• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-23
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• 2008

이 연구에서는 화학전지에 대한 예비화학교사들의 학년별 사고 유형을 분석하고, 예비교사 양성교육이 이러한 사고 유형에 어떤 영향을 주었는지 알아보았다. 연구 결과, 화학전지의 전극과 전해질의 종류를 바꾸어줄 때 전류의 흐름에 대한 과학적 개념을 형성하는 데 예비교사 양성교육이 효율적이지 못함을 밝혔다. 예비교사들 중에는 대학교육이 화학전지 관련 내용을 이해하는 데 거의 영향을 끼치지 않았다고 인식하였으며 이들은 대부분 과학적 개념이 부족하였고, 많은 영향을 받았다고 인식한 학생들도 잘못된 개념을 가지고 있는 학생들이 절반 이상을 차지했다. 3학년을 제외한 예비교사의 반수 이상의 학생들이 갖고 있는 사고 유형은 고등학교 교과서에 서술된 진술 방식의 수준을 넘어서지 못하였다. 3학년에서는 다른 학년과 다르게 과학적 개념을 갖는 학생 비율이 높게 나타났는데 이는 과학교재론 수업 시간에 고등학교 화학 관련 교재들에 대해 조별 토론하면서 형성된 것으로 나타났다. 따라서 교원양성대학에서는 중등교육과정에서 다루는 과학내용지식을 가르치는 과정에서 관련된 교수 지식을 함께 다루어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.751-762
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• 2013

이 연구의 목적은 중학생들의 과학창의성 향상을 위한 과학글쓰기 프로그램을 개발하여 그 효과를 분석하는 것이다. 이를 위해 중학교 2학년 과학 "자극과 반응", "식물의 구조와 기능" 단원을 대상으로 총 21차시 분량의 과학글쓰기 프로그램을 개발하였다. 이 과학글쓰기 프로그램은 과학 수업의 매 차시 정리 단계 10분 동안 적용할 수 있도록 구성하였다. 과학글쓰기의 주제는 실생활과 관련된 과학 내용을 바탕으로 융통성, 독창성, 정교성의 창의적 사고가 신장될 수 있는 것을 선정하였으며, 과학글쓰기 유형을 다양하게 구성하였다. 과학글쓰기 프로그램은 활동지를 통해 진행되었다. 활동지에는 해당 차시의 과학글쓰기와 관련된 탐구기능, 창의적 사고 유형, 과학글쓰기 유형을 제시하여, 학생들에게 과학글쓰기에서 다루고자 하는 구체적인 학습내용을 안내하였다. 또한 활동지에 교사 피드백 란을 두어 학생들이 교사의 피드백을 통해 자신의 과학개념과 창의적 사고과정을 점검할 수 있도록 하였다. 연구 결과, 과학글쓰기 프로그램은 학생들의 과학 창의성을 향상시키는 데 효과가 있었다(p< .01). 이는 과학글쓰기 프로그램이 창의적 사고를 발휘하여 정해진 답이 아닌 다양한 해결책을 찾을 수 있도록 구성되어 있어, 과학글쓰기를 통해 학생들의 과학창의성이 신장될 수 있었던 것으로 생각된다. 특히 교사의 피드백이 학생들의 과학개념을 점검하고 창의적 사고를 발달시키는 데 도움이 되었다. 과학글쓰기 프로그램은 학생들의 융통성 향상에 효과적이었으나(p< .01), 독창성과 정교성 향상에는 효과가 없었다(p> .05). 학생들이 과학글쓰기를 통해 가능한 한 많은 해결 방안을 찾는 과정에서 자연스럽게 융통성이 향상된 것으로 생각된다. 과학글쓰기를 통해 학생들의 독창성 및 정교성을 향상시키기 위해서는 과학글쓰기의 분량, 내용, 작성 시간 등을 조절할 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권6호
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• pp.507-518
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• 2008

본 연구에서는 10명의 화학교육 석사과정 과학교사들을 대상으로 빛 단원 지도에 대한 어려움, 교사의 학습 경험, 교사의 지도 방식, 교사의 사고 유형에 대해 면담을 하였다. 그 후 귀추적 사고를 위한 토론 수업을 12시간 동안 실시하였다. 토론수업에 참여한 교사들 중에서 4명으로부터 개별 면담 자료와 보고서를 받았다. 연구 결과, 토론 수업 전에 대부분의 교사들은 빛 단원을 지도할 때 어려움을 겪은 것으로 나타났다. 또한 대부분 작도법을 사용하여 지도하려고 노력하였으나, 교육적 효과는 거의 없었다. 그리고 자신이 가르치는 방식은 자신이 학생이었을 때 배웠던 방식과 유사하였다. 토론 수업 중 교사들은 자신이 빛의 경로를 직접 관찰할 수 없으며, 상을 통해 빛의 경로를 추론해야 한다는 사실을 깨닫게 되었다. 빛 단원에 대한 귀추적 사고 과정을 거쳐 교사들은 상의 의미를 깨닫고, 학생들을 지도하는 구체적인 방안을 획득하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1997년도 춘계 학술논문발표회
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• pp.45-50
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• 1997

가스사고 중 단순 누설, 누설에 의한 폭발 및 화재사고가 ‘77년부터 ‘95년까지 전체사고의 97,2%를 차지하고 있고, ‘95년 한해동안에는 90%를 초과하여 발생하였으나, 사고의 원인은 명백하게 규명하면서도 폭발 또는 화재발생에 따른 가스의 누출량을 입증하기 위한 자료나 실험자료가 없어 사고조사에 곤란을 격고 있었으며, 이에 따라 가스의 누출량을 추정할 때 조정기의 용량이나 일반적인 누출량 계산식에 근거하여 가스의 누출량을 추산하여 폭발 및 화재발생의 원인을 추정하고 있는 등 사고발생과정을 설명하는데 미진한 부분이 많아 실제로 LPG의 누출량을 측정하여 그 기록을 사고조사시 활용하고 사고 발생과정을 과학적으로 입증하는데 다소 보탬이 되도록 하기 위하여 이번 실험을 실시하게 되었고 본 실험의 통계적인 수치를 전적으로 실제 사고에 적용하기란 아직까지 미흡한 점이 많다고 생각되나 정확한 사고원인조사가 가스안전관리 정책수립의 기본 바탕이 되어야 함으로 이러한 실험이 계속 발전적으로 실시되어 자료로 활용될 수 있기를 바라며, 다소 아쉽고 미흡한 점도 많은 실험이었으나 가스의 누출량에 대한 첫 실험이었다는 점에 의의를 두고, 앞으로 이와 같은 실험이 지속되어 가스안전에 관한 시험 및 자료수집이 활발해 질수 있기를 바란다. (중략)

• 인지과학
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• 제10권4호
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• pp.63-70
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• 1999

자동차 충돌 사고 재구성이란 사고 상황으로부터 가능한 모든 정보를 수집, 분석하여 충돌로 인한 사고 거동 및 원인을 규명하는 작업이다. 본 논문에서는 자동차 사고 재구성에 직접 적용이 가능하도록 개발된 충돌 재구성 시스템을 소개하고자 한다. 본 시스템은 정량적 충돌 재구성 시스템과 정성 적 충돌 추론 시스템을 통합하여, 상호 보완적 역할을 통해 기존의 단일 시스템이 갖는 제한점들을 극복할 수 있었다. 통합된 시스템은 충돌로 인한 거동에 대한 정확한 예측과 아울러 정성 적 충돌 거동 묘사를 제공한다. 강체 동역 학 이론에 기초한 충돌 역 해석 과정 시 정성 적 시뮬레이션을 통해 잘못된 가설을 검증하여, 모순되는 가설을 초기 단계에서 찾아낼 수 있게 하였다. 또한 이 과정에서 인과 관계에 근거한 정성 적 설명을 제공함으로써, 수치 모델에 의해 예측된 결과의 이해를 도울 수 있었다. 본 시스템은 자동차 충돌 사고의 충돌에 적용되어 유효성을 입증할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.126-134
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• 2012

본 연구는 해양문화의 전반적인 가치가 본격화 되고 있는 이 시기에 해양디자인에 대한 디자인적 문제방향을 좀 더 인지과학적인 방향으로 접근 가능한가를 고찰 하였다. 이를 위해 해양디자인 초기 접근방법에 대한 고민과 문제해결과정을 살펴보고 인지적 접근에 의한 디자인 개발방향을 모형화하고자 한다. 연구방법으로 인지과학의 연구방법 가운데 사람의 사고과정을 추적 할 수 있는 프로토콜 분석을 위해 피험자를 선정하여 디자이너의 사고과정 속에서 나타나는 구두조서와 행동조서를 수집하였다. 수집된 자료를 바탕으로 해양디자인 프로세스에서 발생하는 전문적인 행동패턴을 실증적으로 분석하여 디자이너의 디자인행위에 대한 디자인행위그래프 패턴을 예제로 개발하여 객관적이고 체계적 방식으로 연구하고자 하였다. 이러한 행위그래프는 디자인의 초기 개발방향을 살펴볼 수 있으며 문제 해결을 위한 디자이너의 인지구조를 예측할 수 있었다. 향후 해양디자인을 계획하고 디자인할 때 디자이너의 인지적 방향을 예측하는데 기초자료로 활용할 수 있으리라 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.655-668
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• 2019

이 연구에서는 중학생들의 과학 그래프 구성 과정을 문제 해결의 관점에서 심층적으로 조사하였다. 중학교 3학년 학생 10명이 연구에 참여하였으며, 이들은 앙금 생성 반응을 묘사한 그림 자료를 바탕으로 과학 그래프를 구성하였다. 학생들이 그래프를 구성할 때 거치는 사고 과정을 심층적으로 조사하기 위하여 발성사고법을 활용하였고, 그래프 구성 과정에 대한 녹화 및 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 학생들의 과학 그래프 구성 유형은 사용한 문제 해결 전략과 활용한 표상의 수준에 따라 네 가지 유형으로 구분할 수 있었다. 구조적 전략을 사용한 학생들은 그래프의 목표 개념에 대한 명제적 지식을 바탕으로 자료를 분석하고 경향성을 파악함으로써 활용한 표상의 수준과 무관하게 과학 그래프 구성에 성공하였다. 임의 전략-고차원 표상 유형의 학생들은 다양한 표상을 활용해 자료의 특징을 체계적으로 분석하고 자신이 구성한 그래프의 의미를 과학적 맥락에서 검토하는 과정을 거치며 과학 그래프 구성에 성공할 수 있었다. 반면, 임의전략-저차원 표상 유형의 학생들은 단순히 점을 연결하는 방식으로 그래프를 구성하였고, 과학적 맥락에 대한 고려 없이 그래프 구성 과정만을 점검하는 수준에 머물며 올바른 과학 그래프 구성에 실패하였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들의 과학 그래프 구성 능력을 효과적으로 함양하는 방안을 제안하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.91-104
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• 2017

이 연구의 목적은 과학 글쓰기를 통해 고등학생의 지구 시스템에 대한 이해와 시스템 사고 과정을 분석하는 것이다. 글쓰기 활동에 활용한 자료는 지구과학 I 교과 내용 중 지구환경 변화에 관련된 3가지 주제(지구 온난화, 화산분출, 사막화)이며 이와 관련된 과제를 개발하였다. 개발한 자료는 고등학교 2학년 학생 8명을 대상으로 투입하였으며 작성한 과학 글쓰기 내용을 바탕으로 DAET-C 체크리스트와 지구 시스템에 관련된 개념을 구성요소로 하여 인과지도를 작성한 후, 이를 근거로 하여 시스템 사고의 관점에서 분석하였다. 그 결과로 첫째, 학생들은 지구 시스템의 구성, 지구 시스템의 상호작용, 지구과학적 소양, 시스템 순으로 지구 시스템을 이해하는 것으로 조사되었다. 둘째, 학생들의 과학 글쓰기 내용을 바탕으로 각각의 주제별로 인과지도를 작성한 결과 피드백 순환 고리가 나타난 학생은 연구에 참여한 8명 중 지구 온난화 관련 주제에서는 4명, 화산 분출 관련 주제에서는 1명, 사막화 관련 주제에서는 4명의 학생이 지구 시스템에서 하위 요소 간의 상호작용을 고려하는 시스템 사고를 하고 있는 것으로 조사되었다. 결론적으로 연구에 참여한 학생들은 지구환경 변화가 지구계 하위 요소 사이의 상호작용을 통해 복잡한 과정 속에서 복합적으로 이루어지고 있다는 사고를 하고 있었으나, 지구 시스템의 순환에 대한 과정에서 시스템 사고는 미흡한 것으로 나타났다. 과학 글쓰기 활동을 활용하여 지구 시스템 교육과 시스템 사고를 향상 시킬 수 있는 다양한 연구가 필요할 것이다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.196-208
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• 2019

본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항을 과학과 핵심역량별 하위요소를 기준으로 분석하였다. 성취기준에는 5가지 과학과 핵심역량 중 '과학적 참여와 평생 학습 능력'은 전혀 포함되어 있지 않았고, 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '자료분석 및 해석', '모형의 개발과 사용', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '정보와 자료를 수집 및 선택하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기'만 포함되어 있었다. 교과서의 활동에는 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으며 과학적 문제 해결력의 '합리적 의사결정'과 과학적 의사소통 능력의 '타인의 생각을 이해하며 조정하기'를 제외한 모든 하위요소가 포함되어 있었다. 교과서의 평가 문항에도 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으나 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', '창의적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '문제 발견하기', '정보와 자료를 수집 및 선택하기', '문제 해결방안 제시하기', '실행하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기', '증거에 근거하여 논증하기', 과학적 참여와 평생 학습 능력의 '과학 기술의 사회적 문제 관심 갖기'만 포함되어 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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• pp.821-824
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• 2006

지식 정보화 사회에서 사회구성원들이 원활히 생활하고 당면한 문제들을 알고리즘적 사고에 바탕에 두고 해결하기 위해서는 컴퓨터교육이 필수적이다. 그러나 현행 초 중등과정에서 컴퓨터 교육과정을 살펴보면, 도구적 관점에서 문맹탈피를 위해 특정한 응용 소프트웨어 사용법을 가르치는 단순한 컴퓨터 소양, 활용교육 중심으로 교육과정이 편성되어 있다. 본 논문에서는 미국의 초 중등과정에서 컴퓨터 교육과정 개발에 관련된 기존 연구를 소개하고, 이를 기반으로 초 중등과정에서 컴퓨터과학 교육과정을 새롭게 제시하고자 한다. 이 새로운 교육과정의 특징은 컴퓨터교육을 도구적 관점이 아닌, 컴퓨터과학의 관점에서 소양, 활용, 과학교육을 포괄하도록 구성되어 있다.