• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제4권11호
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• pp.509-520
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• 2015

대학수학능력시험(수능)은 고등학교 3년간의 학업 성취도를 측정하는 대표적인 평가 도구로서 대한민국 대학 입시에 있어 매우 중요한 역할을 하는 시험이다. 응시생들의 학업 성취도를 효과적으로 평가하기 위해서는 수능의 난이도가 적절하게 조절되어야 하나 지금까지는 수능 난이도의 편차가 매우 크게 나타나 매 입시연도마다 여러 가지 문제점을 야기해왔다. 본 연구에서는 전문가의 판단에 의존한 기존 방식에서 벗어나 지금까지 시행된 모의고사 및 실제 시험을 통해 축적된 자료를 바탕으로 데이터마이닝 기법을 적용하여 영어영역 문제의 난이도를 예측하는 모델을 구축하고 난이도 예측에 영향을 미치는 요소를 판별하고자 한다. 이를 위해 각 문항의 특성을 판별할 수 있는 여러 지표와 함께 지문, 문제, 답안 등에 나타난 단어들의 특징을 토픽 모델링(topic modeling) 기법을 이용하여 정량화하고 이를 바탕으로 선형회귀분석 및 의사결정나무 기법을 이용하여 각 문항의 난이도를 예측하는 모델을 구축하였다. 구축된 예측 모델을 실제 문제에 적용한 결과 난이도의 상/하 구분에 대한 예측 정확도는 90% 수준으로 나타났으며, 실제 정답률 대비 오차 비율은 약 16% 이내인 것으로 나타났다. 또한 배점 및 문제 유형이 문제의 난이도에 큰 영향을 미치며 지문이 특정 주제에 관련된 경우에도 난이도에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론을 이용하여 영어영역 각 문제들에 대한 기대 정답률의 범위를 추정할 수 있으며 이를 종합하여 영어영역 전체 문제에 대한 정답률 예측을 통해 적절한 난이도의 문제를 출제하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제16권2호
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• pp.123-145
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• 2013

본 연구의 목적은 GeoGebra를 활용한 귀납활동이 초등수학영재들의 증명능력 및 증명학습태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 본 연구의 대상은 영재교육원에서 영재교육을 받고 있는 초등수학영재 20명(실험집단 10명, 비교집단 10명)이고, 실험집단은 GeoGebra를 활용한 귀납활동 중심의 증명 수업을 하고, 비교집단은 GeoGebra를 활용하지 않은 일반적인 증명 수업을 실시하였다. 수업 실시 후 증명능력 검사와 증명학습태도 검사를 통해 얻은 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 증명 이전의 선행활동으로서의 GeoGebra를 활용한 귀납활동으로 학습한 실험집단은 전통적인 증명 학습을 한 비교집단보다 증명능력에 있어서 더 높은 성취도를 보였다. 둘째, 증명 이전의 GeoGebra를 활용한 귀납적 활동을 통해 증명 학습을 한 실험집단은 전통적인 증명 학습을 한 비교집단보다 증명에 대한 신념 및 태도에 있어서 긍정적인 생각을 가지고 있었다. 셋째, 탐구형 소프트웨어인 GeoGebra의 측정 및 끌기 기능을 통해 학생들이 도형을 변화시켜 불변의 성질을 탐구하며 가정 및 결론을 분리하여 직접 명제를 만드는 것이 증명 학습에 긍정적 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.77-86
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• 2014

국제 학업 성취도인 PISA2007, TIMSS 2011에 의하면 우리나라 학생들의 수학, 과학 학업성취도는 최상위에 해당하지만, 관련 태도가 낮다는 결과가 나왔다. 또, 사회에 만연한 이공계 기피현상, 초중고에서 점점 사라지고 있는 정보과학 교육의 현실을 반영하는 학습 경험을 제공해야 할 필요성이 제기되었다. 이러한 필요성에 의해 본 연구자는 2012년에 Physical Computing 기반의 STEAM 프로그램을 개발하고 그 효과를 연구하였다. 그 결과 과학적 문제해결력, 과학적 태도, 인성 등에서 향상되는 결과를 얻었다. 본 연구에서는 2012년 연구의 후속연구이다. STEAM 프로그램을 적용하여 향상을 가져 온 4학년 학생들이 1년 후에 STEAM 교육을 받지 않았을 때 학생들에게 어떤 변화가 생겼는가를 연구하였다. 분석 방법은 4학년 초, STEAM 교육을 받은 4학년말, STEAM 교육을 받지 않은 5학년말의 검사 결과를 비교하였다. 그 결과 과학적 탐구에 대한 태도를 제외한 모든 영역에서 STEAM 교육을 받지 않은 5학년말은 4학년 초에 비해 향상이 없는 결과를 얻었다. 이것은 STEAM 교육의 필요성에 대한 역설적인 증거라고 할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제52권2호
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• pp.179-185
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• 2008

연구의 목적은 고등학생들의 문제발견 능력과 화학 문제해결 능력 사이에 어떠한 관계가 있는지를 알아보는 것이다. 이를 위해 낮게 구조화된 과학 관련 문제 상황에서 문제발견 활동 결과와 대학수학능력시험 화학I의 모의평가 결과 간의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 문제발견 능력은 화학I 모의평가 점수와 상관(r=.346)이 있었으며, 평가 요소 중 ‘적용 능력'과 약간의 상관관계(r=.390)가 있는 것으로 나타났다. 특히 상위 집단의 유창성이 적용 능력과 높은 상관관계(r=.446)가 있는 것으로 나타났다. 이는 화학I의 성취도가 높은 학생들의 개념 적용 능력은 다양한 문제를 발견하는 능력과 밀접한 관련성이 있음을 의미한다. 또한 화학I 모의평가에서 높은 점수를 받은 학생들과 낮은 점수를 받은 학생들의 문제발견 능력은 차이가 거의 없는 것으로 나타났다(t=.830, p=.411).

• 정보교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.191-198
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• 2013

지금까지 수학 및 과학에 대한 비인지적 또는 인지적인 영재성에 대한 연구들은 많이 있다. 또한 일반적인 영재아들에 대한 영재성에 대한 연구들이 많이 있다. 그러나 정보 영재에 대한 영재성에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 정보 영재아들에 대한 인지적인 영재성을 정의하고, 영재성에 적합한 정보 문제들을 개발하여 적용하였다. 본 연구에서 정보 영재들의 인지적인 영재성은 정보 구조 기억력, 규칙화 능력, 추론화 능력, 효율화 능력, 일반화 능력, 구조화 능력, 추상화 능력으로 정의하였고, 각 능력에 대한 실제 능력을 측정하는 문제들에 대한 사례로 개발하였다. 제안한 정보 영재들의 인지적인 영재성에 대한 특성들은 정보 영재 교육 대상자들의 성취도와 상관 관계를 분석한 결과 많은 상관관계가 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 정보 영재들의 영재성 평가에서도 활용할 수 있고, 정보 영재 교육 프로그램 개발에도 활용할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.122-131
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• 2002

본 연구는 수행 평가 방식의 중요성이 대두됨에 따라 실지로 수행형 평가 문항이 전통적인 선다형 평가문항에 비해 어떤 학생들에게 어떻게 유용한지를 분석한 연구이다. 이를 위하여 제 3차 수학 과학 성취도 국제비교 반복 연구에 사용된 선다형과 수행형 평가문항들을 내용영역별로 분석하여, 수행형의 평가문항과 선다형의 평가문항의 효율성을 비교 분석하였다. 자료분석 결과 수행형의 문항이 선다형의 문항에 비하여 학생들의 능력을 더 정확하게 추정함으로써 효율성이 높은 것으로 나타났다. 특히 환경이나 과학의 본성 영역에 비하여 지구과학, 생물, 물리와 화학 영역에서 수행형의 문항이 선다형의 문항에 비하여 학생들의 능력을 더 정확하게 추정하고 있음을 보여주었다. 또한 선다형의 문항에 비하여 적은 수의 문항으로 학생들의 능력을 추정함에도 불구하고 추정오차가 적어, 적은 수의 수행형 문항으로도 학생들의 능력을 정확하게 추정할 수 있음을 시사하고 있다.

• 공학교육연구
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• 제14권2호
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• pp.21-29
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• 2011

본 연구의 목적은 공과대학 비적성 학생들을 위하여 진로지도 프로그램을 개발할 때 필요한 기초연구이다. 이를 위해 공과대학 재학생들을 대상으로 Holland 직업적성검사를 실시하고 이를 분석하는 것을 기초로 시작하였다. 연구방법은 먼저 Holland 직업적성검사를 실시하여 공학적성 학생과 공학비적성 학생을 구별하였다, 그리고 공학적성 학생과 공학비적성 학생의 공학수학 성적을 비교하였다. 마지막으로 공학비적성 학생들을 인터뷰하여 학생들이 무엇을 필요로 하는지 내용 분석을 하였다. 분석결과 및 해석은 공학비적성 학생들의 진로지도 프로그램 개발안을 제시하는 데 활용되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2251-2261
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• 2013

본 연구는 간호 대학생들의 약물용량계산 능력을 개발, 증진하기 위해 학습용 스마트폰 어플리케이션을 개발하고 평가하기 위한 것이다. 충분한 자료를 근거로 콘텐츠를 구성한 후에 교육용 시스템으로 구현하는 과정으로 개발하였고, 전문가 집단에 의해 평가받았다. 간호대학생 37명을 대상으로 4주간의 중재 후, 참여도에 따른 자료를 SPSS WIN 18.0을 활용하여 분석하였다. 그 결과 어플리케이션의 사용정도에 따라 학습목표의 성취도(${\chi}^2$=10.90, p=.004), 업무 적용도(Z=2.86, p=.004), 수학적 자신감은 유의하게 증진(Z=3.07, p=.002)되었으나, 학업적 효능감에는 차이가 없었다. 본 연구에서 개발된 어플리케이션은 간호 대학생들의 약물용량계산 능력을 강화하는 데 도움을 줄 수 있는 교육용 프로그램이라 여겨지나, 보다 효과적으로 약물계산역량을 향상시키기 위해서는 학업적 효능감을 높이고, 참여를 적극적으로 격려하는 어플리케이션이 개발되어야 할 것이다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.243-262
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• 2010

미 연방정부 교육부로부터 재정지원을 받고 있는 평가 기준 검사 전문연구센터인 CRESST(The National Center for Research on Evaluation, Standards, and Student Testing at UCLA)에서는 지속적인 형성평가 실시에 따른 결과 반영을 통하여 교사의 수업 개선과 학생의 내용 숙달을 지원하고, 투입한 형성평가 프로그램의 교육 효과성을 검증하고자 하는 5년 일정(2007년~2011년)의 장기적 연구를 수행 중에 있다. 이를 위하여, 일차년도인 2007년에 대수 영역의 내용을 중심으로 중학교 1학년 자료를 개발하였으며, 개발한 자료를 그 해 7월부터 우리나라와 공유하면서 본격적으로 공동 연구가 착수되었다. 이차년도인 2008년도에는, 2009년의 본 연구에 앞서 사전적 의미에서의 연구가 실시되었다. 본 논문에서는 CRESST의 PowerSource(c) 프로그램을 토대로, 우리나라 중학교 1학년 학생들을 대상으로 하는 대수 영역 성취도를 분석하고, 해당 프로그램의 활용에 대한 교사와 학생의 반응을 탐색하고자 하였다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.480-498
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• 2017

본 연구는 측정 영역의 문제해결 과정에서 나타나는 초등학교 6학년 학생의 오류를 분석하였다. 초등 5~6학년군의 내용에서 학생들이 어려워하는 부분에 대한 오류를 분석함으로써 학생들의 성취기준 도달을 도울 수 있는 교수 학습에서의 시사점을 도출하고자 하였다. 첫째, 문제를 해결할 수 있는 충분한 시간을 학생들에게 제공했음에도 불구하고 풀이과정을 바르게 쓰지 못한 학생이 문항에 따라 약 30~60%에 이르렀다는 점은 학생들이 측정 영역의 일부에서 어려움을 겪고 있음을 시사한다. 둘째, 단위 사이의 관계에 대한 불충분한 이해 등 측정 단위에 대한 학생들의 이해가 낮은 것을 확인하였다. 셋째, 학생들은 삼각형에서 밑변이 정해지면 그에 따라 높이가 결정되고 이로부터 삼각형의 넓이를 구하는 여러 개의 식을 도출할 수 있다는 것에 대한 이해가 낮은 것으로 나타났다.