• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제5권1호
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• pp.43-58
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• 2003

본 연구에서는 남북한 초등학교 수학교과서의 외형과 단원체제, 각 영역별 내용 요소의 비중과 도입시기, 문장제의 소재 등 다소 양적인 비교에 초점을 둔 선행연구에 기초하여, 남북한 초등학교 수학교과서를 내용 구성과 전개 과정에서의 구체적인 특징에 주목한 질적인 관점에서 비교.분석하였다. 먼저 내용 구성에 관한 비교 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교 학생들의 정의적.인지적 특성을 고려하여 학습 내용을 분산.교차하여 배치하는 남한과 달리 북한에서는 관련된 요소를 집중 배치하는 방식으로 구성되어 있다. 둘째 생활 소재를 통하여 문제상황을 제시하고 점진적이고 구체적인 활동으로 학습 내용을 제시하는 남한과 달리, 인민학교 교과서에서는 여러 형태의 문제를 통하여 학습을 유도하고 있다. 또한 내용 전개의 주요 전략으로 남한은 '안내'를. 북한은'설명'을 따르는 것으로 파악된다. 단계화된 탐구형 질문으로 안내하면서 학습을 유도하는 남한과 달리 북한에서는 의미 있는 설명을 통하여 학습 내용을 다루는 것으로 확인되었다.

• 과학교육연구지
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• 제42권3호
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• pp.322-333
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• 2018

본 연구의 목적은 다양한 학습 배경을 가진 학습자가 지구과학 문제 풀이에서 활용하는 통합 사고의 유형과 특성을 파악하는 것이다. 중학교 2학년 4명을 대상으로 학습자의 과학 학습 관련 배경을 묻는 사전 설문조사지, 지구과학 교과를 중심으로 상황적 통합 영역의 문항이 포함된 검사지를 사용하여 조사했다. 검사지는 총 200문항으로, 10회에 걸쳐 시행되었다. 통합적 사고 능력을 파악하기 위한 문항은 40문항이었고 일반 문항이 160문항이었다. 학생들마다 일반 문항 정답율과 통합 문항 정답율에 있어 일관된 연관성을 드러내지 않았다. 각 연구 대상자의 통합 사고력의 유형을 파악하기 위하여 검사 문항 풀이 후, 유형별 정답률을 분석했고, 각 문항 풀이에 활용한 사고의 특징 파악을 위하여 연구 대상자를 면담하고 그 내용을 분석했다. 그 결과 문제 풀이에 사용한 통합 사고 유형을 지식 연계형, 실생활 연계형, 통합 탐구형으로 구분할 수 있었다. 과학 교수 학습에서 학생들의 특성을 고려하여 통합 사고력을 향상시킬 수 있는 다양한 방안이 연구되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.820-836
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• 2002

이 연구는 구성주의의 특성과 그것을 적용한 방법에 관한 문헌을 조사 분석하고, 그 결과가 과학교육의 여러 측면 또는 우리 나라 과학교육이 나아갈 방향에 던져주는 시사점을 모색하고자 수행하였다. 구성주의의 특성은 그 의미와 주장, 이론적 배경과 종류, 그에 관한 비판으로 나누어 기술하였으며, 과학교육의 측면 또는 앞으로 나아갈 방향을 그 목적, 과학 학습이론과 그 모형, 과학 교수-학습 방법, 과학 교육 과정과 평가로 나누어 논의하였다. 과학철학으로서의 구성주의에 따르면, 과학과 그 지식은 사회적 특성을 지니며, 그 성과에는 반드시 가치관이나 집단 이익이 관련되어 있다. 그러므로 과학교육의 궁극적인 목적은 의사결정력의 함양에 두어야 하며, 이런 목적을 달성할 수 있는 교육과정은 학습경험과 주제가 통합된 과제 중심으로 개발하는 것이 바람직하다. 심리학으로서의 구성주의에 따르면, 학습이 이루어지는 과정은 사회적 과정이다. 이런 학습의 전략으로는 협동 학습과 역할놀이가 효과적이며, 그 모형으로는 개념의 분화와 교환에 목적을 둔 순환학습 모형과 그것을 세분화한 5E 모형이 적절하다. 또한 구성주의는 수행평가와 창의력 검사에 이론적 배경을 제시한다. 구성주의에 따른 과학교육 평가의 주안점은 과학지식 및 탐구능력의 상황에 대한 적절성에 있다. 그런 평가는 현재 우리나라 과학교육 현장에서 중요시하는 수행평가와 창의력 검사 방법과 일치한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권2호
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• pp.245-256
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• 1998

본 연구는 물리학에서 중요한 역할을 하는 이상화가 물리학습에 주는 시사점을 세가지 측면에서 논의하였다. 첫째, 이상화에 대한 이해는 물리세계에 대한 이해에 도움을 준다. 이것은 물리학에서 사용되는 용어나 개념, 물리법칙이나 공식을 유도하는 과정, 그리고 자연현상을 설명하거나 문제를 해결하는 활동 속에 여러 가지 이상조건이 포함되어 있기 때문이다. 툴째, 이상화는 실제 세계와 물리 세계와의 관계를 이해하는 데 도움을 준다. 즉, 이상화의 적용범위와 한계를 이해함으로써 물리 세계와 실제 세계와의 격차를 이해할 수 있으며, 나아가 이상조건을 조정하거나 제거하면서 물리세계에서의 예측이 어떻게 달라지는지를 이해함으로써 실제 세계에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 이러한 측면을 돕기 위한 하나의 학습 전략으로 컴퓨터 시뮬레이션의 활용을 재안하였다. 셋째로, 창의적인 탐구 활동에서 이상화는 중요한 역할을 한다. 탐구 활동에서 중요한 출발점 중의 하나는 탐구하고자 하는 변인을 설정 하고, 나머지 변인들을 통재하는 활동인 데, 이때 이상조건의 설정이 필요하게 된다. 또한 실제 실험에서는 가능하지 않은 극한 상황의 분석을 위해서나, 사고 실험을 위해서도 이상조건의 사용이 필요하게 된다. 본 연구에서는 위의 3가지 측면을 구체적인 예와 함께 논의하였으며, 박종원 등(1998)의 연구와 함께 이상조건에 대한 학생과 교사의 이해조사를 위한 이론적 근거를 제시하고있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권1호
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• pp.82-92
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• 2023

본 연구에서는 초등학생들의 과학 수업에 대한 일반적인 특성과 실험 안전 인식을 분석하였다. 초등학생들의 과학 학습에 대한 정의적, 행동적, 인지적 영역 인식과 일반적 특성은 다음과 같다. 첫째, 초등학생들은 과학 수업을 보통 이상 좋아하고, 과학 탐구 기능을 보통 이상 잘한다고 인식하며, 과학 지식을 보통 이상 가지고 있다고 인식한다. 코로나 19 상황 이전과 비교해 보았을 때, 초등학생들은 과학 지식 보유에 대한 자신감이 많이 낮아졌다. 둘째, 전체 여덟 개의 유형 중에서 가장 이상적인 학생 유형인 상상상 유형이 가장 많이 분포되어 있다. 셋째, 초등학생들은 과학 수업 방법에 대해 실험 수업(72.7%), 자연 탐구 수업(23.2%), 과학 지식 이해 수업(4.1%) 순으로 선호하였다. 또한, 초등학생들은 수업 장소에 대해 초등학생들은 과학실(58.1%), 때에 따라 다른 장소(34.4%), 교실(7.5%) 순으로 선호하였다. 초등학생들의 실험 안전에 대한 인식은 다음과 같다. 첫째, 대부분의 초등학생들은 실험 수업에 대해 안전사고 발생의 부담을 느끼지 않는다. 둘째, 과반수 이상의 학생들은 실험 기구 사용법을 이해하고 있다고 인식한다. 셋째, 대부분의 학생들이 안전 장비 착용이 필요하다고 인식한다. 넷째, 대부분의 학생들이 응급 처치 교육이 필요하다고 인식하고 있으나, 응급 처치 방법을 이해하고 있는 학생들의 비율은 31.5%에 불과하다. 본 연구 결과를 바탕으로 과학 학습과 실험 안전에 대한 시사점을 논의하고자 한다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제17권4호
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• pp.395-418
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• 2007

수학교육에서 수학적 의사소통을 강화하는 것은 교사에게 많은 것을 의존하는 교실 상황을 학생들이 그들 자신의 생각을 책임지는 상황으로 바꾸는데 도움을 준다. 이 연구는 수학적 의사소통에서 중요한 역할을 할 것으로 예상되는 수학적 과제가 수학적 의사소통에 미치는 영향에 대하여 탐구하였다. 이를 위해 인지적 요구수준에 따라 수학적 과제를 암기형, 절차형, 개념원리형, 탐구형으로 나누고, 각 과제 유형에 따라 학생들의 수학적 의사소통 참여, 수학적 정당화 유형, 수학적 합의과정이 어떻게 달라지는지 양적 분석방법과 질적 분석방법을 병행하여 살펴보았다. 수학적 과제는 학생들의 수학적 의사소통과 밀접한 연관성을 갖고 있으며, 어떤 과제로 학습하느냐에 따라 학습 효과는 달라진다. 따라서 해결방법이 다양하고 인지적 요구수준이 높은 수학적 과제를 제공하는 것은 학생들의 수학적 의사소통 능력을 향상시키는데 중요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권6호
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• pp.657-670
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• 2020

지식정보화 사회가 되면서 기존과는 다른 유형의 사회 문제들이 발생하고, 이를 파악하고 해결하는데 필수적인 역량으로 지식정보처리역량을 꼽을 수 있다. 지식정보처리역량은 정보의 수집과 분석, 활용을 할 수 있는 역량으로 학문 분야에 따라 그 적용이 달라질 수 있으므로 일반 소양적인 측면과 교과 맥락적인 측면으로 나누어 교육할 수 있다. 과학에서의 지식정보처리역량 함양 교육은 이제까지는 일반 소양적인 측면에서 주로 실행됐으므로, 과학 탐구 활동을 통해 교과 맥락적인 측면에서의 교육이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 학교 현장에서 일반적으로 적용 가능한 지식정보처리함양을 위한 데이터 기반 과학탐구 모형과 수업전략을 개발하였다. 모형과 수업전략은 설계·개발 연구방법론에 따라 문헌연구를 바탕으로 모형과 수업전략을 1차 개발하고 전문가의 조언을 듣는 내적 타당화 과정과 실제 현장에 적용하는 외적 타당화 과정을 통해 수정, 개선하여 완성하였다. 자원기반학습 이론을 바탕으로 과학탐구 모형, 데이터 과학의 특징, 통계적 문제 해결력 모형에 대한 문헌 연구를 실시하였고, 전문가 5인의 자문을 받아 CVI, IRA 값을 구하고 면담을 통해 모형과 전략을 개선하였으며 두 번의 외적 타당화 과정을 거치며 현장 적용성 높은 모형과 전략을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 모형은 탐색적 과학 데이터 분석 탐구모형(Exploratory Scientific Data Analysis Inquiry Model, 이하 ESDA 탐구모형)으로 학교의 상황에서 실행가능한 도구를 먼저 선택하고 데이터를 수집하며, 그 후 분석 과정에서 질문을 찾고, 이를 새로운 가설로 설정하여 또 다른 탐구를 진행하는 형태를 갖는다. 수업 전략은 최종 7가지 원리로 세분화 되었는데, 도구 탐색의 원리, 실생활 데이터 수집의 원리, 데이터 변형의 원리, 데이터 해석의 원리, 문제 구체화의 원리, 문제 해결의 원리, 표현과 공유의 원리이다. 각 원리는 탐구 모형과 연계되어 있으며, 교수 전략 뿐 아니라 탐구를 수행할 수 있는 환경 구성의 조건을 포함하고 있어 현장 적용성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일반적인 대규모의 학생을 대상으로 양적 연구를 실시하지 못했다는 한계가 있으나 지식정보처리 역량을 과학탐구의 관점에서 접근하여 실제적 모형과 전략을 개발했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.9-21
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• 2022

마이티는 불완전 정보 게임으로, 국제적으로 대중적인 4인용 카드 게임 브리지와 유사하지만 게임 규칙 및 운영 측면에서 더욱 복잡한 특성을 가지고 있다. 마이티 게임의 전략을 탐구하고 분석하기 위한 환경이 필요하지만, 브리지 등 타 카드 게임의 전략 분석을 위한 시뮬레이터가 다수 개발된 것에 비해 마이티 게임의 분석 도구는 존재하지 않는다. 심지어 마이티 게임에 대한 학문 차원에서의 정의 및 이해가 부족한 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 마이티 게임의 절차 및 규칙을 체계적으로 정의하였다. 그리고 이를 기반으로 마이티 게임을 학습하고 전략을 분석할 수 있는 시뮬레이터를 구현하였다. 시뮬레이터는 서비스의 활용성과 접근성을 고려하여 자바스크립트로 개발되었으며, 다양한 분석 기능을 PC/모바일 웹 환경에서 제공한다. 마지막으로, 관련 분야에서 연구 주제로 다루고 있는 다른 트릭테이킹 게임과의 비교 분석을 통해, 마이티 게임이 불완전 정보 게임으로서 연구 가치가 있으며 AI학습이 용이한 게임 특성이 존재함을 보였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권1호
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• pp.78-98
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• 2011

이 연구의 목적은 자료해석에 영향을 미치는 학습자 요인으로 인지양식에 주목하고 학습자의 인지양식에 따른 자료해석의 특성을 알아보고자 하는 것이다. 연구대상으로 통합탐구가 가능한 형식적 조작기에 접어드는 초등학교 6학년을 선택하였으며 인지양식 검사를 통해 전체적 인지양식과 분석적 인지양식으로 집단을 분류한 후 과학적 자료해석 과제를 투입하여 이들의 자료해석 활동을 촬영하고, 사후 면담을 실시하여 프로토콜을 생성하였으며, 피험자들이 작성한 자료해석 활동지도 분석에 사용하였다. 연구에 따른 결과를 보면, 첫째, 자료해석에서 학습자들은 자료해석의 초기 상태에서 중간 상태를 거쳐 목표 상태에 이르는 동안 다양한 조작자를 활용한다. 본 연구를 통해서는 자료 확인, 변인 인식, 불확실한 자료의 처리, 수학적 조작, 표지의 사용, 사전지식의 이용, 관계 분석, 패턴 분석, 예상이 분석되었다. 인지 양식에 따라 자료해석의 초기 상태에서 자료를 확인하는 양상에 차이가 있다. 둘째, 초등학생의 인지양식에 따라 자료해석의 방향성과 선호하는 자료의 형태가 특징적으로 나타났다. 전체적 인지양식의 학습자는 일반적인 원리나 과학적 문제에 대한 답을 도출한 후 자료를 통해 세부적인 정보를 분석하는 하향식 접근과 연역적 기술의 특성을 보이며, 분석적 인지양식의 학습자들은 자료의 전체적인 양상에 집중하기보다 제시된 자료의 연속적인 세부 항목과 절차에 따라 정보를 일차적으로 분석하여 기술해 나가는 일차적이고 연대기적 구조를 가진다. 또한 이러한 방식으로 분석해 낸 세부 정보를 바탕으로 귀납적인 방법으로 과학적 문제에 대한 답을 얻는 상향식 접근 방법을 주로 사용한다. 따라서 다양한 교수학습 상황에서 효과적인 학습을 위해서는 학습자들의 인지양식에 대한 이해를 바탕으로 이를 효과적으로 지원하는 교수 설계 전략을 고안하기 위해 노력해야 할 필요가 있다.

• 대한화학회지
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• 제62권2호
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• pp.137-147
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• 2018

본 연구는 과학 관련 사회적 쟁점(Socio-Scientific Issues, SSI)의 국내 프로그램 123개를 SSI 준거틀에 따라 분석하였다. 준거틀은 프로그램의 주제, 학교급, 도입, 과학적 증거, 사회적 내용, 과학적 지식의 사용, 갈등 수준, 평가와 성찰 등으로 구성된다. 분석한 결과에 따른 결론은 다음과 같다. 첫째, 우리나라 SSI 프로그램은 초등학교급 프로그램이 가장 많았고, 중학교급 프로그램이 상대적으로 적게 나타났다. 둘째, SSI 프로그램의 도입은 실제 상황과 픽션과 논픽션 상황이 주된 것으로 나타났고, 논쟁과 갈등이 포함된 상황은 10% 미만으로 나타났다. 셋째, SSI 프로그램은 과학적 증거에 기반하지만 개인의 가치, 인식 등에 따라 영향을 받는 내용이 주로 나타났다. 넷째, SSI 프로그램의 사회적 내용은 윤리/도덕/가치, 정치/사회생활/경제, 환경 내용이 주로 개발되었다. 다섯째, SSI 프로그램에서 과학적 지식의 사용은 과학적 의사결정, 과학적 비판적 사고, 정보 탐색이 주로 나타났다. 그러나 과학 탐구, 위험평가, 비용 효과는 10% 미만으로 나타났다. 과학적 탐구는 과학교육의 핵심이며, 과학과 교육과정의 핵심역량이다. SSI 교육을 통해 학생들의 다양한 이해당사자의 관점을 경험하고, 평가하고, 반성하는 학습 경험을 제공해야 한다.