• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.225-238
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• 2011

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.13-26
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• 2017

프로그래밍(알고리즘) 자동 평가 시스템은 주어진 문제에 대해 사용자가 제출한 소스코드의 정확성과 알고리즘의 시간/공간 효율성 등에 대한 즉각적인 평가 결과와 교정적인 피드백을 제공한다. 또한, 이러한 실시간 평가 결과를 통해 제공되는 문제별 채점 현황(제출 횟수, 통과 횟수), 랭킹 등의 경쟁적인 요소는 사용자에게 프로그래밍 학습에 대한 동기와 흥미를 제공하는 장점이 있다. 본 연구에서는 프로그래밍(알고리즘) 자동 평가 시스템의 이론적 배경과 선행 연구에 대한 고찰, 국 내외 자동 평가 시스템의 동향에 대해 알아보고, 고등학교와 대학의 학부 과정에서 활용할 수 있는 방안을 제시하였다. 즉, 2015 개정 교육과정의 고등학교 과학 계열 전문 교과인 '정보 과학' 과목에서 자동 평가 시스템의 활용을 제시하고 있으며, 이에 따라 C언어의 문법에 관한 기초적인 내용에서부터 주어진 문제의 알고리즘 설계와 프로그래밍 단계까지 폭넓게 적용할 수 있다. 또한, 대학의 자료구조와 알고리즘 강좌에서 동일 문제에 대한 각 알고리즘의 실제 소요 시간을 직접 비교해 봄으로써 알고리즘의 성능 차이를 확인할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권3호
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• pp.473-486
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• 2001

본 연구는 과학 실험활동을 중심으로 구성된 학교 외 과학 행사를 명가하는 데 목적을 두고 있다. 1998년도 '신나는 과학 놀이마당'에 참석한 857명 중 무작위로 표집한 121명의 초 중등 학생과 행사계획 및 진행을 담당한 72명의 지도 학생과 19명의 지도교사를 대상으로 사전-사후 설문조사와 관찰을 통하여 프로그램의 평가 결과를 분석하였다. 프로그램에 대한 평가는 1) 행사목표의 달성수준, 2) 행사 구성/운영의 적합성, 3) 행사 진행과정의 효율성, 4) 행사의 사전 안내 및 참석 학생과 지도학생의 참석동기의 세부항목으로 구분하였다. 대부분의 참가학생, 지도학생, 지도교사는 프로그램의 전반에 걸쳐 높은 만족도를 보였다. 평가 결과에 따른 프로그램의 개선점은 참가학생들이 보다 더 적극적으로 참여하는 과학 활동을 제공하고, 탐구력을 더욱 강조하는 활동과 일상생활과 관련되는 과학 내용을 더 많이 포함하도록 계획되어야 하는 점이다. 또한, 행사에 대한 사전 안내 및 광고를 보다 효율적으로 추진하여야 하며, 지도학생들의 참가학생에 대한 효율적인 학습-교수 전략을 개발하고, 지도교사-지도학생간의 상호협력도 향상되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권5호
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• pp.609-620
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• 2010

이 연구에서는 고등학교에서 이루어지고 있는 과학 선택 중심 교육과정 운영 실태와 문제점을 서울과 경기 지역 과학 교사 12명과의 면담을 통해 알아보았다. 학생들은 과학 선택 과목의 성격이나 내용에 대해 구체적인 안내가 미흡한 상태에서 과목을 선택하도록 되어 있으며, 자연계열 과목을 우선적으로 개설한 다음 교사 수급 및 시수 균등 배분을 고려해서 인문계열 과목을 개설하는 경향이 있어 특히 인문계열 학생의 과목 선택이 제한을 받고 있었다. 소수 희망 선택 과목의 경우, 인문계열에서는 학생들의 과목 선택에 대한 낮은 관심, 자연계열에서는 내신 산출에서 불이익 등 입시에서의 유 불리로 인하여 과목이 개설되지 않는 경우가 대부분이었다. 조사에 참여한 12개 학교 중에서 계열을 통합하여 내신을 산출하는 학교는 6개교였으며, 그 밖의 6개교에서는 이수 단위, 이수 학년이나 과목명을 달리하여 계열별로 따로 내신 성적을 산출하고 있었다. 참여자들은 평가에서의 제한, 별도 지도안 작성에 따른 부담 등으로 인해 계열별 학생 집단의 특성을 수업에 반영하는 것에는 어려움을 느끼고 있었다. 선택 중심 교육과정의 문제점으로는 인문 계열에서는 입시 영향이 적은 것으로 인한 낮은 학습 동기와 인문계열 학생에게 부적합한 개념 위주의 과목 성격, 자연계열에서는 대입 전형에서의 유불리와 관련한 과목 선택 편중화 등이 지적되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권5호
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• pp.1055-1086
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• 2013

이 연구는 서로 다른 교과의 교사들로 이루어진 학습공동체 활동 중 아이디어 융합과정에서의 교역지대의 형성과 진화 양상을 알아보고, 교역지대 경험과정에서 느낀 어려움과 변화된 교사들의 인식을 파악하고자 하였다. 연구목적 달성을 위하여 남부권 소재 중학교의 교내 학습공동체인'STEAM 교사 연구회'소속 교사들에 대해 참여관찰, 심층면담 그리고 반성적 에세이 작성 및 검토가 이루어졌다. 연구 결과, 'STEAM 교사 연구회'소속 교사들은 융합형 교수-학습 계획안 작성이라는 아이디어 융합 과정에서 전문성 교환을 위하여 성공적으로 교역지대를 형성하였으며, 전교역지대, 엘리트 통제에 의한 교역지대, 경계대상이 있는 교역지대, 공유된 정신모형의 교역지대의 형태로 형성되고 진화된 것으로 나타났다. 세부적으로 살펴보면 전교역지대의 하위 단계로는'아이디어 융합의 당위성 확인',' 개인적 해석과정',' 모두가 공급자'가 나타났고, 엘리트 통제에 의한 교역지대에서 나타난 하위단계로'기여적 전문성의 등장'과 '제도적 힘의 불균형'이 있었으며, 경계대상이 있는 교역지대에서는 하위단계로'상호작용적 전문성의 등장','공약불가능 상태의 확인', '경계물 및 매개물을 통한 교집합 형성',' 중간언어 사용 및 의미협상을 통한 공약불가능의 극복노력'이 있었다. 마지막으로 '공유된 정신모형의 교역지대'에서는 하위단계로서 '교역지대 공간의 유지 노력'및'형성된 교역지대 공간의 확장시도'가 나타났다. 또한 교역지대 형성과정에서 교사들이 경험한 어려움들은'교과간의 문화와 견해 차이',' 융합동기의 결여',' 융합의 주도권과 융합을 위한 억지 요소 도입',' 용어의 불통'이 있었다. 그러나'STEAM 교사 연구회'교사들의 교역지대 경험 후'융합의 필요성에 대한 새로운 인식', '교사공동체 활동에 대한 긍정적 인식과 실천의지',' 타 교과 및 자신의 교수-학습에 대한 관점의 변화', '융합에 대한 막연한 공포감 해소와 자신감 획득'과 같은 인식의 전환을 경험할 수 있었다. 이 연구 결과 도출된 교역지대 모형은 교과 융합을 위한 자율적 교사 학습공동체 활동에 시사점을 줄 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.100-109
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• 2020

이 연구의 목적은 과학문화 소외지역 초등학생들의 천문우주에 관한 동기유발과 천문우주 과학개념의 올바른 형성을 위해 STEAM 프로그램 및 PEST 방법을 적용한 '스타-카' 운영 프로그램을 개발하고, 이에 대한 효과를 살펴보는 것이다. 이를 위해 5명의 전문가가 참여하여 워크숍을 통해 프로그램 개발 방향을 설정하고, 이동천문대 프로그램 초안을 개발한 후, 1회의 시범 적용을 통해 프로그램을 최종 개발하였다. 이 연구에서 개발한 프로그램은 융합인재교육(STEAM)을 적용하였으며, 과학문화 소외지역 초등학생들을 대상으로 진행하는 프로그램이다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서 개발한 이동천문대 프로그램은 초등 전 연령이 함께 할 수 있는 천문우주에 대한 호기심을 자극하는 프로그램으로 개선하였다. 둘째, 이 연구에서 개발한 프로그램은 상황제시 1차시, 감성적 체험 5차시, 창의적 설계 5차시의 총 11차시로 구성하였다. 셋째, 이 프로그램에 참여한 학생들의 만족도 분석 결과는 대체적으로 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 미루어볼 때, 이동천문대 프로그램은 학습자의 핵심 역량을 강화시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권2호
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• pp.310-321
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• 2022

이 연구의 목적은 VR/AR을 활용한 창의교육 프로그램이 학생들의 창의적 문제해결력과 수업만족도에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 충북지역 소재 J 고등학교 1학년 7개 학급, 총 179명을 이 연구의 대상으로 하였다. 창의적 문제해결력 검사지의 사전·사후 설문 검사 값을 두 대응표본 t검정(two-dependent sample, t-test)을 실시하여 자료를 분석하였으며, 수업만족도의 값은 기술통계량 및 인터뷰를 실시하여 결과를 분석 및 해석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 실행을 제외한 문제발견 및 분석, 아이디어 생성, 실행계획, 설득과 소통 및 혁신 성향에서는 통계적으로 유의미한 결과 값을 나타내었다. 둘째, 수업만족도에서는 평균 3.75로, 정규 수업시간에 학습자들이 주어진 시간 내에 창의적 아이디어와 산출물 및 모둠을 통한 결과물을 이끌어내기에 어려움이 있었으나, 대체적으로 긍정적인 반응을 나타내었다. 이는 융합인재교육(STEAM)과 같이, AR/VR 활용 창의교육 프로그램이 학생들의 문제해결을 위해 아이디어를 생성하거나 확장시키는 과정에서 학생들의 학습동기 및 흥미를 증가시킨 것으로 확인되었다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.334-350
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• 2017

이 연구의 목적은 첫째, 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 둘째, 자유학기제 교육과정의 중학생에게 적용하여, 학생들의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감 및 관련 진로 선택에 미치는 효과를 살펴보는데 있다. 프로그램 개발을 위해 문헌 조사와 선행 연구를 바탕으로 개발의 방향을 과학 탐구 중심으로 정하고 프로그램 주제 및 개발 모형을 선정하였다. 개발된 프로그램 초안의 적절성을 위해 2회에 걸쳐 예비 적용과 전문가 집단의 컨설팅을 통해 수정 보완하였다. 연구의 대상은 2015년부터 자유학기제가 전면 시행된 광역시 소재 G중학교 1학년 92명이며, 프로그램 적용 전 후에 학생들에게 나타나는 흥미, 자기효능감 및 진로 선택 변화를 알아보고자 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검정을 실시하였다. 프로그램의 적용은 2015년 10월 첫째 주부터 10월 셋째 주까지 진행되었으며 사전 검사 및 사후 검사는 프로그램 처치 전 후 1주일 이내에 각각 실시하였다. 또한 학생들의 구체적인 반응을 알아보고자 14명을 선택하여 심층 면담을 실시하였다. 이에 따른 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 분석(Analysis)-설계(Design)-제작(Build)-평가(Assessment)의 4단계로 구성된 ADBA 모형을 적용하여 'RC 비행기' 주제의 융합인재교육을 개발하였다. 개발된 프로그램은 학생들의 흥미와 관심사에 기반을 둔 체계적 전문적 프로그램으로 학생들의 학습 동기를 유발한다는 점과 능동성을 갖춘 자기주도적 학습 경험을 제공할 수 있다는 점에 의의가 있다. 둘째, 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 교육과정 내 중학생의 과학, 기술/공학, 수학에 대한 흥미, 자기효능감, 관련 진로 선택의 모든 정의적 영역에서 통계적으로 유의미한 효과를 미쳤다. 흥미 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대한 학생들의 인식 변화에 기인하며, 자기효능감 영역은 과학, 기술/공학, 수학 교과에 대해 학생들의 성공적인 경험을 통해서 상승하였으며, 진로 선택 영역은 과학, 기술/공학, 수학이 실생활에 유용하고 해당 직업을 가지면 재미있을 것이라는 인식의 변화로 상승하였다. 이 연구로 개발된 융합인재교육 프로그램은 자유학기제 정책의 교육 목적에 적합하며 자유학기제와 융합인재교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 중학생들의 '행복교육'과, '창의 융합형 인재' 양성에 기여할 것이다.

• 디지털융복합연구
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• 제20권1호
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• pp.33-39
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• 2022

본 연구는 학습자 특성(성별 및 학교 급)에 따른 온라인 수업 유형 선호도를 파악하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 전국 17개 지역의 초·중·고등학교 학생 4,803명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 이후, 유효데이터인 4,524명 학생들의 성별 및 학교급을 기반한 온라인 수업 유형 선호도 패턴을 확인하기 위해 Apriori 알고리즘을 이용한 연관규칙 분석을 실시하였다. 연구결과 초등 7개, 중등 4개, 고등 5개 등 총 16개의 규칙을 도출하였으며, 학교급과 무관하게 여학생들은 메이커활동 중심 수업을, 초·중 남학생은 가상체험중심 수업을 공통적으로 선호하였다. 보다 구체적으로, 초등학교 남학생은 SW중심수업을, 여학생은 메이커활동 중심 수업을 선호하였으며, 중학생의 경우 남여 모두 가상체험중심 수업을 선호하였다. 반면 고등학생은 교과별 강의중심에 대한 선호도가 높았다. 이러한 연구결과는 학습의 주체자인 학생이 가진 온라인 수업의 요구를 설명하는 실증적 근거로서 제시될 수 있다. 또한, 본 연구는 향후 온라인 수업의 다각화를 위한 개선방향을 제시, 탐색하는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 이상의 연구결과를 바탕으로 추후 연구에서는 다양한 온라인 수업 활동 및 모델 설계, 온라인 수업을 지원하는 플랫폼 개발, 여학생의 이공계 진로동기 형성과정에 대한 심층적 분석이 계속되어야 할 것이다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.147-153
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• 2013

기능성 게임은 놀이와 학습의 결합 형태이며 미래 지향적 도구로, 기존의 게임이 가지고 있는 역기능을 최소화하고 순기능을 최대화할 수 있으며 게임 산업 및 게임 문화를 바꿀 수 있는 새로운 대안으로 자리매김하고 있다. 최근의 게임 및 교육시장은 사용자의 자율성과 동기를 강조하는 보다 진보된 형태의 학습 콘텐츠 개발로 이동하고 있다. 이와 맞물려 게임 시장 또한 게임 중독 및 학업 부진과 같은 사회 역기능적인 요소를 배제하며, 정신과 육체의 건강을 중시하고 과학적인 교육 효과를 추구하는 인간 친화적 형태의 엔터테인먼트 사업으로의 확장을 다각화하고 있다. 또한, 기능성 게임은 의료보조 및 의료학습, 군사 시뮬레이션, 건강. 보조도구, 특수교육 및 학습 도구같은 전문적인 영역에서 일상적인 교육 및 정신 건강 등으로 확대되고 있으며, 시장도 꾸준히 성장하고 있는 추세이다. 그러나 이러한 시장 특수성에 부응하여 현재 기획 및 개발되고 있는 기능성 게임의 대부분은 그 기능에 대한 정확한 과학적 측정과 효과 검증이 이루어지지 못하고 있으며, 대부분 게임 개발자의 직관과 경험에 의존하여 개발되고 있다. 또한, 전반적으로 단순한 과제를 반복하거나 간단한 퍼즐 형태의 게임으로 실제적 재미 요소와 학습의 효과를 효과적으로 결합시키지 못하고 있으며, 인간기능의 측정보다는 막연한 기능 증진을 기대하는 비과학적인 방법의 게임이 대부분이다. 이에 본 논문에서는 시각 및 청각 자극 변화에 따른 기능성 게임의 몰입도 및 집중도 변화를 분석하여 기능성 게임의 효과적인 시청각 자극 제시 방안과 관련한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 2D 형태의 기능성 게임(가청 주파수 대역의 게임 음향), 3D 형태의 기능성 게임(가청 주파수 대역의 게임 음향), 3D 형태의 기능성 게임(가청 주파수 대역의 게임 음향 및 초음파 영역 게임 보조 음향)을 활용한 3단계의 시각 및 청각 자극 변화 실험 수행하며 사용자의 뇌파를 측정 및 분석한 결과를 제시한다.