• 영재교육연구
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• 제26권2호
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• pp.319-346
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• 2016

본 연구에서는 골드버그 장치 활동 수행과정에서 나타나는 남학생과 여학생의 특성을 살펴보고 영재프로그램 개발 및 지도방안에 대한 시사점을 마련하고자 하였다. 연구 대상은 경기도 소재 초등학교 영재학급 5학년 학생 16명으로 4명씩 한 조로 구성하여 남학생 2그룹, 여학생 2그룹으로 편성하였다. 최종 과제는 구슬이 목표 지점에 가장 늦게 도착하도록 골드버그 장치를 제작하는 것으로 학생들의 수행과정을 참여 관찰하여 질적으로 분석하였다. 골드버그 장치 활동을 계획, 제작, 결과, 평가 및 반성 단계로 나누어 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 계획 단계에서 여학생은 골드버그 장치 과정을 글로 자세히 설명하였으며 남학생은 시각적으로 간단하게 나타냈다. 둘째, 제작 단계에서 남학생은 설계했던 대로 장치를 구현하려는 과제집착력을 보였으나 여학생은 간단하고 쉽게 나타내는 모습을 보였다. 셋째, 장치 제작의 정교성 및 효율성은 남학생이 우수하였고 재료 사용의 독창성 및 다양성은 여학생이 우수하였다. 넷째, 평가 및 반성 단계에서 남학생은 개별적으로 평가를 하였고 여학생은 다른 사람의 생각을 반영하여 평가하는 모습을 보였다. 이에 영재프로그램 개발 및 지도 시 성별을 고려하여 교수학습내용을 재구성하거나 다양한 수업전략을 모색할 필요가 있다. 나아가 성별에 따른 영재학생의 수행과정에 대한 보다 폭넓고 체계적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 영재교육연구
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• 제25권1호
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• pp.77-93
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• 2015

본 연구의 목적은 초등영재학생의 장의존적-장독립적 인지양식에 따른 골드버그 장치 과제에 대한 문제 해결 전략을 알아보는 것이다. 연구 대상은 화성시 P초등학교의 영재학급 학생 16명이며, 사전에 인지양식 검사를 실시하여 학생들을 장의존적 그룹, 약한 장의존적 그룹, 중간적 그룹, 약한 장독립적 그룹, 장독립적 그룹의 5개 그룹으로 편성하였다. 골드버그 장치의 과제는 구슬을 시작 지점에서 가장 늦게 목표지점에 도달하도록 $1m^3$의 앵글구조틀 내부에 장치를 제작하는 것이었다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 장치 제작을 위한 계획에 있어서 장독립적인 성향이 강한 그룹일수록 구체적인 전략이 반영된 계획을 수립하였고 장의존적인 성향이 강한 그룹일수록 비구체적인 전략으로 계획을 수립하였다. 둘째, 모든 인지양식 그룹은 제한된 시간을 고려해서 많은 장치의 제작보다는 장치의 미세한 조절을 통해 구슬이 목표 지점에 가장 늦게 도착하도록 장치를 제작하였다. 셋째, 장독립적인 그룹은 논리적인 추론을 많이 사용하였고 장의존적인 그룹은 직관적인 사고를 많이 사용하였다. 넷째, 장독립적인 그룹은 협동 및 역할분담 등의 전략을 적절히 활용하였고 장의존적인 그룹은 협동보다는 개인적으로 과제를 해결하려고 노력했으며 역할분담이 원활하지 않았다. 다섯째, 과제해결의 결과는 장의존적인 성향 또는 장독립적인 성향의 한쪽으로 치우친 성향보다 중간적 그룹에서 과제해결의 결과가 우수하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.25-32
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• 2014

본 논문은 물리 시뮬레이션 환경에서 일련의 강체요소가 인과사슬에 따라 연쇄적으로 구동되는 가상의 루브 골드버그 기계를 합성하기 위한 예제 기반 접근방법을 제안한다. 일련의 요소 집합이 주어졌을 때, 본 논문의 목표는 사용자가 명시한 이동의 시작 및 종료위치, 그리고 경계 영역 조건을 만족하는 범위에서 이들 요소로만 구성된 루브 골드버그 기계를 자동으로 구축하는 것이다. 이를 위하여, 먼저 적은 개수의 요소로 구성된 소규모 컴포넌트들을 무작위로 추출한 후 모든 컴포넌트 쌍에 대한 결합 가능성을 하나의 그래프 구조로 표현한다. 이 그래프 위에서의 경로 탐색을 통하여 공간 상에 펼쳤을 때 사용자가 지정한 요구 조건을 만족시키는 경로를 찾고, 해당 경로에 따라 순차적으로 컴포넌트를 조립함으로써 기계를 구축한다. 완성된 기계가 물리 시뮬레이션 환경에서 정확히 동작함을 보장하기 위하여, 끝으로 간단한 그리디 알고리즘을 적용하여 조립된 컴포넌트들의 위치를 정교하게 조절한다. 다섯 종류의 요소만을 이용하여 만든 다양한 구조의 루브 골드버그 기계를 보임으로써 본 논문에서 제안한 방법의 유용성을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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• pp.384-386
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• 2014

본 논문에서는 초등학생을 위한 교육용 3D 골드버그 장치 애플리케이션을 개발하였다. 골드버그 장치는 창의력 증진을 위해 많이 제작한다. 하지만 골드버그 장치를 제작하기 위해서는 넓은 장소와 많은 도구가 필요해서 비용이 부담된다. 그래서 애플리케이션으로 개발하여 부담을 줄이고 실제로 골드버그 장치를 제작하는 것처럼 하기 위해 Unity 3D 엔진을 이용하여 3D와 물리법칙을 적용했다. 개발한 애플리케이션은 교육 프로그램에서 활용하여 초등학생의 창의성 증진, 물리법칙 이해, 공학적 설계능력 향상, 수학적 사고력 향상에 도움이 될 수 있다고 생각한다.