• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.87-98
• /
• 2016

본 연구는 아두이노 로봇 조립 및 보드 연결과 프로그래밍 협력학습이 중등 수학과학 영재 학생들의 융합적 역량 향상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 학습기기, 조립, 실험, 프로그래밍이 결합된 컴퓨팅 사고(CT) 기반의 융합학습에 대한 학생들의 흥미와 역량 향상과의 상관관계도 알아봄으로써 수학과학 영재를 대상으로 한 CT 융합교육의 가능성을 알아보고자 하였다. 연구 결과로 대인관계능력, 정보과학적 창의성 및 통합적 사고 성향이 향상됨을 알 수 있었다. 각 사고력의 하위 요소들 간의 상관관계를 분석하여 보면, 문제해결을 위한 지속성과 상상력, 정보과학적 흥미, 개방성, 모험심, 논리적 태도, 의사소통, 생산적 회의성 등이 학습에 중요한 요인으로 추출되었다. 따라서, 학생들이 문제를 해결하는 학습과정에서 여러 가지 사고 활동이 이루어지며, 이러한 학습의 결과로 융합적 역량도 유의미하게 향상되는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.484-484
• /
• 2023

지진해일은 해저지진, 화산활동, 해저 산사태 등에 의해 발생되는 장주기 파랑이다. 지진해일은 발생빈도가 낮지만, 한번 발생하면 많은 에너지가 연안으로 유입되어 인명 및 재산피해를 야기 시킬 수 있다. 따라서, 과거 수십년동안 지진해일에 대한 연구는 지진해일의 역학관계를 이해하고, 이를 바탕으로 한 수치모델 개발에 초점을 두어 연구가 진행되어 왔다. 더욱이, 지진해일 실험적 연구는 많은 경제적 비용을 지불해야 하기에 수치모델개발 연구가 더욱 중점적으로 수행되어 왔다. 지리학적으로 우리나라는 지진해일에 안전하지 못하다. 하나의 예로, 1983년 5월 26일, 일본 서해안에서 발생한 지진해일은 동해로 전파되어 동해안 지역에 커다란 피해를 야기시켰다. 이 당시, 강원도삼척시 원덕읍에 위치한 임원항에서는 2명의 사상자와 2명의 부상자가 발생하였고, 당시 금액으로 약3억원의 재산피해가 발생하였다. 이 연구는 인공지능 기법 중 하나인 인공신경망을 이용하여 인명과 재산피해가 발생한 임원항에서 최대지진해일고를 예측하고자 하였다. 지진해일 수치모델은 뛰어난 정확도를 나타내는 반면, 결과를 산출하는데 상당한 시간을 필요로 한다. 이에 반해, 인공신경망은 수치모델과 유사한 정확도 및 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 지진해일 인공신경망 모델 개발은 지진의 단층파라미터를 바탕으로 작성된 지진해일의 시나리오를 토대로 연구가 진행되었고, 우리나라 동해에 위치한 외해 관측 지점의 지진해일고 자료를 통해, 임원항에서의 최대 지진해일고가 예측되도록 개발되었다. 이를 위하여, 인공신경망의 학습 및 검증 과정을 수행하였고, 향후 발생 가능한 다양한 지진해일에 대해 평가함으로써, 인공신경망 모델의 예측성능을 확인하였다.

• 한국가정과교육학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.125-137
• /
• 2008

본 연구는 독서를 활용한 기술 가정 수업의 효과를 알아보기 위해서 식생활 단원을 중심으로 독서교육의 교수-학습 지도안을 개발 적용하여, 학생들의 기술 가정 수업에 대한 흥미를 높이고 식생활 문제에 대한 관심도를 증가시켜 안전한 식품을 선택할 수 있는 능력을 길러주는 데 목적을 두었다. 본 연구에서는 경기도 부천시의 중학교 3학년을 대상으로 사전의 영양 성취도 점수를 비교하여 실험집단과 통제집단을 선정하였다. 통제집단은 전통적 강의식 수업으로, 실험집단은 독서교육을 활용하여 4주간, 총 8차시의 수업을 실시한 후 두 집단의 실험 처치 전 후의 차이를 SPSS 프로그램을 이용하여 paired t-test로 분석하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 독서교육을 위한 교수-학습 방법을 개발하여 이를 실제 수업에 적용하였다. 독서 활동 후에 개발된 독서 기록 카드와 학습지를 작성하면서 식생활과 관련된 용어를 명확히 이해하고 식생활 문제의 심각성을 깨달아 스스로 해결 방안을 모색할 수 있도록 교수-학습 방법을 개발하고 독서를 활용한 토론 학습을 통해 기술 가정 수업의 흥미를 높이고 의사소통 능력을 기를 수 있도록 하였다. 둘째, 위에서 개발한 교수-학습 방법을 활용한 실험집단과 전통적 강의식 수업을 진행한 통제집단의 사전 사후 검사를 실시하여 비교 분석하였다. 그 결과 전통적 강의식 수업을 진행한 통제집단에 비해 독서교육 교수-학습 방법을 적용한 실험집단 학생들의 기술 가정 수업과 교사에 대한 인식이 긍정적으로 변화한 것으로 나타났다. 또한 실험집단의 경우 실험 처치 후에 식품 선택 태도가 긍정적인 방향으로 변화하였다. 그러나, 실험 처치가 실험집단과 통제집단의 식생활 단원과 독서에 대한 관심도, 식습관에는 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 독서교육이 기술 가정과 수업의 흥미를 높이고 교사에 대한 인식을 긍정적으로 바꾸는 것으로 나타났으며, 식품 선택의 태도를 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서, 학생들이 올바른 식습관을 형성하여 건강한 삶을 영위할 수 있도록 돕기 위해 독서교육을 활용한 다양한 교수-학습 지도안을 개발하고 지속적으로 수업에 활용하여야 할 것으로 사료된다.

• 과학교육연구지
• /
• 제47권3호
• /
• pp.238-250
• /
• 2023

본 연구는 물의 취득과 정수와 관련된 적정기술 프로그램이 초등학생의 과학적 태도와 창의적 문제 해결력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 8차시의 적정기술과 관련된 학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 물의 취득과 관련된 과학적 원리 및 와카타워 적정기술에 대한 탐구를 수행하는 차시와 물의 정수와 관련된 라이프 스트로우 및 드링커블북 탐구 실험이 포함된 차시, 창의적인 아이디어와 설계를 통한 실천적 과제를 제시한 차시, 캠페인 활동을 수행하는 차시로 구성하였다. 연구 대상은 초등학교 6학년 2개 학급 학생 51명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞도록 수정한 과학적 태도 검사지와 창의적 문제 해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하여 대응표본 t-검정을 수행하였다. 또한 사후 검사지를 대상으로 과학적 태도와 창의적 문제 해결력 사이의 상관관계를 알아보면서 프로그램 적용 후 학생들이 견지하게 된 하위영역 간의 관계를 알아보았다. 연구결과 과학적 태도 중 호기심, 개방성, 협동성, 창의성은 사전 검사 전체 평균과 사후 검사 전체 평균을 비교하여 보았을 때, 평균값의 상승과 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 경우에는 특정영역 숙달 여부 영역 및 확산적 사고의 영역은 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 아울러 상관관계 분석 결과, 과학적 태도의 협동성은 창의적 문제 해결력 모든 영역과 유의미한 상관관계를 가지고 있었으며 비판적 논리적 사고 하위영역과 가장 높은 상관계수를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 4개 영역은 과학적 태도의 하위영역과 다수의 유의미한 상관관계를 가지고 있었다. 본 연구를 통해 앞으로 적정기술과 관련된 주제의 적용과 방향 그리고 학생들의 다양한 반응에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

• 한국조경학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.111-118
• /
• 2011

건강과 삶의 질 향상에 대한 관심이 커짐에 따라 도시녹지가 가져다 주는 건강편익이 크게 주목되고 있지만, 이에 관한 객관적이고 과학적인 데이터는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도시녹지가 가져다 주는 건강편익에 대한 과학적 자료를 얻기 위해 생리적, 심리적 지표를 활용하여 실험을 실시하였다. 과거병력이 없는 20대 남자 대학생 20명이 실험에 참가하였고, 자극은 녹지와 도시에서 실제의 경관을 15분간 감상하는 것으로 하였다. 이번 연구는 충남대학교 의학전문대학원 생명윤리심사위원회의 승인을 받은 후 실시되었다. 녹지와 도시에 대한 생리반응을 분석한 결과, 도시에 비해 녹지에서 심박동수가 현저히 감소하였고, 안정상태에서 증가하는 부교감신경활동이 유의하게 향상되었으며, 스트레스호르몬의 일종인 코티솔 농도가 낮아지는 경향이 보였다. 심리반응에 있어서는 부정적인 감정과 정신상태가 녹지에서 보다 유의하게 낮아진 반면, 활력은 유의하게 증가하였다. 이번 연구의 결과는, 녹지를 접하는 것이 심리적 변화뿐만 아니라 인체의 자율신경계와 내분비계 활동에 긍정적 변화를 가져다 준다는 것을 보여주는 것으로써, 녹지가 도시민의 건강증진과 관련하여 매우 직접적인 환경요인이 될 수 있음을 과학적으로 뒷받침한다고 할 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.262-277
• /
• 2017

디지털 교과서는 다양한 상호작용을 통하여 학습자의 특성과 수준에 적합한 학습을 가능하게 하는 교수학습 자료이다. 이 연구에서는 초등 과학 수업에서 디지털 교과서를 보다 효과적으로 활용할 수 있는 수업모형을 개발하고 그 효율을 확인하고자 한다. 초등 과학 수업에서 학습자들의 완결학습을 도와주기 위한 수업모형은 출발점 행동 진단과 피드백, 자기주도적 학습 환경 구축 그리고 학습자의 학습을 돕는 교사, 학생, 디지털 교과서와의 상호작용이 필요하다. 이러한 특징을 반영한 디지털 교과서 활용 수업모형은 준비단계, 실행단계, 다지기단계로 구성하였다. 준비단계에서 학습자는 디지털 교과서를 이용한 진단평가 결과에 따라서 제공되는 수준별 피드백 자료를 통해 출발점 행동을 보완하고 학습 활동에 대한 흥미를 유지한다. 실행단계에서 학습자는 디지털 교과서의 다양한 기능과 여러 형태의 자료를 활용하여 자기 주도적으로 학습을 진행한다. 다지기단계에서 학습자는 교사가 구성한 다지기 영상 및 다지기 문제 풀이 활동 그리고 학습자가 커뮤니티에 누적해 놓은 결과물을 재확인함으로써 학습내용을 내면화할 수 있다. 개발한 수업모형의 효과를 확인하기 위해서 초등 과학 5학년 2학기 '날씨와 우리 생활' 단원을 선정하여 수업자료를 제작하여 초등학교 5학년 101명을 대상으로 실험을 설계하였다. 실험집단 50명에게는 개별적으로 스마트기기를 제공하여 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업을 실시하였고, 비교집단 51명은 서책형 교과서를 활용한 수업을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업에 비해 학업 능력이 낮은 집단의 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자의 자기주도적 학습 태도 향상에 효율적이었다. 셋째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업에서는 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자, 교사, 디지털 교과서와의 상호작용 횟수가 많았다. 결론적으로 이 연구에서 개발한 초등 과학 수업에서의 디지털 교과서 활용 수업모형은 학습자의 학업성취도와 자기주도적 학습 태도를 향상시키는데 도움이 되었다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권5호
• /
• pp.109-116
• /
• 2010

강우로 인한 침투 및 지하수위 상승은 산사태나 사면 활동의 주요 원인이다. 이러한 경우 사면의 안전율을 확보하기 위하여 사면 경사를 완만하게 하거나, 보강재를 이용하여 저항력을 높여주는 공법이 사용된다. Mass Nail 공법은 Nail 보강공과 경사면 배수공, 표면 녹화공을 동시에 적용할 수 있는 환경 친화적인 경사면 보강 공법이다. 본 연구에서는 Mass Nail로 보강된 사면의 보강효과를 확인하기 위해 강우로 인한 사면의 함수비 변화를 고려하여 실내 모형 실험을 수행하였다. 그 결과, 무보강 사면에 대한 Mass Nail 보강 사면의 안전율은 약 1.4~2.3배 증가하였고, 함수비를 10%에서 22%로 증가 할 경우 무보강 사면에서 최대 응력은 12%~24%, 평균 18% 감소하였고, Mass Nail 경사면 보강법을 적용한 사면은 4%~23%, 평균 14% 감소함을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.660-670
• /
• 2002

이 연구에서는 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 실시하여 학생-학생 상호작용의 유형을 분류하고, 인지수준에 따른 모둠별 상호작용 양상을 분석하였다. 이를 위해 인지수준이 이질적인 모둠과 동질적인 모둠을 각각 2모둠씩 선정하여 활동지를 해결하는 과정을 녹음, 녹화하였다. 학생들의 상호작용 유형을 크게 인지적 측면과 정의적 측면으로 나누어 인지적 측면은 "질문", "응답", "의견제시", "의견 받기"로 구분하여 각 범주를 상호작용의 질적 수준에 따라 세분하였다. 정의적인 측면은 "활동참여도", "분위기관련", "의견에 대한 반응"으로 나누었다. 동질, 이질 모둠의 인지적, 정의적 상호작용의 빈돌르 비교하여 상호작용 양상을 분석한 결과 인지적 측면에서는 동질 모둠이 이질 모둠에 비해 상호작용의 빈도가 더 높았고 상호작용의 질적 수준도 더 높은 것으로 나타났다. 정의적 측면에서는 교사 의존도나 모둠에 대한 불만 등 동질 모둠에서 부정적인 태도를 더 많이 보였으나, 동료의 의견에 '수용'과 '반대'를 표현하는 빈도는 동질 모둠이 더 많아 자신의 의견을 말할 수 었는 토론분위기가 이루어졌음을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.461-473
• /
• 2002

본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 ${\cdot}$ 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. II-1 ${\beta}$의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리 시에는 낮게 나타났다 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 의한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1 ${\beta}$의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다.지 않고 다양한 분야 즉 디자인, 생활 속에서의 벽지문양과 포장지, 예술작품 등에 활용되고 있음을 체험함으로써 수학이 실생활에 광범위하게 활용되고 있음을 알게 하였다. 역으로 생활 속에서의 테셀레이션을 통해 수학적 개념을 찾는 과정을 통해 수학이 아름다우면서도 실용적이라는 생각을 심어줄 수 있었다. 셋째, 테셀매니아, GSP, 캐브리, 거북기하 등 평소 수업에서는 활용도가 적은 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 컴퓨터 소프트웨어 자체에서 오는 호기심뿐만이 아니라 직접 조작하여 테셀레이션 작품과 개념을 익히고 새로운 작품과 학습을 해 내는 과정을 통해 자신감과 성취감 등에 있어 큰 변화가 있음을 발견할 수 있었다. 컴퓨터 기능이 미숙한 학생의 경우 처음에는 당황해 하고 어려워하는 부분도 있었으나 조작할 시간적 여유를 주고 교사와 우수한 학생들이 도우미로서 역할을 잘해내어 나중에는 큰 어려움 없이 마칠 수 있었다. 테셀레이션이라는 용어가 아직은 생소한 현장에서 교수 학습 자료가 부족하고 그에 따른 이해도 부족한

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.193-200
• /
• 2005

본 연구는 김제시 1개 중학교 2학년 여학생 5개반을 연구 대상으로 협동학습 실시 전 과학 선호도에 대한 사전 검사를 실시하였다. 약 10주간의 실험 처치를 한 후 사전 검사와 동일한 검사지로 사후 검사를 실시한 결과 여중생들의 과학적 선호도에 긍정적인 효과가 나타났다. 과학 수업에 대한 인식과 과학 수업에 대한 참여도가 협동학습 전과 달리 긍정적인 변화를 보였다. 그러나 과학자들에 대한 인식이나 과학적으로 사고하거나 행동하는 습관을 나타내는 과학적 태도는 유의미한 차이가 없었다. 이는 10주 동안의 기간은 협동학습 전략을 효과적으로 시행하는데 충분하지 못한 것으로 생각된다. 협동학습에 대한 학생들의 의견 조사서에서 중위 수준 학생들은 상-하위 수준 학생들과 달리 협동학습에 대해 강한 긍정을 나타냈다. 협동학습을 통해 상위 수준 학생들에게 배우고, 하위 수준 학생들에게 나누는 모둠 활동에서 자신감을 얻고 흥미를 느낀 것으로 본다.