• 제목/요약/키워드: problem-solving experiment

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과학자의 문제 해결 과정에서 탐색된 과학 공감 (Scientific Empathy Discovered in Scientists' Problem-Solving Process)

  • 양희선;강성주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.249-261
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 과학자들의 문제 해결 과정에서 공감요소를 추출하고 그 공감요소가 과학자들의 문제 해결 상황에서 어떤 영향을 주고 있는지 확인해보고자 한다. 이에 본 연구는 창의성 연구자들이 언급한 과학자들 중 공통인물 6명을 분석대상으로 선정하고 그들의 자서전 및 그들의 일대기에 관련한 논문을 통해 그들의 문제 해결 사례에서 공감요소를 추출하여 이를 유목화 하였다. 총 12개의 서적과 50여개의 논문에서 제시한 사례를 Davis의 공감척도를 분석틀로 분석하였고 공통요인을 추출하였다. 그 결과 총 182개의 사례에서 과학 공감요소가 추출되었고, 이 중 33개의 공통요소가 발견되었다. 과학교육전문가집단의 내용타당도 검사를 통하여 본 사례의 타당도를 확인한 결과, 전문가의 내용타당도 I-CVI 평균은 .86, S-CVI 평균 .90값이 확인되었다. 과학자들이 문제 해결사례에서 활용하고 있는 공감요소는 인지적 공감으로 관점 취하기 측면에서 3가지(다른 학문 분야를 통한 공감, 연구대상의 관점에서 공감, 다른 사람의 의견 수용), 상상하기 측면에서 3가지(관찰 근거의 상상, 사고 실험, 연구 대상에 대한 유기체적 느낌), 정서적 공감으로 공감적 관심측면에서 3가지(동료 연구자의 의욕에 따른 반응, 연구대상에 대한 감동, 더 연구하고 싶은 흥분), 개인적 각성 측면에서 2가지(타인의 연구실패에 대한 불편한 감정, 문제에 대한 민감성)가 추출되었다. 이는 Davis의 공감요소와 완벽하게 일치한다고 할 수 없었으나 과학자들의 사례에서 발견되는 이러한 공통되는 요소를 기초로 과학 공감요소에 대한 정의가 가능할 것이다.

MCU를 활용한 프로그래밍 학습이 문제해결력 향상에 미치는 효과 (The Effects of Programming Learning on the Improvement of Problem Solving Ability Using MCU)

  • 진성수;박판우
    • 정보교육학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.319-328
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    • 2010
  • 컴퓨터 프로그래밍 교육은 학생들이 컴퓨터를 주체적이고 능동적으로 활용할 수 있도록 한다. 문제해결력 향상에 기여할 뿐만 아니라 수학적 능력, 창의적 사고, 논리적 사고력 등 고등인지 기술을 습득하는 데에도 매우 긍정적인 역할을 하고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 정보통신기술교육 운영지침에 따라 개발된 기존 프로그래밍 교육내용과 방법을 MCU 키트 활용 프로그래밍 학습으로 대체하여 학습자의 문제해결력 향상 정도를 알아보고자 하였다. 연구결과 MCU 키트를 활용한 프로그래밍 수업이 기존의 정보생활 교과서를 활용한 수업보다 문제해결력 향상에 긍정적인 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 문제해결력의 하위 요소인 문제인식, 정보수집, 분석, 확산적 사고, 의사결정, 기획력, 실행능력, 평가, 피드백의 모든 요소에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이고 있어 MCU를 활용한 프로그래밍 수업이 문제해결력 향상에 효과적이었음을 알 수 있었다.

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과학교과에서 협동적 형성평가 문제 만들기 및 해결을 통한 학습 정리 활동이 초등학생의 학업성취도 및 과학적 태도에 미치는 영향 (The Effects of Applying Cooperative Making Problems and Solving Problems for Formative Assessment at Finish Stage of Class on Elementary Students' Science Academic Achievement and Scientific Attitude)

  • 김소정;이규호
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제37권4호
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    • pp.339-351
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    • 2018
  • The purpose of this study is to examine the effect of cooperative making problems and solving problems for formative assessment at finish stage on science academic achievement and scientific attitude. This study is conducted in 51 sixth-graders of two classes. The experimental group was provided with a teaching-learning course based on cooperative making problem and solving problem at finish stage. And the control group was provided with general classes based on the contents in teacher's guidebooks. The experiment was performed with the second and third units of the sixth grade, for about two month and obtained the following results: First, students prefer to make supply-type items than multiple choices. And by the Bloom's revised taxonomy of educational objectives, students prefer to make the problem types of 'Factual Knowledge' and 'Conceptual Knowledge'. Also students prefer to make the problem types of 'Understanding' and 'Applying'. Second, cooperative problem making and solving problems at finish stage has same effect on academic achievement in comparison to teacher-driven activity. Third, the experimental group made statistically significant difference in self-efficiency, contrary to the general science classes. Especially, it turned out that a meaningful effect was discovered to a cooperativity, openness. Finally, it turned out that many students thought cooperative making problem and solving problem at finish stage gave the help approving their cooperativity and openness at the investigation of awareness.

고등학교 과학 천문분야의 CPS수업프로그램 개발 및 적용 (Development and Application of the CPS Instructional Program for the Astronomy Section of Highschool Science)

  • 신선영;김순식;최광선;최성봉
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.108-115
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    • 2011
  • The purpose of this study was to develop and apply a creative problem-solving(CPS) program of instruction for earth science. After the earth science sections of high school science textbooks were analyzed, a theme of instruction was selected from the first-year unit 'the origin and evolution of the universe', and a CPS model of instruction. 32 high school sophomores and juniors who were the members of an astronomy club in the city of Gimhae, South Gyeongsang Province, participated in the program, and they took a test in scientific creative problem-solving skills before and after the experiment to grasp the effect of the program on their creative problem-solving skills. Besides, a survey was conducted to find out their awareness of the program. As a result of implementing the CPS program based on the CPS model of instructional for the unit 'the origin and evolution of the universe', the program turned out effective at boosting the scientific creative problem-solving skills of the students. To be specific, they made a significant progress in validity and scientificity, but that's not the case for elaboration and originality. When their awareness of the CPS program was checked, they expected the program to spark their interest in astronomy and be beneficial to the improvement of their creative problem-solving skills, but they didn't rate group activities high on the ground that the group activities weren't performed smoothly. The findings of the study suggest that the CPS instructional program for the unit 'the origin and evolution of the universe' based on the CPS model of instruction had a good effect on the improvement of the scientific creative problem-solving skills of the students.

숲체험을 통한 환경오염예방교육이 유아의 자연친화적 태도 및 과학적 문제해결력에 미치는 효과 (The Effects of Education for Environmental Pollution Prevention through Forest Experiences on Children's Nature-Friendly Attitudes and Scientific Problem Solving Ability)

  • 강영식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1604-1611
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    • 2013
  • 본 연구는 숲체험을 통한 환경오염예방교육 활동이 유아의 자연친화적 태도와 과학적 문제해결력에 미치는 효과를 알아보는데 목적을 갖고 C농촌 소도시에 소재한 어린이집 만5세반 원아를 대상으로 실험집단 22명(남 12명, 여 10명)과 비교집단 22명(남 13명, 여 9명)으로 총 44명을 대상으로 실험조사 하였다. 분석결과 첫째, 집단별 유아의 자연친화적 태도의 변화를 분석한 결과 본 연구에서 적용한 숲체험을 통한 환경오염예방교육이 유아의 자연친화적 태도 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 집단별 유아의 과학적 문제해결력의 변화를 분석한 결과 본 연구에서 적용한 숲체험을 통한 환경오염예방교육이 유아의 전체 과학적 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 유아의 숲체험활동이 유아의 자연친화적 태도 향상과 과학적 문제해결력을 향상시키는데 유용한 교육적 활동임을 시사한 것이다.

엑셀의 활용이 일차함수 문제해결에 미치는 효과 (The Effects on Problem Solving of Linear Function Using Excel)

  • 이광상;조민식;류희찬
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제8권3호
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    • pp.265-290
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 엑셀의 활용이 일차함수의 문제해결에 어떤 영향을 미치는가를 알아보는데 있다. 엑셀을 활용한 교수실험 전과 후에 학생들의 함수에 관한 문제해결에서의 변화를 알아보기 위해 사전 사후 문제해결검사를 실시하였다. 문제해결검사 분석은 정확한 과정-대상관점, 근접한 과정-대상관점, 부정확한 과정-대상관점으로 범주화해 이루어졌다. 문제해결검사 분석 결과, 교수실험에 참여한 학생들 모두 일차함수에 관한 문제해결관점이 바람직한 방향으로 변화되었다. 엑셀을 활용한 탐구학습환경이 지필환경의 제한점을 보완할 수 있다는 시사점을 도출하였다.

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초등 수학에서 문제 만들기를 적용한 수업이 수학적 문제 해결력 및 태도에 미치는 효과 (Effects of Teaching with Problem Posing on Mathematical Problem Solving Ability and Attitude in Elementary School Mathematics)

  • 최윤석;배종수
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.23-43
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    • 2004
  • 문제 만들기 단계와 다양한 문제 만들기 학습 자료를 사용한 문제 만들기 교수-학습 모형을 고안하여 4-가 단계 수학 수업에 적용함으로써, 이 교수-학습 모형이 학생들의 수학적 문제 해결력 및 수학적 태도에 긍정적인 효과를 주는지 알아보았다. 이를 위해 실험반은 문제 만들기 교수-학습 활동을, 비교반에는 일반적인 교수-학습 활동을 실시하는 실험 연구를 실시하였으며, 그 결과 첫째, 문제 만들기를 적용하여 교수-학습 활동을 실시한 실험반이 비교반보다 문제 해결력 향상에 있어서 유의미한 효과가 있었고, 둘째, 문제 만들기를 적용하여 교수-학습 활동을 실시한 실험반의 수학 학습 태도에 긍정적인 변화가 있었음을 알 수 있었다.

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공간추론활동을 통한 기하학습이 수학적 문제해결력과 수학적 태도에 미치는 효과 (The Effect of Geometry Learning through Spatial Reasoning Activities on Mathematical Problem Solving Ability and Mathematical Attitude)

  • 신근미;신항균
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.401-420
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    • 2010
  • 본 연구는 공간추론활동을 통한 기하학습이 수학적 문제해결력과 수학적 태도에 미치는 효과를 알아보는데 목적이 있다. 이러한 연구 목적을 규명하기 위하여 서울특별시 소재의 초등학교 6학년 2개 반을 연구대상으로 선정하여 실험집단에는 공간추론활동을 통한 기하학습을, 비교집단에는 일반적인 기하학습을 실시하였다. 학습내용은 6학년 1, 2학기 단원에서 선정하였으며 이를 바탕으로 실험집단과 비교집단에 적용할 지도안, 활동지를 작성하여 4주 동안 11차시를 적용하였다. 그 결과, 공간추론활동을 통한 기하학습을 한 실험집단과 일반적인 기하학습을 한 비교집단의 사후 수학적 문제해결력에서 통계적으로 유의미한 차이가 존재하였다. 수학적 태도에서는 유의미한 차이는 보이지 않았지만 실험 집단 내에서는 실험 전에 비하여 실험 처치 후에 수학적 태도가 유의미하게 향상되었음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터, 공간추론활동을 통한 기하학습은 학생들의 분석력, 공간감각능력, 논리력을 향상시켜 이를 종합적으로 발휘해야 해결할 수 있는 수학적 문제해결력을 신장시키고 수학적 태도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

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건축디자인과정에서 문제해결의 특성에 관한 연구 (A study on the characteristic of problem solving process in the architectural design process)

  • 김용일;한재수
    • 한국디지털건축인테리어학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.53-59
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    • 2011
  • In creative design, it is necessary to understand the characteristic of architectural design. In the world of design problem, a distinction can be made between those that are well-defined and those that are ill-defined. Well-defined problems are those for which the ends or goal, are already prescribed and apparent, their solution requires the provision of appropriate means. For ill-defined problems, on the other hand, both the ends and the means of solution are unknown at the outset of the problem solving exercise, at least in their entirety. Most of design problems is ill-defined, which is unknown at the beginning of the problem solving exercise. In order to solve the design problem, Designers take advantage of the search methods of problem space, such as global-search-methods(depth-first-methods, breath-first-methods), local-search-methods(generate and test, heuristics, hill-climbing, reasoning) and visual thinking, which is represented through sketching. Sketching is a real part of design reasoning and it does so through a special kind of visual imagery. Also in the design problem solving it have been an important means of problem exploration and solution generation. By sketching, they represent images held in the mind as well as makes graphic images which help generate mental images of entity that is being designed. The search methods of problem space and a visual thinking have been crucially considered in the architectural design. The purpose of this paper is to explore the property of design by means of the pre-existed-experiment data and literature research. The findings will help design the architectural design for more creative results.

교사양성 대학에서의 일반화학실험 개선과 적용 (Reformation and Application of an Introductory Chemistry Laboratory at the University for Teacher Education)

  • 이화정;강성주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.346-352
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    • 2005
  • 이 연구에서는 문제 해결을 강조한 탐구적 일반화학 실험을 개발하여 그 적용 효과와 학생들의 실험에 참여하는 태도에 미치는 영향을 알아보는데 목적을 두고 있다. 문제 해결을 강조한 일반화학 실험이 실험에 참여하는 태도 변화에 효과가 있었는데, 맹목적 참여자에서 비판적 참여자로 변화한 수가 실험집단에서 3배 가까이 많았다. 또한, 차별성 인식, 탐구 정도, 토론의 유용성 부분에서 유의미한 차이를 보였다.