematical reasoning ability in elementary students. It is widely accepted that metacognition is an active and conscious mental activity, helps the students perceive voluntarily the study items, and further plays an important role in constructing independent and active thinking processes. Accordingly, the present results implicate that the practical performance of metacognition education into the class indeed contributes to build up or strengthen students' voluntary ways of reasoning.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.75-83
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• 1997

The purpose of this study was to determine the strategies that middle school students used in solving problems concerning density and solubility. These were compared in the aspects of problem contexts for 42 students of varying logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach. A coding scheme used consists of five categories: reading & organization, production, errors, evaluation, and strategy. Students' protocols were analyzed after intercoder agreement had been established to be .95. The results were as follows: 1. Students had more difficulties in reading and organizing the problems in everyday contexts than in scientific contexts. Students at the concrete-operational stage and / or surface approach were more likely to have difficulties in reading and organizing the problems than those at the formal-operational stage and / or deep approach. 2. Students tended to split up the solubility problems into sub-problems and to solve the density problem in everyday contexts in random manner. These were significantly correlated with the test scores concerning logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach at the .1 level of significance. 3. Major errors in solving the density problems were to disregard the given information or generated and to use inappropriate information. Many errors in solving the solubility problems were found to be executive errors. The strategy to use the information given appropriately was positively related to students' logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach. 4. More evaluation strategies were found in everyday contexts. Their strategies to grasp the meaning of answers and to check the math were significantly related to students' logical reasoning ability. 5. Students used the random trial-and-error strategy more than the systematic strategy and the systematic trial-and-error strategy, especially in everyday contexts. The strategies used by the students were significantly related to students' logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제20권1호
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• pp.9-16
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• 2001

The purpose of this study is to investigate the functions of prefrontal lobe on the formation of conservation scheme of elementary students. In this study, 107 students of 4th to 6th grades were selected from the elementary school in Seoul area. As to the research,4 items for conservation logic test from GALT test sheet were used. The planning ability, inhibiting ability and reasoning ability were measured for the prefrontal lobe functions. About 30% of 4-6 grade students did not have volume conservation logic skills. The formation of conservations was not linear. Inhibiting ability was significantly different in level of conservation. And, conservation logic skills were significantly correlated with cognitive variables. Reasoning ability was significantly explained about 10% of the conservation logic in 4-6 grades.

• 한국가정과교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.203-215
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• 2009

본 연구는 "실천적 추론 수업은 문제해결력을 높이는 데 효과가 있는가?"를 규명하기 위하여 중학교 9학년 '주거와 공간 활용' 단원에 실천적 추론 수업을 실행하고 그 효과를 검증하였다. 2007년 11월에 동질 집단으로 검증된 실험집단 39명, 비교집단 35명을 대상으로 실험집단에게는 실천적 추론 가정과 수업을 비교집단에게는 강의식 수업을 각각 6시간씩 실행하였다. 연구결과 첫째, 실천적 추론 수업은 중학생의 문제해결력을 높이는 데 효과가 있었고, 둘째, 실천적 추론 수업은 문제해결력의 하위영역인 문제규정과 구성화, 대안적 해결책의 산출, 의사결정 영역에서 문제해결력을 높이는데 효과가 있으나, 해결책 실행과 확인 영역에서 효과가 없는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 교수 학습 설계 과정에서 실천적 추론 수업에 요구되는 충분 한 수업 시간과 문제해결력의 하위영역을 고려하여 설계하고, 실천적 추론 수업에 대한 연수를 받은 실행교사를 투입할 필요가 있음이 제안되었다.