• 대한화학회지
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• 제60권3호
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• pp.203-214
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• 2016

본 연구는 창의적 문제해결능력의 향상에 필수적인 융합 사고의 특성을 알아보기 위해 기능적 자기공명영상을 이용하여 창의적 문제해결에 기반한 융합 사고와 화학문제풀이를 하는 동안의 두뇌 활성 영역과 기능적 연결성을 알아보았다. 이를 위하여 시각 기반의 융합 사고 유발 과제와 화학문제풀이 과제를 개발하고 고등학생 17명을 대상으로 적용하여 과제 수행 동안의 두뇌활성영상을 분석하였다. 연구 결과, 융합 사고 시에는 두뇌 좌측의 상전두이랑, 중전두이랑, 하전두이랑, 내측전두이랑, 전대상이랑, 쐐기전소엽, 미상핵체에서 두뇌 우측의 쐐기소엽, 미상핵체에서 활성이 나타났다. 화학 문제풀이에서는 두뇌 좌측의 중전두이랑, 내측전두이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리에서 두뇌 우측의 중전두이랑, 혀이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리, 시상, 소뇌정상에서 활성이 나타났다. 기능적 연결성분석 결과 융합 사고 시에는 각 활성 영역들이 모두 기능적 연결망을 형성하고 있는 것으로 나타났으며 이와 대조적으로 화학문제풀이 시에는 우측 중전두이랑, 좌우측미상핵꼬리, 소뇌정상만이 기능적 연결망을 형성한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 고등학생들이 융합 사고 시에 논리적 사고, 작업기억활성, 계획, 상상, 언어화, 학습동기 유발이 일어나며 이러한 기능들이 과제를 수행하는 동안 서로 밀접하게 동조하고 있음을 보여준다. 반면 화학문제풀이 시에는 논리적 사고와 계획, 비교, 학습동기유발의 기능들을 수행하지만 각영역들이 동시에 활발히 작용하지 못하는 것을 보여준다. 이러한 결과는 융합 사고에 대한 구체적인 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제46권4호
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• pp.353-363
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• 2002

이 연구의 목적은 일반고와 과학고 학생들의 정신용량과 풀이 방법에 따른 산화 환원 반응식 완결 과정의 특성을 분석하여 산화 환원 단원의 교수학습 지도에 시사점을 얻고자 하는데 있다. 일반고 학생 79명과 과학고 학생 57명을 대상으로 하여 정신요량 검사, 산화 환원 반응식 완결 검사를 실시하였으며, 문항 유형별로 학생들의 문제 풀이 실패 유형과 성공 유형을 추출하여 분석틀을 개발하고 개발한 분석틀에 의하여 정신용량과 풀이 방법에 따라 실패 사례와 성공 사례를 분석하여 나타나는 특징을 알아보았다. 일반고 학생들과 과학고 학생들 모두 산화 환원 개념 이해 정도가 낮을수록 미정계수법을 많이 선택하였으며 미정계수법을 선택한 학생들은 정신용량이 클수록 문제 풀이의 성공률이 높았다. 또한, 산화 환원 개념 이해 정도가 높은 학생들은 산화수법이나 이온 자법을 더 많이 선택하였고 정신용량에 관계없이 문제 풀이의 성공률이 높게 나타났다. 학생들의 풀이 과정을 분석한 결과 성공 유형은 산화 환원의 개념 이해 정도가 높고 풀이 방법에 관계없이 풀이 단계 수를 줄이 학생들이었다. 실패 유형은 물이 방법에 따라 다르게 나타났다. 미정계수법을 선택한 학생들의 실패 유형은 계산 과정 중 틀린 경우, 미정방정식을 잘못 세운 경우 문제 풀이 과정중 고려해야 할 변인을 모두 고려하지 못한 경우 풀이 과정이 복잡하여 중단한 경우였다. 산화수법을 선택한 학생들의 실패 유형은 산화수를 잘못 결정한 경우 질량균형 또는 전하균형을 고려하지 않은 경우였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2001

액적화학은 SO4$^{-2}$ 생성에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 OH와 HO$_2$ 라디칼 생성에도 영향을 미친다. 따라서 기존 기상 광화학반응에 액적화학을 추가하여 산성비 모사를 하여왔다. 그러나 액적화학을 추가하기 위해서는 기액간의 물질전달을 포함하여야 하고 액적화학반응속도와 기상화학반응속도가 크게 다름으로써 수치적 풀이의 어려움이 가중되는 문제가 있다. 따라서 기존 연구에서는 기액간의 평형 및 시간 분리 등의 가정을 사용하여 액적화학 반응 추가에 따른 문제를 해결하여 왔다. 본 논문은 이러한 수치단순화의 정확도를 평가하려 한다. (중략)

• 대한화학회지
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• 제47권5호
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• pp.519-529
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• 2003

본 연구에서는 해결자${\cdot}$청취자 활동에서 사전 성취 수준이 다른 여러 소집단들의 언어적 상호작용의 특성을 조사하였다. 서울시에 소재한 고등학교 2개 학급을 선정하여 동질적 소집단의 해결자${\cdot}$청취자 활동 집단과 이질적 소집단의 해결자${\cdot}$청취자 활동 집단으로 배치한 후, 화학 수업을 실시하였다. 이 중 일부 동질적 소집단(상${\cdot}$상, 중${\cdot}$중)과 이질적 소집단(상${\cdot}$중, 상${\cdot}$하)을 선정하여 화학 반응식과 화학양론에 관한 정량적 문제 해결 과정을 녹화/녹음하였다. 동질적 소집단 가운데 상${\cdot}$상 조의 경우 해결자는 ''동의 요청''을, 청취자는 ''동의''를 많이 나타내었다. 이에 비해 중${\cdot}$중 조는 이질적 소집단인 상${\cdot}$중, 상${\cdot}$하 조와 유사하게 청취자의 ''지적''이나 해결자의 ''수정''이 많이 나타났다. 언어적 상호작용은 전반적으로 대칭형이 많았는데, 그 중에서도 상${\cdot}$상 소집단에서 ''동의 요청-동의''가 많이 나타났다. 해결자 주도형 상호작용으로는 상${\cdot}$상 소집단에서 ''풀이-동의'', 청취자 주도형 상호작용으로는 상${\cdot}$하 소집단에서 ''지적-수정''이 가장 많이 나타났다. 문제 해결 단계에서는 ''풀이'' 단계의 빈도가 크게 나타났고 ''검토'' 단계와 관련된 언어적 행동은 거의 나타나지 않았다.

• 한국과학교육학회지
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• 제18권3호
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• pp.337-345
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• 1998

본 연구에서는 CAl가 고등학생들의 개념 이해도, 수리문제 해결능력, 학습 동기, 그리고 화학에 대한 태도에 미치는 효과를 조사하였다. CAl 프로그램은 물질의 동적인 입자성을 강조하기 위해 애니메이션을 사용하여 분자 운동을 제시하였고, 이해-계획-풀이-검토의 4단계 문제 해결 전략에 대하여 학습자의 반응 유형에 따라 각 단체별로 즉각적인 피드백을 주도록 구성하였다. 서울시에 소재한 여자 고등학교 두 반을 선택하여 기체 법칙에 대하여 4차시 동안 CAl와 전통적 수업을 실시하였다. 분석 결과 화학 개념 검사, 화학 수리문제 해결능력 검사에서 CAl 집단 학생들의 검사 점수가 통제 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, CAl 집단 학생들의 학습 동기 및 화학 수업에 대한 태도가 통제 집단 학생들에 비해 유의미하게 향상되었다.

• 대한화학회지
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• 제54권6호
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• pp.809-817
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• 2010

이 연구는 학교과학교육과정에서 밀도에 관한 개념학습을 모두 마친 대도시지역 11학년 학생들의 고체와 액체의 밀도에 관한 개념이해의 정도를 알아보기 위한 것이었다. 이를 위하여 순물질 고체와 액체, 혼합물 상태의 고체와 액체에 관한 밀도개념이 어떻게 형성되었는지 알아보기 위한 탐구적 개념검사 도구를 개발하여 사용하였으며 120명의 인문계 고등학생들을 대상으로 이 검사도구에서 제시하는 문제 상황에 대한 시범실험을 보여주고 지필검사를 실시하였다. 학생들의 응답결과를 문항별로 분석하여 과학적 개념의 형성비율을 알아보았으며 대체적 개념과 잠재 이론의 종류와 양상을 밝혔다. 연구대상자의 절반 정도는 전형적으로 질량-부피-밀도 관계의 미분화로 인하여 밀도개념이 확립되지 않은 경우가 많았으며, 밀도를 물질의 속성으로 파악하는 경향이 있었다. 문제풀이에서 고려할 변인의 수가 증가할수록 이러한 관련 개념과 밀도개념과의 미분화경향이 증가하였으며 학생들은 더욱 많은 수의 다른 개념과 이러한 혼동된 미분화개념들을 혼합 사용함으로 인하여 개념의 미분화는 더욱 심층적으로 되고, 오인의 범위와 개념들 간의 관계에서의 복잡성도 심화되었다. 학생들은 자신의 예측과 맞지 않는 관찰 상황이 주어졌을 때 입자의 크기, 분자간 거리, 표면장력, 용매의 극성 등 문제풀이와 직접적인 관련 없는 개념들로 인지적 갈등을 해결하려는 노력을 하였으며 이에 대한 학교과학교육에의 함의에 관하여 논의하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제3권1호
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• pp.5-11
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• 1987

트라이볼로지는 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 표면 및 이와 관련된 제반 문제와 실제 응용에 관한 과학과 기술로 정의되고 있다. 이를 산업계에서 익히 사용하고 있는 용어로 풀이하면 마모, 마찰 및 윤활을 기본 주제로 하는 공학이라고 설명되며, 그 결과는 기계 및 장치의 보수유지비 절감, 생산손실 감소, 에너지 소비 절감등의 직접적인 경제적 효과로 나타난다. 기술문명이 급속히 발달함에 따라 재료 소비량 절감 및 에너지 절감은 중요한 과제로 부각되었으며, 특히 산업계에 있어서는 생산단가와 직결되기 때문에 트라이볼로지 기술은 각 나라에서 필수적인 연구과제로 기술개발에 박차를 가하고 있다. 트리아볼로지의 대상이되는 상대 운동을 하는 부분에서는 여러가지 복합적인 현상이 발생하기 때문에 물리, 금속, 화학, 기계등의 공동 다분야 연구를 필요로하게 된다. 여기서는 상대운동 부위에서 나타나는 물리적 현상을 개괄적으로 살펴보고, 이 중 마모방지 대책을 위한 표면처리 기술에 대하여 고찰하고저 한다.

• 대한화학회지
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• 제55권6호
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• pp.1030-1041
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• 2011

본 연구에서는 사범대학 과학교육과에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 중학교 교육과정에 해당하는 화학 개념의 이해도를 조사하고 예비 과학 교사들의 배경변인에 따른 답지 반응 분석을 실시하였다. 연구 결과, 오답을 선택하는 예비 과학 교사들이 모든 문항에서 나타났으며, 문제를 해결했더라도 각 문항의 해결에 필요한 개념을 충분히 이해하지 못하는 예비 과학 교사들이 있음을 알 수 있었다. 그리고 특정 문항에 대해서는 예비 과학 교사들이 고등학교 시절 대학수학능력시험의 선택 과목으로 화학을 선택한 것과 상관없이 정답률이 낮았다. 이 결과의 원인을 찾기 위한 심층질문을 통해 몇 가지 사실을 알 수 있었다. 첫째, 중학교 학생들이 가지고 있는 오개념을 예비 과학 교사들도 가지고 있었다. 둘째, 대학수학능력시험 선택 과목으로 화학 선택 유무에 따라 정답률에 차이가 없었다. 셋째, 개념에 대한 본질적 이해 전에 계산을 통한 문제 풀이나 단순 기억에 의해 문제를 해결하려는 학습 습관은 오개념 형성에 영향을 주었으며, 형성된 오개념은 대학생이 되어도 지속적으로 나타나는 경향이 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제36권1호
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• pp.49-55
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• 2012

이 연구의 목적은 학생들이 과학교과 내용과 관련한 온라인 지식검색 서비스를 어떻게 활용하고 있는지 탐색하는 것이다. 과학 탐구에서는 정보와 지식을 습득하고, 평가하고, 교류하는 것이 매우 중요하다. 온라인을 통해 제공되는 정보와 지식이 점점 증가하고 있는 현실에서, 어떻게 이들 정보와 지식을 습득, 평가, 교류해야 하는가는 과학교육의 중요한 이슈가 되고 있다. 자료의 수집을 위하여 국내의 유명 포털사이트인 네이버의 지식검색 서비스 지식iN을 대상으로 중고등학교 화학교과 관련 내용을 13일간 수집하여 분석하였다. 분석 결과, 학생들은 단순 개념의 검색보다는 과학 원리에 대한 설명이나 문제풀이 등의 목적으로 지식검색 서비스를 활용하고 있었으며, 제공된 내용의 출처는 객관성과 신뢰성이 부족하고, 약 30%정도의 내용오류를 포함하고 있는 것을 알 수 있었다. 그러므로 과학 탐구활동에 있어서 정보의 습득과 평가, 교류가 그 어느 때보다 강조되는 상황에서 온라인 지식검색 서비스의 적절한 활용법도 과학교육에서 담당해야 할 과제일 것으로 사료된다.

• 대한화학회지
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• 제44권6호
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• pp.611-624
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• 2000

이 연구에서는 확산과 용해에 관련된 3~12학년의 과학교과서와 여러 문헌 자료들, 인터넷 사이트들을 분석하였다. 이 자료들로부터, 교과서에 제시된 확산과 관련된 설명들이 용해, 상태변화, 분출과 혼동되어 사용되고 있었으며 매질과의 충돌 또한 고려되고 있지 않았다는 것을 알았다. 그리고 용해와 관련된 거의 모든 자료도 용해의 원리를 인력에 의한 영향으로 설명하지 못하고 있었으며, 거의 대부분 용해에 관한 설명이 개념의 이해보다는 계산 문제 풀이에 초점이 맞추어져 있었다. 또한, 각종 인터넷 사이트들도 단편적인 교과서의 나열 수준에서 벗어나지 못하였고 단지 시청각적인 효과에 치중하고 있었다. 화학이 입자론적 관점에서 자연현상을 이해해야 함에도 불구하고 대부분의 교과서와 인터넷 사이트들은 그것을 충분히 반영하지 못하고 있었다. 이에 이 연구에서는 올바른 과학적 개념을 형성하고 입자론적인 관점에서 미시세계를 거시적 자연현상과 연결시키고자 했다. 그 방법으로 움직이는 물체를 표현할 수 있는 컴퓨터의 장점을 최대한 활용하여 입자이동의 관점으로 확산과 용해와 관련된 수업보조자료를 개발하였다.