• 제목/요약/키워드: scientific problem solving ability

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초등 과학 수업에서 VR 기술을 활용한 메이커교육 프로그램의 개발과 적용 - '동물의 생활' 단원을 중심으로 - (Development and Application of a Maker Education Program Using Virtual Reality Technology in Elementary Science Class: Focusing on the Unit of 'Animal Life')

  • 김혜란;최선영
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제42권3호
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    • pp.399-408
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    • 2023
  • 본 연구에서는 초등학교 과학 '동물의 생활' 단원 수업에 메이커교육 프로그램을 개발하고 적용하여, 학생들의 학업성취도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 조사하였다. 메이커교육 프로그램의 주제는 '동물의 특징을 모방한 로봇 VR 전시관 만들기'이다. 프로그램의 단계는 TMI 메이커교육 모형에 따라 과학 개념을 탐구하고, 창의적으로 로봇 VR 전시관을 만드는 활동으로 구성하였다. 연구 결과, 해당 프로그램의 적용은 유의미한 학업성취도와 창의적 문제해결력 향상을 가져왔다는 것을 발견했다(p<.05). 본 연구는 초등 과학 수업에서 메이커교육의 효과성을 입증한 것으로, 메이커교육을 적용하여 학생들의 과학 학습에 대한 흥미와 참여도를 높일 수 있을 것이다. 또한, 다양한 주제와 프로그램을 개발하여 초등학교 과학 수업에서 메이커교육을 더욱 적극적으로 활용할 수 있도록 노력할 필요가 있다. 본 연구의 결과를 일반화하기 위해서는 다양한 연령층과 초등 과학의 다른 영역에서 메이커교육의 효과성을 조사하는 추가적인 연구가 필요하다. 또한, 교육자들이 메이커교육을 효과적으로 활용할 수 있도록 교육 및 교육자 역량 강화가 필요하다.

과학교육에서의 온라인 지식검색 서비스 활용 현황과 역할: 중·고등학교 화학교과를 중심으로 (Using Online Knowledge-based Search Service in Science Education: focused on Secondary School Chemistry)

  • 최취임;이은아;김미연;김민욱;문성현;최보경
    • 과학교육연구지
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    • 제36권1호
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    • pp.49-55
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    • 2012
  • 이 연구의 목적은 학생들이 과학교과 내용과 관련한 온라인 지식검색 서비스를 어떻게 활용하고 있는지 탐색하는 것이다. 과학 탐구에서는 정보와 지식을 습득하고, 평가하고, 교류하는 것이 매우 중요하다. 온라인을 통해 제공되는 정보와 지식이 점점 증가하고 있는 현실에서, 어떻게 이들 정보와 지식을 습득, 평가, 교류해야 하는가는 과학교육의 중요한 이슈가 되고 있다. 자료의 수집을 위하여 국내의 유명 포털사이트인 네이버의 지식검색 서비스 지식iN을 대상으로 중고등학교 화학교과 관련 내용을 13일간 수집하여 분석하였다. 분석 결과, 학생들은 단순 개념의 검색보다는 과학 원리에 대한 설명이나 문제풀이 등의 목적으로 지식검색 서비스를 활용하고 있었으며, 제공된 내용의 출처는 객관성과 신뢰성이 부족하고, 약 30%정도의 내용오류를 포함하고 있는 것을 알 수 있었다. 그러므로 과학 탐구활동에 있어서 정보의 습득과 평가, 교류가 그 어느 때보다 강조되는 상황에서 온라인 지식검색 서비스의 적절한 활용법도 과학교육에서 담당해야 할 과제일 것으로 사료된다.

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Novel Engineering을 적용한 SW융합 안전교육 프로그램 개발 및 적용 (Development and application of SW fusion safety education program applying Novel Engineering)

  • 홍지연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.193-200
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    • 2019
  • 2015 개정 교육과정은 새로운 지식을 창조하고, 다양한 지식을 융합하여 새로운 가치를 창출할 수 있는 '창의융합형 인재'를 양성하고자 인문학적 상상력을 키우는 독서교육, 그리고 과학적 창의성을 키우는 소프트웨어교육을 강화하고 있다. 또한 사회적으로 이슈가 되고 있는 안전교육 강화 방안으로 체험활동 중심의 [안전한 생활] 교과를 신설하며 창의적 체험활동 시간을 활용한 안전교육을 실시하고 있다. Novel Engineering은 책을 읽고, 그 속에 있는 생활 속 문제를 찾아 해결해 가는 과정 속에서 사고력을 키울 수 있다고 본다. 따라서 본 연구에서는 Novel Engineering을 적용한 안전교육용 소프트웨어교육 프로그램을 개발하여 실제 수업에 적용해 학생들의 창의적 문제해결력과 안전교육에 도움이 되는지 교육적 효과성을 검증하고자 한다.

메타분석을 통한 STEAM 교육의 효과검증 (Effectiveness of STEAM Education applying a meta-analysis)

  • 김지원;원효헌
    • 수산해양교육연구
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    • 제28권5호
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    • pp.1517-1527
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    • 2016
  • The purpose of this study was to investigate the effectiveness of integrated education research conducted in Korea and to propose a meaningful discussion for further research. Among the studies conducted for last five years, the relevant 69 research articles were selected, and 211 effect sizes were calculated. Effect sizes were analyzed with different dependent variables including creativity, problem solving ability, inquiry skills, scientific recognition, attitude, interest, motivation and self-esteem. In addition, effect sizes with different moderating variable, such as samples sizes, characteristics of subjects, class types, core disciplines were compared. The conclusions of this study was that STEAM education had a relatively middle effect size. Finally, researchers discussed the results related with previous results, and provided the implications and suggestion for future studies.

학생 과학탐구 실험대회의 출제와 평가 결과 분석 (Test Item Set and Evaluation Result Analysis of the Students' Science Inquiry Experiment Tournament)

  • 이응호;구덕길;배영부;백성혜
    • 한국과학교육학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.27-38
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    • 1995
  • The purposes of the 'Students' Science Inquiry Experiment Tournament' which is one of the 'Students' Science Inquiry Olympic Tournaments' are; 1) cultivate students' intellectual interests, inquiry abilities, and scientific attitude dealing with students' scientific reasoning abilities, problem solving abilities, and experimental apparatuses operation abilities. 2) contribute substantiality of science education through experimental inquiry learning. 3) make the ground of basic science development of the future society by selecting excellent students who have talents for science. 4) elevate science teachers' morale by this tournament. The test items set and evaluation results of the tournament were analysed in this study. The results of this study were ; 1) the discrimination ability of the paper-and pencils test and the experiments were low because the students' scores of the items were not normally distributed and standard deviations were very small values. 2) most of the tournament participation students did not answered to the subjective type test items. 3) according to the responses of the tournament participation students, the tournament contribute to the students' interests in science. But the opinion was dominant that the tournament didn't contribute to school science education improvement.

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유아 목공놀이활동에 대한 성인 및 유아의 인식도 조사 (A survey on awareness of children's woodworking activity among children and adults)

  • 변영만;강호양;한규성
    • 농업과학연구
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    • 제39권2호
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    • pp.189-194
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    • 2012
  • It is well-known fact that woodworking activity could contribute in enhancing creativity, scientific problem-solving ability, spatial perception ability and prosocial behavior of children. However, there is little chance that children experience woodworking at home or in kindergarten. This study was conducted to know how much children and adults have done woodworking in there daily life and how they perceived children's woodworking activity. Woodworking activities for children (N=207, 5 and 6 year old kids) with adults (N=271, only fathers) were carried out in 10 kindergartens of Cheongju. Actually, the survey result shows that very few children and adults experienced woodworking in their daily life. 62.8% of children and 34.3% of adults surveyed responded that they had never done woodworking. However, the greater part of children and adults evaluated the woodworking activity positively. Over 95% of children surveyed responded that their woodworking activity was fun and they want to play woodworking again. Over 73% of adults surveyed responded that children's woodworking activity was safe, and over 99% of adults surveyed responded that they can recommend children's woodworking activity to others. In conclusion, the development of safe tools and programs for children's woodworking activity helps its spread and activation.

과학 영재 핵심 역량 기반의 과학영재교육원 교육 내용 분석 (Analysis of the Curriculum for the Science Gifted Education Center Based on the Core Competency of Gifted Students)

  • 김희경;이봉우
    • 새물리
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    • 제68권12호
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    • pp.1338-1346
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 과학 영재 핵심 역량을 바탕으로 대학부설 과학영재교육원 교육과정을 분석하고, 이를 통해 영재원 교육의 개선 방향을 제안하는 것이다. 이를 위하여 과학교육 및 영재교육 전문가의 설문을 통해 다음과 같은 12개의 핵심역량을 선정하였다. 선정된 핵심 역량은 기초 및 전문지식, 창의력, 과학적 사고력, 탐구능력, 문제해결능력, 융합능력 등의 인지적 역량군과 과제 집착력, 자기주도 학습능력, 동기강화 및 도전, 의사소통능력, 협업능력, 리더십 등의 비인지적 역량군이었다. 과학 영재 핵심 역량을 기반으로 한 영재원 교육과정의 분석 결과, 인지적 역량군, 비인지적 역량군의 여러 역량들이 교육과정에 모두 반영되어 있었다. 그러나 몇 개의 역량들은 프로그램이 진행되는 과정에 잠재적으로 포함되어 있는 수준이었다. 본 연구에서는 역량별로 영재원 교육 사례를 제시하였고, 영재원 교육의 발전을 위한 의견을 추가로 제시하였다.

영재교육을 위한 능동적 소집단 협력학습 프로그램의 효과 (The Effects of Small Group-Based Active-Cooperative Learning Program for Gifted Education)

  • 주국영;최성봉
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.474-486
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    • 2008
  • 영재교육에 대한 관심과 대상의 증가로 영재교육 프로그램 개발에 관한 연구가 많이 진행되고 있지만 영재들의 다양한 흥미와 요구에 부합되고 인성측면을 강조할 수 있는 지구과학 영역의 교육활동 자료 개발은 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 중학교 과학영재 학생들을 대상으로 지구과학 분야에 대한 능동적 소집단 협력학습 프로그램을 개발하고 개발된 프로그램이 과학영재들의 과학 창의적 문제해결력과 과학탐구능력 및 학습태도에 미치는 효과를 알아보았다. 그리고 능동적 소집단 협력학습 프로그램을 적용한 후 학생들의 수업프로그램에 대한 인식을 조사하였다. 본 연구의 결과 개발된 능동적 소집단 협력학습 프로그램은 영재들의 과학 창의적 문제해결력과 학습태도에 있어서 유의미한 증가를 보였다. 또한, 능동적 소집단 협력학습은 학생들의 수업에 대한 흥미도와 만족도 및 참여도를 높일 수 있고 정의적영역에도 많은 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 교사 설명 위주의 수업이 아니라, 학생 중심의 다양한 활동적 수업이 진행되었고 긍정적 상호작용을 위한 급우들과의 토의 및 토론을 할 수 있었기 때문이다. 이는 능동적 소집단 협력학습을 통하여 다른 학생을 배려하고 서로 조화를 이루며 의견을 주고받을 수 있도록 소집단 구성원 사이의 상호작용을 촉진했기 때문으로 인식된다.

학생들의 생산적 과학 참여에서 발현되는 과학공감의 특성과 변화 분석 (Characteristics and Changes in Scientific Empathy during Students' Productive Disciplinary Engagement in Science)

  • 양희선;강성주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.11-27
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    • 2024
  • 본 연구는 학생들의 생산적인 과학 참여에 영향을 미치는 과학공감의 역할을 조사하고, 해당 과정에서 나타나는 과학공감의 주요 요소를 분석하는 것을 목표로 하였다. 초등학교 5학년 학생 12명이 본 연구에 참여하였고, 일반공감 능력을 기준으로 세 집단으로 나누어 디자인적 사고 과정을 적용한 생산적 과학 참여 수업을 진행하였다. 문제 해결의 다섯 단계 중 아이디어 생성과 프로토타입에서 소집단의 발화를 분석하여 과학공감과 과학실천 측면에서 관찰하였다. 분석결과, 디자인적 사고 과정을 효과적으로 적용한 과학 공감은 학생들의 생산적 과학 참여를 촉진하는 것으로 나타났다. 이에 세 집단의 과학공감 및 과학실천의 평균 발화 빈도가 아이디어 생성 단계에서는 증가한 후 감소하는 경향이 나타났으며, 프로토타입 단계에서는 후반부에 오히려 발화 빈도가 증가했다. 그러나 일반공감 능력이 낮은 소집단은 프로토타입 단계에서 협력적 의사소통의 결여로 과학공감과 과학실천의 발화 빈도가 감소하는 것으로 관찰되었다. 뿐만 아니라, 학습자들은 생산적인 과학 참여 상황에서 5가지 주요 과학공감 구성요소가 모두 발화로 드러났다. 높은 일반공감 능력 집단에서는 타인과의 과학공감 요소인 공감적 이해와 공감적 걱정이 높은 빈도로 나타났으나, 낮은 일반공감 능력 집단에서는 연구대상과의 과학공감 요소인 민감성, 과학적 상상, 상황적 관심이 상대적으로 더 높은 빈도로 관찰되었다. 이러한 결과는 과학 수업에서 타인뿐만 아니라 연구대상과의 과학적으로 공감하는 경험이, 일반적인 공감 능력과는 별개의 중요한 특성으로 학생들의 생산적 과학 활동을 다양한 참여를 유발하며 이를 지속하게 할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 과학공감이 학생들의 생산적 과학 참여에 다양한 방향으로 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시하여, 과학 수업에서 과학공감의 이론적 구조와 안정성에 대한 논의에 기여할 것으로 판단된다.

정보과학 창의성 향상을 위한 프로젝트 기반 교수-학습 방법에 대한 연구 (A Study on the Teaching-Learning Methods for Improvement of Creativity on Information Science Applying Project-based Learning)

  • 김호숙;김형석
    • 정보교육학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.529-540
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    • 2014
  • 우리는 수 과학 영재 고등학생들의 정보과학 창의성 향상을 위한 효과적인 정보과학 교수-학습 방법을 제안하였다. 학생들은 현실적 응용문제를 해결하는 정보과학 팀 프로젝트의 수행을 통하여 창의적 문제해결 능력과 팀워크 능력을 향상할 수 있다. 이러한 교육목표를 효과적으로 달성하기 위하여 기본과정과 응용과정으로 구성되는 2단계 정보과학 수업 방법과 체계적 프로젝트 수행 단계를 설계하고, 소규모 협력 학습 전략과 입체적 평가 방안을 적용하였다. 논문에서 제안한 프로젝트 기반 교수-학습 방법의 학습 효과를 분석한 결과, 정보과학 창의성의 지적 정의적 및 사회적 영역에서의 효과적인 교육 목표 달성을 확인할 수 있었다.