• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.13-22
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• 2011

창의적 문제해결 능력을 위한 알고리즘 교육의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수학 과학과 연계된 논리적 사고력 증진을 위한 알고리즘 교재 개발이 추진 중 이다. 그러나 교육현장에서 적용 가능한 교수-학습 모형에 대한 제시가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시한다. 나선형 모형으로 학습 진도를 진행하며, 논리적 사고력을 기반으로 하는 알고리즘 교육의 특성을 반영하여 교수-학습 모형을 개발하였다. 또한 학습자의 만족도를 위하여 설문을 실시하였으며, 그 결과로 설계된 교수-학습 모형은 PBL과 자기주도학습 및 동료교수법의 혼합 모형이다. 제시된 모형에 근거하여 수학과 과학의 수업 예시를 구성하여 적용 가능성을 보였다.

• 산업융합연구
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• 제21권1호
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• pp.123-135
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• 2023

대학 교양 SW 기초 교육은 SW를 기반으로 일상 생활의 문제를 창의적으로 해결할 수 있는 능력을 기르는 데 중점을 두어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력을 신장시키기 위한 수업을 설계하고, 수업의 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 A 대학교 학생 38명을 대상으로 융합프로젝트, CT-CPS 모형을 고려하여 SW 기초 교육을 실시하고 그 효과를 분석하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, SW 기초 교육을 진행한 후 전체 학생들의 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었다. 둘째, 상위, 하위 집단의 컴퓨팅사고력과 하위 집단의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 상위 집단의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 셋째, 인문사회계열과 자연과학계열의 컴퓨팅사고력과 자연과학계열의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 인문사회계열의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 본 연구는, 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력 신장에 초점을 두어 수업을 설계하고, 수업의 효과를 사전 검사 결과 및 계열에 따라 심층적으로 분석하였다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제65권4호
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• pp.279-295
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• 2021

이 연구는 인성 중심 교수 모형의 적용이 예비 과학교사의 인성 교육과 과학 교과에서의 인성 교육에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 예비 과학교사 16명을 대상으로 인성 교육과 과학 교과에서의 인성 교육에 대한 사전 인식조사를 하였고, 1학기 동안의 강좌를 통해 인성 중심 교수 모형인 협력적 문제해결 중심 교수(CoproC) 모형 및 인성 교육에 대한 교육을 하였다. 이후 사후 인식조사를 실시하여 인식 변화를 알아보았다. 연구 결과 예비 과학교사의 일반적인 인성 교육에 대한 사전 인식은 대체로 부정적으로 나타났다. 과학 교과에서의 인성 교육에 대한 인식은 일반적인 인성 교육에 대한 인식 수준보다는 높은 것으로 나타났지만, 이 역시도 과학 교과 자체의 특성으로 인한 역량의 개발보다는 특정 내용 및 소재와 인성 교육을 연결지어 생각하는 경향이 큰 것으로 보였다. 그러나 CoproC 모형에 대한 경험은 예비 과학교사들의 인성에 대한 관점을 역량적 관점으로 변화시켰으며 이에 따라 인성 교육에 대한 인식 변화에 영향을 주었다. 따라서 교사양성기관에서 예비 과학교사를 대상으로 하는 인성 교육 방법에 대한 교육은 인성 교육에 대한 전문성을 신장시켜 장기적으로 학교 현장에 효과적인 인성 교육의 정착에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.79-91
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• 2015

미래사회는 창의성뿐만 아니라 인성까지 고루 갖춘 인재를 요구하고 있다. 본 연구는 초등학교 5, 6학년을 대상으로 정보과학 교과의 프로그래밍 교육에 있어 창의적 문제해결 모형인 CPS 모형과 도덕적 내러티브 교육 모형을 통합하여 창의성 인성 통합 프로그래밍 교육 모형을 개발하고 적용하였다. 그 결과, 창의성 향상뿐만 아니라 인성 함양에도 효과가 있었다. 이는 정보과학 교육에 있어 IT인재 육성을 위한 창의성 인성 통합 교육 모형과 교육 과정 등을 개발하는데 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.432-442
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• 2022

본 연구는 초등과학 '식물의 한살이' 단원 온라인수업에 적용할 메이커교육프로그램을 개발하고 그 효과로 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 개발된 메이커교육프로그램의 주제는 '식물의 한살이를 주제로 동화 오디오북 만들기'이다. 프로그램은 TMI 메이커교육 모형 단계에 따라 학습한 개념을 활용하여 창의적 오디오북을 제작하는 활동으로 구성하였다. 연구결과, 초등과학 '식물의 한살이' 단원 온라인수업에 메이커교육프로그램은 초등학생의 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 초등과학 온라인수업에 메이커교육의 적용은 학생들의 과학에 대한 흥미도와 창의적 문제해결력 향상에 효과적이다. 그리고 초등과학 온라인 수업에 메이커교육을 활발하게 적용할 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.63-78
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• 2014

통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.657-670
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• 2020

지식정보화 사회가 되면서 기존과는 다른 유형의 사회 문제들이 발생하고, 이를 파악하고 해결하는데 필수적인 역량으로 지식정보처리역량을 꼽을 수 있다. 지식정보처리역량은 정보의 수집과 분석, 활용을 할 수 있는 역량으로 학문 분야에 따라 그 적용이 달라질 수 있으므로 일반 소양적인 측면과 교과 맥락적인 측면으로 나누어 교육할 수 있다. 과학에서의 지식정보처리역량 함양 교육은 이제까지는 일반 소양적인 측면에서 주로 실행됐으므로, 과학 탐구 활동을 통해 교과 맥락적인 측면에서의 교육이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 학교 현장에서 일반적으로 적용 가능한 지식정보처리함양을 위한 데이터 기반 과학탐구 모형과 수업전략을 개발하였다. 모형과 수업전략은 설계·개발 연구방법론에 따라 문헌연구를 바탕으로 모형과 수업전략을 1차 개발하고 전문가의 조언을 듣는 내적 타당화 과정과 실제 현장에 적용하는 외적 타당화 과정을 통해 수정, 개선하여 완성하였다. 자원기반학습 이론을 바탕으로 과학탐구 모형, 데이터 과학의 특징, 통계적 문제 해결력 모형에 대한 문헌 연구를 실시하였고, 전문가 5인의 자문을 받아 CVI, IRA 값을 구하고 면담을 통해 모형과 전략을 개선하였으며 두 번의 외적 타당화 과정을 거치며 현장 적용성 높은 모형과 전략을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 탐색적 과학 데이터 분석 탐구모형(Exploratory Scientific Data Analysis Inquiry Model, 이하 ESDA 탐구모형)으로 학교의 상황에서 실행가능한 도구를 먼저 선택하고 데이터를 수집하며, 그 후 분석 과정에서 질문을 찾고, 이를 새로운 가설로 설정하여 또 다른 탐구를 진행하는 형태를 갖는다. 수업 전략은 최종 7가지 원리로 세분화 되었는데, 도구 탐색의 원리, 실생활 데이터 수집의 원리, 데이터 변형의 원리, 데이터 해석의 원리, 문제 구체화의 원리, 문제 해결의 원리, 표현과 공유의 원리이다. 각 원리는 탐구 모형과 연계되어 있으며, 교수 전략 뿐 아니라 탐구를 수행할 수 있는 환경 구성의 조건을 포함하고 있어 현장 적용성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일반적인 대규모의 학생을 대상으로 양적 연구를 실시하지 못했다는 한계가 있으나 지식정보처리 역량을 과학탐구의 관점에서 접근하여 실제적 모형과 전략을 개발했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권5호
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• pp.557-575
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• 2010

이 연구는 현재 중 고등학교에서 적용하고 있는 교수 모형을 선택할 때 그 준거로 활용할 수 있는 교수 모형의 특성과 목적을 제시하고자 수행하였다. 교수 모형의 특성과 목적은 수업 모형과 교수 모형에 관한 문헌을 분석하고, 그 결과를 근거로 정리해 제시하였다. 이 연구에서는 지금까지 제시된 수업 모형을 교수 모형에 포함시키고, 교수 모형을 전통적 모형, 과도기적 모형, 현대적 모형으로 분류하고, 현대적 모형을 다시 그 대상에 따라 개념변화 모형과 순환학습 모형으로 구분하였다. 이 논문에서 제시한 네 가지 교수모형의 특성과 목적을 요약하면 다음과 같다. $\cdot$ 전통적 모형: 강의를 통한 과학지식의 교수, 발견법을 통한 과학지식의 습득, 탐구중심 교수-학습 과정을 통한 과학적 탐구 과정 기능의 습득 및 과학적 방법과 탐구 방법을 적용한 문제해결 $\cdot$ 과도기적 모형: 시범실험, 발견법, 탐구적 접근법 을 통한 탐구 과정 기능의 습득, 과학지식의 습득과 분화 및 발달 $\cdot$ 현대적 모형 - 개념변화 모형: 탐구중심 접근법을 통한 과학지식의 분화, 과학개념에 의한 과학 대체 개념의 교환 - 순환학습 모형: 발견 및 탐구를 통한 개념의 분화 및 대체 개념의 교환, 과학적 탐구 과정 기능의 습득 이와 같은 과학 교수 모형의 영역별 특성과 목적은 교수-학습의 목표와 주제에 적절한 교수 모형의 범주를 확인할 때 적용할 수 있다. 과학 교수-학습 현장에서 실제로 적용할 교수 모형을 선정할 때는, 교수할 주제 및 내용과 그 목표에 적절한 영역별 교수 모형의 특성과 목적을 확인한 다음, 그 영역에서 적절한 교수모형을 선정하는 것이 바람직하다. 이 논문에는 실제의 교수 모형을 선정할 때 적용할 수 있는 준거가 각 교수 모형의 특성과 목적의 형태로 기술되어 있다.

• 산업융합연구
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• 제18권3호
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• pp.83-89
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• 2020

본 논문에서는 창의적 융합 수업 모형인 노벨 엔지니어링 수업이 초등학교 5학년 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과에 대해서 기술한다. 이를 위해서 2019년 2학기에 초등학교 5학년 학생 90명을 대상으로 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 수업이 진행되었다. 이 수업은 생태계와 상호작용이라는 핵심 개념을 중심으로 총 8차시 모둠별 프로젝트 형식으로 진행되었다. 수업은 5학년 국어, 과학, 실과 과목이 자연스럽게 융합되도록 설계하였으며, 수업 적용 후 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 위해서 t-검정이 실시되었다. 실험 결과, 노벨 엔지니어링 수업이 창의적 문제해결력 4가지 하위 요소인 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적·논리적 사고, 동기적 요소 모두에서 매우 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 노벨 엔지니어링은 이제까지 연구되어왔던 다양한 문제해결력 패러다임을 융합한 수업 모형이다. 이 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 미래를 이끌어 갈 우리 아이들의 다양한 역량을 키울 수 있는 좋은 수업 방법임이 증명되었다. 노벨 엔지니어링이 우리 아이들의 미래 교육을 선도하는 융합 교육과정 모형으로 자리 잡기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.263-281
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• 2017

일관제철소의 모든 공정은 서로 연결됨으로써 단일공정에서의 효율성을 향상시킬 수 있는 최적화도 중요하지만 무엇보다도 전체 공정의 연결 관점에서의 최적화가 중요하다. 일관제철소에서의 경영과학 모형 적용에 관한 조사연구는 대부분 특정 공정만을 대상으로 문제해결을 위한 모형에 집중하고 있거나 혹은 일관제철소에서 발생되는 문제에 대해 어떤 기법이 적용되고 있는지에 대한 조사에 집중되고 있다. 그러나 이보다는 일관제철소에서 해결되어야만 하는 문제를 우선 정의하고, 이를 모형화 할 수 있는 목적과제약조건 등에 대해 파악하며, 현실적으로 적용 가능한 해를 구할 수 있는 방법론이무엇인지에 대한 연구가 어떻게 이루어져 왔는지에 대해 조사가 필요하다. 이 연구에서는 일관제철소 공정을 대상으로 생산운영관리관점에서의 효율성 향상을 위해 필요한 연구가 무엇인지를 기술한 후, 이를 해결하기 위해 어떤 연구들이 진행되어 왔는지에 대해 조사하였다. 이를 위해 6가지 영역으로 분류하여 기존 연구에 대해 조사하였으며, 전체최적화 관점에서 향후의 연구방안에 대해 제시하였다. 이를 바탕으로 일관제철소에서의 공정 효율성 제고를 위한 연구주제가도출될 수 있을 것으로 기대된다.