• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제41권2호
• /
• pp.418-431
• /
• 2022

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 디지털교과서의 물질 영역에 제시된 외적 표상의 양식과 제시 방법, 상호작용성을 분석하였다. 선행연구의 분석틀을 본 연구의 맥락에 맞게 수정·보완하여 사용하였으며, 3~6학년 디지털 과학교과서에서 물질 영역을 다루는 단원을 '본문'과 '탐구'로 구분하여 분석하였다. 분석 결과, 외적 표상의 양식은 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 가장 많이 제시되었으며, 청각비언어 표상은 본문에만 높은 빈도로 제시되고 청각언어 표상은 본문과 탐구 전체에서 낮은 빈도로 제시되었다. 제시 방법 측면에서 언어적 표상과 시각비언어 표상이 함께 나타난 경우에는 대부분 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시되었다. 시각언어 표상, 청각언어 표상, 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우 중 일부에서 시각언어 표상과 청각언어 표상의 정보가 중복적으로 제시되었다. 그리고 내용과 관계없는 청각비언어 표상이 다른 외적 표상들과 함께 제시되었으며, 그 빈도는 특히 본문에서 높았다. 근접성 측면에서 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 다른 페이지에 배치되는 경우는 없었고, 청각언어 표상을 시각비언어 표상과 다른 시점에 제시하는 경우도 없었다. 상호작용성 측면에서는 설명적 피드백과 낮은 수준의 조작이 주로 나타났다. 이상의 결과를 바탕으로 다중 표상 학습의 관점에서 디지털교과서를 개선하기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.409-417
• /
• 2019

최근 영어 조기교육의 중요성이 증대되면서 미취학 아동들을 위한 많은 교육기관들에서 영어교육이 점차 활성화되고 있다. 특히 역할연기(Role-play)는 미취학 아동들의 언어에 대한 관심을 증진시키고 자연스럽게 영어권 문화를 접할 수 있어 아동들의 영어학습에서 효과적인 것으로 알려져 있다. 이에 따라 본 논문에서는 미취학 아동들을 대상으로 영어교육을 위한 역할연기에서 UCC의 효과적인 활용방법을 알아보도록 하였다. 먼저 연구를 위해 미취학 아동들에 대하여 사전, 사후 검사를 위한 설문을 진행하였다. 그리고 이를 SPSS로 분석하여 아동들의 UCC에 대한 이해, 영어에 대한 흥미, 역할연기에 대한 흥미, 연기에 대한 관심 등 알아보았다. 분석 결과, 대부분의 아동들은 UCC를 잘 알고 있었으며 시청이나 제작에 관한 흥미도 강함을 알 수 있었다. 제작된 콘텐츠 시청과 교사의 피드백을 통해 더 발전된 영어와 연기를 보이고 싶어 하였다. 따라서 미취학 아동의 영어교육에서도 교사의 통제하에 역할연기를 통해 UCC를 제작하고 활용하는 것으로써 언어와 연기의 발전을 보일 수 있으며 유튜브 등을 통해 콘텐츠를 배포함으로써 이에 대한 흥미를 더욱 높일 수 있을 것으로 사료된다. 이러한 연구의 결과는 어린이집이나 유치원에서 역할연기를 통한 영어 교육을 계획할 때 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 실천공학교육논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.539-547
• /
• 2023

최근 대학교육은 교육 패러다임의 변화와 함께 학습자 중심의 교육 모델을 강조하고 있다. 본 연구는 대학 강의평가의 개방형 응답을 토픽 모델링으로 분석하여 학생들의 다양한 의견을 탐색하고 교육의 질을 향상시키는데 목적이 있다. 이를 위해 비수도권 대학의 2017년부터 2022년까지 강의평가 결과를 바탕으로 총 45,001개의 개방형 응답을 전공과 교양으로 구분하여 단문에 최적화된 BTM(Biterm Topic Modeling) 분석을 진행하였다. 분석 결과 전공 강의는 "비대면 수업경험에 대한 태도", "질문과 토론에 대한 태도", "출석과 성적평가에 대한 태도", "실습활동 및 발표에 대한 태도", "소통과 협업에 대한 태도"로 구분되었고, 교양 강의는 "비대면 수업경험에 대한 태도", "성적 및 평가에 대한 태도", "출석 및 수업계획서에 대한 태도", "학문적 지식과 흥미에 대한 태도", "소통과 질문에 대한 태도"로 구분되었다. 학생들의 다양한 피드백을 분석한 본 연구결과를 토대로 전공과 교양 강의의 특성을 비교하고 강의개선 및 학습경험을 향상시키는데 도움이 될 수 있는 인사이트를 얻을 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권4호
• /
• pp.542-549
• /
• 2023

대안 모델링에 대한 관심이 커진 이후 데이터 기반의 기계학습을 이용하여 비선형 화학 공정을 모사하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 그러나 기계 학습 모델의 black box 성질로 인하여 모델의 해석 가능성에 한계는 산업 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 모델의 정확도가 보장된 상태에서 해석력을 부여하는 개념인 설명 가능한 인공지능(explainable artificial intelligence, XAI)을 이용하여 화학 공정 분석을 시도하고자 한다. 기존의 화학 공정 민감도 분석이 변수의 민감도 지수를 계산하고 순위를 매기는 데에 그쳤다면, XAI를 이용하여 전역적, 국소적 민감도 분석뿐만 아니라 변수들 간의 상호작용에 대하여 분석하여 데이터로부터 물리적 통찰을 얻어내는 방법론을 제안한다. 사례 연구의 대상공정인 암모니아 합성 공정에 대하여 첫번째 반응기로 향하는 흐름에 대한 예열기(preheater)의 온도, 세 반응기로 향하는 cold-shot의 분배 비율을 공정 변수로 설정하였다. Matlab과 Aspen plus를 연동하여 공정 변수를 바꿔가면서 암모니아의 생산량과 세 반응기의 최고 온도에 대한 데이터를 얻었으며, tree 기반의 모델들을 훈련시켰다. 그리고 성능이 좋은 모델에 대하여 XAI 기법 중 하나인 SHAP 기법을 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 전역적 민감도 분석 결과, 예열기의 온도가 가장 큰 영향을 미쳤으며 국소적 민감도 분석 결과에서 생산성 향상 및 과열 방지를 위한 공정 변수들의 범위를 규정할 수 있었다. 이처럼 화학 공정의 대안 모델을 구축하고 설명 가능한 인공지능을 이용해 민감도 분석을 진행하는 방법론을 통해 공정 최적화에 대한 정량적, 정성적 피드백을 제안하는 데 도움을 줄 것이다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권6호
• /
• pp.525-530
• /
• 2023

디지털드로잉 과목은 최근 혁신 교육과정의 움직임에 따른 평가 요소들의 세분화 단계와 평가의 점진성이 요구 되어진다. 본 논문에서는 드로잉을 평가하기 위한 혁신기준제시와 루브릭 평가에 의한 제안을 목적으로 한다. 본문에서는 혁신평가 기준으로서 초급 평가의 기준은 기술적 솜씨인 선의 정확성과 일관성, 그림의 비율과 균형 유지이며, 중급에서의 다양한 브러시와 도구를 효과적으로 활용한 능력을 위주로 제안을 하였다. 고급 평가 부분에서는 AI 자료 수집과 창의성을 중심으로 한 새로운 시각이나 독창성 및 주어진 주제에 대한 독특한 관점이나 해석의 부분이다. 아울러 디자인 원칙 이해로서 레이아웃, 색상, 형태 등의 디자인 원칙을 통한 작품의 일관성과 조화와 표현력, 감정 전달을 통한 디지털 드로잉 소프트웨어의 다양한 기능을 적극적으로 활용한 능력을 중심으로 한 완성도에 관한 평가 부분을 도출하였다. 루브릭 평가도입의 중요성은 교수자에게는 객관적이고 일관된 평가를 가능하게 하며, 이러한 예술 과목에서의 루브릭 평가 연구의 핵심은 학습자의 강점과 약점을 명확하게 파악할 수 있도록 도와주고, 학습자는 각 항목에 대한 피드백을 통해 개선할 부분을 파악하며, 그에 따라 더 나은 혁신의 드로잉 기술을 발전시킬 수 있기에 학문적 연구가 필요한 주요 항목이라 하겠다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제9권6호
• /
• pp.967-971
• /
• 2023

최근에는 다양한 플랫폼 서비스가 인공지능을 활용하여 제공되고 있으며, 그 중 하나로 ChatGPT는 대량의 데이터를 자연어 처리하여 자가 학습 후 답변을 생성하는 역할을 수행하고 있다. ChatGPT는 IT 분야에서 소프트웨어 프로그래밍 분야를 포함하여 다양한 작업을 수행할 수 있는데, 특히 프로그램을 대표하는 C언어를 통해 간단한 프로그램을 생성하고 에러를 수정하는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 능력을 토대로 C언어를 기반으로 만들어진 하드웨어 언어인 베릴로그 HDL도 ChatGPT에서 원활한 생성이 예상되지만, 베릴로그 HDL의 합성은 명령문들을 논리회로 구조 형태로 생성하는 것이기에 결과물들의 정상적인 실행 여부를 확인해야 한다. 본 논문에서는 용이한 실험을 위해 규모가 적은 논리회로들을 선택하여 ChatGPT에서 생성된 디지털회로와 인간이 만든 회로들의 결과를 확인하려 한다. 실험 환경은 Xilinx ISE 14.7로 모듈들을 모델링하였으며 xc3s1000 FPGA칩을 사용하여 구현하였다. 구현된 결과물을 FPGA의 사용 면적과 처리 시간을 각각 비교 분석함으로써 ChatGPT의 생성물과 베릴로그 HDL의 생성물의 성능을 비교하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.39-55
• /
• 2024

본 연구는 2011년부터 2023년 9월까지 과학교육 분야에서 자연어 처리(NLP) 기법을 적용한 37건의 국내 및 해외 문헌을 분석하여 과학교육에서의 NLP 관련 연구 동향을 파악하고자 하였다. 특히 과학교육에서 NLP 기법의 주요 응용 분야, NLP 기법을 활용할 때 교사의 역할, 국내와 해외의 비교 측면에서 그 내용을 체계적으로 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, NLP 기법이 과학교육에서 형성평가, 자동 채점, 문헌 검토 및 분류, 패턴 추출에 중요하게 활용되고 있음을 확인하였다. 형성평가에서 NLP를 활용하면 학생들의 학습과정과 이해도를 실시간으로 분석할 수 있다. 이는 교사의 수업에 대한 부담을 줄이고, 학생들에게 정확하고 효과적인 피드백을 제공할 수 있다. 자동 채점에서는 학생들의 응답을 빠르고 정확하게 평가하는 데 기여한다. 문헌 검토 및 분류에서는 과학교육 관련 연구나 학생들의 보고서를 분석하여 주제와 트렌드를 효과적으로 분석하고, 미래 연구 방향을 설정하는 데 도움을 준다. NLP 기법을 패턴 추출에 활용하면 학생들의 생각과 반응에 나타난 공통점이나 패턴을 찾아 효과적으로 분석할 수 있다. 둘째, 과학교육에서 NLP 기법의 도입은 교사의 역할을 지식 전달자에서 학생들의 학습을 지원하고 촉진하는 지도자로 확장했고, 교사들에게 지속적인 전문성 개발을 요구한다. 셋째, 국내에서는 문헌 검토 및 분류에 집중되어 있어 국내 NLP 연구의 다양성을 위해 텍스트 데이터 수집이 용이한 환경 조성이 필요하다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 과학교육에서 NLP 기법의 활용하는 방법에 대해 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.195-207
• /
• 2024

우리나라는 학습결과를 상대평가 방식으로 평가함에 따라 발생하는 여러 문제를 해소하고자 교과목별 학업성취 도달 수준을 평가하는 절대평가 형태의 성취평가제를 도입하여 운영하고 있다. 본 연구에서는 현재 운영되고 있는 성취평가제에 대한 과학교사들의 인식 및 구현 방식 등을 탐색하고자 하였다. 본 연 구에는 고등학교 과학교사 20명이 면담에 참여하였으며, 성취평가제에 관한 인식, 성취평가제가 교사의 평가 인식에 미치는 영향, 성취평가제 운영으로 인해 변화되거나 개선된 점 등에 대한 본인의 의견과 생각을 자유롭게 표현하였다. 연구 결과, 대부분의 참여 교사들은 내신 석차 등급 미표기 이후 성취평가제가 기대하는 교육적 의미가 현장에 반영되고 있다고 인식하고 있었다. 교사들은 성취평가제로 인해 변별에서 벗어난 과학수업을 실현할 수 있었으며, 학생의 성취에 주목함에 따라 과학학습에 어려움을 겪고 있는 학생에 대한 관심이 증대하였다고 인식하였다. 또한, 결과 위주의 평가에서 벗어남으로써 과학과 교과역량을 중심으로 교육과정을 재구성하고 과학 교과의 본질적 목표에 집중할 수 있게 된 점을 긍정적으로 인식하고 있었다. 그뿐만 아니라 학생 활동에 대한 피드백 제공의 질적인 향상이 이루어진 점을 확인할 수 있었다. 하지만 일부 교사들은 적정 성취수준을 교사 스스로 설정하는 데 어려움을 경험하거나, 학생 활동에 대한 질적인 차이를 평정하는 과정의 난해함으로 인하여 성취평가제의 실효성에 대해 의문을 나타내기도 하였다. 또한, 내신 석차 등급이 산출되지 않은 이후, 학생들이 수업에서 보이는 의욕과 열의가 현저히 떨어지는 현 상황에서 수업의 방향성을 결정하는 데 혼란스러움을 경험하기도 하였다.

• 한국가정과교육학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.27-48
• /
• 2020

본 논문의 목적은 지속가능발전목표(SDGs)를 위한 의생활 자유학기제 주제선택활동 프로그램을 개발하는 데 있다. 이에 따라 중학교 가정 교과서 의생활영역 내용을 지속가능발전목표(SDGs)를 기준으로 분석하여 내용 체계 및 학습 목표를 설정한 후, 의생활 자유학기제 주제선택활동 프로그램을 개발하여 실행 가능성 및 타당성을 검증하였다. 교과서분석 결과 지속가능발전목표(SDGs)로 비추어 본 가정 교과서 의생활 영역의 내용은 사회발전, 경제성장, 환경보존차원을 모두 포함하고 있었으나 각 영역 속 일부 1-2가지 목표에 집중되어있는 것을 확인하였다. 분석 결과를 토대로 '의(義)로운 의(衣)생활' 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 SDG12를 중심으로 한 '모두가 꿈꾸는 미래'와 SDG1, SDG5, SDG8, SDG10을 중심으로 한 '패스트 패션의 두 얼굴', SDG13을 중심으로 한 '호모클리마투스로 살아가기', 마지막으로 SDG9, SDG12를 중심으로 한 '우리가 만드는 미래'로 구성된 총 8차시의 교수·학습과정안과 교수·학습활동 자료이다. 이에 대한 전문가 평가과정을 통하여 프로그램의 교수·학습 적절성과 현장 실행 가능성을 검토하고, 피드백 의견을 적극적으로 반영하여 프로그램을 수정 및 보완하였다. 이 논문을 통해 가정교과가 지속가능한 삶을 실천하는 시민을 양성하는 교과이자, 지속가능발전교육의 중추적인 교과로 자리 잡을 수 있는 토대 마련에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국가정과교육학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.47-66
• /
• 2023

본 연구의 목적은 '의복마련과 선택'단원 중 의복마련 부분의 교수-학습내용 일부를 재구성하여 수업적용을 위한 교육용 스마트 앱을 개발하는 것이다. 스마트 앱을 개발하여 구동하는 것을 위해 수업을 위한 교수-학습과정 계획을 하였고, 수업적용을 위한 스마트 앱을 개발하였으며, 개발된 앱에 대해 가정과교사와 앱 개발전문가의 피드백을 받았다. 개발된 앱의 메인 구성은 총 5단계로 구성되었다. 1단계는 프로필 설정단계로 실제사진이나 제페토 혹은 갤럭시의 이모지, 아이폰의 미모티콘을 이용해 프로필을 설정한다. 2단계에서는 스스로 옷장 정리를 통해 현재 가지고 있는 의복의 종류와 수량 및 상태 등을 파악하여 의복 목록표를 작성한다. 현재 가지고 있는 의복에 개별적 등록번호를 부여하며, 앞·뒤를 촬영하고 그 외 아이템 종류·색상·계절감·구매 시기·현재 상태 등을 기재할 수 있다. 3단계는 마련할 의복과 폐기할 의복을 결정하기이다. 전 단계의 의복목록표를 바탕으로 마련해야 할 의복과 폐기할 의복을 분류하는 과정을 갖는다. 4단계 의복 마련 방법 결정하기에서는 대안 평가표를 작성하여 의복 마련 방법을 결정한다. 이 과정을 통해 추후 학습하게 될 자원관리와 자립 영역의 소단원 '합리적인 소비생활의 실천'을 선행학습 할 수 있다. 마지막으로 5단계 폐기 방법 결정하기에서는 3단계에서 분류했던 폐기할 의복을 어떤 방법으로 폐기할 것인지에 대해 실천적 문제 중심 수업을 전개하며 다양한 방안을 모색해보고, 모둠별 토의를 통해 의견을 공유하고 실천하는 최종적 단계이다. 본 연구는 성취기준에 부합하는 교안 및 교육내용을 수업에 적용하기 위해 교육용 스마트 앱을 수업자가 직접 개발한 시도로서의 사례연구에 의의가 있다고 하겠으며 앞으로 사용자 적용을 통한 실제적인 수업에의 효과성 검증을 통해 업그레이드가 이루어져야할 것이다.