• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권1호
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• pp.22-35
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• 2021

In order to investigate the trends in science education research using AR (Augmented Reality) and derive implications for elementary science education, we analyzed 71 research articles on AR application in science education published in both Korea and abroad from 2010 to August 2020. In quantitative aspects, the number of published articles has steadily increased. For domestic researches, the number of papers targeting for elementary school students was higher than that of middle & high school students. In the research method aspects, qualitative methods were most frequently used. In particular, papers regarding the development of AR program and verification of its effectiveness were most frequently published. The researches using mixed method in domestic field were smaller in number than that of the research in abroad. There were similar trends in research targeting elementary school students. In the aspects of the contents, more researches were performed on biology and earth science areas than others. In case of researches for elementary school students, the proportion of researches on biology and earth science was even higher. Domestically the proportion of studies on the convergence of science and non-science subjects was higher than that of foreign studies. The number of researches exploring the effectiveness on 'non-scientific attitude domain', 'cognitive domain', and 'program domain' were relatively higher than that on 'inquiry & practice domain' and 'science-related attitude domain'. For types of AR contents, 'observation manipulation type' was mostly studied, followed by 'experimental activity type', and 'learning guide type'. In case of studies on elementary school students, the ratio of 'observation manipulation type' contents was higher than that of others, whereas studies on 'field problem solving type' were relatively less reported than others. In addition, studies on 'simple interaction' were most frequently reported. Particularly, there were relatively few studies on 'linear and nonlinear interactions' in domestic field. As a result of analyzing key words, we found that the key words related to the characteristics and implementation of AR frequently occurred, and the key words related to elementary education and the merits of AR had many direct connections with other key words.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권9호
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• pp.95-102
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• 2022

The article considers the fundamentalization of education in improving the future specialists professional training with usage of multimedia technologies by various scientists. Various points of view and approaches to defining the concepts of fundamentalization of education and multimedia technologies are identified. The concept of fundamentalization of professional training of a future specialist is based on the goals and functions of fundamentalization and - on the ways and means of achieving it, etc. Most authors agree only in their views that the fundamentalization of education is aimed at improving the quality of education and the education of the individual. Others involve the formation of a culture and worldview, increasing the creative and intellectual potential, forming the professional competence of a specialist and the potential for further education, and so on. The term multimedia refers to interactive systems that provide processing of moving and still video images, animated graphics, high-quality audio and speech. It is found out that professional training of a specialist by means of multimedia technologies includes not only the activities of the teacher and student, which form the learning process, but also the independent activity of the subject, self-development, assimilation of experience by the subject through analysis, comprehension and transformation of the field of activity in which he is included. It is revealed through the implementation of which approaches to the fundamentalization of higher professional education, it becomes possible to fully present theoretical training courses and effectively pass practical training by students, which contributes to improving the quality of training of future specialists in higher education institutions. Theoretical analysis of scientific views indicates a fairly serious attention of scientists to the problem of professional readiness of specialists and the possibility of higher educational institutions in preparing for it. At the same time, professional readiness is considered from different positions: as an active state of a person, which manifests itself in activity; as a result of activity; as goals of activity; as a quality that characterizes the attitude to solving professional problems and social situations; as a prerequisite for purposeful activity; as a form of activity of the subject; as an integral formation of personality; as a component of socio-professional culture; as a complex professionally significant neoplasm of the individual.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.338-355
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• 2022

본 연구는 과학 수업 딜레마 사례에 관한 초등 예비교사의 탐구 활동이 교사교육에서 어떠한 효용성을 가지는지 탐색하는 것을 목표로 한다. 구체적으로 딜레마 사례에 관한 초등 예비교사의 탐구 과정의 특징은 무엇이며 탐구를 통해 그들의 교육적 의사결정이 어떻게 변화하는지 자세히 살펴봄으로써 딜레마 사례 활용 교사교육의 효과에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 교육대학교 4학년에 재학 중인 초등 예비교사 20명이 참여하였으며 모둠별 프로젝트 학습 형태로 과학 수업 딜레마 사례에 관한 탐구 활동을 7주간 수행하였다. 연구자는 사전·사후 설문지, 모둠별 KWHL 표, 모둠별 탐구보고서, 모둠별 발표 자료 및 모둠별 토론 내용을 데이터로 수집하고 분석하여 예비교사의 탐구 과정의 특징과 의사결정 변화에 영향을 주는 주요 요인을 추출하였다. 예비교사들은 딜레마 사례에서 다루고 있는 과학 주제를 탐구하면서 자신의 과학 학습 과정, 탐구 과정을 의미 있는 것으로 인식하였고 자신이 탐구를 통해 과학을 학습한 것처럼 초등학생도 유의미한 과학 탐구 활동을 할 수 있을 것으로 유추하였다. 또 예비교사들은 수업 주제와 관련하여 실제 초등학생의 사고 과정이나 배경 지식 등을 다양한 방법으로 탐구하였다. 지도서와 교육과정 등의 문서를 조사하고 현장교사나 초등학생과 면담을 통해 '실제' 학생의 사고 과정이나 수준을 파악하고자 했고 이를 교육적 의사결정에 반영하였다. 또한, 딜레마 상황의 해결 방안을 한 가지 대안으로 귀결하지 않고 여러 가지 교수 방법을 비교하며 상황에 따라 다양한 대안이 가능함을 인식하기도 하였다. 이처럼 딜레마 사례는 비구조화된 문제로서 예비교사에게 일종의 문제해결 상황을 제공하였고 예비교사의 과학적 탐구, 학생의 사고에 관한 탐구를 촉발하였으며 예비교사가 교수-학습의 복잡성을 인식하는 데 일조하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 딜레마 사례 활용 교사교육과 관련된 시사점을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제27권5호
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• pp.367-378
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• 2007

과학 교과서와 과학 연구 논문의 과학 언어적 특성을 조사하기 위하여 지구과학 교과서 2 종과 지구과학 논문 2 편을 선정하여 각 텍스트의 과학 용어 분류, 설명 텍스트의 구조 분석과 접속 관계를 통한 추론 분석, 접속어의 기능에 대한 분석 방법을 적용하여 분석하였다. 연구 결과, 지구과학 교과서에서 드러난 학교 과학의 언어는 명명어의 비중이 높으며, 정의/예시 구조와 기술 구조 중심의 설명 텍스트 구조를 보였다. 또한, 논리적 추론보다는 부가적인 나열 관계를 나타내는 내적 관계가 우세하였다. 이에 반해 지구과학 논문에서 볼 수 있는 과학자의 과학 언어는 명명어의 비중이 큰 가운데서도 과정어와 개념어의 비중이 과학 교과서의 과학 언어에 비해 높았으며, '도입 - 연관 계열 - 결론'에 이르는 설명 텍스트의 도식적 구조를 갖추고 있었다. 또한, 연관 계열을 이루는 각 문장의 텍스트 구조는 원인/결과 구조 또는 기술 구조에 뒤이은 문제/해결 구조를 보였으며, 각 문장틀 간에 부사형 어미나 동사를 이용한 내적 관계를 통해 인과적 추론 또는 귀추적 추론 관계를 표현하고 있었다. 학생들의 진정한 과학 언어 사용을 위해서는 두 언어 사이의 간극을 줄이는 것이 필요하다. 이를 위해 학교 과학의 언어와 과학자의 언어를 매개하는 지구과학 교사의 교수 언어로서 중간 언어를 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권3호
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• pp.337-346
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• 2020

본 연구에서는 과학중점고 학생들이 말하는 과학중점고의 학생 참여형 수업의 특성과 과학긍정경험의 관련성 및 과학긍정경험 유발요인과 개선 방안을 탐색하였다. 전국 4개 권역에서 총 20명의 학생들과 5명의 담당 교사들이 심층면담에 참여하였으며, 먼저 학생 초점집단을 대상으로 심층면담을 진행하고 그 이후 교사와 심층면담을 진행하였다. 면담결과를 토대로 과학긍정경험에 도움이 되는 교수학습 경험, 과학긍정경험에 도움이 되는 평가 경험, 과학긍정경험 제고를 위한 과학중점고 개선과 지원 방안을 탐색하였다. 심층면담에서 과학중점고 학생들과 교사들은 학생들이 이해할 수 있는 범위 안에서 관심을 끌면서 수업을 진행해야 학생 참여도가 높아지고, 학생들이 주제를 정하거나 직접 탐구과정을 설계하는 실험을 통해 과학 흥미와 같은 긍정경험을 높일 수 있으며, 과학의 본질에 맞는 탐구실험 활동을 통해 과학 문제 해결력과 과학적 사고력 등의 역량을 길러줄 필요가 있다고 주장하였다. 또한, 과학긍정경험 제고를 위한 과학중점고 개선과 지원 방안으로는 과학 시수 확보, 과학과 선택과목의 내용을 선택과 집중 형태로 재구조화, 과학고가 아니더라도 과학을 좋아하는 학생들이 과학을 많이 배울 수 있도록 과학중점고 유지의 필요성 등이 제안되었다. 과학중점고 학생들의 과학긍정경험에 대한 연구결과를 토대로, 일반고 학생들의 과학긍정경험 제고에 주는 시사점과 일반고 학생들의 과학긍정경험을 높일 수 있는 방안을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.403-417
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• 2015

본 연구의 목적은 통합교육의 효과와 관련된 국내 연구결과에 대한 메타분석을 통하여 연구 변인에 따른 효과크기를 비교하고, 이를 통해 추후 통합교육 연구와 관련된 시사점을 도출하는 것이다. 이를 위하여 2012년부터 최근 3년간 통합교육의 효과를 분석한 161편의 논문으로부터 총 236개의 효과크기를 산출하고, 연구의 종속변인인 창의성, 문제해결력, 학업성취도, 과학탐구능력, 창의적 인성, 과학적 태도, 흥미와 연구의 중재변인인 학습자 특성, 집단크기, 수업 운영방식, 중심교과, 출판유형(학술지/석사학위논문/박사학위논문)에 따라 효과크기에 어떤 차이가 있는지를 분석하였다. 연구결과 통합교육의 전체 효과크기는 0.88(U3=81.06%)로 Cohen(1988)의 해석준거에 따르면 큰 효과크기를 나타냈다. 종속변인에 따른 효과크기를 분석한 결과, 과학적 태도의 효과크기가 가장 큰 것으로 나타났으나 모든 종속변인이 중간크기 이상의 효과크기를 갖는 것으로 분석되었다. 학교급 별 효과크기 분석에서는 유치원을 대상으로 한 연구의 효과 크기가 가장 큰 것으로 나타났으며 일반학생과 영재학생의 구분에서는 영재학생을 대상으로 한 연구의 효과크기가 더 큰 것으로 나타났다. 집단크기 별 효과크기는 30명 이하의 소집단을 대상으로 한 연구가 가장 컸으며, 정규교과 시간보다 방과 후 활동을 비롯한 교과 외 시간에 시행한 연구의 효과크기가 더 큰 것으로 분석되었다. 통합교육 설계의 중심이 되는 교과 별로 효과크기를 분석한 결과, 예체능 교과의 효과크기가 가장 컸으나 모든 교과에서 중간 크기 이상의 효과크기가 나타났다. 마지막으로 출판 유형에 따른 효과크기의 차이를 분석한 결과 박사학위 논문의 효과크기가 가장 컸으며 학술지 논문과 석사학위 논문의 효과크기는 비슷한 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻은 결과를 바탕으로 추후 통합교육 관련 연구를 위한 시사점을 제안하였다.

• 한국과학예술포럼
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• 제32권
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• pp.319-334
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• 2018

본 연구는 '문학-미술-과학' 융합교육 프로그램의 개발과 적용을 통하여 학습자의 상상력 및 창의력의 향상을 확인하기 위한 사례 연구이다. 그 연구대상은 군산술산초등학교 1-4학년 학생 29명 중 25명이었다. 연구 시기는 2017년 9월부터 12월까지 4개월의 기간이었으며, 장소로는 군산술산초등학교 미술실을 활용했다. 10개 프로그램은 학년별로 매주 월요일부터 금요일까지 오후 1시부터 3시까지 2시간을 1회기로 총 10회기가 진행되었다. 연구자는 본 프로그램 10개 주제를 평면조형 8개와 입체조형 2개로 정하고, 여름방학 동안에 스토리텔링 작업을 완료했다. 그리고 그것들을 저:중:고(3:5:2)의 차별화된 수준으로 조정하였다. 평면조형은 '괴물 고릴라 영화 이야기'(저), '경주 최씨 정신 배우기'(중), '천연재료로 만든 내 친구 이야기'(저), '나의 꿈 해몽하기'(중), '내 스마트폰 속의 사물들을 모아보기'(중), '시집보내기 재판놀이'(중), '내가 좋아하는 동시를 그림 그리기'(고), '내가 좋아하는 동요를 그림 그리기'(고)이며, 입체조형은 '내 마음의 파랑새 찾기'(저), '내가 갖고 싶은 사물 만들기'(중)였다. 연구자는 주제별로 각기 다른 미술표현 기법을 활용했는데, 그것은 순서대로 마블링 기법, 한지공예 기법, 콤바인 페인팅 기법, 콜라주 기법, 촛불 그을림 기법, 콜라주 기법, 상상화 기법, 상상화 기법, 지점토공예 기법, 상상화기법이었다. 그리고 프로그램을 진행하면서 재료들의 생육과정이나 제조과정과 관련된 과학 지식을 전달하였다. 본 프로그램을 진행하기 이전과 진행한 이후에 토란스(Ellis Paul Torrance, 1915-2003)의 TTCT(The Torrance Tests of Creative Thinking) 도형 검사 B형과 A형으로 학습자의 융합적 사고력 및 감성적 체험을 고찰했다. 그리고 그 자료를 토대로 검사결과의 평균 차이의 유의성을 검증하기 위해서 대응 t-검증을 실시하였다. 창의력 요소별 및 평균 창의력 지수별로 분석한 결과 '유창성'에서는 유의한 차이(t=3.47, p<.01)가 나타났으며, '독창성'에서도 유의한 차이(t=3.59, p<.01)가 나타났다. 연구자가 이와 같은 작품의 제작과정, 결과물의 사진 자료 등을 정리, 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 미술중심 STEAM 수업으로 진행한 본 프로그램으로부터 문학적인 내용을 미술적인 내용으로 전환시키는 학습자의 융합적 사고력에서 종합적인 문제해결 능력이 향상되었다. 둘째, 학습자는 10가지 미술표현 기법을 활용한 미술중심 STEAM 수업을 통하여 학습에 대한 다양한 상상력, 창의성, 감성적 체험을 거두었다. 셋째, 학습자는 문제해결 과정에서 친구들과의 협동심, 의사소통, 배려하는 마음이 성숙해졌다. 넷째, 10가지 미술표현 기법을 진행함에 있어서 도입과 종료 시에 각 기법과 관련된 유명 작가와 작품의 소개를 통하여 학습자의 자기만족감이 고취되었다. 이와 같이 학습자의 융합적 사고력과 감성적 체험의 영역에 대한 통계 수치는 유의성이 있는 것으로 나타나 대부분의 학습자가 본 프로그램을 통하여 자신감 있게 창의적으로 표현해내는 능력의 향상을 가져왔음을 일러준다.

• 지능정보연구
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• 제16권4호
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• pp.67-84
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• 2010

미래에 대한 정확한 예측은 경영자, 또는 기업이 수행하는 경영의사결정에 매우 중요한 역할을 한다. 예측만 정확하다면 경영의사결정의 질은 매우 높아질 수 있을 것이다. 하지만 점점 가속화되고 있는 경영 환경의 변화로 말미암아 미래 예측을 정확하게 하는 일은 점점 더 어려워지고 있다. 이에 기업에서는 정확한 예측을 위하여 전문가의 휴리스틱뿐만 아니라 과학적 예측모형을 함께 활용하여 예측의 성과를 높이는 노력을 해 오고 있다. 본 연구는 사례기반추론모형을 예측을 위한 기본 모형으로 설정하고, 데이터 간의 유사도 측정에 퍼지 관계의 개념을 적용함으로써 개선된 예측성과를 얻고자 하였다. 특히, 독립변수 중 기호 데이터 형식의 속성을 가지는 변수들간의 유사도를 측정하기 위해 이진논리의 개념(일치여부의 판단)과 퍼지 관계 및 합성의 개념을 이용하여 도출된 유사도 매트릭스를 사용하였다. 연구 결과, 기호 데이터 형식의 속성을 가지는 변수들 간의 유사도 측정에서 퍼지 관계 및 합성의 개념을 적용하는 방법이 이진논리의 개념을 적용하는 방법과 비교하여 더 우수한 예측정확성을 나타내었다. 그러나 유사도 측정을 위해 다양한 퍼지합성방법(Max-min 합성, Max-product 합성, Max-average 합성)을 적용하여 예측하는 경우에는 예측정확성 측면에서 퍼지 합성방법 간의 통계적인 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 사례기반추론 모형의 구축에서 가장 중요한 유사도 측정에 있어서 퍼지 관계 및 퍼지 합성의 개념을 적용함으로써 유사도 측정 및 적용 방법론을 제시하였다는데 의의가 있다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.740-753
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• 2022

본 연구의 목적은 교육 소외계층 저학년을 위한 사회정서학습기반의 학교밖 STEAM 프로그램 모형을 개발하고 적용하는 것이다. 이를 위해 사회정서학습(Social Emotional Learning, SEL) 기반 STEAM 프로그램을 개발하였고, 그 특징은 다음과 같다. 첫째, 본 프로그램에는 전통적인 STEAM 학습요소와 SEL 요소를 통합하여, 마음 챙김 명상-상황제시-창의적 설계-감성적 체험-성찰과 같은 일관된 구성 체계로 설계하였다. 둘째, 초등학생들이 일상생활 속 문제상황에서 수학적 사고와 과학적 탐구능력을 기를 수 있도록 구성하였다. 셋째, 각 STEAM 프로그램별 세부 주제를 스토리텔링 문제 상황과 놀이 및 교감 중심 활동으로 구성하여 교육 소외계층 아동들의 학습 요구를 반영하였다. 이러한 특징을 바탕으로 총 33차시의 5개의 프로그램을 개발하여 전국 16개 지역아동센터의 16명의 교사와 354명의 초등 저학년 학생에게 시범 적용하였고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그램에 대한 전체 학생의 만족도는 4.16이었으며, 학생 성별에 따른 STEAM 만족도의 유의한 차이는 없었다. 둘째 전체 학생의 STEAM 태도의 하위 영역 중 흥미와 자아효능감은 유의하게 향상되었으나, 학생 성별에 따른 STEAM 태도의 유의한 차이는 없었다. 셋째, 전체 학생의 전체 사회정서학습 역량의 향상이 유의하지는 않았지만, 관계 기술은 유의하게 향상되었으며, 학생 성별에 따른 사회정서학습 역량의 유의한 차이는 없었다. 이러한 결과를 바탕으로 교육 소외계층을 위한 학교 밖 STEAM 프로그램의 효과에 관한 논의와 함께 후속 연구에 대한 방향을 제언하였다.

• 영재교육연구
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• 제24권4호
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• pp.509-541
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• 2014

21세기 지식 기반 사회가 추구하는 가치나 비전에 따른 과학 영재 교육의 새로운 방향으로서 핵심 역량 중심의 교육을 고려해 볼 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 향후 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 선결 요건으로서 과학자의 핵심 역량 모델을 개발하고, 타당성을 검토하였다. 이를 위하여 논문, 도서, 신문 기사, 행동사건면접에 대한 분석을 바탕으로 설문 문항을 개발한 후 설문 조사를 실시하였다. 그리고 설문 조사 결과를 바탕으로, 탐색적 요인분석을 실시하였다. 그 결과, 5개의 역량군, 15개의 하위 역량으로 구성된 잠재적인 핵심 역량 모델을 구성할 수 있었고, 확인적 요인분석을 통해 탐색된 핵심 역량 모델의 신뢰도와 수렴타당도, 판별타당도 등을 확보할 수 있었다. 과학자의 핵심 역량 모델에서 '인지' 역량군은 '창의적 사고', '종합적 사고', '탐색적 사고', '분석적 사고', '개념적 사고'의 5개 하위 역량으로 구성되었다. '성취지향' 역량군은 '주도성', '준비 및 문제해결력', '전략적 영향력'의 3개 하위 역량으로 구성되었고, '과학적 태도' 역량군은 '유연한 사고와 태도', '연구 열정', '과학에 대한 견해'의 3개 하위 역량으로 구성되었다. '개인 효과성' 역량군은 '풍부한 경험과 체험', '글로벌 자세'의 2개 하위 역량으로 구성되었으며, 마지막으로, '네트워킹' 역량군은 '대인이해', '의사소통'의 2개 하위 역량으로 구성되었다. 이 연구 결과는 과학자의 핵심 역량 모델을 과학 영재 교육에 소개하고, 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 프로그램 개발이나 전략 마련 등을 위한 기초 자료를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대된다.