• 한국과학교육학회지
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• 제24권4호
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• pp.722-730
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• 2004

The purpose of this study was to test the notion that the inter-individual difference in hypothesis-generating is presumably detected by differentiating subjects' EEG correlation patterns of the prefrontal lobes. To test the notion of the inter-individual difference by EEG analysis, eight healthy undergraduate volunteers' EEG signals on the prefrontal lobes were recorded during hypothesis-generating and resting with eyes-closed condition. Their EEG signals were analyzed by time durations and transformed into correlation patterns. The results showed that subjects' EEG correlation patterns during hypothesis-generating were significantly different among individuals. In addition, the EEG correlation patterns were decreased during hypothesis-generating thinking. Furthermore, subject's EEG correlation showed a fluctuationpattern through-out hypothesis-generating, which is presumably caused by the difference of subjects' thinking activities in hypothesis-generating. This study also suggests a possibility that student's scientific thinking ability and the difficulty of scientific knowledge generating may be measured by the analysis of subject's EEG correlation pattern of the prefrontal lobes.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권spc5호
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• pp.465-475
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• 2007

The purpose of this study was to develop a spider inquiry program for elementary school students based on the scientific-knowledge generating model. For the purposes of this study, we selected three species of snider (e.g. Pardosa astrigera, Argiope bruennichii, Nephila clavata) which were easily found in a school garden by elementary school students. The spider inquiry program was based on a model of the process of scientific-knowledge generation, and consisted of two sections: for students and teachers. The students' program was designed to generate scientific-knowledge, whilst the teachers' program was designed to guide the inquiry smoothly even in the case of teachers who lack experience in inquiry activities or possess limited subject knowledge on spiders. As a result, this program was found to have an influence on generating the scientific-knowledge of elementary students and the results further suggest that it may be helpful to teachers conducting an inquiry activity. Additionally, this program could be used as a selective activity lesson such as a science inquiry lesson, or as a biology inquiry class, as a weekend life experience study or as an activity on a science camp.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제23권1호
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• pp.61-73
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• 2004

본 연구는 다양한 경향성을 발견할 수 있는 과제를 피험자들에게 제시하고, 피험자들이 경향성 지식을 생성하는 과정에서 표상 된 지식의 종류와 사고 유형을 분석하여 경향성 지식의 생성 과정을 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과, 경향성 지식의 생성 과정에서 표상 된 지식은 요소, 요소변화, 관련선지식, 예측경향성, 최종 경향성 지식 등 5가지 유형의 과정적 지식이 생성되었다. 그리고 사용된 사고 유형은 `대상인식', '관련지식회상', '요소 또는 요소변화의 탐색', '예측경향성 발견', '예측경향성 확인', 경향성 조합', '경향성 선택' 등 7가지 유형의 사고가 경향성 지식 생성 과정에 관여함을 볼 수 있었다. 또한 경향성 지식 생성과정은 `요소 \$\longrightarrow$요소변화 \$\longrightarrow$(관련선지식 \$\longrightarrow$)예측경향성 생성ㆍ확인 \$\longrightarrow$최종경향성'의 순으로 과정적 지식들이 단계적으로 표상 되어 생성되었으며, 이러한 과정에서 귀납적 추론뿐만 아니라, 귀추적 추론과 연역적 추론도 함께 관여하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.458-469
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• 2003

이 연구는 과학적 가설 지식의 생성 과정을 귀납적으로 기술하구 분석하여 하나의 바탕이론을 제시하고자 하였다. 이것을 위해 과학적 현상의 원인을 설명하는 과제를 피험자들에게 제시하고, 피험자들이 과제를 해결하는 과정에서 표상한 지식과 사고 유형을 발성 사고법과 심층면접을 통해 프로토콜로 생성하게 한 후, 이것에서 규칙성을 찾아 귀납적으로 기술하는 연구 방법을 이용하였다. 이 연구의 결과는 가설 지식 생성 과정에서 의문상황, 가설적 설명자, 경험상황, 원인적 설명자, 최종가설지식 등 5가지의 중간적 지식들이 생성됨을 보여주었다. 또, 지식 탐색, 의문상황과 경험상황 비교, 설명자 차용, 설명자 조합, 설명자 선택, 설명자 확인 등 6가지 유형의 사고가 가설 지식 생성에 관여한다는 것도 보여주었다. 또한 과학적 가설 지식은 '의문상황${\righallow}$경험상황${\righallow}$원인적 설명자${\righallow}$가설적 설명자${\righallow}$가설' 순으로 중간적 지식들의 표상되는 과정을 통해 생성되며, 이러한 과정은 귀추적 추론 뿐만 아니라 귀납과 연역 추론도 함께 관여하는 복잡한 사고 과정임을 보여주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권3호
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• pp.215-228
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• 2003

이 연구는 과학철학에서 논의되어온 과학의 선언적 지식의 생성 과정을 보다 체계적으로 분석하고 정리하여 하나의 구조화된 과학적 지식의 생성 모형을 제시하고자 하였다. 이를 위해, 이 연구는 선언적 과학 지식의 생성 과정을 과학철학적 관점들을 중심으로 다양한 문헌들을 분석하고, 이러한 분석 결과를 바탕으로 과학적 지식의 생성 모형을 체계적으로 구조화하였다. 이를 통해 고안된 모형은 귀납적 과정, 귀추적 과정, 연역적 과정 등으로 구분되는 지식 생성 과정을 포함한다. 또, 각각의 과정은 다시 여러 단계의 하위 과정으로 구성되어 있음을 보여준다. 이 모형에 의하면, 먼저 귀납적 과정은 관찰과 규칙성 발견 과정으로 구분되며, 다시 관찰은 단순관찰과 조작관찰로 나뉘고, 규칙성발견은 공통점발견, 분류, 위계 발견 등으로 세분된다. 그리고 귀추적 과정은 의문 생성과 가설생성 과정으로 구분되며, 여기에서 가설생성과정은 다시 의문상황 표상, 경험상황 동정, 원인적설명자동정, 가설적설명자 동정 등의 과정으로 나뉘어 진다. 마지막으로 연역적 과정은 방법 기준의 고안 과정은 다시 가설의 검증방법 고안과 가설의 평가기준 고안으로, 가설평가 과정은 결과수집 과정과 가설평가 및 결론 진출 과정으로 세분된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제33권3호
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• pp.566-578
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• 2014

The purpose of this study is to develop a program for elementary school students' scientific experimental design knowledge generation. This study also investigated the effects of their experimental design ability, as well as the change in the type and elaborateness of their experimental design by applying the program. The subjects of this study was 4 classes in 6th grade of an elementary school located in Seoul, KOREA. The classes were divided into experimental and comparative groups. While the treatment was applied to the experimental group, the comparative group was taught using conventional methods. The pre-test and post-test for students' capability of building scientific experimental design knowledge were conducted to compare the ability of experimental design, the change in the type and elaborateness of experimental design. The findings in this study are as follows: First, the program appeared to be effective in improving experimental design ability. Furthermore, the program appeared to be more effective in generating a higher level of the experimental design type and elaborateness. Therefore, in order to improve experimental design knowledge generation ability, the program can be utilized as effective learning model in elementary school.

• 한국지구과학회지
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• 제24권6호
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• pp.524-532
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• 2003

이 연구의 목적은 진자 과제에서 학생들의 가설 생성에 있어서 귀추적 추론 능력이 중요한 역할을 한다는 가설을 검증하고자 하는 것이다. 가설을 검증하기 위하여 5학년 학생들을 대상으로 하여 진자 운동에 대한 가설 생성 검사와 진자의 길이에 대한 선지식 검사를 실시하였다. 진자의 길이에 대해 선지식을 가지고 있는 많은 학생들이 그네 과제에 대한 가설 생성에 선지식을 적용하지 못하였다. 이러한 결과는 학생들이 가설 생성에 실패한 이유가 단지 선지식이 없어서가 아니라 오히려 귀추적 추론 능력이 부족한 것과 관련된다. 학생들이 성공적으로 가설 생성을 하기 위해서는 선지식 뿐만 아니라 귀추적 추론능력도 요구된다. 그러므로 이 연구는 가설 생성 과정에 있어서 선지식 이외에도 귀추적 추론 능력이 중요한 역할을 한다는 주장을 지지한다. 이 연구는 학생들의 가설 생성 능력을 계발하기 위해서는 과학 교육에서 과학적 선언적 지식 뿐만 아니라 귀추적 추론 능력에 대한 교육도 함께 제공되어야 함을 시사한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제25권3호
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• pp.257-270
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• 2006

The purpose of this study was to develop elementary students' ability to generate hypothesis knowledge through knowledge generation learning in science. The learning program consisted of a series of 28 activities to generate hypotheses in science. Eighty 6th grade students participated in the study and were divided into experimental and control groups. The experimental group was administered a program geared towards hypothesis generation learning and the control group was administered a program aimed at hypothesis expository learning in elementary science. After using the respective programs, subjects in both groups were tested in terms of their abilities in abductive knowledge generation and administered a descriptive self-report regarding their generation of hypotheses. Two of the 28 activity program worksheets in the experimental group were analyzed in terms of the quality and process of students' hypothesis generation. The results were as follows: 1) The experimental group showed significantly higher scores in terms of scientific knowledge generation (i.e. abductive knowledge generation) than the control group. 2) The degree of hypothesis explanation in the experimental group was significantly higher than in the control group in terms of the quality of the generated hypotheses. In addition, students in the experimental group generated more varied and valid knowledge than the control group in terms of sub-knowledge of hypothesis generation. Therefore, it can be argued that this program for hypothesis knowledge generation in elementary science students was effective in the generation of hypothesis knowledge.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권6호
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• pp.752-769
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• 2010

이 연구는 미시발생적 연구 방법을 사용하여 초등학생들이 생성한 과학적 의문의 변화를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 경기도 소재 I초등학교 6학년 학생 6명으로 학생들은 사이다에 넣은 건포도 관찰 과제와 촛불 관찰 과제로 6회에 걸쳐 활동하였다. 자료는 학생들이 작성한 과학적 의문 생성 활동지, 현장 관찰 기록, 면담을 통해 수집되었다. 연구 결과, 첫째, 초등학생들이 생성한 과학적 의문은 회기에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 둘째, 과제에 따라 과학적 의문 생성의 변화 과정이 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 셋째, 각 개인에게서 일어나는 과학적 의문의 유형 변화를 살펴봄으로써 동일한 과제에 대해회기에 따라 다른 결과가 나타나고 각 개인에게서 나타나는 변화 패턴이 다양하다는 것을 알 수 있었다. 즉 과학적 의문 생성활동에서 학생들은 개인 내 변산성과 개인 간 변산성이 존재함을 확인할 수 있었다. 따라서 이 연구의 결과는 과학적 의문 생성 지도에 다음과 같은 시사점을 줄 수 있다. 학생들에게 있어 과학적 의문의 생성은 지식의 성장, 획득 과정을 경험할수 있는 기회를 높여줄 수 있기 때문에 과학적 의문을 생성할 수 있는 상황을 조성하는 것이 중요하며 다양한 유형의 과학적 의문 생성을 위해 과제 선정 시 과제 속성에 대한 분석이 필요하다.

• 로봇학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.58-65
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• 2013

The purpose of this paper is to improve scientific attitude and interest of the elementary school students by using STEAM-based robots in education. In this work, we analyzed PDIE model that describes methodology for generating STEAM integrated education materials and then we also developed teaching materials utilizing STEAM-based robots. The effect of the STEM-based robots in education was analyzed through a test class which demonstrated the robots indeed help improving scientific attitude and interest of students. During the class, individual knowledge and experience of the students were integrated into the STEAM-based robots which then provide customized help for each student so that they have better understanding and interest in science, technology, and engineering field.