• 제목/요약/키워드: students with science learning difficulties

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A Preliminary Study of the Application of Prototyping Tools for Design Education Plans; Focusing on Open Source Microcontroller Boards

  • Nam, Wonsuk
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제6권2호
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    • pp.107-116
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    • 2018
  • In the past, design has been recognized as a means to determine colors, shapes, and functions Recently, however, it has been accepted in a wider sense, namely designing the entire service, including product and user experience design. In this way, in addition to creativity and expressive power that designers have as their main competence, according to the expansion of this design object, designers are required to have comprehensive abilities in related fields and accompanying technical professional abilities. If designing as a technology application as a direction toward this situation, design education can be carried out by approaching technology as a method of expression or design subject. It can also be an effective alternative towards improving the understanding of technology. Meanwhile, many small microcontroller board products with advanced functions and multi-functional specialized programming integrated development environments (IDEs) are becoming widespread due to their open source, low cost, and scalable features. However, students in the design department who lack the basic knowledge of science and engineering have difficulties learning, which requires considerable time and is required for practical use. From this point of view, we have made advancements in the technical understanding of design education by conducting fundamental research to the effectiveness of microcontroller-based prototyping tools as means of expression. We also conducted basic education of microcontroller boards for a certain period of time on students who majored in design in conjunction with the basic survey and investigated the obstacle factors using a questionnaire. Through these surveys, we have confirmed the necessity of designing microcontroller boards of low difficulty, which simplify the coding process that can act as a barrier in difficulty for design students to apply smoothly in design education. In addition, we intend to carry out a basic study on the guideline of microcontroller design for design education and composition of education programs.

화학 교재 및 화학 교사들의 Brønsted-Lowry 산-염기 개념에 대한 분석 (An Analysis of Chemistry Textbooks' and Teachers' Conceptions on Brønsted-Lowry Acid-Base)

  • 김성기;박철용;최희;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제61권2호
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    • pp.65-76
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    • 2017
  • 본 연구는 학생들이 Brønsted-Lowry 산, 염기 학습에 어려움을 갖는 요인을 각 정의가 갖는 관점을 중심으로 알아보았다. 이를 알아보기 위해 학생의 학습에 많은 영향을 주는 교과서의 진술방식과 교사의 인식을 연구대상으로 하였다. 교과서는 Brønsted-Lowry 정의가 다루어지는 화학 I 4종과 EBS 2종이 분석되었으며, 교사는 Brønsted-Lowry 정의를 가르친 경험이 있는 24명의 교사를 대상으로 하였다. 교과서 분석 결과 (1) 정의의 관점이 배제된 진술 방식, (2) 아레니우스 정의로 수렴화된 진술 방식을 보였다. 교사의 인식 분석 결과 (1) 관점이 하나인 교사들, (2) 다양한 정의의 공존에 대한 이유를 인식하지 못한 교사이었다. 이는 Arrhenius와 Brønsted-Lowry 정의의 각 관점을 인식하지 못함으로 설명될 수 있다. 학생의 Brønsted-Lowry 학습을 신장시키기 위해서는 학생들이 각 정의에 맞는 관점을 획득해야 한다. 이를 위해 각 정의의 관점을 획득할 수 있는 예비교사 양성과정과정의의 관점에 맞는 교과서 진술 방식의 수정을 제안하고자 한다.

중학생의 동물 분류에서 오류 원인이 되는 사고 내용 분석 (Analyses of Middle School Students' Thoughts Causing Common Mistakes on Animal Classification)

  • 김운화;황의욱;김용진
    • 과학교육연구지
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    • 제36권1호
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    • pp.153-165
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    • 2012
  • 이 연구에서는 중학생(N=300)을 대상으로 질문지와 면담을 통해 주요 동물의 분류에 관한 오류와 그 이유가 되는 사고 내용을 조사하였다. 연구결과, 척추동물과 무척추동물로 분류하는데 있어서 뱀(31.7%), 새우(28.3%), 거북이(25.6%), 개구리(24.7%), 불가사리(10.7%) 등의 순서로 오류의 빈도가 높았다. 이러한 오류의 이유는 각 동물의 운동 특성과 외형적 특성에 따른 직관적 사고, 다른 동물의 특성에 비유하여 잘못된 유추를 하는 것, 각 동물의 척추 관찰 부족 때문인 것으로 나타났다. 또한 척추동물의 하위분류군을 구분함에 있어서 '도롱뇽은 파충류(45.3%), 거북이는 양서류(40.3%)'로 대안개념을 갖는 오류가 높게 나타났다. 그 이유는 분류 용어의 모호함으로 인한 혼동과 각 동물의 생리 생태적 특성을 분류 기준의 특성에 연계시키지 못하는 것에 있었다. 박쥐, 고래, 펭귄의 분류에서는 사회 문화적 요인이 오류의 빈도에 영향을 주었다. 동물 분류의 교수 학습이 암기 위주의 주입식보다는 관찰을 통한 분류 기준의 특성을 탐색하는 활동의 지도가 필요하다.

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European Experience in Implementing Innovative Educational Technologies in the Field of Culture and the Arts: Current Problems and Vectors of Development

  • Kdyrova, I.O.;Grynyshyna, M.O.;Yur, M.V.;Osadcha, O.A.;Varyvonchyk, A.
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권5호
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    • pp.39-48
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    • 2022
  • The main purpose of the work is to analyze modern innovative educational practices in the field of culture and art and their effectiveness in the context of the spread of digitalization trends. The study used general scientific theoretical methods of analysis, synthesis, analogy, comparative, induction, deduction, reductionism, and a number of others, allowing you to fully understand the pattern of modern modernization processes in a long historical development and demonstrate how the rejection of the negativity of progress allows talented artists to realize their own potential. The study established the advantages and disadvantages of involving innovative technologies in the educational process on the example of European experience and outlined possible ways of implementing digitalization processes in Ukrainian institutions of higher education, formulated the main difficulties encountered by teachers and students in the use of technological innovation in the pandemic. The rapid development of digital technologies has had a great impact on the sphere of culture and art, both visual, scenic, and musical in all processes: creation, reproduction, perception, learning, etc. In the field of art education, there is a synthesis of creative practices with digital technologies. In terms of music education, these processes at the present stage are provided with digital tools of specially developed software (music programs for composition and typing of musical text, recording, and correction of sound, for quality listening to the whole work or its fragments) for training programs used in institutional education and non-institutional learning as a means of independent mastering of the theory and practice of music-making, as well as other programs and technical tools without which contemporary art cannot be imagined. In modern stage education, the involvement of video technologies, means of remote communication, allowing realtime adjustment of the educational process, is actualized. In the sphere of fine arts, there is a transformation of communicative forms of interaction between the teacher and students, which in the conditions of the pandemic are of two-way communication with the help of information and communication technologies. At this stage, there is an intensification of transformation processes in the educational industry in the areas of culture and art.

초등학교 과학 연극 수업 사례 연구 (Case Study on Science Drama in Elementary School)

  • 윤혜경;라지연;장병기
    • 한국과학교육학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.902-915
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    • 2004
  • 과학교육 매체로서 연극의 활용가능성을 탐색하기 위해 초등학생의 수준에 적절한 과학 연극 두 편을 개발하고, 개발된 과학 연극을 학교 현장에서 지도함으로써 과학 연극을 통한 과학 교수 학습의 효과를 살펴보았다. 개발한 연극은 미국의 원자폭탄 개발을 다룬 '맨해튼 계획'과 혈액형의 유전 방법을 다룬 '엄마, 난 O형 이래요' 두 가지로 전자는 과학 논쟁 연극이고, 후자는 과학 개념 연극이다. 또한 6단계로 구성된 과학 연극 수업 모형과 지도 교사를 위한 지도안을 구성하였다. 과학 개념 연극은 3학년 학생을 대상으로 실시하였고, 과학 논쟁 연극은 5학년 학생을 대상으로 실시하였다. 지도 교사는 연극 수업의 준비, 실시과정에서 일지를 통해 학급에서 일어났었던 일과 이에 대한 자신의 생각을 정리하였으며, 과학 연극 수업은 비디오로 녹화 분석되었다. 또 과학 연극에 대한 학생의 반응을 알아보기 위해 일부 학생을 대상으로 면담을 실시하고, 전체 학생을 대상으로 설문을 실시하였다. 면담은 연극 참여 학생 일부와 관람 학생 일부를 대상으로 지도 교사가 연극 수업 직후 비형식적 방법으로 실시하였다. 수업 직후 실시된 설문에서는 과학 연극 수업에 대한 반응을 5점 척도로 조사하고(4문항), 수업 전후의 생각을 비교하게 하거나 수업을 통해 알게 된 내용을 쓰도록 하였다. 연구 결과 두 과학 연극 수업에 대한 학생들과 지도교사의 반응은 매우 긍정적이었으며, '맨해튼 계획' 보다는 '엄마, 난 O형 이래요' 가, 남학생보다는 여학생이 좀 더 긍정적인 반응을 보였으며 또 다른 과학 연극 수업을 기 대하기도 하였다. '엄마, 난 O형 이래요' 의 경우 연극에서 다룬 과학 지식의 내용을 대부분의 학생들(93%)이 잘 이해했으며, '맨해튼 계획' 의 경우 연극 관람 후, 원자폭탄의 사회적 이용에 대한 보다 다양한 책임 소재를 인식하였다. 그러나 핵의 위력(위험성)과 원자폭탄의 피해 상황을 부각하여 인식하는 경향도 발견되었다. 이러한 결과는 과학 연극 수업시, 주제와 관련된 학습 활동이나 토론 등을 보다 적극적으로 계획하고 실시하는 것이 필요함을 시사한다. 한편 지도 교사는 연극이라는 형식이 매우 새롭고 다른 수업 방법으로 다루기 어려운 내용을 지도할 수 있음을 인식하였으며 과학 연극 수업에 학생들의 흥미와 참여도가 높은 것에 대해 만족해했다. 그러나 두 경우 모두 이러한 과학 연극 수업이 정규 수업 외에 교사가 별도의 시간을 할애하여 준비해야 한다는 점에서 어려움이 있음을 지적하였다.

초등학교에서 속력 관련 단원의 교육과정 및 교과서 내용 구성에 관한 논의 (Composition of Curriculums and Textbooks for Speed-Related Units in Elementary School)

  • 전영석
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제41권4호
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    • pp.658-672
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    • 2022
  • 초등학교 과학에서 속력 관련 단원의 독특한 교수·학습 곤란은 주로 학생의 수학적 사고력 및 속력의 측정과 관련된 절차적 지식의 부족에 기인한 것으로, 교육과정 및 교과서는 이점을 고려하여 구성할 필요가 있다. 속력 단원의 교육과정 및 교과서 내용 구성과 관련된 시사점을 얻기 위하여 2007 개정 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지 3개 교육과정 및 이에 따른 교과서의 속력 관련 단원의 구성 체계와 내용을 살펴보고, 선행 연구에 비추어 적절성을 분석하였다. 분석 결과를 통해 현재의 내용 구성은 이동 거리와 시간 및 속력 사이의 입체적인 관계를 파악하기 보다는 암기에 의한 기계적 알고리즘을 통해 물체의 속력만을 계산할 위험이 있어 이중 수직선과 같은 시각화 모형 및 간단한 수를 활용하여 속력의 의미를 단계적으로 학습할 수 있도록 재구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 또한 조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 물체의 운동을 해석하는 활동보다는 실제 운동하는 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 직접 측정하여 그래프로 나타내고 분석하도록 함으로써 과정 기능 등 탐구 수행 능력을 향상시키는 것의 필요성에 대해 논의하였다. 마지막으로 적용 차시에서 현재의 교육과정과 교과서에서는 일상생활과의 연계를 강조하고 있지만 단원의 주된 학습 내용인 운동학과는 다소 다르게 동역학과 관련된 내용을 다루고 있어 학습한 내용을 익히고 활용할 수 있도록 속력과 관련된 사례를 중심으로 내용을 새롭게 구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 새 교육과정 및 교과서에서는 학습하기 어렵고 지도하기 까다로운 내용을 제외하기 보다는 과학의 가치를 깨닫고 과학 학습을 향유할 수 있도록 핵심 주제를 체계적으로 깊이 학습할 기회를 제공할 것을 제안한다.

사범대학 물리교육과의 전공 교육과정에 관한 예비 교사의 의견과 요구 (Pre-service Teachers' Opinions and Needs on the Physics Education Major Curriculum in College)

  • 조광희
    • 과학교육연구지
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    • 제37권2호
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    • pp.374-388
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    • 2013
  • 이 연구에서는 교사 양성을 위한 전공 교육과정에 관하여 물리교육과 재학생의 인식을 조사하고 개선 방안을 탐색하고자 하였다. 이를 위하여 한 사범대학의 물리교육과에 재학 중인 3학년 15명, 4학년 13명을 대상으로 설문을 실시하였다. 응답자 중 24명(86 %)이 고등학교에서 물리 I을 이수하였고, 22명(79%)은 대학수학능력시험에서 물리 I과목에 응시하였다. 설문 결과에 따르면 본인에게 현재 가장 필요한 영역으로 고등학교 물리 수준의 이해(36%), 일반물리학 수준의 이해(29 %) 등이 많이 선택되었다. 또 가장 필요한 신설 강좌로 응답자의 61 %(17명)가 고등학교 물리 수준의 강좌를 지목하였다. 아울러 일반물리학에 대한 학습이 필요하다는 점에 있어 비교적 일관된 의견을 보였다. 구체적으로 살펴보면 재학생들은 연습 문제 풀이가 어렵고 이해가 부족하여, 일반물리학 학습 과정에서 어려움을 겪는다고 응답하였다. 일반물리학 강좌의 개선 방안으로는 핵심 개념 이해를 위한 충분한 설명을 가장 우선시하였다. 이처럼 설문에 참여한 예비 교사들은 대체로 고교 물리 및 일반물리학의 이해를 도와줄 수 있는 방향으로 대학의 전공 교육과정이 개정되기를 희망하였다. 다만 고등학교에서 물리 II를 이수한 학생과 전혀 이수하지 않은 학생 사이에 의견 차이가 있었다. 새 교육과정의 적용 및 대학수학능력시험의 선택 과목 축소 등에 따라 향후 고등학교에서 물리를 이수하고 물리교육과에 입학하는 학생이 더욱 줄어들 것으로 예상되기 때문에, 학습 수요를 고려하여 전공 교육과정을 개정하는 방안을 다각적으로 검토할 필요가 있다.

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창의적 사고기법을 활용한 창의교육 수업프로그램 개발 및 적용 (Development and Application of Creative Education Learning Program Using Creative Thinking Methods)

  • 한신;김형범;이창환
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.162-174
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    • 2020
  • 이 연구의 목적은 창의적 사고기법 중 하나인 비유를 활용한 창의교육 수업프로그램을 개발하였으며, 무선 표집된 6개의 중학교 338명의 학생들을 대상으로 개발된 프로그램의 효과성을 알아보았다. 2015 개정 과학과 교육과정 중 '천문' 내용요소를 중심으로 비유를 활용한 창의교육 수업프로그램을 개발하였다. 개발한 창의교육 수업프로그램은 전문가 집단을 구성하여 3차례에 걸쳐 수정, 보완하여 프로그램의 타당성을 검증받았으며, 최종 개발된 프로그램은 블록타임을 포함하여 총 4차시에 걸쳐 현장에 적용하였다. 이에 따른 효과성을 알아보기 위해 창의교육 수업만족도 검사와 창의적 사고과정 검사를 실시하였다. 즉 창의교육 수업만족도 검사는 프로그램 처치 후에 창의적 사고과정 검사는 처지 전과 후에 실시하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서는 창의적 사고 기법을 활용하면서 학생들이 자발적이고, 능동적으로 창의교육 프로그램에 참여하는데 주안점을 두고 프로그램을 개발하였다. 둘째, 창의적 사고기법의 비유를 활용한 창의교육 프로그램에 대한 수업 전·후에 대한 통계적 검정 결과에서는 유의미한 결과 값을 나타내었다(p<.05). 즉, 창의교육 수업에 대한 학생들의 사전·사후점수 차에 의한 대응 표본 t검정에서 모두 유의미한 통계적 검정 결과를 나타내어(p <.05), 비유를 활용한 창의교육 프로그램이 연구 참여자들에게 긍정적인 영향을 끼친 것으로 나타났다. 셋째, 창의교육 수업 만족도에서는 전체 338명중 101명(30%)이 '매우 그렇다', 137명(41%)가 '대체로 그렇다'로 응답하여 전체적으로 수업에 대한 만족도가 높은 것으로 확인되었다. 다만, 창의교육 수업에 대한 어려운 점에 대해 137명(41%)이 '시간 부족'을 주요 원인으로 응답하였으며, 다음으로 98명(30%)이 '해결해야 하는 문제의 어려움', 73명(22%)이 '친구와의 의견충돌' 및 24명(7%)이 '수업 내용의 어려움'으로 응답하여 향후 창의교육 프로그램 개발 시 고려해야 할 점으로 판단되었다.

과학교과서의 학년 간 언어적 특성 분석 -텍스트 정합성을 중심으로- (An Analysis of Linguistic Features in Science Textbooks across Grade Levels: Focus on Text Cohesion)

  • 류지수;전문기
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.71-82
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    • 2021
  • 교과서를 통한 학습의 효율성을 최대화하기 위해서는 교과서에 수록된 텍스트 특성이 예상된 학습자의 특성(i.e., 언어적 및 인지적 능력, 배경지식 수준)에 따라 체계적으로 조절되어야 한다. 이에 따라 현재 연구에서는 과학교과서 개발에 이러한 체계적인 원칙이 반영되어 있는지를 알아보기 위하여 중학교 1, 2, 3학년 과학교과서의 학년 간 언어적 특성을 비교 분석하였다. 구체적으로 한국어 분석 프로그램인 Auto-Kohesion 시스템을 활용하여 기존 텍스트 분석 연구에 많이 활용되었던 텍스트 표층 구조 측정치, 어휘 관련 측정치, 통사적 복잡성 측정치와 같은 피상적 측정치에 더하여 여러 정합성 관련 측정치(e.g., 명사 반복, 접속사, 대명사)를 분석하였다. 주요 분석 결과, 대체로 어절 및 문장 길이, 어휘 빈도와 같은 피상적으로 두드러지는 특성에 대해서는 학년이 증가함에 따라 텍스트 복잡도가 상승하는 방향으로 단계적으로 조절이 이루어졌지만, 그 외의 많은 언어적 특질에 대해서는 체계적으로 조절되지 않은 것으로 나타났다. 특히 여러 정합성 측정치들이 교과서 개발 과정에서 충분히 고려되지 않은 것으로 시사되었다. 이러한 결과는 저학년 학습자들이 교과서를 사용할 때 발달 단계에 맞지 않는 어려운 텍스트를 접할 가능성이 있어서 학습 의욕 및 효율성 저하 현상이 발생할 수 있다는 것을 제시한다. 아울러 고학년 교과서가 고등 교육을 대비하여 더욱 복잡한 텍스트를 처리할 수 있는 능력을 개발시키기 위한 용도로 적절하지 않을 수 있음을 시사한다. 본 연구는, 추후 교과서 개발 과정에서, 예상된 독자 특성의 변화에 따라 정합성 측정치를 포함한 여러 언어적 특성이 단계적으로 조절되어야 함을 제안한다.

블렌디드 글로벌 강좌 유형 개발 및 비교 분석 (The Development of a Variety of Blended Global Courses and Their Comparative Analysis)

  • 김성백;권상철;박찬정
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제6권5호
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    • pp.173-185
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    • 2016
  • 복수학위/교환학생 프로그램의 활성화로 강좌의 교수진과 학생들이 글로벌화되고 있다. 그동안 기존의 오프라인 위주의 강좌에서 벗어나 온라인 강좌나 블렌디드 학습 기반 강좌가 연구개발 되어 왔다. 하지만 기존의 연구는 대학 내에 국한되어 있어 복수학위나 교환학생 프로그램에 대한 고려는 이루어지지 않고 있다. 글로벌 강좌를 개발하고 운영하기 위해서는 비용이나 효율성 측면에서 여러 가지 어려움이 수반된다. 이를 효과적으로 해결하기 위한 방안으로 온/오프라인을 융합한 블렌디드 글로벌 강좌의 운영이 필요하며 이에 대한 연구가 시급하다. 이를 위해 본 연구에서는 블렌디드 글로벌 강좌 모형을 제시 개발하였다. 해외 석학 중심의 글로벌 강좌 개설 및 운영을 위해 블렌디드 러닝 방법을 반영하여 개설 시기와 온/오프라인 상호 유기적 관계에 따라 크게 8가지로 유형을 고안하고 이들 유형 간의 상호 비교 분석을 하였다. 본 연구에서 제안하는 블렌디드 글로벌 강좌는 글로벌시대에 적합한 인재를 대학에서 양성하는 데 적용할 수 있을 것이다.