• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권2호
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• pp.165-186
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• 2024

학교 현장과 대규모 평가에서 서술형 문항 도입을 지원하기 위한 방안 중 하나로 인공지능 기반의 자동 채점 기술이 주목받고 있음에도 불구하고, 수학 교과에서는 타 교과에 비해 이에 대한 기초 연구가 부족한 상황이다. 이에 본 연구는 중학교 1학년 수학 서술형 문항 두 개를 대상으로 랜덤 포레스트 알고리즘을 활용하여 자동 채점 모델을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 연구 결과, 두 문항에 대한 최종 모델의 평가요소별 정확도는 각각 0.95-1.00, 0.73-0.89의 범위로 나타났으며, 이는 타 교과에 비해 상대적으로 높은 수준이다. 데이터의 양을 고려한 평가 범주 설정의 중요성을 확인하였으며, 수학 교육전문가에 의한 텍스트 전처리와 데이터 특성에 맞는 벡터화 방법의 선택이 모델의 성능 및 해석 가능성을 향상시키는 데 기여하였다. 또한, 현실적 한계로 인해 균형적인 데이터 수집이 어려운 상황에서 오버샘플링이 성능을 보완하는 유용한 방법임을 확인하였다. 교육적 활용도를 높이기 위해, 랜덤 포레스트 기반 모델에서 도출된 특성 중요도를 활용하여 피드백과 같이 교수-학습에 유용한 정보를 생성하는 추가 연구가 필요하다. 본 연구는 수학 서술형 자동 채점에 관한 기초 연구로서 의미가 있으며, 인공지능 전문가와 수학교육 전문가 간의 긴밀한 협력을 통해 다양한 후속 연구가 진행될 필요가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제48권1호
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• pp.47-62
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• 2024

본 연구의 목적은 초등학교 5학년을 대상으로 알지오매스를 활용한 수업이 학생들의 수학적 문제해결력 및 수학적 태도에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. 이를 위해서 초등학교 5학년 수학 교과서의 '직육면체'를 재구성한 알지오매스 기반 교수·학습자료를 사용해서 총 8차시의 실험 수업을 실시하였다. 그리고 실험 수업의 전후에 수집한 양적 자료들을 통계적으로 분석하였고, 또한 알지오매스를 활용한 실험 수업의 장면을 구체적으로 제시함으로써, 수학적 문제해결력과 태도의 측면에서 공학을 활용한 수업의 효과와 실제를 알아보았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 수학적 문제해결력검사에서 실험집단과 비교집단은 유의수준 0.05에서 유의미한 차이가 있었다. 즉, 알지오매스를 활용한 수업은 수학적 문제해결력의 신장에 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 수학적 태도 검사에서 실험집단과 비교집단은 유의수준 0.05에서 유의미한 차이가 없었지만, 수학적 태도의 모든 하위 요소들에 대해서 실험집단이 비교집단보다 평균 점수가 상승한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.87-103
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• 2024

우리나라 국가 교육과정에서 교과 교육과정의 내용 체계는 교과서 집필 및 교실 현장에서 이루어지는 교수·학습, 그리고 교과 교육과정 연구 등에 이르기까지 큰 영향을 미친다. 하지만 지금까지 교과 교육과정 내용 체계 구성의 쟁점을 포괄적으로 정리한 연구는 드물었다. 본 연구에서는 교과 교육과정 내용 체계가 신설된 제6차 교육과정으로부터 최근의 2022 개정 교육과정까지 내용 체계가 제시되어 온 방식의 변천을 살펴보았으며, 구체적인 사례로서는 과학과의 경우를 주로 살펴보았다. 이를 통해 도출한 교과 내용 체계의 구성의 쟁점과 제안 사항은 다음과 같다. 첫째, '영역', '분야', '범주' 등의 용어를 주의 깊게 사용할 필요가 있으며 각각이 단순히 논리적인 구별을 위한 것인지 아니면 특정 강조점을 지닌 내용 조직자로서 의도된 것인지를 명확히 해야 한다. 둘째, '핵심 아이디어' 등 혁신적인 내용 조직자로 기능할 수 있는 항목들의 성격을 엄밀하게 규정하여야 한다. 셋째, '지식·이해', '과정·기능', '가치·태도'의 3차원적 내용 요소 제시를 긍정적으로 평가하되, 보다 구체적으로 각각이 어떻게 동원되어 총론적 핵심 역량 각각을 형성할 수 있는지를 밝히는 데까지 나아가야 한다. 넷째, 교과별 내용 체계를 구성하는 일이 '총론과 각론의 괴리'를 해결할지 혹은 '총론과 여러 각론의 괴리'를 만들어낼지는 미지수이므로, 이를 국가 교육과정에서 시도하는 일에 주의가 필요하다. 다섯째, 우리나라 국가 교육과정 문서에서 교과 내용 체계 구성 방식의 겉보기 진자 운동이 관찰되는 바, 이것이 무의미한 반복에 머무르지 않고 변증법적인 진전을 이룰 수 있도록 해야 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권1호
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• pp.48-71
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권2호
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• pp.219-232
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• 2024

본 연구에서는 초등 예비교사 128명을 대상으로 포토보이스 활동을 통해 4차 산업혁명 시대 과학 교육과정의 방향에 관해 자신의 관점을 표현할 수 있도록 하였다. 활동 결과를 검치호랑이 교육과정의 보수적, 진보적, 급진적 관점으로 구분하여 탐색한 결과, 보수적 관점과 진보적 관점이 유사 비율로 높게 나타났고 급진적 관점이 낮게 나타났다. 보수적 관점의 예비교사들은 검치호랑이 교육과정에서 영원한 진리는 바탕이 되며 지켜나가야 한다는 원로들의 관점과 같이, 시간과 환경의 변화를 초월하여 유지되어야 할 '탐구'를 과학 교육과정의 기본으로 보고 중시하였다. 진보적 관점의 예비교사들은 검치호랑이 교육과정에서 '새 주먹'의 혈통을 이어받은 진취적인 사람과 같은 맥락을 가진 것으로서, 코딩과 메타버스 등 AI 기반 교육에 대해 긍정적으로 생각하여 탐구 기반을 대체할 수 있는 교수학습방법으로 생각하였다. 급진전 관점의 예비교사들은 검치호랑이 교육과정에서 급진주의자들이 진보적 교육과정에 의해 형성된 사회 계층 간의 갈등 문제에 대해 비판한 것처럼, 급변하는 과학교육의 정책적 상황에 대해 비판의식을 가지는 형태로 현 과학교육을 바라보고 있었다. 검치호랑이 교육과정의 흐름을 통해 얻을 수 있는 시사점처럼, 예비교사들은 특정한 하나의 관점에 종속된 형태로의 교육과정을 보는 시각보다는 여러 관점으로 과학 교육과정을 바라볼 수 있는 사유 역량이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권2호
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• pp.141-153
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• 2024

2022 개정 과학과 교육과정은 AI를 활용한 탐구 활동을 경험함으로써 융합적 사고를 바탕으로 일상생활과 사회 속 과학 문제를 해결할 수 있는 능력을 기르는 것을 목표로 한다. 이에 과학 교과와 AI를 융합한 과학-AI 융합교육 프로그램을 개발하고 이를 활용하여 고등학생을 대상으로 융합 수업을 진행하였다. 과학-AI 융합 수업은 감쇠진자의 운동을 정성적으로 이해하고 블록코딩 플랫폼 KNIME을 사용하여 진자의 위치를 예측할 수 있는 AI 모델을 구축하는 것을 목표로 한다. 개별 심층 면담을 통해 학습자의 경험을 이해하고 해석하고자 하였다. Giorgi의 현상학적 연구 방법론을 바탕으로 학습자의 참여 동기, 배움과 변화, 어려움과 수업의 한계를 기술하였다. 학생들은 AI에 대한 관심과 사회적 트렌드에 대한 인식을 바탕으로 수업에 참여하고자 하는 동기를 가지고 있었다. 학생들은 직접 데이터를 수집하고 AI 모델을 구축하는 것을 배웠다. 실험 결과를 바탕으로 주변 현상을 예측할 수 있을 것으로 기대하였으며 융합 수업을 긍정적으로 인식하였다. 한편, 여전히 익숙하지 않은 플랫폼, AI 원리 이해를 어려움으로 인식하였고 따라해야만 하는 수업 방식의 한계와 수업 내용상의 한계를 인식하였다. 융합 수업의 경험은 실생활의 문제를 AI를 통해 해결하고자 하는 학습 동기로 나타났으며, 학생들이 느낀 어려움과 한계는 더 심화되고 확장된 주제를 학습하고 싶은 동기로 이어졌다. 이를 바탕으로 과학-AI 융합 수업을 위한 논의 및 제언을 도출하였다. 본 연구는 과학-AI 융합 수업을 개발하고 이를 현장에 적용할 때 시사점을 제공할 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.519-531
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• 2024

본 연구의 목적은 부·울·경 지역대학을 대상으로 대학현장에서 계획되고 실행되는 교육혁신의 양상과 특징을 분석하고 그 한계와 과제를 탐색하는데 있다. 이를 위하여 부·울·경 지역 대학 17개교의 대학혁신지원사업의 2020년 사업계획 중 혁신 전략 프로그램을 질적 내용 분석하였다. 분석의 기준은 투입, 프로세스, 인프라, 기타 요인으로 프로세스 요인은 교육영역, 연구영역, 산학협력영역으로 나누어 혁신의 양상과 특징을 살펴보았다. 연구 결과, 부·울·경 지역 대학의 대학혁신의 양상이 교육과 연구, 산학협력 영역에서 분석되었으며 그 특징으로는 융복합 교육 강조, 역량개발, 스마트기반, 학습자중심 교수법, 학생맞춤형 지원, 지역연계로 나타났다. 연구를 통하여 나타난 대학혁신의 한계와 과제는 다음과 같다. 첫째, 지역대학이 맥락을 고려한 특성화된 대학혁신의 사업구조가 마련되어야 한다. 둘째, 수립된 혁신성이 높은 전략들이 실행되고 지속될 수 있어야 하며 이를 위해서는 구성원들의 합의가 필요하다. 셋째, 대학의 혁신이 학문의 편중화를 의미해서는 안되고 연구기관으로서 대학의 역할 제고와 노력이 필요하다. 넷째, 대학혁신의 가시적인 혁신전략보다 더 중요한 것이 교육의 효과로 대학혁신은 궁극적으로 학생들에게 직접적으로 발생하는 교육의 혁신이라는 점이 간과되어서는 안된다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권3호
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• pp.173-191
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2A호 RGB (Red-Green-Blue)영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.169-190
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• 2023

세계 5대 면화 생산국인 우즈베키스탄의 섬유·패션산업은 주로 원면 수출과 봉제산업에 중점을 두고 있다. 우즈베키스탄이 고부가가치를 달성하기 위해서는 CMT(cut, make and trim)단계에 있는 섬유·패션산업이 OEM(original equipment manufacturing), ODM(original design manufacturing), OBM(original brand manufacturing)으로 발전하는 것이 필수적이다. 한국은 우즈베키스탄을 잠재적인 제조기지이자 무역 파트너로서 인식하고 우즈베키스탄의 섬유 및 의류 분야의 발전을 위해 공적개발원조(ODA) 자금을 투입해 왔다. 본 연구는 글로벌 경쟁력의 맥락에서 우즈베키스탄의 패션 고등교육을 평가하고, 이 분야에서 한국 정부의 교육 ODA의 필요성과 전망을 측정하는 것을 목표로 한다. 우즈베키스탄의 현재 패션 교육 환경에 대한 종합적인 조사를 위하여 학계, 업계 전문가 및 정부 관계자의 설문조사, 개별 심층면접, 집단 심층면접법(Focus Group Interview) 등을 수행하였다. 연구 결과에 따르면 섬유 및 패션 부문이 우즈베키스탄 경제에 중추적인 역할을 하고 있음에도 불구하고 패션 고등교육 프로그램의 교육과정과 교수·학습방법에는 개선의 여지가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 교육 ODA 전략 수립을 위한 기초자료로서 의의를 갖는다.

• 기독교교육논총
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• 제75권
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• pp.103-125
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• 2023

연구 목적 : 이 연구는 한국에서의 평화교육과 통일교육의 역사적 흐름을 살펴보고 평화통일교육의 과제를 검토한 후 평화교육으로서의 기독교통일교육의 방향과 과제를 탐구해 보는데 목적이 있다. 연구 내용 및 방법 : 평화교육은 시민사회로부터 출발한 평화운동 및 교육적 담론이 활성화되며 영역이 확장된 반면, 통일교육은 정부의 통일 및 대북 정책에 따라 계획이 세워져 교육 실천 현장으로 나아가는 모습을 보인다. 그러나 평화를 염원하는 통일교육의 특성상 두 분야의 접목은 꾸준히 이어져 왔고, 이에 당면한 평화통일교육의 연구도 지속적으로 수행되었다. 연구 목적을 수행하기 위해 두 영역의 시대적 흐름을 검토하고, 선행연구 분석을 통해 도출된 평화통일교육의 과제를 기반으로 평화교육으로서의 기독교통일교육의 방향과 과제를 제안하였다. 결론 및 제언 : 평화교육으로서의 기독교통일교육은 한반도 평화와 안녕의 지속가능성을 위해 전쟁과 폭력의 문화에서 평화의 문화로 전환하는데 앞장서는 평화시민 양성을 교육 목표로 삼아야 한다. 이를 위해 첫째, 적대자상의 해체를 위한 기독교교육의 방향성을 모색해야 한다. 둘째, 교수·학습에 있어 톱다운 방식(top-down)에서 벗어나 학습자의 주체성과 자율성을 보장하는 활동이 이루어져야 한다. 셋째, 일상과 연결되는 실천 과정이 구성되어야 한다. 결론적으로 평화교육으로서의 기독교통일교육은 통일이라는 국가적 과업에 목표를 두기 보다는 다양한 구성원들이 공존할 한반도 내의 평화시민의식을 고양시키는 것이 한반도 평화의 문화 조성에 전진하는 길임을 잊지말아야 한다.