• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.167-185
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• 2012

본 연구는 생물 예비교사의 과학수업모형을 적용한 수업시연에 나타난 질문 유형을 분석하여 수업 전문성 향상을 위한 개선점을 찾는데 목적이 있다. 질문 유형을 분석하기 위한 질문 분석틀은 크게 범주1(인지적 영역질문, 탐구기능질문, 정의적 영역 질문), 범주2(반복질문, 범위를 좁히는 질문, 연습 질문), 범주3(학생활동 진행 질문, 기억 질문, 사고 질문) 질문 유형으로 구분되었다. 5가지 과학수업 모형을 적용한 생물 예비교사의 질문 유형을 분석한 결과, 인지적 영역질문과 기억질문이 가장 높은 빈도를 나타냈다. 순환학습모형에서는 인지적 영역 질문이 가장 많이 나타났고, 특히, 학생활동 진행형 질문은 순환학습모형의 '1차 개념도입단계'와 실험을 수행한 '2차 탐색단계'에서 많이 사용되어 단계의 특징을 나타내고자 하였다. 발견학습모형은 관찰과 측정, 분류, 일반화 과정이 통합되어 있으나 수업시연에서는 기억질문이 많았고, 탐구기능 질문의 비중이 낮게 나타났다. 탐구학습모형에서도 기억질문이 많았고, 다른 수업모형에 비해 탐구기능 질문이 탐구학습모형의 '실험설계단계'와 '실험단계'에서 많이 나타났다. STS수업모형에서는 정의적 영역질문과 사고질문이 다른 수업모형에 비해 많이 나타났다. 개념변화학습모형에서는 기억질문을 많이 사용하여 개념변화학습모형의 모든 단계에서 학생들의 오개념을 자극하고 과학적 개념의 수정에 많은 도움을 주었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.475-487
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• 2011

본 논문에서는 고차원펄스의 스펙트럼을 유도하는 체계적인 방법을 제시하고, 이를 학습내용으로 하는 효율적인 이러닝 시스템을 설계한다. 고차원펄스의 스펙트럼은 연속미분법이나 콘볼루션법 등 기존의 방법에 의하여 유도될 수 있으나, 그 차수가 증가함에 따라 현저하게 높아지는 복잡도 때문에 사용할 수 없다. 우리는 고차원펄스의 차수에 따라 순환적으로 적용되는 알고리듬을 제시하고, 이를 찾아보기표에 의하여 함수적으로 차수에 연관된 스펙트럼의 식을 유도한다. 또한, 이를 이용하여 고차원펄스의 스펙트럼을 분석하는 과정을 학습하는 이러닝 콘텐츠를 설계한다. 여기에는 기존의 순차적 재생을 기본으로 하여 이른바 개념단위 오브젝트별 분기방식을 적용하는 콘텐츠 처리방식이 사용된다. 모델링, 임펄스응답과 전달함수, 파라미터, 찾아보기표 등 전체를 네 개의 개념단위로 분할한 콘텐츠페이지를 설계하고, 이들로부터 하향식으로 분화된 개념단위들을 모듈과 서브모듈로 설정한다. 이들은 개념단위 오브젝트별 분기방식에 의하여 학습자에게 다양한 학습순서와 반복학습 등을 제공하여 상호작용을 증대하고, 저작된 이러닝 콘텐츠에 의한 학습효과를 현저히 향상시킨다. 또한, 콘텐츠 자체의 효율성 측면에서도 현저한 향상을 이룬다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권2호
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• pp.19-25
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• 2003

본 논문에서는 주어진 작업을 반복적으로 수행하는 다입력 다출력 비선형시스템에 대하여 시스템의 (벡터)상대차수 개념을 이용한 확장된 형태의 직접학습제어를 제안한다. 기존의 직접학습제어가 적용될 수 있는 시스템은 상대차수가 제한적인 시스템임을 보이고 고차의 상대차수를 갖는 시스템에 적용 가능한 제어 법칙을 제시한다. 이 제어법칙을 이용하여 다른 형태의 출력 궤적들에 대한 학습을 통하여 얻어진 제어입력들로부터 새로 주어진 원하는 출력 궤적에 대응하는 제어입력을 직접적으로 생성한다. 제안된 직접학습제어의 타당성 및 성능을 보이기 위하여 2축 스카라 로봇에 대한 궤적추종제어의 시뮬레이션 결과를 제시한다

• 한국수학사학회지
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• 제19권3호
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• pp.123-146
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• 2006

이 논문은, 학습자가 내적인 자유를 얻도록 한다는 명분 하에 학습자 개인의 사적인 자유가 침해되어서는 곤란하다는 문제의식을 갖고 수학교육적인 관점에서 자유 개념을 고찰한 것이다. 다양한 자유의 개념을 '과정으로서의 자유'와 '결과로서의 자유'로 구분하여 논의한 결과, 다음의 결론을 얻었다. 첫째, 수학교육에서는 과정으로서의 자유를 누리지 않고는 결과로서의 자유에 도달할 수 없다. 둘째, 두 가지 의미의 자유가 반복된다. 과정으로서의 자유와 결과로서의 자유는 씨앗과 열매처럼 반복되면서 서로에게 밑거름이 되는 자유의 양면이다. 이를 위해 수학 교사는 자유의 가치를 알고 소중히 여기며 그 즐거움을 학생과 함께 공유해야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권3호
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• pp.468-478
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• 2000

본 연구에서는 상호작용을 강화한 형성평가 수업전략이 학생들의 과학 개념 이해 및 과학 관련 태도에 미치는 효과와 이 수업전략에 대한 학생들의 인식을 조사하고자 하였다. 이를 위하여 서울 소재 남녀공학 중학교의 2학년 4개 반을 실험집단으로 다른 4개 반을 비교집단으로 선정하여 실험집단에는 상호작용을 강화한 형성평가 수업전략을, 비교집단에는 교사 강의식 전통적 수업전략을 적용하였다. 그 결과 본 연구에서 적용한 형성평가 수업전략은 전통적 수업전략에 비해 학생들의 과학 개념 이해에는 효과적이나 과학 관련 태도에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 그리고 실험집단에서 수업 전후에 과학 개념 이해의 향상 정도는 집단 내의 과학성적 수준이나 인지 수준별로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 본 연구의 수업전략에 대한 학생들의 인식은 질문과 응답에 의한 상호작용이 많고, 이를 통해 사고를 촉진할 수 있고 반복학습의 효과가 있으며, 학습 내용을 이해하는데 도움이 되는 것으로 드러났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.560-569
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• 1999

본 연구는 서울 시내 여자 중학교 2학년 2개 반 75명의 학생을 대상으로 '화학 변화와 원소' 단원에 대하여 4주간 12차시 동안 실시되었다. 학생들은 12차시의 수업 처치 중 총 1,108개의 질문을 서면으로 적어 내었으며, 모든 질문은 6개의 범주로 분류되었다. 분석 결과, 학습 내용과 직접 관련이 없는 '무관련' 수준의 질문은 7%, 질문 자체의 명제가 성립되지 않는 '모순' 수준의 질문은 3%였다. 교수 내용에 대한 반복 설명을 요구하는 '회상' 수준의 질문은 전체의 23%를 차지하였으며, 사례 제시를 요구하거나, 학습내용의 단순 적용, 용어 등에 대한 추가 설명을 요구하는 '재구성' 수준의 질문이 전체의 40% 를 차지해 가장 높은 비율을 나타냈다. 또한 학습 내용에 대한 응용 및 적용, 자신의 생각과의 이견 등을 나타낸 '적용' 수준의 질문은 18%, 상위 개념이나 타 개념등의 확장된 개념적 질문을 포함하는 '확장' 수준의 질문은 전체의 9%를 차지하였다. 본 연구에서는 학생 질문의 유형별 특성에 대한 교육적 함의에 대해 논의하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.477-490
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• 2011

'교수학적 내용 지식(Pedagogical Content Knowledge)'의 개념은 '교수활동을 위한 수학 내용 지식(Mathematical Knowledge for Teaching: MKT)'의 핵심 요소들을 밝히기 위한 연구의 일환으로 많은 연구자들에 의해 확장, 발전되어 왔다. 특히 Ball(1993)은 교수활동에서 가시적으로 드러나는 교사가 알아야 할 수학에 관해 초점을 맞추어 왔는데, 본 연구에서는 MKT를 바라보는 또 하나의 대안적 관점으로서 '발달에 핵심적인 이해 (Key Developmental Understanding: KDU)'라는 개념을 제안하고 있다. Simon (2006)은 KDU란 일련의 교수활동을 통해 수행되고 다른 수학적 아이디어의 학습에 기초가 되는 이해 또는 개념이며, '등분할 조작'이 분수 개념의 KDU가 될 수 있음을 주장하였다. 본 연구에서는 예비 초등교사와의 면담을 통하여 '반복 분할 조작'과 '세 수준의 단위 구조'의 구성이 분수 곱셈에 대한 KDU가 될 수 있음을 제시하고 있다.

• 대한화학회지
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• 제47권4호
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• pp.376-390
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• 2003

본 연구는 초등학교 자연교과서, 중등학교 과학교과서 및 대학의 일반화학 교재에 있는 화학반응 관련개념의 연계성을 고찰하였다. 화학반응에 관한 19개의 주제를 선정하여 각 주제별로 학교 급별에 따른 선행학습과 후속학습 간의 연계정도를 준거 기준에 따라 분석하였다. 연계성 판별을 위하여 5가지 준거를 수립하여 분석한 결과 초등학교에서 중학교 과정의 연계는 양호하였다. 그러나 중학교에서 고등학교 과정의 연계는 격차의 비율이 크게 나타났으며, 고등학교에서 대학으로의 연계는 반복과 격차의 비율이 높은 것으로 나타났다. 이 분석결과를 이용하여 화학반응에 대한 새로운 교과내용 구조도를 제시하였다.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.55.1-55.1
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• 2021

천문 분야는 다른 과학 분야와 달리 탐구대상인 천체들이 먼 거리에 있고, 실험실에서 동일 실험과 반복 실험이 불가능하며, 추상적이고 직접 관측하기 어려운 개념에 대한 연구들이 많다. 따라서 최근 인공지능, 증강현실 및 3D 프린팅 기술 등은 천문교과 교육과정과 연계하여 학생들의 지각 능력을 자극하고 실제 활동과 유사한 경험을 제공할 수 있도록 단계적인 학습경험을 도와 천문 분야 체험활동으로 연결시키고 있다. 이에 본 연구는 학생들이 망원경의 원리와 분해 및 조립에 대한 지식함양을 위해 3D 프린팅 기술과 AR을 활용하여 학생들의 천문관측 망원경에 대한 이해와 천문관련 체험활동에 대한 프로그램을 개발하여 적용하였다. 이 연구에서 개발한 프로그램은 3D 프린팅 기술을 활용하여 망원경의 세부 부품을 학생들이 직접 설계 및 제작하고, 자석을 이용하여 망원경을 조립, 분해 실습을 할 수 있도록 하였다. 또한, AR(증강현실)을 활용하여 빛을 모으는 망원경의 구조를 직접 실험을 통해 확인하고 빛의 반사와 굴절 원리를 학습하는 내용을 개발 프로그램에 포함하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제36권2호
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• pp.1-23
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• 2011

본 연구의 목적은 팀 기반 학습모형을 활용한 수업에 참여한 공업계 고등학교 학습자와 교사를 대상으로, 형성적 연구방법론을 활용하여 모형의 강점, 약점, 개선점을 도출하고 이를 통해 모형의 타당성과 통용 가능성을 제고하는 것이다. 팀 기반학습모형은 문제 상황 속에서 학습자 개인의 선행학습과 팀 구성원 간 상호작용을 통해 개인과 팀의 성과를 극대화하기 위한 구조화된 교육방법이다. 이 모형의 개선과 보완을 위해 형성적 연구방법론을 적용하였고, 분석결과, 모형의 강점으로 학습자의 동기와 흥미 유발, 학습자 특성을 반영한 교육 가능, 선행학습을 통한 자신감향상, 반복학습을 통한 개념 이해 등을 파악하였다. 한편 모형의 약점을 보완하기 위한 방안으로 현실적인 교과내용과 방법 편성에 있어서의 한계 극복, 현장감을 높이는 문제은행 확보 필요, 실습 기자재 확충 필요, 학습자의 사전지식과 경험을 고려한 토론 주제 발굴, 구체적인 팀별 활동과 역할 부여 필요 등을 제시하였으며, 개선점으로는 합리적인 팀 구성, 발표 기회의 공정성, 적극적인 참여 독려, 학습자의 선수지식과 태도를 고려한 수준별 학습 계획, 주요한 개념 사전 안내 및 토론 주제선별 등을 제시하였다. 최종적으로 이러한 결과들을 바탕으로 향후 공업계 고등학교에서 적용 가능한 팀 기반 학습모형과 운영방안에 대해 제안하였다.