• 한국과학교육학회지
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• 제39권5호
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• pp.655-668
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• 2019

이 연구에서는 중학생들의 과학 그래프 구성 과정을 문제 해결의 관점에서 심층적으로 조사하였다. 중학교 3학년 학생 10명이 연구에 참여하였으며, 이들은 앙금 생성 반응을 묘사한 그림 자료를 바탕으로 과학 그래프를 구성하였다. 학생들이 그래프를 구성할 때 거치는 사고 과정을 심층적으로 조사하기 위하여 발성사고법을 활용하였고, 그래프 구성 과정에 대한 녹화 및 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 학생들의 과학 그래프 구성 유형은 사용한 문제 해결 전략과 활용한 표상의 수준에 따라 네 가지 유형으로 구분할 수 있었다. 구조적 전략을 사용한 학생들은 그래프의 목표 개념에 대한 명제적 지식을 바탕으로 자료를 분석하고 경향성을 파악함으로써 활용한 표상의 수준과 무관하게 과학 그래프 구성에 성공하였다. 임의 전략-고차원 표상 유형의 학생들은 다양한 표상을 활용해 자료의 특징을 체계적으로 분석하고 자신이 구성한 그래프의 의미를 과학적 맥락에서 검토하는 과정을 거치며 과학 그래프 구성에 성공할 수 있었다. 반면, 임의전략-저차원 표상 유형의 학생들은 단순히 점을 연결하는 방식으로 그래프를 구성하였고, 과학적 맥락에 대한 고려 없이 그래프 구성 과정만을 점검하는 수준에 머물며 올바른 과학 그래프 구성에 실패하였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들의 과학 그래프 구성 능력을 효과적으로 함양하는 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.528-538
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• 2011

이 연구에서는 중학교 1학년 과학영재 학생들의 적용실험에 대한 실험 설계 과정에서 나타나는 사고를 발성사고법을 이용해 조사하였고, 각 과정요소별로 과학영재의 수행 정도를 분석하였다. 연구 결과, 과학영재들은 실험을 설계하는 과정에서 '상황설정', '전략결정', '가정설정', '측정계획', '가정의 타당화' 의 과정요소와 관련된 사고를 하는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 과정요소에 대한 과학영재들의 수행 정도는 다소 미흡한 측면이 있는 것으로 나타났다. 특히, 실험 설계 과정에서 문제를 해결하는데 적합한 목표 상황을 구체적으로 설정하거나 자신의 사고에 대해 적절한 준거를 통해 비판적으로 점검하는 능력이 부족한 것으로 드러났다. 이에 추상적이고 이해하기 어려운 문제 상황을 학생들에게 친숙한 구체적인 상황으로 바꾸어 생각하도록 하는 새로운 실험 설계 학습 전략의 가능성을 제안하였다. 본 연구의 결과는 실험 설계 능력과 같은 과학적 사고 기술을 강조함으로서 과학적 창의성을 계발하기 위한 과학영재 교육프로그램 개발에 유용한 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.458-469
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• 2003

이 연구는 과학적 가설 지식의 생성 과정을 귀납적으로 기술하구 분석하여 하나의 바탕이론을 제시하고자 하였다. 이것을 위해 과학적 현상의 원인을 설명하는 과제를 피험자들에게 제시하고, 피험자들이 과제를 해결하는 과정에서 표상한 지식과 사고 유형을 발성 사고법과 심층면접을 통해 프로토콜로 생성하게 한 후, 이것에서 규칙성을 찾아 귀납적으로 기술하는 연구 방법을 이용하였다. 이 연구의 결과는 가설 지식 생성 과정에서 의문상황, 가설적 설명자, 경험상황, 원인적 설명자, 최종가설지식 등 5가지의 중간적 지식들이 생성됨을 보여주었다. 또, 지식 탐색, 의문상황과 경험상황 비교, 설명자 차용, 설명자 조합, 설명자 선택, 설명자 확인 등 6가지 유형의 사고가 가설 지식 생성에 관여한다는 것도 보여주었다. 또한 과학적 가설 지식은 '의문상황${\righallow}$경험상황${\righallow}$원인적 설명자${\righallow}$가설적 설명자${\righallow}$가설' 순으로 중간적 지식들의 표상되는 과정을 통해 생성되며, 이러한 과정은 귀추적 추론 뿐만 아니라 귀납과 연역 추론도 함께 관여하는 복잡한 사고 과정임을 보여주었다.

• 과학교육연구지
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• 제37권1호
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• pp.170-185
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• 2013

본 연구의 목적은 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적인 모형을 규명하는 것이다. 이를 위해 생명 과학 탐구에서 과제 집착에 대한 다양한 문헌들을 분석하여 과제 집착에 대한 가설적인 인지적 모형을 고안하였다. 이 후, 고안한 모형의 규명을 위해 과제 집착의 분석을 위한 과제를 개발하고 사고 발성법과 회상적 면접법을 이용하여 연구 참여자의 프로토콜을 수집, 분석함으로써 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적 모형을 규명하였다. 연구 결과, 문헌 기반의 모형을 고안하고 프로토콜 분석을 통하여 규명한 과제 집착의 인지적 모형을 크게 과제 집착 유발, 과제 집착 강화, 과제 집착 유지의 세 단계의 과정으로 구성하였다. 과제 집착 유발 단계에서는 과제에 대한 관찰, 과제 관련 경험 표상, 탐구 예비 수행, 목표 평가의 하위과정으로 구성하였다. 과제 집착 강화 단계는 경험 기반 탐구 계획 설정 또는 경험 미기반 탐구 계획 설정, 적극적인 수행 및 소극적인 수행, 탐구 수행중 자기 평가, 가설 검증까지 반복적인 수행의 하위 과정으로 구성하였다. 과제 집착 유지 단계에서는 완료 후 피드백 수행, 자발적인 후속 탐구 수행의 하위 과정으로 구성하였다. 각 단계마다 과제 집착 구성 요소인 자신감, 목표설정, 주의집중이 변화하는 것으로 구성하였다. 위 연구 결과에 의해 생물 분류 탐구에서 과제 집착의 인지적 모형을 통해 생물 분류 탐구에서 과제 집착 향상을 위한 구체적인 교수-학습 전략을 구성하기 위한 기초 정보를 제공할 수 있으며 탐구과정에서 과제 집착의 단계적인 평가와 피드백 제시에 도움이 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권1호
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• pp.97-109
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• 2022

이 연구에서는 교육실습에서 예비과학교사의 과학수업 중 발문에 대한 반성의 특징을 생산적 반성 관점에서 분석하였다. 분석에서 사용된 생산적 반성은 '학습자와 학습', '지도', '내용 지식', '평가' 네가지 측면을 가지고 있다. 서울특별시에 소재한 사범대학 화학교육과에 재학 중이고, 교육실습에 참여하는 예비과학교사 5명이 연구에 참여하였다. 예비과학교사는 교육실습에서 진행한 자신의 1차시 과학수업 동영상을 보면서 발성 사고법을 통해 자신의 수업 중 발문에 대해 반성하였다. 발성 사고 후 반구조화된 면담도 시행하였다. 연구결과, 예비과학교사들은 수업의 여러 측면 중 '지도' 측면과 '학습자와 학습' 측면을 비교적 많이 고려하였고 뒤이어 '내용 지식'을 많이 고려하였으나 '평가'는 상대적으로 적게 고려하였다. 통합 수준으로는 2가지 측면의 통합이 주로 나타났고, 3가지 측면의 통합이 일부 나타났다. 그러나 4가지 측면의 통합은 매우 드물게 나타났다. 주로 '학습자와 학습' 및 '지도' 측면과 다른 측면이 통합이 나타났고, '내용 지식'과 다른 측면의 통합도 비교적 많았으나, '평가' 측면과 다른 측면의 통합은 매우 적게 나타났다. 통합적 반성은 발문을 하나씩 반성한 예비과학교사보다 여러 개의 발문을 묶어 반성한 예비과학교사에게서 더 많이 나타났다. 또한, 예비과학교사는 자신의 발문을 개선하는 대안을 제시하는 데 어려움을 보였으며, 발문의 형태를 개선하기보다는 발문과 관련된 수업 운영 방식을 수정하는 방향으로 수업을 개선하려는 모습을 보였다. 이를 바탕으로 예비과학교사의 발문 관련 전문성 향상 방안에 대한 실제적인 시사점에 대해 논하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권3호
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• pp.369-378
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• 2018

이 연구에서는 예비과학교사가 수업에서 사용하기 위한 비유를 생성하는 과정에서 나타나는 특징을 조사하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학에 재학 중인 예비과학교사 8명이 연구에 참여하였다. 예비교사들을 대상으로 과학 수업에서 비유에 대한 워크숍을 실시한 후 수업에서 사용하기 위한 비유를 생성하도록 하였다. 예비교사들이 비유를 생성할 때 거치는 사고 과정을 심층적으로 조사하기 위하여 발성사고법을 활용하였으며, 비유를 생성한 후에는 반구조화된 면담을 실시하였다. 예비교사들이 비유를 생성한 활동지를 수집하였고, 비유 생성 과정과 면담은 녹음 및 녹화하였다. 예비교사들의 비유 생성 과정에서 나타나는 특징을 학생, 비유물, 개념의 세 가지 측면에서 분석하였다. 분석 결과, 예비교사들은 학생들의 오개념을 바로잡기 위한 비유를 생성하였고, 자신이 생성한 비유가 유발할 수 있는 오개념을 고려하였다. 또한, 예비교사들은 학생들에게 친숙한 소재로 비유를 생성하였고, 추상적이고 작위적인 비유보다는 구체적이고 일상적인 비유를 많이 생성하였다. 마지막으로, 목표 개념을 명확히 파악하지 못하고 해당 차시에서 다루지 않는 개념까지 비유로 표현하는 경우가 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 예비과학교사 교육과정과 관련된 교육적 함의를 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.505-518
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• 2018

이 연구에서는 구성주의적 수행평가 워크숍에 참여한 예비 화학교사가 수행평가 과제 개발 과정에서 고려하는 교과교육학 지식(PCK) 구성 요소와 구성 요소 사이 연계의 특징을 분석하였다. 8명의 예비교사가 연구에 참여하였고, 이들은 3주간의 구성주의적 수행평가 워크숍 후 수행평가 과제를 개발하였다. 예비교사의 수행평가 과제 개발 과정을 조사하기 위해 발성 사고법을 사용하였고, 활동을 녹음 및 녹화하였으며 반구조화된 면담을 통하여 자료를 수집하였다. 분석 결과, 개별 수행평가 과제 개발 과정의 구상 단계에서는 과학 평가, 교수 전략, 학생, 내용에 관한 지식이 거의 동일한 비율로 나타났고, 구체화 단계에서는 과학 평가에 관한 지식이 주로 나타났다. 조별 논의 과정에서는 과학 평가, 교수 전략, 학생에 관한 지식의 비율이 거의 같았다. 그러나 과학교육과정에 관한 지식과 하위 요소 중 과학 과정 지식을 고려한 경우는 드물었다. PCK 구성 요소 사이의 연계는 개별 수행평가 과제 개발 과정의 구상 단계에서 과학 교수 전략에 관한 지식을 중심으로 나타났고, 구체화 단계와 조별 논의 과정에서는 학생에 관한 지식을 중심으로 나타났다. 그러나 과학교육과정과 내용에 관한 지식이 다른 PCK 구성 요소와 연계되는 경우는 적었다. 연구 결과를 바탕으로 교육적 시사점에 관하여 논의하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.140-151
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• 2019

본 연구에서는 소방관들이 화재현장에서 복귀 후 소방청사 내에서 2차적으로 노출된 화학적 유해물질의 실내공기질을 평가하였다. 서울시에 소재한 4개 소방서를 선정하였고, 그 중 2개 소방서는 실제 화재현장에서 소방활동 종료 귀소 후에, 다른 2개 소방서는 대조군으로 설정하여 출동과 상관없이 평소 수준의 실내공기질을 측정하였다. 소방안전지도 전산시스템을 이용하여 서울시에서 발생하는 모든 화재사고에 대하여 24시간 모니터링을 실시하였고 중급규모 이상의 사고에서 실험군이 출동하게 되는 경우 귀소 후 바로 실내공기질을 측정하였다. 11개 유해물질 항목(미세먼지, 포름알데히드, 휘발성유기화합물, PAH, VCM, 산류, 석면, CO, CO₂, NO₂, O₃)을 공정시험법에 따라 측정하였다. 유해물질 11종 중 3종이 국내·외 기준을 초과하였고 1종은 국외기준에 육박하는 것으로 확인되었다. 특히 총휘발성 유기화합물, 이산화탄소, 황산은 각 2.5배, 2.2배, 1.1배가 환경부 및 고용노동부 기준보다 높았다. 또한, 포름알데히드와 황산의 경우, 실험군보다 대조군에서 더 높게 측정되었다. 본 연구결과는 서울특별시 소방청사 내 실내공기질 개선 정책에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.45-52
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• 2019

자율주행 자동차 내 인포테인먼트(infotainment) 서비스에 대한 요구가 증가할 것으로 예측되면서 디스플레이 역할이 커질 것으로 기대되고 있다. 특히 센터페시아 디스플레이의 활용도가 증대될 것이라고 전망되며, 디스플레이의 크기 확대 및 위치 변화가 예상되기 때문에 사용자 경험 관점에서 연구가 선행되어야 한다. 하지만 자율주행 자동차 디스플레이의 크기 및 위치에 대해 사용자 의식을 파악한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 자율주행 단계별로 센터페시아 디스플레이 크기 및 위치에 대한 선호도를 제시하는 것이며, 이를 위해 본 연구는 주행 시뮬레이터를 활용한 실험 후 설문조사 및 회상적 발성사고법(Retrospective Think-aloud)을 통한 인터뷰를 진행하였다. 조사 결과, 자율주행 2단계에서는 '상단 위치 가로형 디스플레이(12.5인치)'에 대한 선호도가 높게 나타났으며, 자율주행 3단계에서는 '세로형 디스플레이(17인치)'에 대한 선호도가 자율주행 2단계와 비교하여 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 본 연구는 양산되지 않은 자율주행 자동차 디스플레이를 대상으로 주행 시뮬레이터를 활용하여 사용자의 선호도를 제시한 연구로 중요한 의미를 지닌다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권4호
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• pp.502-509
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• 2006

본 연구에서는 '힘과 운동'에 관한 문제들을 충동성-사려성의 인지양식을 가진 해결자가 어떻게 해결하는가를 해결과정분석을 통해 비교해보고자 하였다. 여자고등학교 1학년 학생을 대상으로 1학기 성적이 상위 10%에 들어가고 역학문제 성취도가 높고, 인지양식검사에서 충동성과 사려성이 강하게 나타나는 학생들 8명을 선정하였다. 학생들에게 발성사고법을 연습시키고, 해당내용을 복습하게 한 다음, 여섯 문제를 풀게 하였다. 마지막 만남에서는 회상적 면담을 하였고, 해답에 대한 자신감, 문제의 친밀도와 선호도를 조사하였다. 연구 결과, 더 풍부한 물리적 지식을 보유하고 있는 충동적인 학생들이 그렇지 못한 사려적인 학생들 보다 더 많이 문제해결에 성공하였고, 사려적인 학생들은 천천히 주의 깊게 수행하였으므로 문제해결에 더 많은 시간이 걸렸다. 특히 이해, 실행, 검증 단계에 더 많은 시간을 사용하였다. 그리고, 문제해결에 있어서 단계를 반복하는 것은 충동적인 학생에게서 더 많이 나타났다. 그들은 첫 번째 아이디어에 집착하는 경향이 있었다. 충동적인 학생들은 사려적인 학생들보다 문제를 더 생소해 했으나, 자신감이나 선호도에는 차이가 없었다.