본 연구는 초등학교 5학년 수학영재와 일반아의 확률판단 능력과 근거를 비교하는 것을 목표로 하였다. 적절한 비교 준거를 개발하기 위해 선행연구에서 제시하는 확률판단 검사문항을 수정하고 보완하였다. 개발된 검사문항을 이용하여 확률교육을 받지 않은 수학영재 170명, 일반아 228명을 대상으로 검사를 실시한 후, 확률판단의 차이와 확률판단에 영향을 미치는 요인에 대하여 분석하였다. 분석 결과 수학영재가 일반아에 비해 정답률이 높았으나 일부 문항에 대해서는 일반아의 정답률이 더 높게 나타났다. 정답에 대한 확신의 정도는 대체로 수학영재가 더 높았다. 확률 판단에 영향을 미치는 요인으로 수학영재는 논리적 추론과 수학적 지식의 활용을 들 수 있으며, 일반아는 직관적 판단 등이 활용되는 것으로 나타났다.
지금까지 인공지능의 한 분야인 딥러닝 방법은 구조화되지 않은 데이터로부터 문제를 해결하는 놀라울만한 성과를 이루어왔지만, 인간처럼 여러 상황들을 종합적으로 판단, 그것들의 연관성을 추론하고, 그 다음 상황을 예측하는 수준의 지능을 갖는데 도달하지 못하였다. 최근 발표된 복잡한 관계 추론을 수행하는 심층 신경망은 인공지능이 인간의 핵심 지적 능력인 관계 추론을 보유할 수 있다는 것을 증명하였다. 본 논문에서는 관계 추론 심층 신경망 중에서 Relation Networks (RN)의 성능을 분석 및 관찰해 보고자 Sort-of-CLEVR 데이터 셋을 사용한 시각적 질의응답과 bAbI task를 사용한 텍스트 기반 질의응답 두 유형의 RN 기반 심층 신경망 모델을 구축하여 baseline 모델과의 비교를 통한 성능검증을 하였다. 또한 모델의 성능을 극대화하기 위하여 하이퍼 파라미터 튜닝 등 다양각도의 성능개선 실험으로 관계 추론을 위한 RN 기반 심층 신경망 모델의 성능개선 방법을 제안하였다. 제안한 성능개선 방법은 시각적 질의응답 모델과 텍스트 기반 질의응답 모델에 적용하여 그 효과를 검증하였고, 기존의 RN 모델에서 사용해보지 않았던 Dialog-based LL 데이터 셋을 사용하여 새로운 도메인에서의 제안한 성능개선 방법의 효과를 다시 한 번 검증하였다. 실험 결과 두 유형의 RN 모델 모두에서 초기 학습률이 모델의 성능을 결정하는 핵심 요인임을 알 수 있었고, 제안한 random search 방법에 의해 찾은 최적의 초기 학습률 설정이 모델의 성능을 최고 99.8%까지 향상 시킬 수 있다는 것을 확인하였다.
외상성 뇌손상(TBI)은 외부적 충격에 의해 뇌가 손상되는 것을 의미한다. 이로 인해 주의력, 기억력, 추론력, 집행기능, 화용언어 등이 전반적으로 저하된다. 본 연구에서는 외상성 뇌손상 환자의 인지-화용언어 능력 평가도구(CAPTBI)를 개발한 후, 그 신뢰도 및 타당도를 구축하고, 정상군과 환자군 간 변별에 유용한 인지-화용언어의 하위 영역들이 무엇인지를 분석하였다. 연구 대상은 정상군 226명, TBI 환자군 62명으로 평균 연령은 각각 43.95(${\pm}11.92$), 46.37(${\pm}11.87$)세, 남녀 비율은 각각 110:116, 48:14였다. CAPTBI는 내적일관성 신뢰도와 검사-재검사 신뢰도가 높았고, 내적 구성타당도와 공인타당도가 입증되었다. 또한, 두 집단은 CAPTBI 총점 및 9개 하위 영역 모두에서 유의미한 차이를 보여 CAPTBI가 집단 간 변별에 유용한 것으로 입증되었다. 두 집단 간 변별에 기여하는 하위 영역은 조직화 능력, 기억력, 집행기능, 지남력, 문제해결력, 화용언어, 추론력, 주의력, 시지각력 순으로 높았다. CAPTBI의 판별기능 적중률은 95.5%로 전체 집단 사례 중 정상군의 97.3%, 환자군의 88.7%를 정확히 판별하였다. 이에 따라, CAPTBI는 TBI 환자의 인지-화용언어 능력 평가도구로서 신뢰도와 타당도가 높고, 정상군과 환자군 간 변별에 유용한 도구임을 확인하였다.
본 연구는 소외계층 영재의 인지적 특성과 학습요구 탐색을 목적으로 한다. 일반영재 99명, 소외영재 43명, 일반학생 50명에게 지능, 창의성, 상위인지, 인식론적 신념, 과제 선호도, 개인시간 활용에 대한 검사를 실시하였다. 소외영재는 지능 검사에서 다른 집단보다 점수 향상이 빠르게 나타나 추상화 능력이 뛰어남을 알 수 있었다. 소외영재는 토랜스 창의성 도형 검사에서 일반영재만큼 높은 점수를 보였으나, 언어 검사에서는 일반영재보다 낮은 점수를 보였다. 소외영재는 노력, 학습 능력, 전체 학습계획, 통합적 지식이 학습에서 중요한 것으로 인식하였지만, 일반영재에 비해 학습관리와 책략 같은 상위인지 기술과 합리적인 작업의 가치에 대한 인식론적 신념이 낮고 학습시간도 적었다. 독창적인 과제는 선호하나 어려운 것을 기피하는 소외영재의 성향을 고려하여 다양하게 접근하는 과제를 활용하거나 과제를 단계적으로 제시할 필요가 있으며, 언어능력 신장, 학습내용의 실제 생활에의 적용, 상위인지 기술 개발 등이 소외계층 영재를 위한 지도 방안으로 제안된다.
The purpose of this study was the investigation of theoretical and empirical relationships between Piagetian and psychometric assessments of intelligence. Specifically, the factor structure of Piagetian-type scales, the relationship between Piagetian scales and psychometric intelligence tests, and differences in the factor structure of Piagetian and psychometric assessments of intelligence were studied. The subjects of this stuby were 70 children (35 boys and 35 girls) in the 1st grade of an elementary school in Seoul The Piagetian-type scales and the K-WISC were administered individually, and the General Intelligence Test was administered to groups of children. Statistical analysis of the obtained data consisted of the SPSS Computer program including factor analysis and Pearson's product moment correlation coefficient. The Piagetian-type scales were found to consist of three factors, which accounted for 55 percent of the total common-factor variance. Factor-I was a factor indicating "conservation". Factor-II was a factor indicating "moral judgements". Factor-III was a factor indicating "classification and identity". Correlations between subtests of psychometric tests and Piagetian scales were relatively low or moderate. Relations between IQs assessed by the psychometric tests and Piagetian scales were also relativeyly low or moderate. Eight factors were extracted from the joint factor analysis of psychometric intelligence tests and Piagetian scales, and they accounted for 67 percent of the total common-factor variance. Factors-I, II, III, and V consisted of subtests of psychometric assessments, and Factors-IV, VI, VII and VIII were composed of Piagetian scales. Factor-I was a factor for "reasoning ability based upon language". Factor-II was a factor for "performance ability". Factor-III was a factor for "grouping ability". Factor-IV was a factor for "conservation". Factor-V was a factor indicating "symbol and language usage ability". Factor- VI was a factor indicating "moral judgments". Factor-VII was a factor indicating "length consevation". Factor-VIII was a factor indicating "classification and identity".
통계학은 학교수학의 일부분으로 포함되어 있지만 전통적인 수학과는 본질적으로 다른 점을 많이 가지고 있다는 연구결과가 보고되어 왔다. 그러나 통계 고유의 특징에 대한 교육 연구, 특히 학교수학의 다른 영역과 차별되는 통계적 개념 이해에 대한 실증적인 자료와 논의가 매우 부족하다. 그러므로 수학적 사고 능력과 통계적 개념 이해 능력이나 통계적 사고 능력 사이의 관계에 대한 논의가 거의 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 통계적 사고의 근간을 이루는 몇 가지 핵심 개념들을 추출한 후, 수학적으로 우수한 능력을 갖춘 학생들이 이 통계적 개념들을 이해하는 정도를 조사하였다. 조사 결과, 수학적으로 우수한 능력을 갖춘 학생들이 자연스럽게 발달시킨 개념과 발달시키지 못한 개념이 있었다. 수학적 능력과 통계적 개념 이해 수준 사이에는 낮은 상관관계가 나타났다.
수학경시 대회는 수학분야에 남다른 재능을 가진 학생을 확인하고 인정을 해 주며, 수학에 대한 흥미와 도전 의식을 자극하는 과정에서 수학에 대한 이해를 촉진시키고, 자기 반성을 통한 학습의욕을 자극하며, 수학적 재능을 개발 촉진시키는 데 있다. 올림피아드를 통하여 학생들은 다양한 유형의 문제를 접해 봄으로써 수학에 대한 이해를 넓히고, 논리력 및 추론력 등 수학적인 사고와 창의적인 문제해결력을 기를 수 있다. 그리고 학부모들은 학교수학에 대한 이해를 넓힐 수 있으며, 자녀의 수학적 능력 및 지도를 위한 유용한 정보를 제공받을 수 있다. 이를 위한 올림피아드 유형은 다양성이 지원되어야 함에도 불구하고 현재 국내에서 이루어지는 올림피아드 유형은 문제풀이 중심의 단편성을 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 본고에서는 수학의 대중화와 올림피아드 다변화 방안의 하나로 문제의 유형에 따라 문제해결력 대회, 수학 탐구형 대회, 과제해결력 대회, 수학 박람회 등에 대해서 살펴보고자 한다.
The purpose of this study was to develop math creative problem solving test in order to identify the mathematically gifted on the basis of their math creative problem solving ability and evaluate the goodness of the test in terms of its reliability and validity of measuring creativity in math problem solving on the basis of fluency in producing valid solutions. Ten open math problems were developed requiring math thinking abilities such as intuitive insight, organization of information, inductive and deductive reasoning, generalization and application, and reflective thinking. The 10 open math test items were administered to 2,029 Grade 5 students who were recommended by their teachers as candidates for gifted education programs. Fluency, the number of valid solutions, in each problem was scored by math teachers. Their responses were analyzed by BIGSTEPTS based on Rasch's 1-parameter item-response model. The item analyses revealed that the problems were good in reliability, validity, difficulty, and discrimination power even when creativity was scored with the single criteria of fluency. This also confirmed that the open problems which are less-defined, less-structured and non-entrenched were good in measuring math creativity of the candidates for math gifted education programs. In addition, it discriminated applicants for two different gifted educational institutions and between male and female students as well.
The purpose of the study were to analyze MathThematics textbooks and Korean middle school mathematics and to investigate the difference among the textbooks in the view of mathematical communication. According to the results, the textbook developers made a variety of efforts to develope students' mathematical communication ability. Students were encouraged to communicate with others about their mathematical ideas or problem solving processes in words or writing by means of discussion, oral report, presentation, journal, etc. MathThematics textbooks provided student self-assessment opportunity to improve student performance in problem solving, reasoning, and communication. In communication assessment, students can assess their use of mathematical vocabulary, notation, and symbols, the use of graphs, tables, models, diagrams and equation to solve problem and their presentation skills. The assessment activities would make a positive impact on the development of students' mathematical communication ability. MathThematics textbooks provided a variety of problem situation including history, science, sports, culture, art, and real world as a topic for communication, however, the researcher found that some of Korean textbooks depends heavily on mathematical problem situations.
This study is a case study that applies plant classification learning using machine learning to fourth graders in elementary school in online learning situations. In this study, a plant classification learning education program associated with 2015 revision science curriculum was developed by applying the Artificial Intelligence biological classification teaching Learning model. The study participants were 31 fourth graders who agreed to participate voluntarily. Plant classification learning using machine learning was applied six hours for three weeks. The results of this study are as follows. First, as a result of image analysis on artificial intelligence, participants were mainly aware of artificial intelligence as mechanical (27%), human (23%) and household goods (23%). Second, an artificial intelligence recognition survey by semantic discrimination found that artificial intelligence was recognized as smart, good, accurate, new, interesting, necessary, and diverse. Third, there was a difference between men and women in perception and emotion of artificial intelligence, and there was no difference in perception of the ability of artificial intelligence. Fourth, plant classification learning using machine learning in this study influenced changes in artificial intelligence perception. Fifth, plant classification learning using machine learning in this study had a positive effect on reasoning ability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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