• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.33-45
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• 2013

본 연구는 고등학생이 컴퓨터 프로그래밍을 사용하여 문제를 해결할 때 아이디어를 어떻게 포착하며 아이디어를 어떻게 구체화시키면서 코딩을 해 나가는지를 살펴봄으로써 다양한 논리적 사고력의 발현과 오류 수정을 통해 정보과학적 사고와 관련된 능력이 펼쳐지는 양상을 탐구하였다. 연구참여자 K를 대상으로 2011년 10월부터 5회에 걸쳐 비디오 기반 회상 면담과 심층면담을 혼합하여 하노이탑 과제에 대한 C 프로그래밍을 하는 경험을 데이터로 수집하였다. K는 컴퓨터 프로그래밍을 할 때 '처음에 문제를 천천히, 차근차근 읽어보고 직접 노트에 쓰기도 하고, 그 문제를 분석해서 패턴들을 찾아내고 생각을 구체화하여 알고리즘을 적용하고 컴퓨터로 구현해 나가는 것' 방식을 드러내 보였다. 이러한 과정에서 '자기만의 생각을 실험해 보는 것에' 재미를 느끼면서 과학적 사고에 가까운 사고 패턴을 보여주었으며 일상생활에서 알고리즘적 사고를 적용하는 등 사고력의 향상에 관련되는 부분을 드러내 보여 주었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권4호
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• pp.502-518
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• 2015

본 연구는 초등학교 과학교과서에 수록된 광합성 실험을 초등 예비교사들이 직접 수행하고 그 실험결과와 자신의 반성을 담은 탐구과정상의 어려움과 해결책을 탐구보고서에 작성하도록 하였다. 10개조의 탐구보고서와 발표자료를 바탕으로 초등 예비교사들의 반성적 사고와 실험 수행 능력을 분석하였다. 반성적 사고에 대해서는 10편의 탐구보고서에서 '지식', '과정', '지향', '태도' 4가지 유형과 관련된 총 108개의 진술 문장을 추출하였다. 분석 결과 광합성 실험을 통해 획득한 '지식'에 대한 반성적인 사고에 대한 내용이 가장 많았다. 지식유형에서도 실험을 통해 새롭게 알게 된 것이나 기존의 개념이해가 변화한 내용에 대한 반성이 가장 높은 빈도를 보였다. 실험 수행 능력은 10개조 중 반성적 사고 4가지 유형을 합산하여 가장 높은 빈도를 보인 한 개 조와 가장 낮은 빈도를 보인 한 개 조의 탐구보고서를 '실험준비 및 안전사고 예방', '실험 수행', '실험결과 정리 및 일반화', '실험결과 보완 및 피드백' 4단계에 따라 분석하여 56개의 문장을 추출하였다. 분석 결과 '실험결과 보완 및 피드백' 단계에서 두 조 간에 가장 큰 차이를 보였다. 최하위 조의 경우 '실험결과 정리 및 일반화' 단계의 '컴퓨터를 이용한 정보 처리', '대체 시약 및 재료 탐색', '대체 실험법 고안' 능력과 관련된 내용은 탐구보고서에서 찾을 수가 없었다.

• 대한화학회지
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• 제51권4호
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• pp.375-386
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• 2007

이 연구에서는 교사-모둠학생의 언어적 상호작용을 유형화하여 상호작용의 전체적인 형태를 확인 하고, 학생의 사고에 영향을 미치는 교사-모둠학생 상호작용의 특징을 살펴봄으로써 교사의 상호작용 개선에 기여하고자 하였다. 먼저 상호작용 유형은 문제해결과 관련된 행동과 기타의 두 범주로 구분하였고, 문제해결과 관련된 행동은 학생의 사고과정을 기초로 한 의견받기와 교사의 사고과정을 기초로 한 도움주기로 분류하였다. 의견받기는 동의와 질문, 교정, 반대가 포함되고, 도움주기는 정보와 힌트, 질문, 정리, 묻고 답하기로 세분화하였 다. 교사-모둠학생 상호작용은 대부분 교사의 질문과 학생의 답변으로 구성되었는데, 교사의 질문은 대체로 추론 형보다는 단순한 답을 요구하는 내용이 많았다. 또한 학생보다 교사의 사고과정에 더 많이 치우쳤으며, 정답을 제 시하는 한 두 학생과만 상호작용하는 경향이 있었다. 그 결과 교사의 도움주기 후에도 내용을 이해하지 못하는 학 생들이 종종 관찰되었다. 그러나 교사는 학생의 의견을 반복하여 동의를 표하거나 칭찬을 많이 하여 자신감을 심 어주고 있었으며, 학생의 모든 활동과 질문을 자유롭게 허용하여 누구나 편하게 의견을 제시할 수 있는 분위기를 만들고 있었다. 상호작용의 관찰로부터 학생의 사고에 영향을 미치는 교사의 상호작용 특성으로 동의나 격려의 표현, 생각을 유도하는 힌트의 제시, 학생의 의견을 기초로 한 상호작용, 허용적 분위기, 생각할 시간 제공, 학생 의 잘못된 의견 교정 등을 확인할 수 있었다. 이에 관련된 교육적 시사점을 논의하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권2호
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• pp.256-271
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• 2018

본 연구는 과학영재들이 문제발견 과정에서 나타내는 과학개념 연결방식과 융합적 사고의 특징을 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등 심화과정 전공영역별로 지원한 228명을 모집단으로 설정하고, 연구대상은 선발과정 1차 전형에서 실시한 과학 창의적 문제해결력 검사도구 점수를 기준으로 상위 30%에 속하는 67명을 상위집단으로, 하위 30%에 속하는 64명을 하위집단으로 구분하고, 두 집단에 속하는 총131명을 표집하였다. 자료수집을 위한 검사도구 문항은 초등과학 교육과정에서 추출한 소리, 전기, 무게, 온도, 호흡, 광합성, 날씨, 지진의 과학개념 8개를 활용하여 개발하였다. 검사문항은 과학개념 8개 가운데 가장 선호하는 과학개념 2개를 연결하여 과학적 질문을 생성하도록 제시하였으며, 연구대상이 진술한 과학적 질문을 분석하였다. 연구결과 과학영재들은 심화과정 전공영역에 따라 과학개념 연결 선호도에서 차이를 나타냈다. 과학적 질문에서 나타난 과학개념 연결방식의 특징을 분석하기 위해 수집한 자료를 먼저 관계, 유사성, 비유사성에 근거한 연결방식으로 분류하였다. 나아가 관계에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 수단, 영향, 예측, 원인, 측정, 현상으로, 유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 속성, 대상, 과학적 원리, 현상에 근거한 연결로, 비유사성에 근거한 과학개념 연결방식은 병렬, 자원, 제거에 근거한 연결로 세분화하였다. 상위집단과 하위집단 간에 과학개념 연결방식은 통계적으로 유의미한 (p<.000) 차이를 보였다. 상위집단은 하위집단에 비해 서로 다른 과학영역에 해당하는 개념을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였으나, 하위집단은 상위집단에 비해 동일한 과학영역 내 개념들을 연결하여 과학적 질문을 더 많이 생성하였다. 상위집단은 하위집단에 비해 유사성에 근거한 과학개념 연결방식을 더 빈번하게 사용하는 특징을 나타낸 반면, 하위집단은 상위집단에 비해 비유사성에 근거하여 단순하게 병렬시키는 연결을 더 빈번하게 사용하는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권8호
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• pp.703-718
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• 2014

이 연구에서는 지구, 지구 - 달 계, 태양계, 그리고 은하와 우주를 포함하는 천체의 구조와 운동을 종합한 천문 시스템(astronomical systems)의 학습 발달과정(learning progressions)을 조사하기 위하여, 순위 선다형 평가 문항을 개발하고 이를 초등/중학생들에게 적용한 검사 결과에 기반하여 학습 발달과정 해석의 타당성 검증의 근거를 제시하였다. 연구의 과정은 '구인특화, 평가문항 개발, 평가결과 기술, 측정 모델'로 이루어진 4 단계의 구인 모델링 방식(construct modeling approach)에 기반하여 진행되었다. 천문 시스템의 내용적 평가 구인으로 천체의 운동과 구조를 선정하였고, 탐구실행적 평가 구인으로 공간적 사고와 시스템 사고와 같은 천문학적 사고를 선정하였다. 이 연구에서 개발된 순위 선다형 평가 문항들은 천문 시스템에 대한 학습 발달과정을 조사하기 위한 검사 도구로서 적절하였다. 즉, item fit 분석 결과는 학생들의 문항 반응 결과가 Rasch 모델로 측정한 결과와 부합하였다. 그리고 Wright map 분석 결과는 이 연구의 평가 문항들이 천문시스템에 대한 학생들의 가설적 발달 경로를 조사하는데 매우 효과적임을 보여주었다. 학습 발달과정의 하위 정착점에서 학생들은 천체들의 위치와 운동 방향의 변화를 지구에서 보는 관점에서 2차원 평면으로 해석하는 공간적 사고 수준을 보였으며, 지구-달 계의 모델에서 천체의 위치와 변화를 부정확하게 연결하거나, 태양계 행성들과 은하수에 대한 단순한 패턴을 인식하는 시스템 사고 수준을 보였다. 학습발달과정의 중간 단계에서 학생들은 우주에서 내려다 본 지구 및 지구-달 계, 태양계의 모델을 근거로 천체의 운동을 해석하는 공간적 사고의 수준을 나타냈으며, 천체의 구조를 구성하는 요소들을 이 모델들과 연관시키는 시스템 사고를 보였다. 학습 발달과정의 상위 정착점에서 학생들은 우주에서 내려다 본 관점에서 형성된 천체의 운동 모델을 지구에서 바라 본 관점에서 얻은 자료와 서로 연관시키는 관점 전환의 공간적 사고를 지구의 운동, 지구-달 계의 운동, 태양계 행성의 운동, 은하와 우주의 운동에 적용할 수 있었다. 또한 상위 정착점에 도달한 학생들은 천문 시스템의 설명 모델을 구성하는 하위 요소들 간의 상호연관성을 파악하고 이를 설명 모델에 적용할 수 있는 시스템 사고를 나타냈다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.277-281
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• 2023

최근 북한 소형무인기에 의한 수도권 지역의 도발은 대한민국 사회에 큰 충격을 주었고 이에 대한 대응으로 대드론체계의 필요성에 대해 많은 관심과 주목을 받고 있다. 대한민국 정부는 국가중요시설에 대한 드론 위협 대비태세를 점검하고 있다. 그러나 현재 대드론체계에 대한 평가 기준이나 절차가 구체화 되어 있지 않아 체계적이고 종합적인 분석은 제한적인 상황이다. 본 연구는 국가중요시설을 대상으로 한 대드론체계 평가 기준을 마련하여 올바른 현상진단을 위한 틀을 제시하고자 한다. 이를 위해, 도전·기회요소를 상쇄·활용할 수 있는 접근방법 중 하나인 군사혁신 사고과정 기법을 적용하여 대드론체계에 대한 종합적인 평가기준을 도출했다. 제시한 평가기준은 북한드론 위협분석, 탐지·추적·무력화체계 융복합, 동시통합 운용, 전문인력 편성·운용 등 4개 분야로 구분하였고 각 분야를 세부 평가항목을 구체화했다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.672-680
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• 2017

오늘날 디지털 스마트 폰에 기반 한 소비시장에서 캐릭터유통이 확대 되고 캐릭터 자체상품이 독립적인 상품성을 가지며 캐릭터에 관한 다양한 어플리케이션 연구도 활성화 되고 있다. 하지만 캐릭터에 관한 한국과 중국의 디자인과정에 있어 작업자의 작업스타일에 따라 디자인특성의 차이를 보이고 작업의 다양성도 나타나가도 한다. 이러한 디자이너가 창의적인 캐릭터 디자인 개발에 있어서 어떠한 암묵적 사고를 가지며 문제를 해결하고 있는지 심층적 연구와 실험을 통해 연구하고자 하였다. 따라서 인지과학 선행연구를 조사하고 전문가를 대상으로 디자인 과정에 대한 인지실험을 실시하였다. 본 연구실험을 위해 한국과 중국의 캐릭터 작업에 있어 초기 스케치 단계를 질적연구 방법인 프로토콜 분석 방법을 통해 피험자별 디자이너의 작업방법을 녹화하였다. 이러한 녹화실험을 바탕으로 수집된 언어를 코드화 시키고 문제행위에 대한 실증분석을 하였으며 디자이너가 캐릭터를 개발하기 위해 인지적 행위가 어떻게 이루어지는가를 살펴보았으며 캐릭터디자인 프로세스의 각 단계에서 나타나는 행위특성 및 사고특성의 차이점을 파악 하였다. 이러한 인지실험을 통해서 한국과 중국의 디자인 사고과정 연구에 대한 행위 분석을 살펴볼 수 있었으며 디자인 실무분야에서 양국의 디자인 작업과정을 비교 방향을 설정하고, 창의적이고 개성이 있는 결과물을 도출하는데 도움이 될 수 있으리라 생각한다. 이러한 연구는 향후 캐릭터산업 활성화 측면 에 있어서 양국의 상품 마케팅의 실질적인 적용과 새로운 협력개발방법에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.44-52
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• 2024

복잡한 화학공정을 관리하기 위한 목적으로 도입된 공정안전관리(PSM: process safety management)제도는 그간 화학사고 예방에 기여해 왔으나, 최근에는 그 한계를 드러내고 있다. 최근 중대산업사고가 증가하고 있으며 특히 2020년 이후 비정상 작업에서 중대산업사고가 급증하였다. 효과적인 PSM 운영 방안이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 비선형적이고 복잡한 상호작용을 모형화하여 인적오류 및 사고 발생 과정을 이해하고 예측하는데 유용한 기법인 기능공명분석기법(FRAM: Functional Resonance Analysis Method)을 활용하여 비정상 작업에서 발생한 사고 사례를 분석하고 나아가 일반적인 PSM 비정상 작업 수행 과정에 대한 분석을 수행함으로써, PSM 운영 과정에서 FRAM이 효과적으로 활용될 수 있음을 검토하였다.

• 영재교육연구
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• 제14권4호
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• pp.47-70
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• 2004

과학고등학교 선발 과정 중 영재교육원 수료자를 대상으로 하는 정원 외 특별 전형의 타당성을 분석하고 그 개선 방향을 도출하였다. 이를 위해 먼저 수학 및 과학 분야에서 학생들의 성취도를 분석하였다. 성취도 분석은 학생들의 1학기 종합 성적 및 담당 과목 교사와 학급 담임의 학생 개인에 대한 평가 결과를 수합하여 수행하였는데, 분석 결과 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들의 수학 ${\cdot}$ 과학 분야의 성취도가 통계적으로 의미 있는 정도는 아니나 다른 전형과정으로 선발된 학생에 비해 다소 낮게 나타났다. 그러나 영재교육원 수료자로 학교장 추천제나 경시대회 수상자, 일반 전형으로 입학한 학생의 성취도는 전체 평균보다 높게 나타났다. 다음으로는 과학에 대한 인식, 흥미 과학적 태도를 판단하는 과학 분야의 정의적 영역 검사를 수행하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생들이 다른 전형과정으로 선발된 학생과 다른 점은 찾기 어려웠다. 또한 영재교육원 수료자가 선호하는 학습 형태나 학습 환경이 다른 학생과 차이가 있는지도 함께 조사하였는데, 영재교육원 수료자 전형으로 선발된 학생은 명료화 요인에 대한 요구가 낮고 허용적인 분위기를 선호하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 판단할 때, 영재교육원 수료자 전형의 결과는 만족스러운 것은 아니지만 선발 과정의 다양화를 통해 기회를 갖지 못했던 영재아를 선발할 수 있으므로 그대로 존속시키되, 선발 방법의 혁신이 필요하다는 결론을 얻었다. 즉, 영재교육원에서의 활동에 대한 다면적 근거자료, 수렴적 사고 및 발산적 사고를 묻는 다양한 형태의 문항, 탐구 기능을 포함한 과제 수행 능력의 평가 등 다단계 선발 과정을 통한 입체적 판단 과정이 필수적이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.35-50
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• 2014

현재 우리나라 정보과학영재의 교육과정은 비실용적이고 체계적이지 못하여 정보과학영재 교육 운영에 매우 어려운 실정이며 그 문제점은 다음과 같이 요약된다. 첫째, 중등 영재교육과정에 대한 기존 연구가 많이 부족한 상태이다. 둘째, 운영 개발되어 있는 영재교육과정은 창의성, 문제해결력, 논리적 사고력과 통찰력 등을 신장시키기 힘들다. 셋째, 영재의 능력, 적성 소질에서의 개인차를 고려한 교육과정이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 중등 정보과학영재의 창의적 문제해결능력과 계산적 사고를 향상시킬 수 있는 단계별 심화 교육과정을 설계하여 제안하고자 한다. 이를 위해 먼저 정보과학영재 교육에 대한 기존 연구와 교육기관의 실태를 조사하여 문제점을 분석하였다. 그리고 이를 근거로 실용적인 중등정보과학영재 교육목표에 부합하는 세부적인 단계별 심화 교육과정을 설계하였다.