본 연구는 암석, 지각, 판구조론 그리고 지구 내부에 대하여 학생들이 어떠한 대안 개념을 가지고 있으며 이해 수준을 보이고 있는지 분석한 것이다. 이를 위하여 설문과 드로잉 과제를 이용하였으며, 아울러 다양한 질문안을 통하여 면담을 병행하여 실시하였다. 연구는 고등학교 1학년 158명의 학생들을 대상으로 진행되었다. 결과에서 학생들은 연구 영역에 대하여 많은 대안 개념을 지니고 있는 것으로 확인되었다. 주요 대안 개념들은 암석의 정의와 생성 과정에 대한 이해, 대륙 지각과 해양 지각의 지형적 성분상의 구분, 해양 지각의 생성과 소멸과정에 대한 이해, 판과 대륙의 이동 여부와 원인, 화산 지진 활동의 발생 원인과 장소 등에 관련된 내용들에서 나타났다. 그리고 드로잉에서 분석된 대안 개념은 핵과 맨틀의 상태를 포함한 지구 내부의 물리·화학적 특성의 구분에서 나타났다.
본 연구의 목적은 학생들이 과학 이론과 과학 법칙의 차이를 어떻게 이해하고 있는가를 알아보는 것이다. 과학 지식의 서로 다른 종류인 과학 이론과 과학 법칙에 대해서 올바르게 이해하고 있는 것은 과학의 본성을 이해하는 데 있어서 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구는 충분히 이루어지지 않고 있기 때문이다. 본 연구에서는 서울 지역의 고등학교 학생 32명을 대상으로 개방형 질문으로 구성된 설문을 실시하였다. 조사 결과, 학생들은 '과학 이론은 아직 증명되지 않은 것이며, 과학 법칙은 확실히 증명된 것이다.' 및 '과학 이론이 충분한 증거가 뒷받침되어 증명되면 법칙이 된다.'는 오개념을 가지고 있는 것으로 나타났다. 아울러 학생들이 알고 있는 과학 이론의 상당수가 지구과학 과목에 포함되고, 알고 있는 과학 법칙의 대부분이 물리, 화학 과목에 포함되어 있는 것으로 미루어, 지구과학을 덜 과학적인 학문으로 잘못 인식하고 있을 가능성도 보였다. 따라서 과학 이론과 과학 법칙에 대한 분명한 차이를 이해하는 것은 지구과학에 대한 올바른 인식에도 도움을 줄 것으로 기대된다.
본 연구에서는 해결자 청취자 활동에서 학생들의 언어적 행동을 조사하였다. 고등학교 화학 수업에서 해결자 청취자 활동을 통해 4단계 문제 해결 전략을 사용하도록 하고, 그 소집단 행동을 녹화 및 녹음하였다. 해결자와 청취자의 언어적 행동은 각각 8개 범주로 유형화 하였는데, 해결자가 많이 나타내는 행동은 '동의 요청', '제공', '수정'이고, 청취자가 많이 나타내는 행동은 '동의', '질문', '지적'이었다. 자주 나타난 언어적 행동을 토대로 해결자와 청취자 사이의 언어적 상호작용도 조사하였다. 언어적 행동과 문제 해결력 사이의 부분 상관을 조사한 결과에서는 청취자의 동의, 지적 및 해결자의 수정이 청취자의 향상과 밀접한 관련을 나타내었다. 그러나 해결자의 경우에는 청취자의 지적을 받는 것이 문제 해결력 향상과 부적 상관을 보였다. 한편, 학생들은 해결자 청취자 활동이 문제 해결 과정을 인지하는 데에 도움을 주는 것으로 인식하는 경우가 많았으나, 청취자의 경우에는 해결자의 문제 해결 과정을 이해하기가 어려운 것으로 인식하는 경우도 있었다.
본 연구에서는 오픈사이언스 정책의 일환으로 학문분야별 연구데이터 공유 활용에 관한 인식을 비교분석하였다. 이를 기반으로 과학기술분야 정부출연연구기관 27개 기관 데이터 업무담당자를 대상으로 반구조화된 질문을 통하여 심층인터뷰를 실시하였다. 그 중 데이터 관리 면에서 우수기관 9개 기관을 선정하여 연구데이터 수집 및 관리현황 사례를 구체적으로 제시하였다. 결과 현재 출연연구기관의 연구데이터 수집 관리는 전반적으로 시범사업 단계이며, 데이터의 수집 구축 수준 또한 기관별로 상이하다. 기관별로 살펴보면 수집을 시작하는 단계(KIOM), 수집 관리가 고도화되고 있는 단계(KIST), 공유 활용을 시작하는 단계(KRIBB, KRICT) 등으로 구분된다.
이 연구에서는 중학교 1학년을 대상으로 리더유형에 따라 포용적, 설득적, 배타적, 리더부재 모둠으로 편성한 후 MBL실험수업에서 나타난 학생들의 언어적 상호작용을 분석하였다. 상호작용 전체 빈도는 포용적 리더가 있는 모둠이 가장 높았고 설득적, 배타적, 리더 부재 모둠 순으로 나타났다. 인지적 측면의 질문, 응답, 의견제시, 의견받기와 관련된 상호작용 빈도는 포용적 리더가 있는 모둠에서 가장 높았으나, 정의적 측면의 행동참여와 분위기조절에 관련된 상호작용빈도는 배타적 리더가 있는 모둠에서 가장 높았다. 리더 유형에 따라 모둠내 언어적 상호작용은 매우 다른 양상을 보였는데, 그 특성을 분석한 결과, 포용적 리더가 있는 모둠은 토론활동의 분위기가 매우 허용적 이었으며, 모둠 구성원들이 활발하게 토론활동에 참여하였고, 모둠에 대한 소속감과 자부심을 나타내기도 하였다. 설득적 리더가 있는 모둠은 실험 및 토론활동을 리더학생이 주도하였고, 동료학생들은 리더에게 도전하는 일은 거의 일어나지 않았으며 오히려 의지하는 경향을 보였다. 배타적 리더가 있는 모둠의 경우는 리더와 동료들의 관계가 원만하지 않아 불만, 무시 등이 여과 없이 표현되었고, 리더 학생이 성취도가 낮은 동료들을 배려하지 못함으로서 활발한 토론활동을 하는데 장애요인이 되었다. 리더 부재 모둠의 경우, 토론활동의 내용이 마치 단답형 대화처럼 짧고, 단순하였다. 또한 동료들끼리의 질문에 대해서도 불명확한 대답이 많았고, 가끔씩 대화가 중단되기도 하였다.
본 연구는 또래도우미 활동수업이 멘티의 학업성취도에 미치는 영향 및 과학에 대한 인식을 알아보고자 하였다. 실험집단은 중학교 1학년 40명이며 또래도우미는 성적이 상위 20% 이상의 학생 및 멘티는 성적이 하위 15% 이하 학생으로 구성하였다. 또래도우미 활동수업은 8주간 23차시에 걸쳐 진행하였으며 교사의 본시 수업내용 전개가 끝난 후 15~30분 동안 실시하였다. 또래도우미 활동은 멘티가 수업내용을 정리하면서 이해하기 어려운 부분을 또래도우미에게 질문하고 도움을 포함하고 있다. 그 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 또래도우미 활동수업이 전통적인 강의식 수업보다 멘티의 과학 학업성취도 향상에 통계적으로 유의미하였다(p<.01). 반면에 또래도우미의 학업성취도는 유의미한 효과는 나타나지 않았다(p>.05). 둘째, 또래도우미 활동수업에 참가한 학생들은 과학은 어렵고 외우는 것이 많은 힘든 과목에서 실험을 많이 하는 재미있는 과목이라는 긍정적 인식 변화가 관찰되었으며 또래도우미 활동 수업에 참가하면서 또래도우미와 멘토가 친해지는 계기가 되었다고 하였다. 셋째, 또래도우미와 멘티 모두 또래도우미 활동 수업에 대한 만족도는 높은 것으로 조사되었다(p<.01). 넷째, 멘티의 적극적인 태도 및 또래도우미와 멘티의 친밀도가 높을수록 멘티의 학업성취도가 향상되었다. 따라서 또래도우미 활동수업 시 또래도우미와 멘티의 친밀도를 고려하여 모둠을 구성하면 멘티의 학업성취도 향상 및 과학에 대한 인식은 긍정적으로 유도할 수 있을 것으로 기대된다.
연구의 목적은 중등 과학과정에서 매우 중요하게 다루어지는 기본 입자의 개념에 대한 과학교사의 관점을 알아보는 것이다. 첫 번째 연구내용은 중등 과학교사들의 기본 입자에 대한 개념을 과학사적 관점에 근거하여 분석하는 것이다. 두 번째 연구내용은 과학교사들이 원자, 원소, 분자 개념들을 서로 관련지어 이해하고 있는 지에 대해 조사하였다. 세 번째 연구내용은 과학교사들의 기본 입자 개념 형성에 영향을 준 요인을 알아보는 것이었다. 이 연구를 위하여 96명의 중등 과학교사들을 선정하였다. 연구의 자료는 이 연구에서 개발한 질문지를 통해서 수집되었고, 자료 분석은 반복적 비교 분석법에 의하여 이루어졌다. 연구결과, 교사들이 갖는 기본 입자 개념은 전공에 상관없이 유사한 관점으로 나타났고, 교사들이 갖는 기본 입자 개념들이 과거 관점에 속하는 것으로 나타났다. 또한 교사들은 문제에 따라 다른 관점을 적용하였기 때문에 기본 입자 개념들 사이의 유기적인 이해가 부족하였다. 많은 교사들이 교과서, 교사용 지도서, 참고서의 영향을 받아 이러한 기본 입자에 대한 혼란스러운 관점을 형성하였다.
본 연구는 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학교사의 교수 지향과 그에 따른 PCK의 특징 탐색을 목적으로 한다. 본 연구에서는 교사 12명을 대상으로 설문, 반구조화 면담, 수업관찰 및 현장노트의 질적 자료를 수집하여 귀납적으로 분석하였다. 본 연구 참여교사의 과학 교육 목표 지향과 과학 교수·학습 지향의 조합으로 범주화하여 '과학 개념 이해-강의식 수업' '과학 개념형성-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-탐구 수업' '과학 개념 및 탐구 과정 적용-강의식 수업' '과학 정보 분석 및 판단-탐구 수업' '과학적 태도 함양-탐구 수업' '과학적 태도 함양-강의식 수업' '과학·기술·사회 상호관계 인식 함양-탐구 수업'의 교수 지향을 추출하였다. 온-오프라인 혼합 학습환경에서 과학 교육 목표 지향과 관계없이 '탐구 수업 지향'의 교사는 '강의식 수업 지향'의 교사와 다르게 다양한 탐구 활동을 위한 온라인 학습환경 특이적인 교육과정에 관한 지식을 형성하고 있는 것으로 나타났다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 이해 점검을 위한 질문 전략, 반복 강의 전략 등의 교수 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 학생들의 과학 개념 형성을 위해 온라인 학습환경에서 실시간 모둠 활동을 수행하는 전략, 코로나 19 이전 수행하던 대면 모둠 활동을 가상 실험, 학생 개별 실험으로 대체하여 수행하는 전략에 관한 지식을 가지고 있었다. '과학 개념 이해-강의식 수업 지향'의 교사들은 학생 과학 학습에 관한 지식이 드러나지 않은 반면, '과학 개념 형성-탐구 수업 지향'의 교사들은 온라인 학습환경에서 탐구 수업 관련된 학생의 학습 어려움에 관한 지식을 가지고 있었다.
해결자 청취자 활동에서의 소집단 문제해결 과정을 조사하였다. 고등학교 화학 수업 시간에 두 학급을 선정하여 문제해결 전략을 사용하여 해결자 청취자 활동을 하는 집단(St-SL)과 전략을 사용하지 않는 집단(SL)으로 무선 배치한 후, 소집단 활동 과정을 녹화/녹음하였다. 해결자와 청취자의 언어적 행동을 4단계 문제해결 단계에 따라 분석하고, 각 단계별 수행 수준을 조사하였다. 이해 단계에서는 St-SL 집단의 해결자가 문제의 조건이나 구해야 할 것을 파악하는 과정에 대해, 청취자가 단순히 동의하는 행동이 많이 나타났다. 계획 단계 중 관련된 법칙 회상에 대해서는 St-SL 집단의 청취자가 질문, 지적하고 이를 토대로 해결자가 수정하는 행동이 많이 나타났는데, 이러한 언어적 상호작용이 학생들이 올바른 법칙을 사용하여 물리량을 유도해내는 데에 긍정적인 영향을 준 것으로 파악된다. SL 집단과 St-SL 집단 모두 하위 목표를 설정하는 것에 관한 언어적 상호작용은 별로 나타나지 않았고, 이를 제대로 수행한 경우도 별로 없었다. 검토 단계에서 SL 집단의 경우 상호작용이 전혀 나타나지 않았고, St-SL 집단에서는 해결자가 청취자의 동의를 구하는 행동이 많이 나타났다. 그러나 이러한 상호작용을 통해서도 답의 의미를 분자 수준에서 설명하는 전략에 대해서 바르게 수행하는 경우는 거의 없었다. 인식 검사에서는 학생들이 문제해결에 가장 많은 도움을 준 단계는 이해 단계이고, 계획이나 검토 단계는 적용하기 어려운 것으로 응답하였다.
본 연구는 목적 지향 대화 시스템 내에서 단일 한국어 텍스트 형식의 질문으로부터 질의자의 의도를 파악하는 것을 목적으로 한다. 목적 지향 대화 시스템은 텍스트 또는 음성을 통한 사용자의 특수한 요구를 만족시켜주는 대화 시스템을 의미한다. 의도 분석 과정은 답변 생성에 앞서 사용자의 질의 의도를 파악하는 단계로, 목적 지향 대화 시스템 전체의 성능에 큰 영향을 준다. 생활화학제품이라는 특정 분야에 제안 모델을 사용하였고, 해당 분야와 관련된 한국어 텍스트 데이터를 이용하였다. 특정 분야에 독립적이며 범용적인 의도를 의미하는 화행과, 특정 분야에 종속적인 의도를 의미하는 개념열로 나누어 분석한다. 화행과 개념열을 분석하기 위하여 단어 임베딩 모델, 합성곱 신경망을 이용한 분류 방법을 제안한다. 단어 임베딩 모델을 통하여 단어의 의미정보를 추상화하고, 추상화된 단어의 의미정보를 기반으로 합성곱 신경망을 통하여 개념열 및 화행 분류를 수행한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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