• 한국과학교육학회지
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• 제39권1호
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• pp.89-99
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• 2019

이 연구는 중학교 '진화' 단원을 디지털 교재로 개발하여 학생들의 진화 개념 형성과 학습에 대한 흥미에 효과가 있는지 알아보고자 하였다. 오랜 시간에 의한 생물의 변화를 설명하는 생물 진화에 대한 설명은, 많은 내용을 다양하게 제공할 수 있고, 영상을 제작하고 편집할 수 있으며, 어려운 개념을 재미있게 제공할 수 있는 디지털 교과서가 서책형 교과서를 통해 이루어질 때 효과적일 수 있다. 연구를 위해 먼저 5E 순환학습 모형을 기반으로 전자책 저작 도구인 iBooks Author를 활용하여, 4차시로 구성된 진화수업을 만들었다. 개발한 디지털 교재의 효과 검증을 위해 서책형 수업과 디지털 교과서를 활용한 수업을 비교했다. 서책형 교재를 통한 수업과 디지털 교재를 활용한 수업 모두 진화 개념 형성에 유의미한 효과를 보였으나 생명 과학 흥미도와 진화 흥미도는 디지털 교재 수업 집단에서만 유의미하게 증가하였다. 또한 학생을 유형별로 나누어 디지털 교과서 효과를 확인한 결과 디지털 리터러시에 따라 스마트 기기에 친숙한 그룹이 수업에 더 적극적이었고 흥미가 높았다. 개발된 디지털 교재의 만족도 역시 디지털 리터러시가 높은 그룹에서 긍정적인 점수를 나타냈다. 이 연구 결과는 진화 영역 디지털 교재 개발은 어려운 진화 개념을 쉽고 재미있게 접근할 수 있는 수업 도구가 될 수 있음을 알려준다.

• 한국과학교육학회지
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• 제39권4호
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• pp.479-488
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• 2019

이 연구의 목적은 미래 융합형 과학기술인재가 갖추어야 할 역량을 도출하고 이러한 역량을 양성할 미래학교의 인재상, 교수 학습 방법, 평가방법, 교사들의 역량 및 양성방안을 탐색하는 데 있다. 미래학교의 모습을 도출하기 위해 현장교원, 과학기술 분야 대학생 등 관련 분야 종사자 25명이 참여하여 미래워크숍을 진행하였다. 연구결과에 따르면, 미래 융합형 과학기술인재들은 빠르게 변화하는 시대에 대처할 수 있는 유연한 사고, 기존의 방식이 아닌 새로운 방식으로 문제를 해결할 수 있는 창의적 사고를 지닌 인재가 될 것으로 기대된다. 다시 말해, 예상치 못한 상황을 받아들이고 그 상황에서 적절하게 문제를 해결해나가는 힘이 필요하다는 것이다. 따라서 이와 같은 인재를 양성하기 위해서는 미래학교의 모습 역시 유연하고 활동적으로 변화될 필요가 있다. 지식기반의 정보를 전달하는 경직된 학교에서는 유연하고 창의적인 인재를 길러낼 수 없기 때문이다. 미래학교는 학생들이 자연스럽게 여러 가지 상황에 직면하여 크고 작은 문제를 해결해나갈 수 있도록 활동 기반의 수업으로 변화해야 하며, 성취기준이 아닌 상황별로 학생들이 보인 결과를 정리하여 피드백 할 수 있는 평가시스템이 마련되어야 할 것이다. 또한, 교사 역시 다양한 경험을 가지고 지속적으로 교수역량을 개발해나가는 교사가 될 수 있도록 제도와 시스템을 개편해야 할 것이다. 연구결과를 바탕으로 미래 융합형 과학기술인재 교육 방안을 제안하였다.

• 영재교육연구
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• 제25권5호
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• pp.697-709
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• 2015

본 연구의 주요 목적은 초등과학영재교육에서 활용할 수 있는 원격천문대 시스템을 구축한 후, 이를 활용한 천체관측 교육 프로그램을 개발하고, 초등과학영재에게 적용하여 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이와 같은 연구 목적을 달성하기 위해 경기도 소재 A초등학교와 B초등학교 5학년 과학영재학생 35명을 대상으로 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램을 적용하여 과학탐구능력과 과학적 태도 검사를 실시하였다. 교육 프로그램을 적용해본 결과 과학탐구능력의 하위 요소 중 기초탐구능력과 통합탐구능력 모두에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 기초탐구능력과 통합탐구능력을 종합한 과학탐구능력에서도 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램이 초등과학영재의 과학적 태도에 미치는 영향 역시 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 하위요소로는 개방성, 협동성, 끈기성, 창의성에서는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났으나 호기심, 비판성, 자진성에서는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 원격천문대 시스템을 활용한 천체관측 교육 프로그램은 기존의 지구 외부 세계와 학습자가 분리된 채 이루어진 천문교육을 스마트 인프라의 적용을 통해 참여와 공유, 융합을 구현하여 학습자의 역량을 강화시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국도서관정보학회지
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• 제32권4호
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• pp.303-329
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• 2001

본 연구는 인터넷상에 존재하는 지식과 정보가운데서 국내 실정에 적합한 국내 제작 교육용 사이트 중심으로 선별하여 초. 중. 고등학교의 학교도서관의 목적과 특성에 맞는 사이트를 체계적으로 조직, 축적, 제공하는 인터넷 학교도서관의 컨텐츠 구성에 목적을 두고 있다. 인터넷학교도서관 미디어센터의 컨텐츠 구성은 <사이버 도서관>, < 교수학습 자료 지원>, <학생지도 및 상담>의 3 영역으로 나뉘고 그 밑에 16개의 하위 영역을 두어서 구성되었다 이용자 친화적인 인터페이스의 구성을 위해 커뮤니케이션 기능을 강화하였으며, 복잡한 홈페이지상의 방향상실을 방지하기 위해 사이트맵, 색인, 검색엔진과 방향을 나타내는 방향 아이콘 등을 적절히 배치하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.131-139
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 구조물 기반 블라인드박스를 이용한 실습교육이 다차원 방사선영상해독력에 미치는 교육적 효과를 알아보고자 하였다. 대상은 2020년부터 2022년까지 3년간 진행된 디지털의료영상학 실습에 참여한 방사선학과 2학년의 83명(남자: 49명, 여자: 34명)이었다. 학습방법은 3D 프린팅 기술을 이용하여 자체 설계한 블라인드박스 내 구조물을 출력하였다. 이를 엑스선 촬영한 한 후 소그룹별로 블라인드박스 내 구조물영상을 분석한다. 분석 결과로 3차원구조물을 지점토로 자체 제작하고 엑스선 촬영한 후 블라인드박스 내 구조물영상과 일치하는지 비교한다. 평가방법은 수업성실도(평소 수업태도, 예·복습 정도, 학습목표이해도), 방사선영상해독력(엑스선감쇠개념, 대조도개념, 윈도우닝개념, 3차원해독력), 수업만족도(흥미도, 외부추천도, 수업몰입도)를 5점 리커트 척도로 무기명 자기 기입방식으로 설문조사하였다. 그 결과 모든 평가항목이 남녀 간의 유의한 차이 없이 높은 긍정적인 효과가 있었다. 블라인드박스를 이용한 실습교육은 3D 프린팅 기술을 활용한 방사선교육공학의 의미있는 사례로써 학생들의 문제해결능력 향상과 전공과목의 만족도를 증대시키는 콘텐츠로 활용되기를 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권3호
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• pp.311-324
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• 2022

이 연구에서는 초등 과학영재 학생의 과학티콘 유형 및 과학티콘 만들기에 대한 인식을 분석하였다. 이를 위해 서울특별시 소재 2개 과학영재교육 기관에서 과학영재교육을 받는 4~6학년 학생 71명을 대상으로 과학티콘 만들기 수업을 시행하고, 학생들이 만든 과학티콘을 그 수와 유형에 따라 분석하였다. 또한 설문지와 집단 면담을 통해 과학티콘 만들기에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 과학티콘의 '형태'에 따른 유형 분석 결과를 살펴보면, 과학영재 학생들은 글의 '기술 형태'에서는 '문답형'보다는 '단어형'이나 '문장형'이 더 많았고, '생성 형태'에서는 다른 유형보다 '발음 유희형'과 '혼합형'이 더 많았다. 그림의 '표현 형태'의 경우에는 '텍스트 유형'보다 '그래픽 유형'과 '애니메이션 유형'이 더 많았다. 과학티콘의 '정보'에 따른 유형 분석 결과에서는, '감정'의 경우 '긍정 감정'과 '부정 감정'이 고르게 나타났다. '구성 수준'에서는 기존의 과학티콘을 '일부 수정' 하거나 '전면 재구성'하기보다는 완전히 '새로 구성'한 경우가 더 많았다. '교육과정 초과 여부'에서는 해당 학년 이하보다 상위 학년의 과학과 교육과정에 포함된 과학 지식을 활용한 경우가 더 많았다. '과학 학문 영역'에서는 '에너지', '생명', '지구와 우주', '융합' 영역보다 '물질' 영역의 과학 지식을 활용한 경우가 더 많았다. '과학 지식활용'에서는 '특성 활용형'과 '원리 활용형'보다 '명칭 활용형'이 더 많았다. 학생들은 과학티콘 만들기에 대해 과학 지식의 습득, 다양한 고차원적 사고력 향상, 과학 지식의 설명, 활용, 기억, 이해의 용이성, 재미와 즐거움 및 과학에 관한 관심과 흥미 유발, 감정 표현 기회 증가 등의 긍정적인 인식을 가지고 있었다. 하지만 과학티콘 만들기 과정에서의 어려움, 시간 부족, 단순히 재미로 끝날 우려 등의 제한점도 일부 인식하고 있었다. 이에 대한 교육적 함의를 논하였다.

• 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.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.17-23
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• 2020

인간의 특성과 관련된 측정 항목을 나타내는 생체정보는 도난이나 분실의 염려가 없으므로 높은 신뢰성을 가진 보안 기술로서 큰 주목을 받고 있다. 이러한 생체정보 중 지문은 본인 인증, 신원 파악 등의 분야에 주로 사용된다. 신원을 파악할 때 지문 이미지에 인증을 수행하기 어려운 상처, 주름, 습기 등의 문제가 있을 경우, 지문 전문가가 전처리단계를 통해 직접 지문에 어떠한 문제가 있는지 파악하고 문제에 맞는 영상처리 알고리즘을 적용해 문제를 해결한다. 이때 지문에 상처와 주름이 있는 지문 영상을 판별해주는 인공지능 소프트웨어를 구현하면 손쉽게 상처나 주름의 여부를 확인할 수 있고, 알맞은 알고리즘을 선정해 쉽게 지문 이미지를 개선할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인공지능 소프트웨어의 개발을 위해 캄보디아 왕립대학교의 학생 1,010명, Sokoto 오픈 데이터셋 600명, 국내 학생 98명의 모든 손가락 지문을 취득해 총 17,080개의 지문 데이터베이스를 구축했다. 구축한 데이터베이스에서 상처나 주름이 있는 경우를 판별하기 위해 기준을 확립하고 전문가의 검증을 거쳐 데이터 어노테이션을 진행했다. 트레이닝 데이터셋과 테스트 데이터셋은 캄보디아의 데이터, Sokoto 데이터로 구성하였으며 비율을 8:2로 설정했다. 그리고 국내 학생 98명의 데이터를 검증 데이터 셋으로 설정했다, 구성된 데이터셋을 사용해 Classic CNN, AlexNet, VGG-16, Resnet50, Yolo v3 등의 다섯 가지 CNN 기반 아키텍처를 구현해 학습을 진행했으며 지문의 상처와 주름 판독에서 가장 좋은 성능을 보이는 모델을 찾는 연구를 수행했다. 다섯가지 아키텍처 중 지문 영상에서 상처와 주름 여부를 가장 잘 판별할 수 있는 아키텍처는 ResNet50으로 검증 결과 81.51%로 가장 좋은 성능을 보였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.48-67
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• 2013

본 연구는 특성화고 교육의 주요 수요자가 될 중학생, 학부모, 산업체 인사 담당자의 특성화고 진학 및 졸업 후 진로에 대한 인식을 조사하여 특성화고의 운영 방향에 관한 시사점을 제안하고자 한다. 이를 위해 충남 아산시의 중학교 3학년생과 학부모 및 산업체 인사를 대상으로 조사 연구를 실시하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 중학생과 학부모는 대체로 특성화고 마이스터고 등 직업 교육 기관보다는 일반고 진학을 희망하였고 고교 선택 요인으로 중학생은 학업 성적을, 학부모는 적성 소질을 가장 고려하였다. 둘째, 중학생 학부모 산업체 인사는 특성화고의 목적을 학생의 소질 적성 향상 및 취업으로 인식하였고, 특성화고의 긍정적인 이미지는 소질 적성을 일찍 살림, 취업이 잘됨, 졸업 후 자립이 빠름, 우수한 기술 습득 등으로, 부정적인 이미지는 사회적 편견 및 차별, 성적이 좋지 않은 학생의 진학, 승진 임금 등에 대한 불이익, 대학 진학에 불리 등으로 인식하였다. 또한 특성화고 교육이 전공분야 기초 실무 능력 향상, 직업 기초 능력 함양, 창의 인재 육성, 바른 인성 및 태도 함양에 대해 효과가 있는 것으로 인식하였다. 셋째, 다수의 중학생과 학부모가 아산시에 특성화고 설립 시 특성화고 진학 의사를 나타냈고 진학 이유는 적성 소질을 일찍 살림, 우수한 기술 습득, 조기 취업 희망 등, 미진학 이유는 적성 소질에 맞지 않음, 특성화고에 대한 인식 부족, 대학 진학에 불리, 사회적 편견 및 차별 등이었다. 또한 특성화고 졸업 후 취업과 대학 진학을 비슷하게 희망하였고 취업 이유는 대체로 사회 진출을 빨리하여 성공하고 싶거나 대학을 졸업해도 취업하기 어렵기 때문에, 진학 이유는 대체로 전공에 대한 심화교육과 학력에 따른 사회적 차별 때문이었다. 중학생 학부모 산업체 인사가 인식하는 채용 기준으로 직무 수행 능력이 가장 큰 비중을 차지하였다. 중학생과 학부모는 공업 계열 학과, 가정 가사 및 상업 관련 학과를 주로 희망하고 있으며 학과 선택을 위해 적성 소질, 미래 유망, 취업에 유리함 등을 고려하였다. 산업체 인사의 특성화고 학생의 채용 이유는 학생을 산업체의 인재로 성장, 학생이 직무 수행 능력을 갖춤, 고졸 수준의 인력이 필요함 등이었고, 인력이 필요하거나 학생이 직무 수행 능력을 갖추면 채용할 수 있다는 일부 응답이 있었다. 이상의 결과에 따른 특성화고 운영 방향에 대한 제언은 다음과 같다. 특성화고는 학생과 학부모의 다양한 요구에 부합도록 학과 및 교육과정을 다양화하고 진로 지도에 입각한 특성화고 입학 시스템을 구축하며 일 기반 현장 학습을 구축하여 학생의 직무 수행 능력을 향상시켜야 한다. 정부는 특성화고 학생의 실질적인 경력 발달이 가능하도록 선취업 후진학 정책을 정비하고 취업률 등 정량적 평가보다는 특성화고 교육의 내실화를 위한 방향으로 관련 정책을 추진하며, 특성화고 관련 기능 인력이 제대로 평가 및 대우받을 수 있는 각 부처의 협력적 지원이 요구된다.

• 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.