• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제24권2호
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• pp.445-474
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• 2010

중학교 1학년 학생들의 일차방정식에 대한 풀이과정에 변화가 있는지를 알아보기 위하여 일차방정식을 학습한 후 1차 조사를 하고, 5개월이 지난 후에 2차 조사를 실시한 결과는 다음과 같다. 첫째, 1차 조사와 2차 조사 간의 정답 비율의 차이를 알아보기 위하여 McNemar검정을 실시한 결과, 유형A의 문항 x+4=9에서 $p=.035^a$, 문항 $x+\frac{1}{4}=\frac{2}{3}$에서 $p=.012^a$로 나타났으며, 유형B의 문항 x+3=8에서 $p=.012^a$, 문항 6(x+20)=20에서 $p=.035^a$으로 나타났다. 둘째, 1차 조사에서 문제 유형A와 유형B의 풀이과정을 올바르게 표현하지 못하였던 학생들 중에 2차 조사에서 올바르게 표현한 학생들이 있는 반면, 1차 조사에서 풀이과정을 올바르게 표현한 학생들 중에 2차 조사에서 오류를 범하는 학생들이 나타났다. 셋째, 모든 문항에 대하여 일차방식의 풀이과정을 올바르게 표현하는 학생들이 있는 반면, 몇 개 문항은 올바르게 표현하고 몇 개 문항은 그렇지 못한 학생들이 있었다. 결론적으로, 주어진 모든 문항에 대한 풀이 과정을 올바르게 표현하였더라도 또 다른 문항이 주어졌을 때 그 문항의 풀이과정에서 올바른 표현을 할 수 있다고 예견하기가 어렵다는 것이다. 논문에서 조사한 세 가지 유형(유형A, 유형B, 유형C)에 대한 학생들의 반응을 분석한 결과에 따르면, 이 세 가지 유형의 문제 풀이과정을 분석함으로써 어떤 학생이 일차방정식의 풀이과정을 올바르게 표현할 수 '있는지', '없는지'를 판단할 수 있다는 것이다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제22권1호
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• pp.53-68
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• 2012

본 연구는 아이들이 문장제 또는 수식 형태의 나눗셈의 결과를 여러 타입의 분수들-진분수, 가분수, 대분수-과 연관시키면서 분수가 가지는 여러 하위 개념 중 몫에 대한 개념 도식을 어떻게 구성해 가는지에 대하여 미국의 5학년 초등학생 네 명을 대상으로 이루어졌다. 실험 결과는 다음과 같았다. 균등분배 상황에서, 아이들은 나눗셈을 두 가지 방식으로 개념화하였다. 첫째, 아이들이 나눗셈을 통해 대분수 형태의 몫을 산출했을 경우, 이 대분수 형태의 몫은 진분수와 가분수 형태의 분수들을 부분-전체의 하위개념이 아니라 몫이라는 하위개념으로 이해하는데 개념적인 기초가 되었다. 둘째, 진분수 형태의 몫을 얻은 경우, 아이들은 그 몫을 곱셈구조의 예로 보려는 경향이 있었다. 즉, $a{\times}b=c$ ; $a{\div}c=\frac{1}{b}$ ; $b{\div}c=\frac{1}{a}$. 하지만, 장제법 계산은 소수 형태의 몫을 생산함으로써 아이들이 이 구조를 깨닫는 것을 어렵게 했다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.129-141
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• 2014

미국 NASA는 자국 우주발사시스템 분야 인력양성을 위해 대학생 대상의 로켓 경진대회를 2006년부터 매년 개최하고 있다. 본 논문은 교육 프로젝트 일환으로 미국 젊은이들에게 우주 임무에 필요한 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야에 관심을 고취시키기 위한 NASA 주관 대학생 로켓 경진대회인 NASA Student Launch에 대한 의미와 운영 방식에 대한 분석을 한다. 아울러 국내 대학생 로켓 경진대회 활동을 간략히 소개한다.

• 한국항해학회지
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• 제25권4호
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• pp.443-453
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• 2001

선박조종시뮬레이터는 해기사의 교육 훈련, 항만 수로 설계 시 안전성 평가, 선박설계시 조종성능의 검토등으로 널리 활용되고 있다. 본 논문은 최근 한국해양대학교에서 개발한 선박조종시뮬레이터를 소개하고 개발 과정과 활용에 대하여 논의한다. 본 시뮬레이터는 Operation Panel, Instructor's Console, Ship Dynamics Calculation, 3D Bridge View, 2D Bird's Eye View 및 Navigational Indicators의 6구성요소로 이루어져 있으며, 이를 위해 8대의 퍼스널 컴퓨터가 배치되어 있다. 모든 구성요소들은 효율적인 정보 교환을 위하여 분산처리네트워크 방식으로 연결되어 있다. 또한, 본 논문은 항만내에서의 저속 시 조종운동 수학모델과 가상현실 모델링에 대해서도 논의한다. 마지막으로, 부산항에 대한 2축2타선박의 접안 조종 시뮬레이션 예를 보여주고 있다.

• 영재교육연구
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• 제24권4호
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• pp.597-612
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• 2014

본 연구는 국내 영재교육의 새로운 분야로 확대되고 있는 '발명교육'이 영재교육의 독립적 영역으로서 정체성을 가질 수 있는지를 현장 교사들의 인식분석을 통하여 판단해 보고자 수행되었다. 연구의 대상은 총 576명의 현직 교사들로서 직무연수 등의 기회를 통해 배포된 인쇄된 설문지나 이메일을 통해 안내된 온라인 설문지를 통해 응답하도록 하였다. 본 조사연구를 통해 확인할 수 있었던 가장 중요한 정보는 교사들 대부분(93.9%)이 발명영재교육이 별도의 영재교육 분야로서 필요하다는 의견을 보였다는 것이다. 또한 발명영재의 특성, 교육프로그램, 담당교사에게 요구되는 자질, 진도지도 및 상담, 선발방식, 필요한 교육시설 등 다양한 측면에서 수학이나 과학 분야의 영재교육과 뚜렷한 차별성을 갖는 것으로 인식하고 있었다. 기존 국내연구에서 밝히고 있는 발명영재 특성의 차별성에 대한 인식을 살펴본 결과로는 지식기술역량에 해당하는 3가지 특성 중 3가지 모두, 통합창의역량에 해당하는 3가지 특성 중 2가지, 인성역량에 해당하는 4가지 특성 중 1가지가 발명영재에게 특별히 요구되는 고유한 특성으로 인식하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해, 발명영재교육은 선진 외국의 영재교육에서 충분한 이론적 근거를 얻거나 관련 프로그램의 선례를 찾아볼 수는 없더라도 국내 영재교육에서 이미 독립적인 한 분야로서 인식되고 있으며, 어떤 면에서는 우리나라 영재교육이 해외의 영재교육 발전에도 크게 기여할 수 있는 선구자적 역할을 수행할 수 있는 좋은 기회가 될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.155-169
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• 2012

본 연구는 최석정이 제시한 지수용육도와 지수귀문도의 수학사 탐구형 스토리텔링을 위한 소재로서의 가능성을 탐색하고 있다. 학생들은 최석정이 제시한 지수용육도와 지수귀문도의 해로부터, 기댓값을 마법수로 택했고, 서로 보수가 되는 두 수의 쌍을 이용했고, 다른 쌍의 배열에 영향을 미치지 않는 독립된 네 쌍이 있고, 보수가 되는 두 수를 바꾸어 놓아도 역시 해가 된다는 특징을 탐구할 수 있다. 다음으로 학생들은 지수용육도의 해를 구하는 것은 특정한 조건을 만족하는 6개의 수를 찾는 것으로, 그리고 지수귀문도의 해를 찾는 것은 특정한 조건을 만족하는 11개의 수를 찾는 것으로 바꾸어 탐구할 수 있다. 또한 학생들은 이 전략을 통해 많은 시행착오를 겪지 않아도 최석정 스타일의 해를 나름대로 다양하게 구할 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권1호
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• pp.125-133
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• 2017

본 연구는 2012년부터 2015년도 사이에 진행된 고등학생 STEAM 기반 학생 연구과제에 대해 STEAM 요소 분석을 실시하여 STEAM 요소의 융합 양상 및 몇 가지 의미 있는 사례들에 대한 고찰을 실시하였다. 이 연구를 위해 4년 동안 진행된 400개 STEAM 기반 학생 연구과제들이 연구대상으로 선정되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 기반 학생 연구과제들을 진행하면서 STEAM 요소들 중 과학(S) 요소와 수학(M) 요소가 가장 많이 활용되었으며, 예술(A) 요소가 상대적으로 가장 적게 활용되었음을 알 수 있었다. 둘째, STEAM 융합 유형들 중 STEM 유형이 가장 많이 나타난 것으로 확인되었다. 연도별로 봤을 때, 특별한 경향을 보이지는 않으나, 연도가 지날수록 학생들이 STEAM 요소들을 더욱 다양한 방식으로 활용하고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들을 종합한 결과, 학생들의 창의성을 자극하고, STEAM 요소들을 다양하게 활용하도록 도울 수 있는 안내와 지도 방안의 마련이 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.708-717
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• 2013

21세기 과학교육은 학생들의 과학에 대한 흥미, 창의적 융합 사고의 신장을 위하여 다양한 가능성을 탐구하고 있다. 이를 위하여 정부에서는 STEAM 교육을 강조하고 있는데, 본 연구에서는 교육과학기술부가 지원하는 2011년 'STEAM 리더스쿨', 'STEAM 교사연구회' 개발 프로그램을 통해 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도와 아울러 기술 및 공학 분야와의 연계 교수학습 전략을 수립한 교사들의 인식을 분석하였다. 총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 분석대상으로 하였으며, 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략 분석을 위하여 개발된 프로그램에서 제시된 '생활 속 관련 내용 소개', '원리 이해 및 적용', '구상 및 설계' 등의 공통 전략을 추출하였다. 연구의 결과로 기술 및 공학의 연계 빈도는 초등학교의 경우 예술 및 수학 분야보다 낮았으며, 중 고등학교로 갈수록 연계 빈도가 높게 나타났다. 기술 분야와의 연계 전략으로는 '생활 속 기술 내용 소개', 공학 분야의 경우는 '공작 활동'이 가장 많은 교수학습 전략으로 사용되었다. 그러나 '공작 활동'의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 앞으로 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요해 보인다.

• 영재교육연구
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• 제11권3호
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• pp.245-270
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• 2001

본 연구는 우리나라 국제 과학(수학, 물리, 화학, 생물, 정보) 올림피아드 참가 경험자들을 통해 과학영재로 성장하기까지의 교육 경험, 가정 환경, 학교요인, 인적 자원, 부모의 양육태도 등의 영향을 조사하였다. 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 아버지의 전문직 종사와 어머니의 양육, 부모의 재능 발견 등의 가정 환경이 과학영재의 재능 개발에 긍정적으로 영향을 끼쳤다. 둘째, 학생들이 과학영재로 성장하기까지 책과 독서의 영향이 컸다. 많은 양의 장서와 1주에 1권 이상씩의 독서, 가족의 독서 분위기가 영향을 주었다. 셋째, 속진과 재능개발프로그램의 참여가 도움을 주었으며, 교사 및 가정의 학습환경, 부모의 인적자원이 재능개발에 긍정적으로 기여하였다. 넷째, 수업의 질과 획일화된 교과과정은 방해요인으로 작용하였다. 다섯째, 가장 영향을 많이 받은 사람은 부모이며, 부모의 자녀에 대한 양육태도는 허용적이고 애정적이고 지지적이며, 아버지의 독립적 특성과 어머니의 보호적 태도가 상호보완을 이루어 민주적인 방식으로의 양육이 도움을 주었다. 위와 같은 결과를 통해, 과학영재의 발굴과 과학영재로서의 성장에 지적 자극이 되는 가정환경과 부모의 역할의 중요성이 다시 강조되었으며, 앞으로의 과학영재 발굴과 성장에 민주적인 부모-자녀 관계의 형성, 학교장면에서는 독립적이고 자율적인 학습환경과 질 높은 수업 분위기, 영재교육프로그램의 제공 등의 필요성이 제언되었다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제14권1호
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• pp.85-107
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• 2012

본 연구에서는 문제해결에서 귀납적 추론의 과정을 분석하여 귀납적 추론의 단계를 0단계 문제 이해, 1단계 규칙성 인식, 2단계 자료 수집 실험 관찰, 3단계 추측(3-1단계)과 검증(3-2단계), 4단계 발전의 총 5단계로, 귀납적 추론의 흐름은 0단계에서 4단계로의 순차적인 흐름을 포함하여 자신이 찾은 규칙이나 추측에 대하여 반례를 발견하였을 때 대처하는 방식에 따라 다양하게 설정하였다. 또한 초등학교 6학년 학생 4명에 대한 사례 연구를 통하여 연구자가 설정한 귀납적 추론 단계와 흐름의 적절성을 확인하였고 귀납적 추론의 지도를 위한 시사점을 도출하였다.