이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 12종의 중학교 '기술 가정'교과서 '에너지와 수송기술' 단원에 제시된 14개의 수송기술 문제해결 활동의 주제를 분석하고 현재 교과서에 제시되어있는 수송기술 문제해결 활동의 문제점과 개선 방안 및 발전 방안을 살펴보았다. 문헌고찰을 통해 Jackson's Mill 교육과정, STL, 2009 개정 실과(기술 가정) 교육과정과 DeVore, Komacek가 공통으로 제시한 수송기술의 환경과 체제를 이용하여 분석준거를 개발하고 문제해결 활동의 주제를 분석하였다. 그 결과 첫째, 분석준거에 나타난 20개의 수송기술 주제 중 교과서에 제시되어 있는 문제해결 활동의 주제는 8개였다. 둘째, 환경에 따라서는 육상수송 관련 주제가 13개, 항공수송 관련 주제가 2개, 해상수송 관련 주제가 1개의 체험활동에서 나타났으며, 우주수송 관련 주제를 다룬 활동은 찾아보기 힘들었다. 셋째, 체제에 따라서는 구조를 다룬 활동은 13개, 추진장치, 현가장치를 다룬 활동 12개, 제어장치를 다룬 활동이 5개, 안내장치를 다룬 활동이 1개로 나타났다. 넷째, 수송기술 문제해결활동 주제 분석 결과를 토대로 문제해결 활동을 범주화 하면 4종류의 문제해결 활동으로 분류할 수 있었다.
본고에서는 영재교육에서 실제 학습자료의 부족과 이산수학의 중요성이 부각되고 있는 최근의 동향을 감안하여, 초등학교 영재교육에 적용 가능한 이산수학 프로그램을 개발하고자 한다. 우선 프로그램의 개발에 선행하여 관련 이론에 대한 고찰을 하였으며 제 7차 초등학교 수학과 교육과정의 이산수학 관련 내용을 분석하석 교육과정의 내용을 심화 ${\cdot}$ 발전할 수 있는 방안에 초점을 두었다. 특히 이산수학과 관련된 기존의 수학학습 프로그램들은 대부분 순수 수학적 이론을 제시하고 그에 따른 문제를 풀어보는 형식으로 구성되어 있는데, 본고에서는 이산수학의 이론을 중심으로, 문제해결에서 알고리즘적으로 사고하는 능력을 키울 수 있도록 하는 것에 초점을 두어 프로그램을 개발하고자 한다. 즉, 프로그램 자체가 하나의 수학적 원리를 탐구해 가는 과정이 되는 것이다. 또한 이산수학이 수학적 문제해결 학습과 연관됨에 착안하여 프로그램은 Polya의 문제해결학습을 바탕으로 구성하고자 한다.
최근 축약 분산 기억 장치(SDM)가 적응적 문제 해결 능력과 하드웨어화의 용이성으로 인해 현실성이 있는 신경망의 한 모델로 제안되었다. 그러나 다층 인식자의 개별 뉴런이 선형 또는 비선형 결정 함수로 해 공간을 이분하고 그들이 다양하게 결합함으로써 일반적인 문제 해결 능력을 갖는데 비해, 축약 분산 기억 장치의 뉴런은 해 공간에서 자신을 중심으로 한 일정 반경 영역을 안과 밖으로 이분하고 이들을 단순하게 합하므로써, 해 공간이 실수 공간과 같이 크기 관계를 갖는 경우 비효율적인 모델로 된다. 본 논문에서는 이러한 축약 분산 기억 장치의 특성과 그 원인을 규명하고, 문제의 해 공간이 단조 증가 또는 감소 결정 함수로 양분되는 경우, 기존의 축약 분산 기억 장치에 크기 비교 과정을 도입함으로써, 주어진 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 수정된 축약 분산 기억 장치 모델을 제안한다. 아울러 제안된 모델을 ATM망에서의 호 수락 제어 과정에 적용한 예를 보인다.최근 축약 분산 기억 장치(SDM)가 적응적 문제 해결 능력과 하드웨어화의 용이성으로 인해 현실성이 있는 신경망의 한 모델로 제안되었다. 그러나 다층 인식자의 개별 뉴런이 선형 또는 비선형 결정 함수로 해 공간을 이분하고 그들이 다양하게 결합함으로써 일반적인 문제 해결 능력을 갖는데 비해, 축약 분산 기억 장치의 뉴런은 해 공간에서 자신을 중심으로 한 일정 반경 영역을 안과 밖으로 이분하고 이들을 단순하게 합하므로써, 해 공간이 실수 공간과 같이 크기 관계를 갖는 경우 비효율적인 모델로 된다. 본 논문에서는 이러한 축약 분산 기억 장치의 특성과 그 원인을 규명하고, 문제의 해 공간이 단조 증가 또는 감소 결정 함수로 양분되는 경우, 기존의 축약 분산 기억 장치에 크기 비교 과정을 도입함으로써, 주어진 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 수정된 축약 분산 기억 장치 모델을 제안한다. 아울러 제안된 모델을 ATM망에서의 호 수락 제어 과정에 적용한 예를 보인다.
이 연구는 과학자의 연구과정을 반영한 문제해결형 탐구학습 프로그램을 이용하여 고등학교 과학 영재학급 학생들을 대상으로 수업을 한 후, 문제해결형 탐구활동 수업에 대한 학생들의 인식, 활동 내용 및 수업의 효과를 분석한 것이다. 이를 위해 고등학교 부설 영재학급 1학년 학생 12명을 대상으로 사전 실험설계 능력 검사(DCT)를 한 후, '주기가 일정한 흔들이 만들기', '표면성장 실험', '메트로놈의 동기화현상'의 세 모듈을 적용하여 수업을 하였고, 그 후 사후 실험 설계능력 검사, 설문과 학생 면담을 실시하였다. 각각의 모듈은 과학적 의문의 생성, 해결 방안 모색을 위한 실험설계, 문제 해결 활동과 같은 일련의 과정들로 이루어져 있어 이를 통해 학생들이 문제해결형 연구 형태를 경험할 수 있도록 하였다. 조사 결과 학생들은 주어진 과정에 따라 기계적으로 하는 기존의 학교 수업과는 달리 자기주도적으로 실험을 설계하고, 해결 방안을 다양한 각도로 모색하여 직접 문제를 해결한다는 점에서 문제해결형 탐구 활동과 기존 수업과의 차별성을 인식하였다. 수업 과정 중 학생들은 발견한 문제를 해결하기 위해 끊임없이 사고하고 실험을 설계 해 보고, 직접 실험을 수행하면서 마침내 처음에 발견했던 문제를 해결할 수 있었다. 이러한 반복적인 과정을 통해 학생들은 과학자의 연구과정의 한 형태를 경험할 수 있었으며, 문제 해결형 연구과정에 대한 이해를 바탕으로 과학자의 연구과정에 대한 인식의 변화도 생겼음을 확인할 수 있었다. 수업의 효과 면에서 본 프로그램은 학생들의 체계적인 실험설계 능력의 향상, 현상의 원인에 대해 자유롭게 생각해 보고 의견을 발표하는 기회를 갖게 한 점 등에서 학생들에게 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 실험 설계 능력 사전 사후 검사 점수를 비교한 결과, 수업 후 대부분의 학생들은 실험설계 능력에 향상을 보였다. 기존의 따라 하기 식 실험에 익숙해져 있던 학생들은 처음에는 스스로 실험을 설계하는 데 다소 어려움을 느꼈지만 두 번째, 세 번째 수업을 하면서 체계적으로 실험을 설계하여 문제를 해결해 나가는 데에 조금씩 익숙해진 것을 확인할 수 있었다.
미래의 불확실성이 높을수록 회사의 경영자의 고민은 커지는데, 이러한 불확실성을 해소할 수 있는 핵심 열쇠로 창의성을 꼽을 수 있다. 본 연구는 비즈니스 문제 해결 창의성(Business Problem Solving Creativity, BPSC)과 기업 의사결정자의 개방적 성향 간의 관계에 대해 확인하고, 주의력이 BPSC와 개방적 성향 간의 조절 효과를 갖는지 아이트래킹 기법으로 확인한다. 주의력 측정을 위해 '문제 해결과 무관한 정보처리 과정'(IRP)을 개발하였다. 연구결과, 의사결정자의 개방적 성향과 BPSC는 양의 상관관계가 있음을 입증하였으며, 기존의 창의성 연구와는 달리 주의력은 개방적 성향과 BPSC 간의 부의 조절 효과가 있음을 입증하였다. 본 연구는 BPSC는 빠르게 변화하는 경영 환경에서 문제를 해결하는 의사결정자의 창의적 능력이나 성과를 측정하는 행동과학 연구로 실무적 가치가 높다. 또한, 기업 의사결정자의 성향과 BPSC와의 상관성을 입증하여, BPSC 발현의 심리적 메커니즘을 규명함으로써 경영학 창의성 연구에 기여하였다.
전자문서를 대상으로 하는 다양한 보안 기술들이 연구 제시되고 있으나, 키 관리에 대한 어려움과 암호 알고리즘의 무거운 특성으로 안전성과 효율성의 반비례 관계가 발생하고 있다. 본 연구의 목적은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 전자문서 암호 시스템에 적용 가능한 제안하는 RRM 기법을 응용하여 키 관리 방안에 적용함으로써 효율적인 암호화 과정을 수행하여 전자문서 보호 문제를 개선하는 것이다. 이를 위하여 난수정보에 규칙성을 부여함으로써 키 생성에 대한 이려움을 극복하고 키 테이블과 키셋 정보를 통해 키 관리 문제를 해결하며, 키셋 정보를 통해 복호화를 위한 연산 수행속도를 빠르게 진행할 수 있는 개선된 전자문서 암호화 시스템 수행을 위한 키 관리 방안을 제안한다. 제안하는 키 관리 방안을 통해 키 생성 연관성 문제를 해결함으로써 키 노출문제에 대한 안정성과 단순한 암복호화 과정에 비해 동일한 복잡도와 수행시간을 갖는 연산 기법을 이용하여 효율성을 높였으며, 전자 문서를 암호화 수행 후 관리를 함으로써 유출문제에 대한 문제도 해결할 수 있다.
본 연구는 창의적 수학문제해결력의 검사도구의 요소들을 제시하고 있다. 수학적 창의성을 과정적 관점에서 출발하여 수학적 창의성을 창의적 수학문제제해결과 동일시하고 그에 따른 검사도구의 기본요소들을 Polya의 문제해결기법에서 나타나는 메타인지적 전략과 수학적 마인드를 검사하는 요소들로 구성하였다.
정보교과는 컴퓨터과학적 지식과 기술의 탐구와 더불어 실생활의 문제 해결을 위해 새로운 지식과 기술을 창출하고 이를 통합적으로 적용하는 능력과 태도를 함양하는 교과이다. 2015 개정 교육과정에서 정보교과의 교과역량 중 하나가 협력적 문제해결력이다. 정보교육을 통하여 배울 수 있는 프로그래밍 분야에서 강조하는 역량 역시 협력이다. 본 연구는 정보교과의 관점에서 협력적 문제해결력 측정 방식을 깃허브, 스택오버플로우의 사례와 PISA, ATC21S의 평가사례를 비교하고자 한다. 협업을 통한 더 나은 결과물을 도출해내는 프로그래밍의 과정을 통하여 협력적 문제해결력을 살펴볼 수 있는 토대를 마련하는데 의의가 있다.
수학 교육에서 문제 해결에 대한 중요성은 지속적으로 강조되고 많은 연구가 진행되어 왔지만 정의적 측면에서 문제 해결에 관한 연구는 부족하다. 본 연구는 문제해결 과정에서 나타나는 학생들의 감정이 어떠한지 분석하였다. 그 결과 첫째, 학생들은 문제를 해결하는 동안 여러 차례의 감정 변화를 경험했고, 긍정과 부정의 감정이 공존해서 나타났다. 둘째, 같은 문제를 동일한 풀이 방법으로 해결하였지만 감정변화가 다른 이유는 학생의 수학 문제해결에 대한 신념과 겉보기 난이도 때문이었다. 셋째, 학생이 문제 해결에서 긍정이나 부정의 감정을 느끼는 것은 수학적 태도와 관련이 있었다. 넷째, 학생들은 문제에 대한 겉보기 난이도가 '상'일 때 '하'보다 부정적 감정을 많이 경험했지만 문제 해결 후 성취감은 더 컸다.
본 연구에서는 사범대학 과학교육과에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교 교육과정에 해당하는 화학 개념의 이해도와 문제 해결 능력을 관련 문항을 이용하여 조사하였다. 연구 결과, 오답을 선택하며 문제 해결에 필요한 정확한 개념을 가지지 못하는 예비 과학 교사들이 모든 문항에서 발견되었다. 이 결과의 원인을 찾기 위한 심층 질문을 통해 일부 예비 과학 교사에게서 나타난 몇 가지 사실을 확인할 수 있었다. 첫째, 예비 과학 교사들은 고등학생들에 비해 상대적으로 정확한 개념을 가지고 있었지만 몇몇 개념들에 대해서 고등학생들과 동일한 오개념을 가지고 있었다. 둘째, 과학개념의 일반적 정의나 의미는 알고 있었지만 교육과정 상 강조하는 내용을 정확히 이해하지 못하였으며, 시각적으로 인지된 정보로 문제를 해결하려는 경향이 있었다. 셋째, 문제 해결과 관련된 일반적 개념의 필요성은 인식하는 반면 탐구와 관련하여 문제 해결에 필수적인 능력을 간과하거나 문제 해결에 도움이 되지 않는 상위 교육과정의 필요성을 제안하는 경향이 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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