• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제53권2호
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• pp.275-290
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• 2014

This study investigated the types of the 3D geometric thinking and spatial reasoning through the observation of the 2D representing activities for representing the 3D geometrical objects with preservice secondary mathematics teachers. For this purpose, the 43 sophomoric students in college of education were divided into 10 groups and observed their group task performance on the basis of the representation they used. Observed processes were all recorded and the participants were interviewed based on the task. As a result, the role of physical object that becoming the object of geometric thinking and spatial reasoning, and diverse strategies and phenomena of the process that representing the 3D geometric figures in 2D were discovered. Furthermore, these processes of representing were assumed to be influenced by experience and study practice of students, and various forms of representing process were also discovered in the process of small group activities.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제14권2호
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• pp.401-420
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• 2010

본 연구는 공간추론활동을 통한 기하학습이 수학적 문제해결력과 수학적 태도에 미치는 효과를 알아보는데 목적이 있다. 이러한 연구 목적을 규명하기 위하여 서울특별시 소재의 초등학교 6학년 2개 반을 연구대상으로 선정하여 실험집단에는 공간추론활동을 통한 기하학습을, 비교집단에는 일반적인 기하학습을 실시하였다. 학습내용은 6학년 1, 2학기 단원에서 선정하였으며 이를 바탕으로 실험집단과 비교집단에 적용할 지도안, 활동지를 작성하여 4주 동안 11차시를 적용하였다. 그 결과, 공간추론활동을 통한 기하학습을 한 실험집단과 일반적인 기하학습을 한 비교집단의 사후 수학적 문제해결력에서 통계적으로 유의미한 차이가 존재하였다. 수학적 태도에서는 유의미한 차이는 보이지 않았지만 실험 집단 내에서는 실험 전에 비하여 실험 처치 후에 수학적 태도가 유의미하게 향상되었음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터, 공간추론활동을 통한 기하학습은 학생들의 분석력, 공간감각능력, 논리력을 향상시켜 이를 종합적으로 발휘해야 해결할 수 있는 수학적 문제해결력을 신장시키고 수학적 태도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제60권2호
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• pp.133-157
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• 2021

본 연구에서는 학생들의 생활과 밀접한 공간을 기반으로 한 비구조화된 문제를 개발하고 수업에 적용하였다. 이 과정에서 6학년 학생들의 공간 추론 능력으로는 외적 추론에 비해 내적 추론에서 어려움을 표했으며, 공간 추론이 수와 연산, 측정 등의 영역과 연계되어 활용될 때 그 수준이 더 높게 나타났다. 문제 해결 능력에서는 반성 요소가 미흡하게 나타났으며 초등 현장에서 온라인 환경에서의 협력과 수학적 모델링 학습이 적용 가능하다는 결과를 얻었다. 이를 통해 수학 교육 현장에 공간 학습과 실생활 문제 해결에 관한 의미 있는 시사점을 도출할 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권3호
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• pp.501-520
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• 2022

천문학 학습 과정에서 공간적 사고의 중요성을 고려할 때, 교원 양성 단계에서부터 공간적 사고를 고려한 교수⋅학습 방법에 대한 교육이 이뤄질 필요가 있다. 그에 따라 본 연구는 초등 예비교사들에게 공간적 사고에 대한 교육을 실시한 후 이들이 천문 단원 교과서의 삽화 및 탐구활동에 대해 인식하는 문제점과 개선안의 양상을 탐구하였다. 본 연구에서는 천문 영역의 공간적 사고를 공간 개념, 표상, 추론 과정으로 구성된 것으로 정의하였다. 수도권 소재 A 교육대학에 재학 중인 3학년 학생을 대상으로 2021년 10월, 2주에 걸쳐 공간적 사고에 대한 교육이 실시되었으며 예비교사들은 천문 단원 중 1개 차시를 자율적으로 선택하여 공간적 사고 측면에서 현행 교과서의 문제점을 분석하고 그에 대한 개선안을 제시하였다. 최종적으로 22명이 제시한 33개의 사례가 분석되었으며, 연구 결과는 다음과 같다. 예비교사들은 공간 개념과 추론 과정 측면에서 교과서 삽화 및 탐구활동의 한계를 인식하고 그것을 보완하기 위한 개선안을 제안하는 모습을 나타냈다. 그러나 일부 예비교사는 문제점을 타당하게 인식하더라도 적절한 개선안을 제안하지 못하거나, 공간적 사고 측면에서 삽화나 탐구활동을 분석하지 못하는 경향도 나타냈다. 본 연구는 공간적 사고에 대한 일련의 교육을 통해 예비교사가 천문 교수 실행시 공간적 사고 측면에서 교과서 삽화나 탐구활동을 인식하고, 그 한계를 보완할 능력을 갖출 수 있음을 보였다는 점에 의의가 있다. 아울러 본 연구 결과가 공간적 사고와 관련된 교사 양성 프로그램에 시사하는 바에 대해서도 논의하였다.

• 인간행동과 음악연구
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• 제3권1호
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• pp.63-76
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• 2006

1980년대 이후 음악과 학습에 관한 많은 연구들은 다양한 학습 기술에 필요한 인지기술의 영역에 대한 음악의 효과성을 계속해서 입증해 오고 있다. 음악과 학습에 관한 많은 연구들은 주로 음악의 인지기술과 학습의 세부적 기술들을 개별적으로 연관 지어 다루고 있으며, 음악이 비음악적 능력에 어떠한 영향을 미치는 지에 관심을 두고 있다. 이에 본 연구는 인지 학습기술과 음악적 인지기술과의 상관관계를 설명하고 있는 다양한 이론 및 연구들을 소개하고, 이를 통해 음악이 비음악적 능력 중 학습 기술에 어떠한 영향을 미치는 지를 정리해 보고자 하였다. 먼저 음악적 능력과 공간 지각력과의 상관관계를 설명하는 두 가지 이론으로서, "신경적 연계성(neural theories)" 이론과 "근접적 전이(near transfer)" 이론에 대해 살펴보았다. 이를 통해 음악적 기술과 공간적 기술을 담당하는 대뇌의 신경망 구조에서 음악 정보를 처리하는 과정이 어떻게 공간적-시간적 정보처리 과정과 연계되는 지를 설명하였다. 또한 음악이 학습과정에 필요한 주의력, 관찰력, 독립적 사고, 문제해결력, 비판적 사고 등을 강화시킨다고 제안하는 "동기이론"을 소개하였다. 이러한 이론들에 근거하여 음악과 학습기술과의 상관관계를 메타분석한 연구들을 살펴보았다. 많은 연구들이 음악기술과 학습기술의 상관관계는 물론 유의미한 인과 관계가 있음을 보여주었으며 이러한 결과들은 음악적 훈련 과정에서 습득되는 음악의 공간적, 시간적 개념이 학습기술에 긍정적인 영향을 미친다는 점을 지지한다. 다양한 학습기술에서도 공간 지각 능력을 주로 사용하는 수학과 읽기에 관한 연구가 많았는데, 특히 수학적 개념 중에서 분수나 집합 개념과 같은 추상적 개념들이 가장 높은 상관관계가 있었으며 읽기 능력에서는 시간적 개념에 근거한 단어 나열, 문자로 상징된 언어를 해석(decode)하는 기술이 강화된다는 점을 보여주었다. 음악과 학습과의 관계를 설명한 많은 연구들은 음악의 지각인지 기술이 다른 학습 분야에 전이된다는 사실을 이론적으로 지지하며, 또한 이러한 현상을 설명하는 세 가지 가설은 구조화된 음악활동이 학습 현장에 있는 아동들에게 효율적인 치료 교육적 개입이 될 수 있다는 근거를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.97-114
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• 2009

본 연구는 초등학교 6학년 수학 쌓기나무 단원의 디지털교과서 활용 수업이 공간능력, 수학학업성취도, 수학 교과에 대한 흥미도 등에 미치는 영향을 분석함으로써 수학 수업에 있어서 학습효과를 향상시킬 수 있는 방안을 모색하고자 하는데 그 목적이 있다. 위의 연구를 위하여 실험반은 디지털교과서, 비교반은 서책교과서로 수업을 진행하였다. 그 결과 실험처치 후 실험반과 비교반의 공간 감각 능력 및 수학 교과에 대한 흥미도에 있어서 통계적으로 유의미한 차이는 발견할 수 없었다. 그러나 공간능력 성적의 중위 그룹에서 실험반이 통계적으로 유의미하게 높게 나타났는데, 이는 디지털교과서가 다수의 중위권 학생들에게 학습에 대한 관심을 유도하고 흥미를 유지시키는 역할을 할 수 있다는 점을 시사한다. 또한 공간 능력 검사지의 대부분의 문항에서 실험반이 더 높은 정답률을 보인 점은 구체물과 멀티미디어를 병행 활용한 학습 형태가 공간 능력에 긍정적인 영향을 주었을 가능성이 있음을 보여준다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제11권6호
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• pp.103-113
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• 2011

본 논문은 치매 예방을 위한 제스처 인식 기반 3D기능성 게임을 제안한다. 제안된 기능성 게임은 전신 제스처 인식을 이용함으로써 사용자의 두뇌 사용능력과 신체활동성을 증가시켜 치매 예방의 효과를 향상시킬 수 있도록 하였다. 기존에 개발된 제스처 인식 기술에 사용된 카메라들은 인식률과 가동영역이 한계적이다. 보다 안정적인 전신 제스처인식을 위해 3D depth 카메라로부터 사용자를 인식하고 사용자의 관절 정보를 획득하였으며 관절의 움직임을 분석하여 전신 제스처를 인식하였다. 게임 콘텐츠로는 치매의 대표적인 원인인 뇌세포의 퇴화에 초점을 맞춰 기억력, 논리력, 산술능력, 공간인지능력 등을 훈련할 수 있도록 구성하였다. 사용자 별로 게임 결과를 저장하고 분석하여 인지능력 향상 정도를 측정할 수 있도록 하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.235-253
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• 2017

본 연구의 목적은 최근 20년간 국내외 문헌에 나타난 지질 답사 교육 사례가 야외 지질학 탐구 요소를 어떻게 반영하고 있는지 교육 대상별로 비교 분석하는 것이다. 분석 대상 사례는 총 53건이며, 분석은 야외 지질학 탐구 요소 및 하위 요소에 대해 수행되었다. 분석 결과, 야외 지질학 탐구 요소 반영양상에서 초중고생 대상 지질 답사 교육 사례와 지질학 관련 전공생 대상 사례 간 명확한 차이가 드러났다. 초중고생 대상 답사는 주로 교육 과정에 기반하여 설계되었기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 관찰, 표상, 귀추적 추론 중 2~3가지를 포함하는 경우가 많았다. 반면 지질학 관련 전공생 대상 답사는 지질 전문가 양성을 목적으로 하기 때문에 야외 지질학 탐구 요소 중 4~5개를 다양하게 포함하고 있으며 공간적 사고 및 통시적 사고의 비율도 높게 나타났고, 지질도 작성 등 전문 기술을 요구하는 활동이 자주 활용되었다. 과학 교사 대상 답사는 초중고생 및 지질학 관련 전공생 대상 답사의 특징이 혼합된 형태로 나타났다. 포함된 탐구 요소의 다양성, 지질학자가 수행하는 활동과의 유사성, 학습자의 자율성 등을 종합적으로 고려했을 때 지질학 관련 전공생 대상 답사가 다른 교육 대상의 답사보다 야외 지질학 탐구의 실제성이 높은 것으로 평가되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 참 과학 탐구로서 지질 답사교육의 활용을 위한 시사점을 제시했다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.101-104
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• 2009

This study investigated compensatory mechanisms in the brain during a verbal working memory task among people with Alcohol Use Disorders (AUD). A total of 21 college male students participated in the study: eleven AUD participants and 10 normal controls. Study participants were asked to complete the Korean version of the Wechsler Adult Intelligence Scale-III (K-WAIS-III) prior to the fMRI experiment. Verbal 0-back and 2-back tasks were used to assess brain activities of the participants' verbal working memory. Brain scanning was performed on Siemens SONATA 1.5T Scanner while participants were performing the 0-back and 2-back tasks. Within the AUD group, participants with greater dependency to alcohol (based on DSM-IV criteria) in the past 1 year showed lower mean score on the 'Similarities' of the K-WAIS-III (r=-0.63, p<0.05, N=11). The more participants experienced alcohol withdrawal symptoms in the past 1 year, the lower the score they received on the K-WAIS-III 'Picture Arrangement' (r=-0.69, p<0.05, n=11). The fMRI regression results showed that individuals who present greater degree of alcohol dependency symptoms are likely to show greater brain activation in the bilateral middle frontal gyri (BA 9) during the verbal working memory task. The degree of alcohol withdrawal symptoms were associated with increased brain activation in the left superior and middle frontal gyri (BA8), left precentral gyrus (BA 6), and left inferior parietal lobule (BA 40). The study findings showed that the degree of alcohol abuse/dependence and withdrawal symptoms were associated with decreased cognitive function and increased activations in brain regions particularly important for abstract reasoning (BA 9), central executive (BA 9), or spatial storage (BA 40) during a working memory task. Therefore, these results could support previous studies suggesting that the neural system of people with ADD may adopt a brain compensatory mechanism to maintain normal level of cognitive functions.

• 인지과학
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• 제27권2호
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• pp.159-219
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• 2016

수학적 사고력은 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 학업적인 성취와 과학기술의 혁신에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 학제 간 연구 분야인 수 인지(numerical cognition) 및 수학적 인지와 관련된 최근의 인지신경학적 연구 결과들을 종합하여 개관하였다. 첫째로 수학적 사고의 기초가 되는 뇌 기제의 위치와 정보처리 메커니즘을 확인하였다. 수학적 사고는 영역 특정적(domain specific)인 기능인 수 감각과 시공간적 능력뿐만 아니라 영역 일반적(domain general)인 기능인 언어, 장기기억, 작업 기억(working memory) 등을 기초로 하며 이를 토대로 추상화, 추론 등의 고차원적인 사고를 한다. 이 중에서 수 감각과 시공간적 능력은 두정엽(parietal lobe)을 기반으로 한다. 두 번째로는 수학적 사고 능력에서 관찰되는 개인 차이에 대하여 고찰하였다. 특히 수학 영재들의 신경학적인 특성을 신경망 효율성(neural efficiency)의 관점에서 고찰해 보았다. 그 결과 높은 지능이란 두뇌가 얼마나 많이 일하느냐가 아니라 얼마나 효율적으로 일하는가에 달렸다는 사실을 확인하였다. 수학 영재들의 또 다른 특성은 좌반구와 우반구 간의 연결과 반구 내에서 전두엽과 두정엽의 연결이 뛰어나다는 사실이다. 세 번째로는 학습과 훈련, 그리고 성장에 따른 변화 및 발전에 대한 분석이다. 개인이 성장하며, 수학 학습과 훈련을 하게 될 때 이에 따라 두뇌 피질에서도 변화가 반영되어 나타난다. 그 변화를 피질에서의 활성화 수준의 변화, 재분배, 구조적 변화라는 관점에서 해석하였다. 이 중에서 구조적 변화는 결국 신경 가소성(neural plasticity)을 의미한다. 마지막으로 수학적 창의성은 수학적 지식(개념)을 기초로 하여 수학적 개념들을 결합하는 단계가 요구되며, 그 후 결합된 개념들 중에서 심미적인 선택을 통해 수학적 발명(발견)으로 연결된다. 전문성이 높아질수록 결합과 선택이라는 두 단계가 더욱 중요해진다.