• 한국과학교육학회지
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• 제26권3호
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• pp.356-366
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• 2006

이 연구는 유사 경험의 제공이 귀추에 의한 가설 설정에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 서울 시내 중 고등학생 278명을 대상으로, 학생들에게 미지의 현상을 관찰하게 한 후 인과적 의문점을 제시하도록 하였다. 미지의 현상을 관찰하였을 때, 전체 학생의 79.9%에 해당하는 많은 학생들이 인과적 의문점을 제기하였다. 인과적 질문을 제기하는 빈도는 인지 수준에 따라 유의미한 차이가 나타났다(p<.05). 이어서 새로운 현상에 대하여 예측 가설을 설정하도록 한 후, 새로운 상황과 유사한 다양한 실험 상황을 제공한 후에 다시 가설을 설정해 보도록 하였다. 처음에는 대부분의 학생들이 실험 상황을 단순히 기술한 것을 가설로 제안하였으나, 학생들에게 다양한 유사경험을 제공한 후에 실험 상황에 대하여 다시 가설을 설정해 보도록 하였을 때는 변인을 찾고, 변인간의 관계를 과학적으로 설명한 학생들이 늘어났다. 다양한 유사 경험이 제공되기 전후에 학생들의 가설 설정에 차이가 있는지 알아보기 위하여 빈도 분석을 실시하였을 때, 유의미한 차이가 나타났다(p<.001). 이러한 결과는 유사 경험의 제공이 귀추에 의한 가설 설정에 도움을 준다는 사실을 알려준다. 또한 인지 수준에 따라 가설 설정에 차이가 있는지 알아보기 위하여 빈도 분석을 실시하였으며, 그 차이는 유의미하였다(p<.05).연구 결과로 보아 중 고등학교 현장에서 가설 설정과 관련된 수업을 실시하고자 할 때는 학생들의 귀추적 사고에 도움을 줄 수 있는 유사 경험의 제기 단계가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권9호
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• pp.809-817
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• 2007

이 연구의 목적은 과학교사 및 고등학생들의 과학의 본성에 대한 관점을 10학년 과학 교과서에서 표현된 관점과 함께 탐색해 보는 것이다. 연구대상은 경북에 위치한 고등학교의 과학교사 1명과,10학년 남학생 18명,여학생 11명이다. 연구에서 과학의 본성에 해당하는 3가지 주요 영역인 과학의 정의,과학의 발달,과학적 방법을 중심으로 자료를 분석하였다. 연구결과,과학의 정의 영역에서 교과서는 귀납주의적 관점을 나타내었고,교사는 반증주의적 관점을 나타내었다. 그러나 수업에서 교사는 교과서대로 귀납주의적 관점을 학생들에게 제시하였고,이 수업을 들은 학생들의 관점도 귀납주의로 나타났다. 과학의 발달 영역에서 교과서는 짧은 지면을 할애하여 상대주의적 관점을 나타내고,교사의 관점도 상대주의로 분석되었으나,교과서의 내용처럼 교사의 설명도 매우 간략한 형태로 학생들에게 제시되었다. 수업을 받은 학생들의 관점은 교사의 수업이나 교과서의 영향을 받지 않은 귀납주의로 나타났다. 과학적 방법 영역에서 교과서와 교사가 반증주의적 관점을 가지고 있으며,수업에서도 반증주의적 관점이 나타내었다. 그 수업 후 학생들의 관점 또한 반증주의적 관점으로 나타났다. 그러나 학생들의 사고가 수업의 영향을 받는지에 대한 구체적인 증거는 추후 연구에서 이루어질 필요가 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.995-1003
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• 2021

다가오는 지능정보사회의 핵심이 될 인공지능(AI) 교육의 필요성이 대두되면서, 국가적 차원에서도 교육과정에 인공지능 관련 내용을 포함하는 등 관심을 집중시키고 있다. 본 연구에서는 지도학습 중심의 머신러닝을 통해 생활 속 문제를 해결하는 과정에서 학생들의 창의적 문제해결력을 신장시키기 위해 PASPA 교육 프로그램을 제시하였으며, 학습의 효과를 높이기 위해 피지컬 컴퓨팅 도구인 마이크로비트(Micro:bit)를 활용하였다. PASPA 교육 프로그램에 적용된 교수 학습 과정은 문제 인식(Problem Recoginition), 해결 방법 논의(Argument), 데이터 기준 세우기(Setting data standard), 프로그래밍(Programming), 적용 및 평가(Application and evaluation)의 5단계로 이루어진다. 본 교육 프로그램을 학생들에게 적용한 결과 창의적 문제해결력의 향상을 확인할 수 있었으며, 세부 영역에서는 특정 영역의 지식·사고, 비판적·논리적 사고 영역에서 유의한 차이를 보임이 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.417-428
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• 2004

보존 논리는 조작적 사고를 가능케 하는 도구적 역할로서 과학, 수학, 물리학 등의 분야뿐만 아니라 일상 생활의 모든 측면에서 필수적인 개념이다. 보존 논리의 형성 여하에 따라 수리문제의 해결 능력과 과학적 유추 능력, 추상적 사고능력이 결정되며, 인지 발달 단계를 확인할 수 있는 개념이기도 하다. 따라서 이 연구에서는 보존 논리 형성과 전두엽연합령 기능과의 상관관계를 살펴봄으로써 아동의 사고력 향상과 과학개념 시기를 앞당기는 시사점을 마련하고자 하였다. 이 연구의 결과 초등학교 1, 2, 3학년 학생의 보존 논리의 형성 정도는 약 50% 정도였으며, 수 보존 논리의 형성 정도가 가장 높았고, 부피 보존 논리의 형성 정도가 가장 낮았다. 보존 논리의 형성은 비선형적으로 일어났으며, 보존 논리의 형성 정도에 따라서, 추론 능력과 설계능력, 보속적 오류에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 보존 논리와 전두엽연합령 기능과는 유의미한 상관관계를 보였다. 초등학교 저학년 학생들의 보존 논리 형성에 대한 예측 변인으로는 추론 능력과 설계 능력이였으며, 이들 변인이 보존 논리에 대한 설명력은 약 20% 정도이다. 이 연구의 결과, 초등학교 저학년에서 보존 논리가 미형성 단계에 해당하는 학생들이 많이 있지만, 이들 학생들의 보존 논리 형성을 위한 구체적인 노력이 부족한 실정이다. 또한, 보존 논리 형성에 전두엽연합령이 깊은 관계가 있어 전두엽연합령의 기능을 향상시키기 위한 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.

• 대한화학회지
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• 제64권5호
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• pp.304-317
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• 2020

이 연구는 중소도시에 소재한 고등학교 1학년 학생 4명을 대상으로 반응적 교수법의 효과를 알아보았다. 이를 위하여 반응적 교수법의 3단계를 세분화하여 6단계로 구성하였다. 1단계는 학생들의 거시적 생각 드러내기, 2단계는 학생들의 초기 미시적 생각 이끌어내기, 3단계는 입자에 대한생각을 학문과 연결하기, 4단계는 교사가 개입하여 입자에 대한 학습자의 생각을 명료히 하기, 5단계는 학생 생각 심화하기, 6단계는 학생 생각 확장하기였다. 4단계까지의 과정을 통해 질량의 원인은 원자이며, 부피의 원인은 분자라는 학생들의 생각이 명료하게 드러났다. 5단계에서 학생들은 양성자와 중성자가 존재하는 공간을 매우 작으므로 분자 자체의 부피는 무시한다는 개념에 도달하였다. 그리고 생각을 확장하는 6단계에서 입자의 부피를 무시한 질점의 개념으로 분자 운동을 설명하였다. 이를 통해 학생들은 아보가드로의 법칙에서 요구되는 입자의 질량보존과 부피변화의 관계에 대한 관점을 획득하고, 어떤 시스템은 직접 관찰하기에 너무 작거나, 너무 크거나, 너무 빠르거나, 너무 느려서 간접적으로만 연구될 수 있음을 인식하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.295-323
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• 2011

학교 수학에서 확률 통계 영역은 자료에서 필요한 정보를 추출하고, 이 정보를 바탕으로 통계적 과정을 통해 타당한 결론을 추론하며 합리적인 의사 결정을 내리는 방법을 학습하는 단원이다. 통계 단원은 연역적 사고를 강조하는 학교 수학의 다른 영역과 달리 교실 수업의 과정에서 실제 자료를 통한 귀납적 추론과 올바른 직관적 사고를 필요로 한다. 따라서 통계 단원의 교수 학습 과정에서 교사들은 학생들에게 실제 자료에 대한 귀납적 추론과 직관적 사고를 바탕으로 하여 정보를 추출하고 타당한 결론을 추론하는 방법을 지도할 수 있어야 한다. 이에 따라 앞으로 일선에서 통계 교육을 담당할 예비 교사들도 통계 교육이 요구하는 통계적 추론 능력을 구성하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 예비 교사들이 구성하고 있는 통계적 추론 능력에 대하여 구체적으로 탐색해 보고자 하였다. 이를 위해 첫째, 선행 연구의 검토를 통해 학교 수학에서 요구하는 통계적 추론에 대해서 알아보고, 둘째, 예비 교사를 대상으로 한 통계적 추론 검사를 실시하여 그들의 통계적 추론 능력을 살펴보았다. 그리고 셋째, 예비 교사들의 반응을 토대로 그들이 구성한 통계적 추론 능력에 대한 분석과 함께 오개념을 구체적으로 탐색해 보고, 넷째, 통계 교육에서 예비 교사 교육을 위한 시사점을 제시하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.585-596
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• 2016

2018학년도부터 초중고등학교에서 소프트웨어 교육이 시행될 예정이다. 소프트웨어 교육의 목표는 학생들에게 Computational Thinking 능력을 길러주는 데 있다고 할 수 있다. Computational Thinking은 크게 추상화와 자동화로 구성되는데 추상화와 관련된 개념을 국가마다 전공마다 다르게 정의하고 있어 학생들과 교사들한테 혼란을 주고 있다. 따라서 본 논문에서는 추상화에 대한 여러 정의들을 비교하여 합리적으로 정의하였다. 합리적인 정의를 바탕으로 초등학교에서에서의 추상화 교육 방법과 평가 기준에 대하여 제안하였다. 본 논문에서 제시한 추상화에 대한 정의는 앞으로 소프트웨어 교육을 진행하면서 만나게 되는 문제에 대한 해결 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제14권3호
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• pp.789-806
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• 2010

최근 우리사회에서 소외계층에 대한 관심과 배려의 목소리가 더욱 높아지면서, 수학교육에서도 수학학습부진아 지도에 대한 교육계의 관심이 더욱 증대되고 있는 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 수학학습부진아 지도를 위해서 학생들의 인지적 특성을 고려한 교수원리가 수학학습부진아의 문제해결력과 수학적 성향에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해서 서울특별시 소재의 한 초등학교 5학년 학생들 가운데서 수학학습부진아로 판명된 학생들을 대상으로 자발적 지원자 10명을 선정하여 '인지적으로 안내된 교수 원리'를 적용하였다. 이 결과 이 연구 프로그램에 참여한 학생들은 문제를 다양한 방법으로 풀 수 있는 능력과 함께 풀이 과정을 말이나 글, 그림으로 설명하는 능력이 신장되었다. 또한, 학생들의 사고를 존중하는 학습 환경으로 인해서 학생들이 수학 학습에 임하는 태도 및 수학적 성향 측면에서 긍정적 변화가 있었다. 그리고, 이 연구를 통해서 수학학습부진아들은 대체로 자신의 수학적 생각을 표현하는데 언어적 어려움을 드러내고 있는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 수학학습부진아에 대한 효과적인 지도를 위해서는 학생 개개인의 특성에 대한 이해뿐만 아니라 학생들이 갖고 있는 수학적 지식을 바탕으로 지도하는 것이 바람직하다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제19권2호
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• pp.289-317
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• 2017

이 연구에서는 우리나라 중학교 수학 교과서의 함수 단원에서 학생에게 어떠한 학습 기회를 제공하는지를 탐색한다. 구체적으로, 교과서가 제시하는 수학 내용과 실행, 수학 과제의 인지적 노력수준, 학생 응답의 유형, 문제 상황의 형태 및 특징 등의 측면을 탐구하여서 교과서가 학생들에게 어떠한 학습기회를 제안하며 구조화하는가를 살펴본다. 이를 위해서 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 수학교과서 3종을 분석하였다. 그 결과로 교과서가 학생에게 제공하는 함수에 대한 학습기회는 다음과 같이 요약된다. 첫째, 절차적 지식과 개념 간의 연결성이 매우 약하며 함수의 내용 간의 의미를 연결하는 기회가 매우 제한되어 있다. 둘째, 학생들은 함수를 정의, 규칙, 법칙만으로 학습하게 되며 예제와 수학과제를 통해서 계산의 절차 수행을 반복적으로 경험하게 될 가능성이 크다. 셋째, 학생들은 문제를 해결하는 과정에 대해서 수학적으로 설명하거나 추론하는 과정을 경험할 가능성이 매우 적다. 넷째, 수학과제와 상황과제를 통해 학생의 인지적 사고 과정이 확장되거나 심화되기 보다는 분절적이고 파편화된 지식으로 받아들일 수 있는 여지가 많다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제25권4호
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• pp.499-524
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• 2015

본 연구는 GSP 환경에서 합동변환 개념에 대한 발생적 분해를 제시하고, 중학교 2학년 영재학급 학생 4명을 대상으로 참여 학생들의 합동변환 개념에 대한 발생적 분해가 어떻게 드러나고 변화하는지, 또한 드래그 활동이 합동변환 개념의 이해에 어떤 역할을 하는지 알아보고자 하였다. 합동변환 개념을 이해할 때, 학생들은 중요한 두 스키마인 '한 점 이동 스키마'와 '변환 이동 스키마'를 동시에 고려하였으며, 한 학생이 어느 한 스키마를 선호하거나 치중하여 사용하기 보다는 두 스키마를 모두 고려하되 방향을 정하기 어려운 과제일수록 '한 점 이동 스키마'에 더 의존하는 경향을 보였다. Law(1991)의 '한 점 이동 스키마'의 집약화에 따른 '도형 이동 스키마'는 학생들에게 관찰되지 않았으며, 합동변환의 합성을 완벽하게 이해하기 위해서 조정뿐만 아니라 가역적 사고가 더 필요하였다. 또한, 합동변환 개념을 이해하는 과정에서 학생의 드래그 활동은 정의역과 치역을 평면 위의 점으로 확장하는데 도움이 되었고, 벡터, 회전의 중심, 대칭축의 역할을 인식하는데 도움이 되었다.