• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.353-363
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• 2018

Digi-Capital 전망 자료에 따르면 전 세계 증강현실(AR) 시장 규모는 2020년까지 급성장해 1,500억 달러에 달할 것으로 예측하고 있다. 특히, 교육 분야에서 고부가가치 효과를 전망하고 있다. 정보통신 기술이 발전하면서 디지털 교과서 또한 인터랙티브한 기능이 추가되어 혁신적인 교육을 선도하고 있다. 이미 미국 등의 선진국에서는 디지털 교과서에 증강현실 기술을 적용한 디지털 교과서를 수업에서 활용하고 있다. 이런 기술적인 전망에 맞춰 중학교 과학1 디지털 교과서에 증강현실 기술을 적용한 디자인 기획 방향을 제안하였다. 현재 중학교 과학1 디지털 교과서를 조사한 결과 단원별 실험 과정이 짧은 동영상만을 제공하고 있었다. 또한 증강현실 수업 사례를 조사한 결과 학습 효과의 우수성에도 불구하고 지속적으로 이어지지 않은데는 실험 장비 구축의 어려움, 기자재(디바이스) 및 3D 디자인 콘텐츠 부족 등임을 알 수 있었다. 이런 요구를 종합하여 중학교 과학1 디지털 교과서의 단원별 실험 과정에 증강현실을 적용한 시나리오와 시스템 구성도를 설계하여 AR 아이콘을 통해 학생들 스스로 증강현실 3D 콘텐츠를 조작하고 탐구할 수 있도록 디자인 하였고 디자인한 모형 평가를 통해 학습 효과의 우수성을 제시하였다. 본 연구는 교육부의 디지털 교과서 개발에 있어 실험이 필수인 과학 과목에 증강현실을 적용한 디지털 교과서가 개발되어 교사와 학생들에게 위험한 실험, 시간 소요가 많은 실험 등을 대체할 수 있는 지속 가능한 효과적인 학습이 될 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권5호
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• pp.681-691
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• 2018

이 연구에서는 과학교과에 협력적 문제해결(Collaborative Problem solving for Character competency, CoProC) 전략이 중학생의 실천적 인성 역량에 미치는 영향을 알아보고, 이 전략을 적용한 학생들의 반성 글쓰기에서 나타나는 협력적 문제해결력의 변화를 알아보고자 하였다. 이를 위해 광역시에 위치한 중학교 1학년 여학생반을 대상으로 하여 2개 학급 49명은 협력적 문제해결(CoProC) 전략을 적용한 집단(CoProC 집단)으로, 2개 학급 46명은 전통적인 강의식 수업 및 실험 수업을 적용한 집단(비교 집단)으로 나누었다. 두 집단에는 한학기 동안 5개 주제의 프로그램을 적용하였다. CoProC 집단은 비교 집단 보다 실천적 인성 역량의 총점에서 통계적으로 유의미하게 높은 결과를 나타냈으며, 하위 항목에서는 협력, 소통, 책임, 긍정적 자기이해에서 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 협력적 문제해결(CoProC) 전략을 적용한 수업에서 학생들의 실천적 인성 역량의 하위항목별 효과 크기(effect size)를 분석해보면, CoProC 집단은 비교 집단 보다 배려, 협력, 소통, 정직, 책임, 긍정적 자기이해, 자기조절에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 중학교 과학수업에서 적용한 협력적 문제해결(CoProC) 전략이 협력적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보기 위해 CoProC 집단의 학생들이 수행한 5개 주제의 활동 중 초기와 후기의 수업에서 작성된 반성 글쓰기를 분석하여 협력적 문제 해결력의 사회적 역량에 한정하여 그 변화를 알아보았다. 그 결과 협력적 문제해결력의 총점에서 큰 수준의 효과 크기를 보였다. 하위 항목인 구성원의 탐색과 이해는 작은 수준의 효과 크기를 나타냈으며, 조직 구성 및 유지는 중간 수준의 효과 크기를 나타냈다. 또한 의사소통과 자기 행동 반성은 큰 수준의 효과 크기를 나타냈다. 과학교과 중심의 협력적 문제해결(CoProC) 전략은 과학적 탐구 과정에서 이루어지는 과학적 의사소통을 통한 문제해결의 과정을 통해 학생들의 협력적 문제해결력을 향상시킬 수 있다.

• 디자인학연구
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• 제12권4호
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• pp.191-200
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• 1999

아이디어를 개발하고 창의적으로 문제를 해결하는 디자인적 자질은 초등학교의 일반교과과정에서부터 개발되는 것이 바람직하다. 개념적 사고와 인지능력을 발달시키는 초등학교 디자인 교육은 '디자인을 위한 교육(education for design)'이 아니라, '디자인에 의한 교육(education by design)'의 성격을 가진다. 이것은 디자인의 기본 개념을 학생들이 자연스럽게 이해하고 그 행위과정을 경험할 수 있도록 도와주는 개념이다. 따라서 초등학교 디자인 교육계에서는 디자인 관련 행위(Design-related activities), 또는 디자인을 기초로 한 교육(Design-Based Education)이라는 용어를 사용하고 있다. 이러한 개념에서의 디자인 교육은 미술 뿐 아니라 수학, 기초 과학, 음악, 역사 등 다양한 주제 내용에 응용될 수 있다. 본 연구에서는 초등학교 디자인 교과과정을 구성하기 위한 틀로서 '내용 영역'과 '행동 유형'을 살펴본다. 이것은 미적.상징적, 실용적.기능적, 과학적.공학적 영역 등과, '알다', '인지하다', '탐구하다' 등의 행동 유형으로 고찰되며, 이를 바탕으로 하여 국내 초등학교 디자인 교육의 현황을 교과서와 설문조사를 통해 분석한다. 이에 대한 발견점은 문제해결과 관련된 과학적.공학적 영역의 내용과 탐구 행동 관련 내용이 상대적으로 적으며, 창의적 표현의 기회와 수용에 대한 수업계획 및 교육방법에 문제점 등이 제기되었다. 초등학교 디자인 교육은 미술교육의 한 부분을 넘어 다양한 영역과 행동들을 포괄하는 협동적 개념의 교육으로 구성되어야 한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.542-559
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• 1999

이 연구의 본래적 목적은 창의력 계발을 위한 자연과의 교수 학습 자료를 개발하는 데 있다. 이를 위해 먼저, 서울, 인천, 시골의 3개 지역에 있는 5, 6 학년 교사(122명)와 학생(828명)들을 대상으로 창의력 교육에 대한 실태를 설문 조사하였다. 교사를 대상으로 한 설문지는 25문항으로 구성되어 있고, 학생을 대상으로 한 설문지는 20문항으로 구성하였다. 설문의 결과는 다음과 갇다. 대부분의 초등학교 교사는 창의력 교육의 필요성을 인정하고 있지만 주로 교과서에 의존하여 수업을 하고 있었다. 확산적 사고나 창의적인 과학활동의 부족으로 인해 초등학교 자연과에서 창의력 계발이 잘 이루어지지 않고 있었다. 전뇌학습을 하기 위한 교수-학습 자료가 부족하였으며, 실험을 하지 않는 경우 학생들은 VCR자료나 TP자료를 선호하는 것으로 나타났다. 또한 학생들은 시청각 자료인 VCR자료가 학습 내용 전달에 가장 효과적이고 그 다음으로는 학습지라고 생각하였다. 이와 더불어 수업시 재미있는 실험만 열심히 한다는 학생이 많았으며, 자연 시간에 실험한 결과는 대부분 '실험 관찰'에 기록하고 있었는데, 학생들은 이렇게 기록하는 방법이 창의적인 아이디어를 발상하는 데는 거의 도움이 되지 않는다고 하였다. 학생들은 흥미를 유발할 수 있는 다양한 활동(심상활동, 실험, 그리기, 상상하기, 게임, 퀴즈 등)과 자료를 제공하고, 흥미를 가지고 탐구할 수 있는 소재를 제공하는 활동지를 원하고 있었다. 이러한 설문 결과를 검토할 때, 창의력 계발을 위한 활동지를 제작할 때 우선적으로 고려할 사항은 좌우뇌의 기능을 균형있게 활용할 수 있도록 활동 중심으로 개발하여야 한다는 점이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권1호
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• pp.115-127
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• 2011

본 연구에서는 탐구 기능 가운데 자료 수집, 자료처리, 자료 해석과 관련하여 실험보고서 분석틀을 개발하였다. 또한 개발한 분석틀을 대학생들의 보고서 분석에 적용하여 오차와 불확도 개념을 중심으로 대학생들이 보고서 작성에서 어려움을 겪고 있는가에대해 알아보았다. 물리실험 수업을 수강한 30명의 학생들에게 실시한 설문지와 학생들이 작성한 실험보고서를 분석하였다. 학생들은 자료 수집과 관련하여 반복 측정에 대해 인식을 하고 있으나 보고서에서는 이를 명확하게 표현하지 못하였다. 극값이나 기울기가급하게 변하면 더욱 정밀한 측정을 해야 하지만 학생들은 이 부분에서도 어려움을 지니고 있었다. 특히, 오차와 불확도와 관련하여 학생들은 많은 어려움을 표출하고 있었다. 오차와 불확도의 전파에 대한 이해도가 매우 낮은 상태에서 단순한 오차 전파공식도 이용하지 못하는 학생이 많았다. 오차와 불확도를 분석을 통해 자료를 해석하는 과정에서도 많은 어려움을 겪고 있었는데, 오차의 원인들이 결과에 어떻게 영향을 주는지를 정량적으로 분석할 수 있는 학생은 거의 없었다. 반면에 학생 대부분이 오차와 불확도 분석이 중요하다고 응답하였다. 학생들이 중요성을 인식하고 있으나 올바른 개념을 지니지 못하여 보고서 작성에서 어려움을 겪고 있다는 결론을 내릴 수 있었다. 실험 수업에서 보고서를 통해 과학적 의사소통을 해야하는 학생들에게 물리 개념뿐만 아니라 자료를 수집하고 처리하고 해석하는 데 필요한 기본 개념에 대한 교육이 필요할 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-29
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• 2012

과학영재의 진로 선택 과정에 영향을 미치는 교육적 요인들을 고찰하고 정확하게 이해하는 것은 성공적인 과학영재교육을 실행함에 있어 중요한 지표라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 과학영재의 이공계 대학 진로선택에 영향을 미치는 교육적 요인과 이들 요인에 대한 집단별 인식 차이를 밝히고, 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건을 조사하는데 있다. 이를 위하여 이공계 특성화 대학인 울산과학기술대학교(UNIST) 1학년생 중 영재교육 경험이 있는 104명을 연구대상으로 하여 진로 선택에 영향을 미친 교육적 요인을 조사하였다. 진로선택 관련 교육적 요인의 추출 및 집단 간 비교를 위해 설문도구를 개발하였으며, 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인의 3가지 차원과 그에 따른 하위 요인으로 분류하였다. 본 연구의 결과 첫째, 추출된 교육적 요인들은 서로 밀접한 상관관계를 나타내었고 교수 학습 요인 중 '토론 프로젝트 중심수업'의 경우 '교수(교사)의 영향', '탐구학습 중심 수업' 요인과 높은 상관관계를 보였다. 둘째, 3가지 차원의 교육적 요인에 대하여 성별, 출신 고등학교별 집단 간 차이를 조사한 결과, 여학생이 남학생보다 과학고등학교 출신이 일반계 고등학교 출신 학생보다 교수 학습 요인 및 인적 요인에 의해 더 긍정적인 영향을 받은 것으로 나타났다. 셋째, 과학영재들의 진로 선택에 있어서 과학자의 사회적 역할, 특히 사회 경제적으로 과학 분야의 직업과 그에 따른 사회적 인식과 관련한 요인의 영향을 다소 낮게 평가하는 경향을 보였다. 마지막으로, 영재학생들이 기술한 진로선택에 영향을 미친 결정적 사건이나 기억에 남는 일을 범주화한 결과 가장 많은 학생들이 현장학습이나 체험연수, 캠프, 특별 활동, 탐방 등의 학교 밖 과학 관련 활동을 언급하였다. 그 외에도 다수의 학생들이 사사교육 및 R&E 프로그램을 결정적 사건으로 진술하였다. 본 연구의 결과는 과학영재 교육에 있어서 교수 학습 요인, 인적 요인, 과학에 대한 태도 요인들과 관련하여 차별화 되고 전문화된 교수 학습방법과 전문적인 진로상담시스템에 대한 시사점을 제공해준다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.212-224
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• 2011

현재 야외답사는 개발된 야외 학습장의 부족과 접근의 어려움, 학급 당 학생 수의 과밀화, 거리와 시간의 문제, 그리고 비용의 문제 등으로 극히 제한된 범위에서만 행해지고 있다. 이러한 이유로 실제야외답사의 이점을 장점으로 살리면서 현실적인 어려움을 보완하기 위한 대안이 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 플래시 파노라마를 활용하여 웹-기반의 가상야외지질답사를 개발하고 이를 다양하게 활용하기 위한 방안을 탐색하는 것이다. 개발된 제주도 VFT의 특징은 다음과 같다: 중 고등학생들에게 화산 지형과 지질에 관한 학습을 위한 가상의 공간을 제공한다; 웹-기반으로 개발되어 학습 내용에 비순차적으로 접근할 수 있으며, 학생들이 자신의 능력에 따라 학습 속도를 조절할 수 있다; 시공간적 제약과 경제적인 부담이 없고, 같은 장소를 얼마든지 반복적으로 탐구 할 수 있다; 학교급에 따라 수준별로 학습할 수 있는 활동지가 제공된다; 지형 지물의 근접 촬영 이미지, 탐구활동과 관련된 질문과 설명, 해당지역의 실제 암석의 표본 사진 및 박편 이미지 등의 다양한 보충적인 웹 콘텐츠들을 제공한다. 개발된 제주도 VFT를 과학 수업 및 비교과 영역에서 활용할 수 있는 방안과 지도 모형을 각각 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.59-72
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• 2023

이 연구에서는 중학교 과학 교사 6명과 중학생 8명을 대상으로 집단 면담을 하여 중학교 과학 디지털 교과서의 실감형 콘텐츠에 대한 교사와 학생의 평가 기준 및 내용을 분석하였다. 평가 대상은 중학교 2학년 '지구와 우주' 영역에 수록된 2개의 증강현실 콘텐츠와 2개의 가상현실 콘텐츠였다. 연구 결과 교사와 학생들은 'VR/AR 매체 특성', '기술적 구동', '사용자 인터페이스', '교수-학습 설계 측면' 네 개의 평가 기준으로 실감형 콘텐츠를 평가하였다. 각 측면에서의 평가 내용은 다음과 같았다. 첫째, VR/AR 매체 특성 측면에서 실감형 콘텐츠의 신기함과 흥미로움 그리고 동영상과 같은 매체와 달리 직접 조작이 가능하다는 점은 긍정적으로 인식되었으나 시각적 실재감이 부족하고 마커 활용 부분이 부정적으로 평가되었다. 둘째, 기술적 구동 측면에서 특정 OS에서 제대로 작동되지 않는 점, 실감형 콘텐츠 앱 내 개별 콘텐츠의 용량이 크다는 점, 빈번한 앱 프리징 현상이 빈번하게 발생한다는 점이 부정적으로 평가되었다. 셋째, 낮은 직관성과 낮은 유연성으로 사용자 인터페이스 측면에서 부정적인 평가를 받았다. 넷째, 교수-학습 설계 측면에서 교사들은 콘텐츠에 과학적으로 정확한 정보가 포함되어 있는지, 학생들이 콘텐츠의 내용을 쉽게 이해할 수 있는지, 교사가 계획하는 수업 목표나 내용을 담고 있는지, 학생들의 탐구 활동에 도움이 되는지를 기준으로 실감형 콘텐츠를 평가하였으며 대체로 부정적인 평가가 많았다. 학생들은 주로 자신들의 과학 학습에 도움 여부를 기준으로 학교 과학 학습에서의 실감형 콘텐츠가 크게 필요하지 않다고 하였다. 이러한 연구 결과에 기초하여 과학 교수·학습을 위한 실감형 콘텐츠 개발 방향을 논의하고 후속 연구에 대해 제언하였다.

• 한국도서관정보학회지
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• 제51권1호
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• pp.281-303
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• 2020

본 연구는 학교도서관 중심의 독서 전략 범주를 밝혀 독서 전략의 내용 체계를 구안하고, 교과 연계 방안을 모색하는 데 있다. 이를 위하여 고등학교 국어과 교육과정 분석 및 독서 전략 관련 선행 연구의 결과를 토대로 독서 전략의 내용 체계 범주를 텍스트 영역과 인지 전략으로 설정하였다. 여기에 관련 선행 연구의 활동지를 참고해 재구조화한 4개 유형의 독해 기법을 더하여 최종적으로 독서 전략의 내용 체계를 구안하였다. 본 연구의 교과 연계는 교과 교과서를 대상으로 이뤄지며, 학습활동은 탐구 과제 분석의 방법을 통하여 독서전략 적용 방안을 확인하였다. 이에 따라 고등학교 『통합사회』와 『통합과학』의 학습활동을 대상으로 그래픽 조직자를 활용한 독해 전략을 적용해 그 타당성을 검증하였다. 그 결과 독서 전략의 내용 체계를 활용한 교과 연계 방안은 교과 학습활동에 다양한 읽을 자료 제공을 통해 교과 수업을 심화하고, 독립된 독서 프로그램으로 확장해 학습내용을 익힐 수 있는 활동을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.13-33
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• 2019

이 연구는 과학 교육 분야에서 인성 교육의 가능성과 구체적 실행과정을 밝히고자 하는 목적을 바탕으로 다양한 과학 학습 상황에서 드러난 구체적 인성 요소를 살펴보고, 과학 교과 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 요소와 관련 학습 상황에서의 발현 양상을 이해하고자 했다. 본 연구에서는 인성의 의미를 확대하여 도덕성, 사회성, 감성을 포함하는 다차원적 관점에서 접근했다. 연구 참여자는 서울시 소재 중학교 1~2학년 11명의 학생들로 선정했으며 2014년과 2015년에 걸쳐 '과학 선생님 되어보기' 멘토멘티 프로그램의 개발 적용했다. 자료 수집은 수업 관찰, 학생 산출물, 교사 및 학생 일지, 면담 등을 통해 이루어졌으며 반복적 비교분석법을 통해 수집한 질적 자료를 분석했다. 분석 결과 11개의 인성 요소를 추출했으며, 각 인성 요소 간의 관계를 바탕으로 다양한 학습 상황에서 드러난 16개의 구체적 인성 요소로 재조직했다. 16개의 구체적 인성 요소 중 과학 학습을 통해 중점적으로 함양 가능한 8개의 구체적 인성 요소인 '과학 지식 구조의 위계성으로 인한 가르침 행위에의 책임, 과학적 개념 형성을 위한 소통, 과학 학습 경험 기반의 공감적 배려, 탐구 방법의 합리성 증진을 위한 협력, 인간의 과학적 노력에 대한 긍정적 인식, 연구에 대한 과학자의 태도 존중, 앞으로의 과학 탐구 참여에 대한 자신감, 시행착오 과정에서의 끈기'와 관련 학습 상황을 주요 연구 결과로 제시했다. 구체적 인성 요소의 발현 과정의 특성은 다음과 같다. 일부 구체적 인성 요소는 동일한 인성 요소임에도 발현 과정은 기존의 과학 교육에서의 인성 관련 연구 결과와 다르게 나타났으며 발현 과정에서 각 요소 간 상호 관련을 가지고 있음이 드러났다. 복합적 관계를 맺고 있는 과학 학습 맥락 속에서 다양한 대상과의 상호 작용을 통해 구체적 인성 요소가 발현되었다. 학생들은 단계적 성찰을 통해 상호 긍정적 자극을 주었고, 성취를 경험할 수 있는 과학 활동을 통해 정서적 측면에서의 변화와 성장이 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 추후 과학 교육 분야에서의 혁신적인 교육적 시도를 통한 새로운 인성 요소 발견, 인성 요소 간 상호 관계의 특유성에 기반하여 발현될 수 있는 구체적 인성 요소에 대한 심층적 탐색, 공동체 기반 활동을 통해 참여 주체 간의 긴밀한 상호작용 촉진에 기여할 수 있는 과학 학습 환경 구축의 필요성을 제안했다.