• 한국과학교육학회지
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• 제24권5호
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• pp.851-868
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• 2004

본 연구는 과학영재들의 생물교육을 위한 웹기반 STS학습 프로그램을 개발하는데 목적을 두었다. 연구방법은 다음과 같은 일련의 단계를 따라 실시하였다. 첫 번째 단계에서는 수업모형의 내용구축을 위한 선행 요소로써 과학 영재들의 요구 분석, STS학습의 목표분석, 생물교과의 목표를 분석하였다. 두 번째 단계에서는 과학영재를 위한 웹기반 STS 수업모형의 구성요소를 확정하고, 수업모형의 단계를 구성하였다. 세 번째 단계에서는 두 번째 단계를 통하여 구축된 내용과 모형의 학습단계에 따라 웹프로그램 언어인 Frontpage, 나모웹에디터, Dreamweaver, Hotdog등을 사용하여 웹상에서 운용되는 STS 수업모형을 개발하였다. 이때 시스템 전문가 1인, 프로그래밍 전문가 2인, 교과 전문가 3인이 참여하였고, 구현 가능성은 전문가 10인에게 설문조사한 후 최종 결정하였다. 네 번째 단계는 완성된 수업모형을 전문가를 통하여 타당성 평가를 의뢰하였으며, 과학영재들에게도 수업모형에 대한 평가를 하도록 하였다. 단, 과학영재를 통한 평가는 수업모형 수행 이후에 얻어진 것이다. 다섯 번째 단계에서는 확정된 프로그램을 J과학고 예비 입학생 6명에게 실시함으로서, 수업모형의 내용 보완 및 오류 수정 등의 절차를 거쳐 최종 수업모형을 확정하였다. 본 프로그램의 특성은 첫째, 본 연구에서 개발한 웹기반 STS 수업모형은 기존의 STS 교육방법이나 학습프로그램과는 달리 학생들이 보다 능동적인 참여자로써 임할수 있는 모형이다. 기본적인 학습단계는 학생 주도적인 과제선정-탐색-개념원리 점검-해결안 제시-실행으로 기존 모형들과의 차이점은 '개념원리 점검 단계'에서 찾을수 있다. 둘째, 본 연구에서 개발한 STS 수업모형은 Renzulli의 심화학습3단계 모형과 lCP의 모형을 기본토대로서 활용하여 학습자의 능동적 참여를 강조하는 학습자 중심의 모형이다. 학습자 스스로 무엇을 배울 것인가를 정하게 하고 구체적인 연구계획서를 작성하게 하여, 과학적인 접근법으로 자신의 과제를 해결할 수 있도록 지원하는 학습자 주체의 능동성을 고려하였다.

• 영재교육연구
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• 제12권1호
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• pp.1-30
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• 2002

제4회 대전사랑·과학사랑 창의력대회에 참가한 3명 1조의 고등학생들에게 충남 서천군 한산지방에서 출토된 5각 12면체로 만들어진 속이 빈 토기의 12 면에 나타나 있는 기호를 해석하게 하고, 이 유물의 활용성 예측과 5각 12면체를 활용한 새로운 놀이 방법을 창안해 보도록 장기문제로 제시하였다. 그 결과 학생들은 5각 12면 체에 음각된 12개의 기호를 숫자, 십이지, 방위, 오행 등으로 해석하고 있었다. 특히 이 5각 12면체를 오늘날 놀이 도구로 활용할 수 있는 방안 찾기에서는 음양 오행진 놀이, 숫자 놀이, 말판놀이 등 아주 독창적인 아이디어들이 많이 제안되었다. 따라서 본 연구에서는 5각 12면체를 이용한 창의성 프로그램이 영재들의 창의성 교육에 활용될 수 있음을 제안하고자 한다.

• 영재교육연구
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• 제5권2호
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• pp.139-156
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• 1995

The purpose of the study is to examine the effects of Gifted Education Isnstitute of Korea (GEIK) programs for gifted children especially in the areas of reasoning skills and creativity, thereby proving the effectiveness of the program. The subjects are 136 (103 boys and 33 girls) fourth, fifth, and sixth grade gifted children, who have participated in GEIK programs for more than six moths. They were stratified by the length of participation in GEIK programs. Ninety four children have participated for more than one year. Forty-two children have participated for less than one year. Both groups are rather homogeneous in IQ scores and school achievement levels at the time of enterance into GEIK programs. Both a Group Assessment of Logical Thinking (GAIT) and a Creativity test were used for the study on reasoning skills and creativity. GALT, developed by V. Roadranka, R. H. Yeany and M. J. Padilla in 1983, consists of 12 questions. It is classified into six subscales: conservation, proportional reasoning, controlling variables, provability reasoning, correlational reasoning, and combinatorial reasoning. The reliability of this test is .85. This test recommends to classify the stages of child development as follows according to the total test score. 0-4 point: Concrete Stage, 5-7 points: Transitional Stage, and 8 and above points: Formal stage. The Creativity Test was developed by Y. Lee and W. Chung (1971). It consists of four components: fluency, flexibility, originality, and openness. Only both fluency and openness were used in this study. In order to analyze data, T-Test, Intercorrelational Analyses, ANOVA, and Nultiple Regression were used. Followings are the results deduced from the above analoyses of the data. First, 43.48% of the subjects were on Concrete Stage, 36.78% were on the Transitional Stage, and 19.86% were on the Formal Stage in the developmental level classified by Piaget. Second, the students who have participated in GEIK programs more than one year acquired significantly higher score in GALT than the students who have participated in GEIK programs less than one year. Third, boys showed higher score in GALT than girls did. Fourth, there were statistically significant intercorrelations between six subscales of GALT. Fifth, the students who have participated in GEIK programs more than one year acquired significantly higher score in openness of creativity test than the students who have participated in GEIK programs less than one year. There were no significant differences in openness of creativity test between boys and girls. Sixth, the students who have participated in GEIK programs more than one year acquired significantly higher score in fluency of creativity test than the students who have participated in GEIK programs less than one year. Girls showed higher score in fluency of creativity test than boys did. Seventh, the students who acquired higher score in GALT showed higher score in both openness and fluency of creativity test. Followings are the conclusions deduced form the above results. First, the developmental level of reasoning skills of the fourth grade students participationg in GEIK programs is the same as that of 7th grade of normal Korean students and the same as those of 10th grade of U.S.A. and Philipoine students. Second, the GEIK programs are effective in improving reasoning skills. Third, the GEIK programs are effective in improving creativity. Fouth, reasoning skills and creativity can be improved by well planned programs. In conclusion, this study suggests that beyond reasoning skills and creativity, other areas such as areas in science skills, mathmatical skills, or verbal skills, etc., should be studied in the future.

• 과학교육연구지
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• 제43권3호
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• pp.271-283
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• 2019

이 연구에서는 가상현실 기술을 활용하여 지구과학 교과의 지질 단원 수업에 적용하였을 때 학생들의 학습 동기에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 D소재 과학고등학교 1학년 91명을 대상으로 우리나라의 지질학습장 일부에 대하여 제작된 가상현실 학습 자료로 15차시의 수업을 진행하였다. 이때 학습 동기 전략 ARCS를 사용하였다. 수업을 진행하기 전 사전검사를 한 다음 수업 진행 후 사후 검사를 실시하고 면담을 진행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 교과 지질단원의 핵심 개념 요소가 포함된 우리나라의 지질학습장을 선택하여 가상현실 학습 자료를 개발하여 수업에 적용함으로서 야외답사의 단점인 시간, 거리, 비용 문제를 해결할 수 있다. 둘째, 지구과학 교과 수업에 가상현실 기술의 활용은 학습자의 학습 동기 요소 중 주의집중, 만족감, 자신감에 긍정적인 효과가 있으며, 학생들은 학습 활동에 대한 흥미와 몰입, 주의집중 향상에 도움이 된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권6호
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• pp.729-738
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• 2019

R&E 프로그램은 연구 중심의 자기주도적 학습을 통하여 과학영재들이 과학적 탐구능력과 창의적인 문제해결 능력을 신장시킬 수 있도록 하며, 관심 분야 전문가와의 긴밀한 만남과 과학탐구 경험을 통해 과학자로서의 연구 태도와 품성 및 자질을 함양하고, 창의성을 계발하도록 하는 것에 목적이 있다. R&E 프로그램의 교육적 효과로 미래과학기술 인력의 질적 향상뿐만 아니라 과학자들의 교육참여를 유도함으로써 교육 인력의 저변 확대를 통한 과학영재 교육의 질적 내실화를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 R&E 프로그램이 미래 과학기술인력으로써 필요한 창의인재역량과 첨단과학기술 분야 진로 지향성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 KAIST 과학영재교육연구원의 R&E 프로그램에 참여한 D과학고등학교 1학년 학생 62명을 대상으로 집중연구 사전, 사후에 걸쳐 창의인재역량과 과학진로지향의 변화를 설문을 통해 분석하였다. 그 결과 학생들은 R&E 프로그램 참여 후 창의인재역량 중 인지적, 정의적 특성이 유의미하게 증가하였고, 사회적 특성에서는 유의한 변화가 없었으나 세부영역에서는 유의미한 증가를 확인하였다. 또한, 과학진로지향과 관련하여 과학학습, 과학진로에 대한 선호도, 과학진로에 대한 가치 인식 및 과학진로 정보의 필요성 항목에서 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 R&E 프로그램의 교육적 효과를 보여줌으로써 대상과 지도목표에 따른 R&E 프로그램 모델의 개선방안을 제안하고자 하며, 나아가 연구역량 교육 및 과학진로진학을 지도하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 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.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.45-58
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• 2016

이 논문은 2년의 수학-정보 통합 영재교육 과정을 마치고 사사과정에 진입한 중학생들이 IT 융합 팀 프로젝트를 수행한 사례를 분석하고 형성평가의 관점에서 사사과정 프로그램을 보완할 요인을 도출하였다. 담당 교수는 학생들이 중학생 3학년의 수준과 사사 과정의 특징을 감안하여 로봇키트와 미디어를 융합한 상호작용적 IT 융합 프로젝트를 자기주도적으로 해 나갈 수 있도록 안내해 주었다. 2015년 2월부터 12월까지 진행된 사사과정 기간 동안 팀 프로젝트 수행 과정에 관한 문서와 보고서를 비롯하여 사진 및 동영상 자료, 작업 결과물, 학생들과의 면담 자료를 수집하여 분석하였다. 참여 학생들의 컴퓨팅 실력과 IT 융합 프로젝트에 대한 흥미가 제각기 달랐음에도 팀별 프로젝트 수행은 아이디어 탐색과 설계에 해당되는 초기 단계보다 그 이후의 구현 단계에서 적극적이고 안정된 패턴을 보여주었다. 또한 학생들의 산출물을 연구와 교육(R&E)의 9단계 모델에 따라 형성평가한 결과 작품 완성도에서 상중하에 따른 개인별 차이를 보여주었다. 끝으로 이 사례는 향후에 질적으로 보완해야 할 방향 및 사사교육에 대한 시사점을 제시하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권1호
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• pp.76-89
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• 2017

본 연구는 충북 영동군 지역의 금강과 화석산지, 다양한 지질구조를 교육자원으로 하여 과학학습장을 개발하고, 이를 활용하여 지구과학 학습과 토포 필리아를 함양할 수 있는 교육 프로그램을 구안하는 것이다. 영동 퇴적층(백악기)은 금강을 따라 신선한 노두가 잘 발달되어 있어서 다양한 지질구조와 식물화석, 공룡 발자국 화석을 쉽게 찾을 수 있고, 건열과 연흔, 사층리 등 뚜렷한 퇴적구조가 잘 나타난다. 교육과정과 교과서 분석, 전문가 패널의 협의를 통해 야외학습장(관찰지점 6곳)을 개발하여 융합교육 프로그램으로 구안했다. 개발 프로그램에 대한 내용타당도 검증 결과, 모든 검사 항목에서 양호했다($CVR{\geq}0.88$). 야외학습 모형에 따라 수업에 적용한 결과 수업 만족도는 매우 긍정적으로 평가되었다(4.18). 과학학습장에서 진행된 야외 수업과정을 관찰한 결과, 학생들은 금강의 아름다운 경관 이미지를 새롭게 형성하였으며 다양한 구체물(모래사장, 징검다리, 공룡 발자국 화석, 퇴적구조 등)에 대한 개념과 가치, 의미를 새롭게 인식하게 되면서 토포필리아를 갖게 되었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제36권3호
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• pp.439-467
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• 2022

미래 사회에는 지식뿐만 아니라 창의성과 협동심, 융합적 사고 등을 포함하는 다양한 역량이 필요하다. 본 연구는 중요한 수학 교과 역량인 수학 문제해결력, 의사소통 능력 등의 함양을 기대하며 수학 정보과학 융합을 위한 프로그램을 개발하였다. 선행지식이 크게 요구되지 않고, 일상언어와 쉽게 접할 수 있는 도구만으로 동기유발이 가능하며 다자간 협력이 필수적인 창의적 문제해결 활동 기반 프로그램이다. 활동의 참가자 수가 증가함에 따라 수학의 유용성과 엄밀성을 경험할 수 있으며, 이론적 원리는 유한체 위에서의 행렬 이론을 바탕으로 한다. 또한 정보과학에서 주요 주제 중 하나인 오류정정코드와의 관련성을 강조할 수 있도록 구성하였다. 본 프로그램의 실세계 맥락이 수학적 의사소통 능력의 함양과 수학의 가치 경험 기회 제공에 도움이 되기를 바라고, 코딩을 수반하지 않는다는 점에서 교사들의 접근성이 높기를 기대한다.

• 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.