• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.325-331
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• 2015

이 연구에서는 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습의 효과를 개념 이해도, 개념 파지, 학업 성취도, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움, 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시의 한 남녀 공학 중학교 1학년 4개 학급을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하고, 7차시 동안 '분자의 운동'에 대하여 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 처치 집단의 개념 검사, 개념 파지검사, 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 즐거움 검사의 점수가 통제집단에 비하여 유의미하게 높았다. 학업 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으나, 그 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다. 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 학생들의 인식도 긍정적인 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권1호
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• pp.83-92
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• 1998

본 연구에서는 제한물질을 포함하고 있는 화학양론에 관한 개념 회상 및 응용에 미치는 비유물의 체계성과 표현 방식의 효과를 조사하였다. 체계성은 인과 구조를 어느 정도 명확하게 포함하느냐에 따라 구분하였고 표현 방식은 언어 형태와 언어와 그림 양 형태로 구성하였다. 137명의 중학생들에게 네 가지 유형의 비유물을 무선 배치하고 이를 학습하도록 하였다. 처치 이전에 Group Assessment of Logical Thinking 검사를 실시하고 그 점수를 공변인으로 사용하였다. 처치 이후에 연구자가 제작한 개념 검사를 바로 실시하고 4주 후에 파지 검사를 실시하였다. ANCOVA 분석 결과 체계성은 표현 방식에 관계없이 학습 직후 개념 응용에 긍정적인 영향을 미쳤다. 그러나 파지 검사의 개념 응용 문제에서는 체계성에 따른 주효과는 없고 표현 방식과의 상호작용 효과가 있었다. 이러한 결과는 언어와 그림 양 형태로 제작한 체계적인 비유물이 개념 응용에 가장 효과적임을 나타낸다. 이에 대한 교육학적 합의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권7호
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• pp.631-638
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• 2007

이 연구에서는 물리적 비유를 사용한 학생 중심 비유 수업의 효과를 학생들의 개념 이해와 응용, 개념 이해 및 응용의 파지, 과학 수업 환경에 대한 인식, 비유 수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시에 소재한 중학교에서 1학년 6학급(208명)을 선정하여 통제 집단, 교사 중심 비유(TCA) 집단, 학생 중심 비유(SCA) 집단에 배치하고, '물질의 세 가지 상태' 및 '분자의 운동'에 대해서 8차시 동안 수업을 실시하였다. 연구 결과, 개념 이해, 개념 및 응용의 파지, 과학 수업 환경에 대한 인식에서 SCA 집단의 점수는 다른 집단들보다 유의미하게 높았다. 개념 응용에서도 SCA 집단의 점수가 다른 집단들보다 높았으나, SCA 집단과 통제 집단 간에만 유의미한 점수 차이가 있었다. TCA 집단은 응용의 파지에서만 통제 집단보다 학생들의 점수가 높았다. 또한, SCA 집단의 학생들은 TCA 집단에서보다 비유 수업에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.294-294
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• 2013

자연계의 많은 생물들은 의사소통이나 분위기 표현, 위장 등을 하기위해 자신의 색을 바꾸는 것으로 알려져 있으며, 현재 많은 연구자들이 이러한 자연 현상으로부터 영감을 받아 생체모방 구조와 메커니즘을 이용한 바이오센서를 개발하고 있다. 하지만 기존의 컬러센서는 수용체 개발에 있어 복잡한 디자인, 어려운 합성 방법 및 낮은 감도와 저선택성 등의 한계점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서 우리는 바이러스(M13-박테리오파지)를 기반으로 한 신개념 고감도 고선택성 컬러센서를 개발하고자 한다. 우리가 개발하고자 하는 컬러센서는 자가 조립방법으로 만들어진 나노 구조체로 형성되어 있으며, 다양한 종류의 화학물질이나 오염물질을 감지할 수 있다. 이 컬러센서는 아주 낮은 농도의 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds)을 감지해 색변화를 보였으며, 다양한 독성 물질이나 방향족을 가진 화학 물질을 감지할 수 있었다. 따라서 우리가 개발한 컬러 센서는 국가의 안보나 국민의 건강을 증진시키기에 아주 유용할 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.293.2-293.2
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• 2013

구조색에 기반을 둔 반사형 디스플레이는 낮은 전력 소모와 쉬운 제조 과정뿐만 아니라 후광 없이 작동이 가능한 장점으로 인해 최근 많은 주목을 받고 있다. 하지만 기술적으로 다양한 색체 구현이 어려워 현재까지는 많이 응용되고 있지는 않다. 이에 본 연구에서 우리는 바이러스(M13-박테리오파지)를 기반으로 한 신개념 컬러 디스플레이를 개발하고자 한다. 우리가 개발하고자 하는 컬러디스플레이는 자가 조립방법으로 만들어진 나노 구조체로 형성되어 있으며, 간단한 실험 조건 조절을 통해 다양한 색깔 구현을 할 수 있다. 특히, MEMS 공정으로 자체 제작한 Micro Heater의 온도 조절을 통해 자가 조립된 나노 구조체의 간격 주기를 조절 하면, 기존에 형성된 색을 원하는대로 자유롭게 바꿀 수 있다. 우리가 개발하고자하는 생체 재료 기반 컬러 소자는 차세대 디스플레이의 또 다른 새로운 시도가 되리라 생각한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.898-909
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• 2009

이 연구에서는 화학 개념학습에서 역할놀이 비유가 대응 관계 이해도 및 대응 오류에 미치는 영향을 비유추론 능력에 따라 조사하였다. 중학교 1학년 학생 151명을 비교 집단과 '원 안에서 달리기' 역할놀이 비유를 사용한 처치 집단으로 배치하였다. 목표 개념인 '기체의 부피와 압력의 관계'에 대한 각 집단별 수업을 진행한 후, 바로 다음 차시에 대응 관계 이해도 검사를 실시하였고, 4주 후에 파지 검사를 실시하였다. 또한, 대표적인 대응 오류를 범한 학생들의 대응 과정을 조사하기 위해 면담을 실시하였다. 연구 결과, 역할 놀이 비유는 학생들의 비유 추론 능력에 관계없이 대응 관계 이해 및 대응 관계 이해 파지를 향상시키는 것으로 나타났다. 대응 오류에서도 역할놀이 비유를 사용한 처치 집단 학생들이 비교 집단 학생들보다 대응 오류의 빈도가 낮았다. 그러나 두 집단의 학생들 모두 유사한 대응 오류를 범하는 것으로 나타났고, 학생들의 비유 추론 능력에 따른 대응 오류 유형별 빈도 차이는 없었다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제48권1호
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• pp.77-84
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• 2004

이 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 물질과 관련된 개념 이해에 대한 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시하는데 목적이 있다. 연구를 위하여 과학 교과서 중 관련 단원 내용을 분석하여, 공-막대(ball-and-stick) 모형을 개발하고 이를 이용한 수업의 효과를 분석하였다. 연구 대상은 서울 지역 여자 중학교 2학년 130명이며, 전통적인 강의식 수업과 공-막대 모형을 이용한 수업의 효과를 중학생들의 인지 수준에 따라 살펴보았다. 수업 전에는 학습자의 특성을 알아보기 위해 논리적 사고력 검사를 실시하였고, 수업 후에는 개념 검사, 과학에 관련된 태도 검사 등을 실시하였다. 그리고 10개월 후에 파지 효과를 알아보기 위해 개념 검사를 다시 한번 더 실시하였다. 연구 결과에 의하면 공-막대 모형을 이용한 수업을 실시한 실험 집단이 과학 개념의 이해도와 파지 효과에서 유의미하게 높은 효과가 있었으며, 또한 과학에 대한 태도와 과학 교과에 대한 태도에서 모두 긍정적인 효과가 있었다. 그리고 인지 수준별로는 구체적 조작기의 학습자에게서 파지 효과가 높았다. 이러한 연구 결과로 볼 때, 구체적 조작기와 과도기가 많은 중학생들에게는 모형을 이용하여 직접 조립하고 구체적으로 물질의 형태를 만들어 보도록 하는 것이 학습 흥미도를 높여 주며, 물질이라는 거시 세계와 원자라는 미시 세계를 연결시켜 주어 학생들이 올바른 과학 개념을 형성하는데 효과적인 것으로 생각된다.

• 대한화학회지
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• 제54권2호
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• pp.248-256
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• 2010

이 연구에서는 보일의 법칙에 대한 개념 학습에서 비유의 부연 수준이 학생들의 대응 관계 이해 및 개념 이해에 미치는 영향과 학생들이 범하는 대응 오류 유형을 조사하였다. 본 수업 이전에 비유 추론 능력 검사를 실시하여, 그 점수를 구획 변인으로 사용하였다. 중학교 1학년 학생들에게 비유의 부연 수준에 따른 단순, 부연, 확장의 세 가지 유형의 비유 학습 활동지를 무선 배포하여 학습하도록 한 직후에, 대응 관계 이해도와 개념 이해도 검사를 실시하였다. 또한, 두 검사에 대한 파지 검사를 4주 후에 실시하였다. 분석 결과, 대응 관계 이해도의 직후 검사에서는 비유의 부연 수준에 따른 주효과는 없었지만, 비유 추론 능력과의 상호작용 효과가 있었다. 개념 이해도 파지 검사에서는 부연 집단의 점수가 단순 집단보다 높게 나타났으나, 세 집단 간 점수 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. 전체 대응 오류의 빈도는 단순 집단이 가장 높았고, 대응 오류 유형별 빈도에서도 대부분 단순 집단의 빈도가 부연 집단과 확장 집단의 빈도보다 높았다. 또한, 대응 오류 유형별 빈도는 학생들의 비유 추론 능력 수준에 따라 차이가 있었다. 따라서 이 연구 결과는 과학교사들이 체계적인 비유 사용 수업을 계획하고 실천하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권8호
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• pp.1044-1059
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• 2010

이 연구에서는 과학 개념학습에서 비유의 사용 방식이 학생들의 비유 추론 능력에 따라 개념 이해와 대응 관계의 이해 및 파지에 미치는 영향을 조사하고, 비유 사용 방식에 따른 대응 오류의 양상을 비교하였다. 또한, 역할놀이 비유 활동에 대한 인식을 조사하였다. 중학교 1학년 152명을 두 집단에 배치하여 처치 집단에서는 '기체의 압력과 부피의 관계'에 대한 체험 중심의 역할놀이 비유 수업을, 비교 집단에서는 교사 설명 중심의 비유 수업을 진행하여 그 효과를 비교하였다. 연구 결과, 학생들의 비유 추론 능력에 관계없이 역할놀이 비유 활동을 사용한 수업이 교사 설명 중심의 비유 수업보다 학생들의 개념 이해에 효과적이었으며, 목표 개념과 비유물의 대응 관계를 오래 기억하도록 하는데 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 비유 사용 방식에 따라 학생들이 범하는 대응 오류의 양상에는 큰 차이가 없었으나, 역할놀이 비유 수업을 받은 학생들은 대응 관계 이해도 파지 검사에서 대응 오류의 빈도가 더 낮았다. 학생들은 역할놀이 비유 활동을 수행하는데 어려움이 없었고 활동에 적극적으로 참여했다고 응답하는 경우가 많았으며, 활동에 대한 흥미도가 높았다. 이에 대한 교육학적 함의를 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제46권5호
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• pp.456-465
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• 2002

이 연구의 목적은 눈에 보이지 않는 미시세계의 현상을 눈으로 볼수 있도록 애니메이션 자료를 개발하고 그 교육적 효과를 알아보는 것이다. 개발한 11개의 애니메이션 자료는 분자, 이온, 전자 등 입자 수준의 미시세계를 동영상으로 나타내었으며 교사가 ''전기화학''단원을 가르칠 때 사용할 수 있도록 하였다. 연구대상은 중학교 3학년 151명이었으며, 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 애니메이션 자료를 이용한 수업과 전통적 수업을 16차시 동안 실시하였다. 처치 전에 학습자의 특성을 조사하기 위해 논리적 사고력 검사와 사전 개념 검사를 실시하였고 처치 후에는 사후 개념 검사, 과학에 관련된 태도 검사, 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다. 그리고 4개월 후에 파지 효과를 알아보기 위해 사후 개념 검사를 다시 한번 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 애니메이션 자료를 활용한 수업을 실시한 실험 집단이 개념 이해 검사에서 통제 집단보다 유의미하게 높은 점수를 얻었으며, 파지 검사와 태도 검사에서도 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 이는 눈으로 볼 수 없는 미시세계에서 입자의 움직임을 보여준 수업 자료가 학생들의 개념이해와 학습 흥미도 증진에 효과적임을 의미하는 것이다.