• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.68-69
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• 2010

본 연구의 목적은 서울시 소재 과학영재교육원에서 운영하는 프로그램에서 개발된 일부 모듈들에 구현되어있는 과학탐구과정 및 사고과정의 특징이 과학영재프로그램의 목적에 따른 목표를 성취할 수 있는지를 평가하고, 과학탐구과정이나 사고과정의 각 항목을 구현한 탐구의 실제를 알기 위한 것이다. 또, 본 연구의 결과를 토대로 모듈들에 대해 반성하고 개선점을 찾으려는 것이다. 연구 참여자들은 13명이며 연구 목적을 위해 첫째, 영재교육과정 및 평가에 관한 문헌을 근거로 과학영재프로그램의 목적과 목표를 설정, 둘째, 목적과 목표를 근거로 문헌에 제시된 분석틀들을 수정 개발, 셋째, 참여자들이 각자 모듈을 1개 선정하여 분석하고 이를 수정한 후 다시 분석하여 해석, 넷째, 분석결과의 해석을 토대로 반성을 하였다. 각 단계마다 각자 해결한 내용을 공개하고 모든 참여자들이 공개된 내용에 대해 비판하면서 합의하는 과정을 거쳤다. 합의 도출에 의해 첫째, 과학영재프로그램의 목적은 '탐구적 사고과정을 함양하고 지역사회에 유익한 새로운 지식을 창출한다.', 이에 대한 목표는 '자기 주도적인 탐구 계획 능력을 향상한다.'와 '숙달된 탐구 기능을 사용하여 실제문제를 해결할 수 있다.'로 설정하였다. 둘째, 분석틀은 '과학탐구과정' 과 '사고과정'의 두 범주로 구성하였으며, '과학탐구과정'에 해당하는 항목은 '사전탐구, 탐구방법, 해석적 탐구기술, 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성'으로, '사고과정'에 해당하는 항목들은 '논리적 사고, 창의적 사고'로 구성하였다. 셋째, 선정된 모듈들을 분석한 결과 모듈들은 대체로 탐구방법과 해석적 탐구기술을 많이 강조하였는데, 수정된 모듈들에서는 이 두 항목이 더욱 강조되었다. 특히, 해석적 탐구기술에서 의사소통능력, 탐구평가, 과학의 본성, 창의적 사고를 강조하는 탐구의 실제가 증가하였다. 수정후 증가된 항목들은 앞에서 설정한 두 가지 목표에 도달하는데 도움이 되는 항목들이라고 합의 선정되었던 것이므로, 이에 따라 수정 전 모듈보다 수정 후 모듈이 보다 더 영재프로그램의 목표에 도달하기에 적합한 것으로 판단하였다. 넷째, 연구결과를 토대로 반성한 점은 '목표' 에 '창의적 사고'와 '과학의 본성'에 대한 강조가 부족하다는 것, '목표'에서 '실제문제를 해결'할 수 있어야 한다는 것에 비해 '모듈'에서 다루는 주제는 '실제문제'가 아니라 학문적인 질문에 치우쳐 있다는 것, '자기 주도적인 탐구 계획 능력'을 향상시키는 탐구의 실제가 대체로 적게 제시되어 있다는 것이다. 이러한 반성을 영재프로그램의 각 모듈에서 모두 구현할 수 있는 것은 아니지만 본 연구에서 설정한 목적과 목표에 따라 프로그램을 개발하는 경우 이러한 반성점을 고려하여 모듈을 개발한다면 영재프로그램 전체적으로 볼 때는 모두 구현되어 있을 것이다. 본 연구는 서울시에 소재하는 과학영재교육원들에서 개발하여 사용하는 많은 모듈 중 극히 일부를 대상으로 하였으므로 연구 결과를 모든 과학영재프로그램에 적용하기에는 한계가 있다. 그러나 본 연구처럼 프로그램이나 모듈을 평가하려는 연구자들에게 일련의 평가단계에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권1호
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• pp.30-45
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• 2013

이 연구에서는 과학자의 창의성이 발현되는 과정을 분석할 수 있는 모델을 개발하고, 이를 사용하여 Archimedes의 왕관 문제를 해결하는 사고과정을 분석하였다. 그 결과 복잡해 보이는 과학자의 문제해결과정을 반복적이며 순환적인 모델로 표현할 수 있으며, Archimedes의 사례를 통해 과학자의 창의성에서 요구되었던 다양한 사고의 융합 과정을 분석할 수 있었다. 이 연구에서는 또한 과학자들의 창의적인 발견에서 실험의 역할을 제시하였으며, 과학교과서의 시각이 과학사적인 사실과 다른 이유에 대해서도 고찰해 보았다. 그리고 창의적 사고과정에서 귀추적 추론과 사전 지식의 중요성도 언급하였다. Archimedes는 역학이라는 사고판과 목욕이라는 일상의 사고판이 교차를 이루면서 왕관의 문제를 창의적으로 해결했다. 이 과정에서 귀추적 추론 과정과 사전 지식이 중요한 역할을 했다. Archimedes의 사례 이외에도 우리가 교과서를 통해 다루는 다양한 과학자들의 창의적인 발견 과정을 재구성할 수 있다면, 이러한 과정을 학생들이 경험하도록 교육의 단계를 제공함으로서 학생들이 창의적 사고 능력을 키워나갈 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.344-364
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• 2021

이 연구는 두 명의 초등교사가 컴퓨팅 사고를 어떻게 인식하고 이를 교육과정 재구성에 어떻게 반영하고 수업을 하게 되는지를 장기간의 걸친 교사연수과정을 통해 탐색한 것이다. 컴퓨팅 사고는 과학교육에 연계하는 새로운 교육정책 방향이기에 초등부터 나타나는 교사의 인식을 조사하고자 하였다. 교사와의 9번의 교사회의를 가졌으며 이는 매회 2시간 정도의 시간이 소요되었고, 그 시기에 교수하게 될 한 단원을 각자 인식아래 재구성을 하여 11차시의 수업과정안을 개발하였다. 자료수집은 9개월간에 걸쳐서 인터뷰, 교사회의, 수업과정안에서 수행되었으며, 이 자료는 수업 전후의 교사회의를 통한 논의, 수업과정안 등을 통해 수집되었으며, 컴퓨팅 사고를 인식하면서 나타난 초등교사의 컴퓨팅 사고의 인식은 다음과 같이 나타났다. 첫 번째, 과학교육의 목적인 과학적 소양의 정의가 확장되었음을 볼 수 있다. 즉 문제인식에서부터 창의적인 문제해결자를 양성하는 것이 과학적 소양이라고 인식하였다. 두 번째, 과학적 사고가 강조된 개념형성단계와 컴퓨팅 사고가 강조된 개념활용단계로 수업차시를 구분하였다. 세 번째, 컴퓨팅 사고는 인지적 사고과정이며, ICT는 기능적 도구라고 인식하였다. 네 번째, 컴퓨팅 사고 요소는 중복되어 반복적으로 나타나며, 순차적이지 않을 수 있다는 것이다. 마지막으로 컴퓨팅 사고의 활용을 통해 STEAM 교육을 활성화할 수 있다고 인식하고 있음을 보여주었다. 이 연구를 바탕으로 컴퓨팅 사고의 실천은 STEAM 교육의 활성화를 위한 도구로 사용될 수 있고 이를 위해서는 일회성이 아닌 지속적이고 전문적인 교사연수를 통해 컴퓨팅 사고 전문역량 강화를 할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2003년도 춘계종합학술대회논문집
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• pp.74-87
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• 2003

과학-기술-사회에서의 창의력 교육은 창의적 사고의 과정과 과학적 지식 발달 이론에 근거하여 기존의 창의력 개발 교육보다 진일보한 방식으로 이루어져야 할 것이며 영재아를 위한 창의력 개발 교육의 구체적인 방안과 실천이 요구되고 있다. Wallas, Weisberg 등의 의해 창의적 사고 과정에 대한 논의가 이루어져 왔으나 최근 Finke 등에 의해 창의적 사고과정으로서 ‘생성단계’와 ‘탐구단계’로 구성된 GENEPLORE 사고 과정이 제안되었다. 또한, 창의력은 기반 지식의 영향으로 발휘된다는 연구들이 대두되어 왔음에도 불구하고, 지식발달론에 근거한 창의력 교육 문제는 논의 수준에 그치고 있다. Piaget(1977), Gallagher(1981) 등은 지식발달이 경험적 추상과 반성적 추상의 과정에 기초하여 이루어지고 있음을 이론적 및 실증적으로 규명해 낸 바 있으며 최근 인지과학 분야의 연구성과는 지식발달의 과정을 다루는데 초점 맞추어지고 있다. 이 연구에서는 컴퓨터, 네트웍, 바이오텍, 로봇, E-비즈니스, E-교육, E-건강, 나노텍, 오락 등의 과학-기술-사회 주제를 중심으로 영재아를 위한 ‘개인과 창의적 사고 방법 및 사횔 및 과학기술을 통합적으로 다루는 창의적 사고 모형을 개발’하였으며, 구체적인 프로그램 내용구성을 소개하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권1호
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• pp.70-83
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• 2007

교육에서 교사의 중요성은 수많은 연구를 통해 강조되어 왔다. 이는 교육의 수준과 질이 교사의 전문성과 밀접한 연관성이 있기 때문이다. 교사의 전문성을 신장시키기 위한 방법 중 교사의 반성적 사고는 많은 교사교육 과정에서 중요하게 다루어지고 있다. 반성에 대한 개념은 주로 Dewey와 $Sch\ddot{o}n$에 의해 정의된 것이 받아들여져 왔으나 교사의 반성적 사고를 그러한 개념적 정의에 비추어 구체적으로 알아보기에는 모호하고 어려운 점이 있다. 이에 본 연구에서는 "과학교사의 반성적 사고란 과학수업 상황에서 자신의 기존 지식, 신념, 그리고 실천 행위와 이에 모순되는 내 외적 요소들 간의 갈등을 인식하거나, 이를 해소하기 위하여 새로운 대안을 고려하는 사고과정을 의미한다."로 정의하였다. 또한, 이를 기술적, 전문적, 비판적 반성의 세 가지 유형으로 구분하고 구체적인 분류 기준틀을 개발하였다. 기술적 반성은 자신의 교육학적 신념이나 지식 그리고 교사 교육과정에서 학습한 기성의 교육학 이론이 교사의 실천, 외부 환경 또는 외부의 교육적인 지식과 갈등을 일으키며 교사의 새로운 실천과 지식을 만들어가는 과정이라고 할 수 있다. 전문적 반성은 교사자신의 교육학적 지식과 신념 그리고 실천이 외부의 교육학적 지식이나 환경 등과 모순을 일으킬 때 자신의 지식과 신념에 의문을 가지고 새로운 대안을 고려하게 되며, 이때 기존의 것과 새로운 대안 사이에 교육적 가치갈등의 과정을 거치는 사고 과정을 의미한다. 비판적 반성은 자신이 가지고 있는 사회문화적 지식과 신념 및 실천이 외부의 사회문화적 환경과 갈등을 일으키며, 자신의 지식, 신념, 그리고 실천을 새롭게 형성하는 과정이다. 본 연구에서는 위와 같은 각 반성적 사고의 과정과 함께 각각의 특성과 교사가 자신에게 물었을 때 각 유형의 반성적 사고가 일어날 수 있는 몇 가지 질문들을 초점으로 정리하여 '반성적 사고의 유형 분류 기준틀'을 개발하였다. 이후 본 연구에서 개발한 기준틀을 적용하여 예비 과학교사의 반성적 사고를 분석해 본 결과, 세 가지 유형의 반성적 사고를 실제 확인할 수 있었다. 예비 과학교사들은 반성적 사고의 세 가지 유형 중 특히 기술적 반성을 많이 하고 있었으며, 비판적 반성의 사례는 극히 드물었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.329-343
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• 2000

이 연구에서는 창의적 문제 해결력 신장을 위하여 중학교 과학 교육과정을 내용 지식, 과정 지식, 창의적 사고 기능의 3요소를 중심으로 재구성하였다. 내용 지식은 에너지, 변화, 구조, 상호작용, 안정성의 5가지 주제를 중심으로 구성하였으며, 과정 지식은 관찰, 분류, 측정, 의사소통, 추론, 예측의 기본 과정 지식과 가설설정, 실험설계, 실험, 자료수집 및 처리 통합적 과정 지식으로 구성하였다. 창의적 사고 기능은 확산적 사고와 비판적 사고로 규정하고, 확산적 사고의 요소로는 유창성, 융통성, 독창성을, 비판적 사고 요소로는 적절성, 신뢰성, 정교성을 선정하였다. 또한 이러한 창의적 사고 기능이 궁극적으로 문제해결을 가능하게 해야 한다고 보고 5가지의 과학적 문제해결 단계를 선정하였으며, 각 단계별로 확산적 사고와 비판적 사고의 요소들을 각각 적용하였다.

• 디자인학연구
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• 제21권
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• pp.1-12
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• 1997

본 연구는 인지과학으로부터 몇 가지의 이론을 이용하여 디자인의 사고과정 중의 일부를 설명함으로서, 인지과학으로부터의 지식을 디자인의 문제 해결에 응용하거나, 새로운 사고 발상 방법을 개발할 수 있는 가능성을 모색하기 위한 것이다. 디자인은 복합적이고 고도의 두뇌활동을 필요로 하는 영역이다. 그리고 인지과학은 인간의 두뇌활동을 연구하는 학문이다. 따라서 디자인과 인지과학의 연결은 디자인의 거의 전반에 걸쳐 응용될 가능성을 가지고 있다. 그 연결 가능성을 살펴보기 위하여 본 논문은 주로 아이디어 발상부분에 대한 사고의 과정을 인지과학으로 부터의 지식을 빌어 설명하여 보았다. 디자인의 프로세스와 사고 발상 과정을 인지과학의 지식구조에 대한 이론으로 해석해 본 결과, 디자인 사고 발상의 새로운 전개 가능성을 찾을 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제43권3호
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• pp.329-341
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• 2019

이 연구의 목적은 초등 과학 수업에서 절차적 사고 과정을 사용하여 학생들의 컴퓨팅적 사고와 창의적 문제해결 능력에 대한 교수 전략의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 과학수업에서 활용할 수 있는 절차적 사고 과정을 이용한 수업 전략이 개발하여 적용하였다. 이 연구의 대상은 김포시에 있는 S 초등학교의 실험반(29 명)과 비교반(29 명)의 6학년 학생이었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등과학 수업에서 절차적 사고과정의 수업전략을 활용한 실험반 학생들의 컴퓨팅 사고력은 비교반 학생들에 비해 높아졌으나 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 둘째, 실험반 학생들의 창의적 문제 해결력에 있어서도 비교반 학생보다 높게 향상되었고 이는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다(p < .05).

• 대한화학회지
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• 제55권5호
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• pp.846-856
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• 2011

이 연구에서는 중학교 1학년 과학영재들의 비유 만들기의 각 단계에서 나타나는 심상적 사고의 특성을 심상적 정보처리 과정의 측면에서 분석하였다. 연구 결과, 과학영재들의 비유 만들기 과정에서 이미지 산출, 이미지 조작, 이미지 표현의 심상적 정보처리 과정이 나타났다. 또한, 과학영재들은 비유 만들기 과정에서 지각 심상, 기억 심상, 상상 심상의 세 가지 유형의 심상을 활용하는 것으로 나타났으며, 활용한 심상의 유형에 따라 심상적 정보처리 과정에 차이가 있었다. 이를 바탕으로 비유 만들기에서 활용한 심상의 유형에 따른 심상적 정보처리 모델을 제안하였다. 이 연구의 결과는 비유적 사고와 심상적 사고의 상호 작용을 강조함으로써 과학영재의 심상적 사고를 촉진할 수 있는 비유 만들기 전략의 효과적인 활용 방안을 마련하는데 유용한 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권2호
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• pp.198-209
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• 2011

이 연구에서는 실험 저널쓰기에서 나타난 예비 과학교사의 실험에 대한 반성적 사고를 조사하였다. 이를 위하여 탐구기반 물리실험 수업에서 예비 과학교사들에게 매 주제의 실험 수행마다 실험 과정과 수행에 대한 결과 및 논의와 더불어 실험 수행 후 실험에 대한 자신의 의견을 자유롭게 기술하는 실험 저널을 작성하도록 하고, 이들이 작성한 실험 저널에 포함된 진술문을 분석하여 실험에 대한 반성적 사고를 지식, 과정, 지향, 태도 등 4개의 차원으로 나누어 분석하였다. 지식 차원에는 반성적 사고는 실험을 통해 이미 알고 있는 내용을 점검하거나 실험 후에도 여전히 해결되지 않는 내용과 실험 후 새롭게 알게 된 내용에 대한 반추가 포함되었으며, 과정 차원에는 전반적인 실험 저널쓰기에서 나타난 예비과학교사들의 과학실험에 대한 반성적 사고 분석 207실험 과정에 대한 점검과 구체적인 실험 수행에 대한 반성이 드러났다. 지향 차원에서는 실험 수업을 통하여 얻게 된 과학의 본성에 대한 이해와 과학교육에 대한 견해가 포함되었으며, 태도 차원에서는 실험 수업에 대한 흥미와 동기, 실험수업에 대한 가치 인식이 포함되었다. 수행한 실험주제에 따라 반성적 사고의 유형별 빈도는 조금씩 다르게 나타났으나, 공통적으로 이러한 반성적 사고에는 예비 과학교사들의 자신의 앎과 학습과정에 대한 초인지, 과학과 과학교육에 대한 인식론적 신념, 과학과 실험에 대한 정의적 특성이 드러났다. 이와 같이 자신이 수행한 실험에 대해서 형식적인 절차에 따른 '과학적' 글쓰기뿐만 아니라 자유로운 형태로 '자신의' 글쓰기를 하게 하는 실험 저널쓰기는 과학학습 맥락에서 반성적 사고가 드러날 수 있는 매개이자 반성적 사고를 촉진할 수 있는 활동으로서 의미를 갖는다.