• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제15권1호
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• pp.13-29
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• 2012

본 연구는 초동학교 6학년 국가수준 학업성취도평가에서 남녀간 성차가 두드러진 문항에 대한 심층 분석 연구이다. 국가단위 시험에서 남녀 간에 차이가 큰 문항들을 선택하고, 이러한 문항에서 어떤 수학 내적 원인이 성차를 유발하였는지 분석한다. 이러한 분석을 용이하게 하기 위해 지난 8년간의 성취도평가 문항 중에서 남녀 차가 현저한 문항들을 선택하고, 이러한 문항에 대한 문항 개념도를 작성한다. 문항 개념도를 바탕으로 본검사 문항을 개발하고 검사를 실시한다. 검사 결과를 분석하여 국가수준 학업성취도평가에서 남녀 차가 발생한 원인을 수학적인 관점에서 분석하고 그 결과를 도출하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 초등학교 수학 교수-학습 및 교과서 개발에 유의미한 방향을 제시할 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.253-269
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• 2020

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 성취기준에 기초하여 현대물리 개념지식에 대한 예비 물리교사의 이해를 진단할 수 있는 개념 진단지를 개발하고 타당도와 신뢰도를 확인하였다. Messick(1995)의 분류에 따른 5가지 타당도 중 검사내용에 기초한 타당도는 일련의 전문가 내용타당도 검사로 진행하여 확인한 후 24문항의 설문용 현대물리 개념 진단지를 구성하였다. 국내 15개 사범대학의 467명의 예비 물리교사에게 개발된 현대물리 개념 진단지를 적용하여 문항의 신뢰도와 Messick(1995)의 나머지 4가지 타당도를 확인하였다. 실제에 기초한 타당도는 Rasch 모형이 적용된 통계분석방법으로 문항적합도(MNSQ)를 확인한 결과, 23문항이 적합한 수준으로 나타났다. 이중 오타가 발생한 문항을 제외한 22문항에 대하여 내적구조에 기초한 타당도 분석을 하여 개발된 현대물리 개념 진단지의 일차원성을 확인하였다. 일반화에 기초한 타당도 확인 결과에 따르면 개발된 개념 진단지가 집단특성에 대해 독립적이라고 판단된다. 양자역학 수강 여부에 따른 검사점수의 t-검증 결과, 유의미한 차이가 나타났으며, 이를 외적준거에 기초한 타당도 확인으로 활용하였다. Cronbach alpha 및 Rasch 모형 분석에서의 피험자 신뢰도와 문항신뢰도 값은 검사자료가 적합한 수준의 신뢰도를 갖는다는 보여주었다. 또한 고전검사이론에 의한 문항분석 결과, 양호한 문항난이도를 보여주었으며 문항변별도는 두 문항이 준거값을 벗어났으나 다른 나머지 문항들은 양호한 값을 보여주었다. 양류상관계수는 한 문항을 제외한 나머지에 대해서 양호한 값을 나타내었다. KR-20과 Ferguson's delta 값 역시 검사지가 양호하다는 것을 보여주었다. 마지막으로 문항반응 이론에 의한 문항난이도(추정치)를 Rasch 모형 분석으로 추정하였으며, 이 값들은 피험자 집단 특성에 영향을 받지 않을 것으로 판단된다.

• 한국수학교육학회:학술대회논문집
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• 한국수학교육학회 2007년도 제38회 전국수학교육연구대회 프로시딩
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• pp.51-66
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• 2007

본 연구에서는 수학영재교육의 정상화라는 측면에서 서울교육대학교 과학영재교육원의 사례를 중심으로 수학과 영재선발 과정 중에서도 수학분야 문항의 분석을 통하여 지원한 학생들의 수학 개념에 대한 반응을 알아보고 영재교육원에 지원하는 학생들의 수학 학습의 문제점을 진단하고, 수학 영재학습 대상자 선발을 위하여 보다 바람직한 수학 문항 개발 위한 개선점에 대하여 알아보았다. 지원자들의 수학 개념, 원리, 법칙에 대한 이해도는 예상보다 매우 낮게 나왔으며 향후 수학영재 선발 문항의 개발에서는 문항의 개발자들이 수학영재 판별을 위한 진지한 고민과 함께 수학영재들의 능력을 적절히 측정할 수 있는 문항을 개발할 필요성을 제기하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.31-31
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• 2010

고등학교 지구과학에서 다루는 천문학 개념의 위계를 밝히고, 그에 따른 교수-학습의 효과를 알아보기 위해 지식공간론을 활용하여 학습과제 속에서 내재되어 있는 학습자의 지식상태를 분석하였다. 고등학교 학생들의 천문학적 공간개념에 대한 구성 요인 간 위계는 '공간위치 $\rightarrow$ 공간추리 $\rightarrow$ 공간변화' 순이었다. 학습자의 천문학적 공간개념 점수가 같아도 개념의 구조화( 지식상태 )가 다르게 나타나는 경우가 있었다. 이는 학습자에 따라 개별화 학습의 처방이 달라져야 함을 시사한다. 천체관측 개념의 위계는 '지구운동 $\rightarrow$ 천구좌표계 $\rightarrow$ 천체관측( 망원경 원리 $\rightarrow$ 망원경 설치 $\rightarrow$ 망원경 관측 )' 순으로 분석되었으며 2007개정교육과정에서 제시하는 순서와는 차이가 있었다. 고등학생들의 천체관측 개념에 대한 지식상태 분석에서 개념의 구조화가 잘 이루어진 학생의 경우에는 하위 위계를 이루는 지구운동과 천구좌표계, 망원경 원리에 관한 문항을 잘 맞추었고, 상위 위계에 있는 망원경 설치와 관측 문항에서 정답률이 낮았다. 그러나 개념의 구조화가 덜 이루어진 학생의 지식상태는 하위 위계를 이루는 지구 운동 관련 문항에서 더 많이 틀렸고, 최상위 위계( 망원경 설치, 관측 )를 이루는 문항에 대한 정답률이 높았다. 지구과학I의 천체관측 단원에 대하여 학습자의 심리적 위계와 교과서의 논리 위계에 따라 학습과제를 제시하여 교수-학습한 결과, 개념의 형성률은 심리적 위계에 따라 수업한 경우가 유의미( p & .05 )하게 더 높았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.77-87
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• 2000

본 연구의 목적은 갈등상황을 제시하였을 때, 중학교 학생들의 물리 개념 변화의 경로를 알아보는 것이다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 중학교 1학년 274명을 선정하였는데, 사후검사까지 모두 참여한 학생은 257명이다. 검사문항은 논리제시와 현상제시가 용이한 전기와 역학 문항을 각각 5문항씩 선정하였다. 학생들의 물리 개념을 과학적개념과 오개념으로 분류하고 나서, 세가지 유형의 갈등상황을 제시했다. 본 연구에서 사용한 갈등상황으로는 시범기구로 현상을 직접 보여주거나, 논리적인 논증을 제시하거나, 현상을 보여준 뒤 논증을 제시하는 세 가지 갈등 상황을 사용하였다. 갈등상황을 현상, 논리, 현상-논리로 제시한 다음 사후 검사를 실시하였다. 갈등상황을 제시한 다음날 전기와 역학에 대한 수업을 하였다. 개념 변화의 지속성을 보기 위해서 1주일 후와 2개월 후에 같은 문항으로 검사를 실시하였다. 그 검사결과를 토대로, 학생들의 선개념이 과학적개념으로 변하는지 오개념으로 변화하는지를 알아보았다. 본 연구에서는 먼저, 갈등상황을 제시한 직후, 1주일 후, 2개월 후까지 학생들의 물리 개념이 어떤 경로로 바뀌는 지 알아보았다. 두 번째, 오개념을 가진 학생이 갈등상황 제시 2개월 후 과학적개념을 가지게 되는 정적효과와 과학적개념을 가진 학생이 갈등상황 제시 2개월 후 오개념을 가지게 되는 부적효과를 비교해 보았다. 마지막으로, 갈등상황 제시의 특성에 따른 개념변화의 특성을 알아보았다. 역학 문항에서는 현상-논리제시 집단과 현상제시 집단이 긍정적인 효과를 보였으며, 전기 문항에서는 현상-논리제시 집단과 논리제시 집단이 현상제시 집단에 비해 긍정적인 결과를 나타내었다. 이것은 역학 문항은 물리적 현상에 좀더 관련이 있는 반면, 전기 문항은 좀 더 추상적이기 때문으로 본다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.229-248
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• 2013

동료교수법은 개념변화에 효과적인 연수방법이다. 동료교수법의 성공을 위한 가장 중요한 요소는 개념검사문항이다. 개념검사문항은 단순히 인지갈등 상황만을 주는 것이 아니라 올바른 개념변화를 이끌어낼 수 있어야 한다. 이에 따라 이 연구에서는 빛의 직진에 대한 교사들의 오개념을 올바른 과학적 개념으로 변화시키기 위하여, 단계적으로 교사들의 개념을 변화해 나가도록 돕는 단계형 개념검사문항을 개발하여 연수에 적용하였다. 개발된 개념검사문항을 5회에 걸친 연수에 투입하여 토론 전후 정답률과 연수 중 토론, 인터뷰 결과를 분석하여 그 결과를 바탕으로 문제 수정이 이루어졌다. 수정의 방향은 단계를 따라 문제를 해결하는 과정을 통해 '유한크기 광원은 점광원의 집합'이라는 목표개념에 도달할 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 최종 개념검사문항을 적용한 결과, 교사들은 각 문제에서 높은 Hake gain을 보였고 인지적 단계에 따라 목표개념에 도달하는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해 동료교수법에서 개념검사문항을 개발할 때, 각 개별 문제가 학습자에게 도전의식을 주는 유의미한 인지갈등 문제일 뿐만 아니라, 각각의 문제가 유기적인 관계를 가지고 단계적으로 사고할 수 있도록 배치되어야 한다는 것을 알 수 있다. 이 연구에서 개발된 개념검사문항은 초등교원연수와 중등교원연수, 또는 예비교사교육에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권4호
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• pp.697-709
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• 2001

학생들의 개념 변화을 촉진하기 위하여 인지갈등상황을 제시하는 것이 필요하다는 주장이 여러 연구자들에 의하여 제기 되어왔다. 본 연구자들은 문헌 분석을 통하여 인지갈등을 유발할 수 있는 상황은 크게 세가지로 구분할 수 있었다. 이 연구의 목적은 이들 세가지 상황이 학생들의 과학개념 변화에 미치는 영향의 차이를 알아보는 것이었다. 연구 대상으로 참여한 학생은 경기도 소재의 인문 고등학교 2학년 72명이다. 갈등상황으로 체험을 제시할 때 직접 실험할 수 있는 인원의 한계성 때문에 한 반에 26명씩 선정하였다. 먼저 역학의 중요 개념에 대한 여섯 가지 문항을 이용하여 학생들의 사전 개념을 조사한 후, 갈등상황을 현상, 논리, 체험 등 3가지로 나누어 제시하고 수업을 한 다음 사후 검사를 실시하였다. 개념 변화의 지속성을 보기 위해서 1주일 후와 1개월 후에 같은 문항으로 검사를 실시하였다. 이 검사 결과를 바탕으로 각 문항별 응답 유형을 분석하여 학생들의 개념이 과학적으로 변화하였는지 조사하였다. 연구결과, 각 문항에서 과학적 개념으로 변화되는 학생 수는 체험제시 집단이 다른 두 집단에 비하여 많았으며 그 다음은 현상제시 집단이었다. 제시 특성별로 보면, 근운동을 통한 강한 체험이 가능한 문항에서는 체험제시의 효과가 높게 나타났으며 다른 문항들에서도 체험이나 시각적으로 명확하게 관찰이 가능한 정도에 따라 논리제시에 비하여 체험제시와 현상제시가 개념변화에 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 학생들의 과학개념 변화를 위해서는 개념특성에 맞는 적절한 갈등상황을 제시해야 한다고 본다. 또한, 효과적인 개념 변화를 위해 갈등상황을 제시할 때, 모든 문항에 대해 현상이나 논리, 체험제시 중 어느 하나가 더 효과적이라고 구별하기보다는 문항의 종류와 갈등상황 제시의 특성, 학습자의 상태 등을 고려하여 제시해야 한다고 본다.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권2호
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• pp.164-174
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• 1996

본연구는 자유낙하 운동에 대학 학생의 개념을 이 개념의 역사적 변천 과정과 비교하여 분석하였다. 네 연령층(ll세,13세, 15세, 17세)으로부터 총 737명이 설문조사에 참여하였으며,설문에서 주어전 문항들은 자유낙하 운동과 관련하여 과거의 과학자(예를 들어, 아리스토텔레스, 임페루스 이론가, 갈릴레오)들이 고민하였던 핵심 문제를 반영하는 것이었다. 설문에는 세 문항이 포함되었으며,각 문항은 자유낙하 운동에 관한 세 가지 측면(즉,운동의 원인,낙하높이와 낙하속력의 관계,낙하 체의 무게와 낙하속력의 관계)에 각각 관련된 것이었다. 낙하운동의 원인에 대혜서, 전체 학생의 4.3%, 25.5%. 62.7%가 아리스토텔레스,임페루스스,갈릴레오적 관점을 각각 지닌 것으로 나타났다. 낙하높이와 낙하속력의 관계에 대혜서는,20.0% 와 29.0%의 학생들이 각각 아리스토텔레스와 갈릴레오적 관점을 지닌 것으로 냐타났다. 그리고 낙하체와 무게와 낙하속력의 관계에 대혜서는,19.0%,34.8%,42.2%의 학생들이 아리스토텔레스,임페루스,갈리레오적 관점을 지닌 것으로 나타났다. 개별 문항에서 부분적으로 임페루스적 관점으로부터 갈릴레오적 관점으로의 변화가 나타났으나,전체적으로 연령이 증가함에 따라 학생의 개념이 현대적 관점으로 변화한다고 판단 하기는 어려웠다. 그리고 본 연구로부터 학생의 개념과 그 개념의 역사적 변천 과정에 사이에 상당한 유사성과 함께 차이점이 존제함을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.412-425
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• 2008

이-러닝을 통한 교육에 있어 학습자의 학업 성취도를 향상시킬 수 있는 중요한 요인 중의 하나는 다양한 평가문항을 제공하여 학습자가 원하는 주제의 문제들을 용이하게 검색하여 학습할 수 있도록 지원하는 것이다. 그러나 평가문항을 위한 시스템은 주로 구문해석에 기반 한 키워드 검색과 영역별 단원 중심의 계층적인 분류체계에만 의존하고 있어 영역별 연관 관계에 의한 통합된 유형의 문항 검색에는 어려움을 지닌다. 본 논문에서는 C언어 프로그래밍 학습을 위한 문항을 웹상에서 쉽게 관리하고 유지할 수 있는 더불어 관리된 문항들을 효과적으로 검색하여 활용할 수 있는 문항관리 및 검색 시스템을 설계하고 구현 하였다. 제안된 문항 검색 시스템은 사용자 질의가 가지는 의미로부터 문항간의 개념적 연관 관계에 의한 검색을 가능하게 함으로써 단일 주제의 문항뿐만 아니라 영역별 연관 관계에 의한 통합된 유형의 문항들을 편리하게 검색하여 학습에 활용할 수 있도록 하였다. 따라서 제안된 시스템은 교과의 기본적인 원리, 개념의 이해뿐만 아니라 종합적인 지식 활용 및 문제 해결 능력 향상을 지원하는 시스템으로 기대된다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.71-71
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• 2010

대학생들의 야외 지질 실습 전과 후에 퇴적층 형성에 대한 이해도 변화를 파악하기 위해 충남대학교 지질환경과학과 3학년 재학생 27명을 대상으로 3일 동안, 참여 학생들에게 매일 실습 전과 후로 나누어 6번의 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 문항은 모두 주관식이며, 3일에 걸쳐 총 68문항을 제공하였다. 제시된 문항은 퇴적층 형성과 관련된 기본개념 31문항과 조사 지역의 노두관찰 37문항으로 분류 된다. 야외 실습 전과 후의 개인별 점수를 각각 비교한 결과 실습에 참여한 모든 학생들의 점수가 향상되었다. 실습 3일에 대한 전체 학생들의 평균점수는 실습 전에 28.3점, 후에 51.6점으로 실습 전보다 후에 34.2% 향상되었다. 또한 전체 학생들의 기본개념 31문항에 대한 평균점수는 실습 전에 19.8점, 후에 26.9점으로 22.9%, 조사 지역 노두관찰 37문항에 대해서는 실습전에 8.5점, 후에 24.7점으로 43.8%가 각각 향상되었다. 퇴적층은 공간적으로 넓은 장소와 시간적으로 오랜 기간 동안에 걸쳐 형성되어 학생들은 광범위한 공간적, 시간적 개념을 이해하는 것이 필요하며 대학의 지질학 교육 과정에서 야외실습은 필수적인 요소이다. 야외 실습은 학습자가 직접 자연과 같은 실제 세계를 관찰하고 조사하는 활동으로 이루어지는 학습 방법으로 교실 밖에서 일어나는 모든 학습을 총칭한다고 할 수 있다. 본 연구 결과는 야외 실습 후에 학생들의 점수가 향상된 것을 보여주었다. 이런 결과는 야외 실습이 야외에서 학습자가 주체가 되어 적극적인 참여로 학습하는 학생 중심 학습이고, 자연 환경을 학습의 장으로 하여 실물을 활용한 직접적인 조사활동과 같은 경험에 의한 체험 학습이기 때문인 것으로 해석된다. 또한 야외 실습에서 그룹 활동은 학생들이 지질조사를 하면서 발견된 문제나 내용에 대해 공유할 수 있는 토론 학습인 동시에 야외 활동에서 교수는 전문가 혹은 학습 촉매자로서 문제에 대한 해결책을 주거나 학생들에게 질문이나 토론의 기회를 주어 학생들의 지적, 정신적 향상에 영향을 미치기 때문인 것으로 보인다. 그러므로 야외 실습은 계획, 실행, 정리 단계가 매우 중요하다. 우선 장소 선정에 있어 강의실에서 토론된 주제 및 개념과 관련된 장소를 선정해야 하며, 야외에서는 학생과 학생, 학생과 교수 간의 그룹 활동, 토의 및 질문 시간을 충분히 가져야 함은 물론 실습 후에는 세미나를 통해 야외 활동에서 새롭게 발견하거나 조사 및 학습한 내용, 해결하지 못한 문제 등을 토론하고 정리하는 과정을 갖는 것이 필요하다고 판단된다.