• 정보교육학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.307-315
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• 2022

본 연구의 목적은 예비 초등교사를 대상으로 확장현실(extended reality)의 기초 소양 강화를 위해 관련 기술들의 기본 개념을 이해시키고 교육용 콘텐츠를 제작하는 기본기를 갖출 수 있는 교육 프로그램을 설계하고 적용하는 것이며, 교육을 통해 습득한 지식을 실제 교육 현장에 적용해 볼 수 있는 기회를 제공하는 것이다. 이를 위해, 국내의 한 초등교원 양성대학에 재학 중인 다양한 전공의 학부생 12명을 연구대상자로 선정하고 6주에 걸쳐서 총 6회 동안 가상현실, 증강현실, 혼합현실의 기본적인 개념 및 콘텐츠의 제작 과정을 습득하기 위한 연수에 참여하도록 하였다. 연수 프로그램이 종료된 후에는 해당 교육을 통해 습득한 지식을 기반으로 초등 교육에 활용하기 위한 수업 콘텐츠를 직접 기획하고 제작하여 6학년 학생 22명을 대상으로 시범 수업을 시행하도록 하였으며 설문 조사를 실시하였다. 향후 연구의 개선을 위해서는 1) 교육 장비들의 확충 및 2) 단기간의 집중 연수 방식을 고려해야 하고, 3) 텍스트 프로그래밍의 선제 교육 및 4) 설문 조사 방식의 개선이 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2021년도 학술논문집
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• pp.167-173
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• 2021

본 연구는 초등학생 대상의 인공지능 교육에서 다루는 알고리즘의 종류, 활용하는 도구와 데이터의 범주를 논의하는 것을 목적으로 초등예비교사 11명을 대상으로 15주 동안 데이터, 인공지능 알고리즘, 인공지능 교육 플랫폼을 교육 및 실습한 후 설문하여 초등학생 수준을 고려한 데이터와 알고리즘의 범주, 교육 도구를 제시하고 적합성을 분석하였다. 설문을 통해 교사가 수업목적에 따라 사전에 데이터를 선정 및 가공하여 교육에 사용하는 것이 가장 적합하며, 분류와 예측 알고리즘이 초등 인공지능 교육에서 다루기에 적절하다는 결론을 도출하였다. 또한, 엔트리가 인공지능 교육 도구로서 가장 적합하며 인공지능의 학습이라는 개념을 교육하기 위해 수학적 지식을 설명하는 자료가 필요함을 확인하였다. 본 연구는 초등학생의 인공지능 교육에서 다루는 알고리즘과 데이터의 범주를 구체적으로 제시하고 이와 관련된 수학교육에 대한 필요성과 적절한 교육 도구를 분석하였다는 점에서 의의가 있다.

• 대한화학회지
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• 제43권5호
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• pp.578-588
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• 1999

본 연구에서는 제 6차 교육과정에서 사용되고 있는 고등학교 화학I교과서의 내용이 그 교과서를 배우는 학생들에게 인지요구도 측면에서 적절한가를 알아보고, 학생들이 이해하기 어렵게 서술된 부분에 대해서 교과내용을 학생들의 인지수준에 맞게 재구성하는 학습전략을 제시하고자 하였다. 교과서 내용을 이해하는데 필요한 인지요구도를 알아보기 위하여 영국에서 개발된 교과내용 분류틀(CAT)을 사용하여 3종의 교과서 내용을 분석하였고, 학생들의 인지수준과 논리유형별 형성정도를 알아보기 위하여 논리적 사고력 검사지(GALT 축소본)를 사용하여 서울지역 고등학교 2학년 학생 821명을 대상으로 조사하였다. 학생들의 인지수준 조사결과는 학교별로 차이가 있었으나 평균적으로 형식적 조작 수준 46.3%, 과도기 43.0%, 구체적조작 수준 10.7%로 나타났다. 교과서의 인지요구도 수준 분석 결과는 출판사별로 대동소이하였으며, 대부분의 개념들이 초기 형식적 조작 수준으로 나타났다. 후기 형식적 조작 수준을 요구하는 개념으로는 `원자량과 분자량', '화학반응에서의 양적 관계', '원소의 주기적 성질' 등이었다. 이러한 연구 결과는 현장 교사들에게 어떤 개념들이 학생들에게 어려운가를 알 수 있게 해주고 학습전략을 구상하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 아울러 교과내용의 인지요구도를 낮추기 위해 본 연구의 결과를 이용하여 교과서의 내용을 재구성하는 과정을 제시하여 누구나 본 연구의 결과를 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권4호
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• pp.569-590
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• 2023

본 사례 연구의 목적은 대수 문장제를 해결하고 일반화하는 과정에서 드러난 두 중학생의 공변 추론 수준을 비교하여 분석하는 것이다. 학교 수학에서 이차방정식을 학습하지 않은 중학생 2명을 대상으로 수업을 진행하였고, 수업이 모두 끝난 뒤 회고 분석 과정에서 속도가 일정하게 변하는 상황을 포함한 대수 문장제의 해결에서 두 학생 간의 차이가 두드러지게 드러났다. 이에 본 연구는 속도의 일정함을 가정하거나 속도가 일정하게 변하는 상황을 포함한 대수 문장제를 해결하거나 일반화하는 과정에서 학생들 스스로 구성한 두 변수에 대해 그들 사이의 변화 관계에 대한 이해 수준을 Thompson과 Carlson(2017)이 제안한 공변 추론 수준에 비추어 비교·분석하였다. 그 결과, 본 연구에서는 대수 문장제의 문제 해결 방식과 그 결과가 표면적으로 유사해 보이더라도 두 학생 간의 공변 추론 수준이 서로 다를 수 있음을 확인하였고, 대수 문장제를 해결하고 일반화하는 과정에서 드러난 유사성을 공변 관점에서 제시하였다. 이를 통해 본 연구는 대수 문장제의 교수·학습에서 문제 상황을 빠르게 식으로 변환하여 해를 찾는 데 주목하기보다 학생 스스로 변화하는 두 양을 찾고 그들 사이의 불변하는 관계를 다양한 방식으로 나타내는 활동이 충분히 다루어질 필요가 있음을 제안한다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.305-321
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• 2015

본 연구는 2009 개정 교과서 2학년 1학기 1단원 '세 자리 수'의 단원평가에 제시된 비비례모델과 관련된 문항의 적절성에 대한 문제제기에서 출발하여, 교과서 분석과 검사지 적용을 통해 2학년 수 개념 학습을 위한 비비례모델의 적용 가능성 탐색을 목적으로 한다. 결과적으로 2학년 초기 단계에서 비비례모델을 이용한 수 개념 지도는 교수학적으로 몇 가지 문제가 있음이 지적된다. 교과서 분석 결과로서 파악된 문제점은 첫째, 비례모델을 통한 학습 후 평가 시점에서만 비비례모델을 제시한 것, 둘째, 비비례모델을 제시할 때 수의 크기를 표시하지 않은 것, 셋째, 비비례모델이 처음 제시되는 시점에서 가장 어려운 수준의 유형을 이용한 것이다. 한편 학생 이해 측면의 문제점으로, 첫째, 비비례모델의 관계에 대한 이해도가 낮으며 특히 자릿값 개념에 기초하여 파악하는 경향이 있다는 점, 둘째, 비비례모델 간의 관계를 묻는 질문이 덧셈 맥락이 상실된 곱셈 맥락을 따른다는 점이 파악되었다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.153-176
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• 2016

본 연구의 목적은 동료 멘토링을 이용한 수업에서 교사의 수업 참여전략과 발문전략이 어떻게 학생의 수업 참여와 수학적 개념과 문제해결에 영향을 주는지 분석함으로써 교사가 학생들의 수업 참여를 촉진하는 방법론에 대한 시사점을 주는 것이다. 이를 위해 동료 멘토링 방법을 이용하여 수업을 진행하고 있는 중학교 1학년 수업과정 중에서 대표적인 수업을 비디오로 녹화하여 전사하였다. 자료 수집 후 학생들의 수업 참여를 촉진하는 참여전략과 수학적 개념과 문제해결에 도움이 될 수 있는 교사의 발문전략을 중심으로 분석하고, 1학기말 수학 성취도와 2학기말 수학 성취도를 비교하였다. 그 결과, 동료 멘토링에서의 편안한 분위기를 기반으로 하는 학습 환경에서의 다양한 수업 참여전략과 멘토링의 효과성에 따른 교사의 적절한 발문은 학습 과정에서 학생들의 학습 동기를 유발시켜 수업 참여를 촉진하였다고 볼 수 있다. 또한 효과적인 사회적 상호작용을 통해 수학적 개념 형성과 문제해결 과정에 도움을 줌으로써 수학 성취도를 향상시킬 수 있었다. 이러한 연구 결과는 학습자의 수업 참여를 촉진하기 위한 교수법과 교사의 역할과 기여를 구체적으로 제시함으로써 수업 참여전략과 발문전략을 동시에 고려하는 수업 설계에 실질적인 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.309-325
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• 2009

본 연구의 목적은 미국의 개정 교과서(reform curriculum) 중 하나인 CPMP 교과서 (코스1-코스3)와 한국의 교과서(중3-고2)를 사전에 설정한 비교 준거를 토대로 비교분석하여 두 교과서 및 교수 학습 환경에서의 차이점을 토대로 한국의 수학과 교육과정 및 수학 교과서의 질적 수준을 향상시킬 수 있는 요인을 찾아보는 데 있다. 비교 준거는 두 교과서의 구성상의 특징인 내용의 위계 및 지도계열의 설정, 수업의 방법적 접근 방법, 교수 학습 환경으로 설정하였다. 연구 결과, 한국의 교과서는 수학의 구조 또는 계통성, 수학 내적 연결망을 강조하여 수학의 구조를 효율적으로 전달할 수 있는 교수 방법에 맞게 구성되어 있고, CPMP 교과서는 수학의 계통성과 더불어 수학외적 연결망과 통합 연결망을 강조하여 학생들이 수학적 개념을 보다 다양한 맥락 속에서 탐구 활동을 통하여 학습할 수 있도록 구성되었다. 또, 한국 교과서의 경우 엄격한 개념의 일반화를 중요하게 여겨 논리적이고 형식적인 내용 전개 과정을 강조한 반면, CPMP 교과서는 비형식적 사고 과정 또는 직관을 중요하게 여겨 실생활 소재를 포함한 다양한 맥락 속에서 수학적 개념의 탐구와 문제 해결을 보다 강조하였다. 각 교과서가 사용되는 교수 학습 환경은 한국의 경우 주로 유의미 설명 방법으로 수업이 진행되었고 보조 학습 도구로 교구 및 학습지가 활용되었다. 반면, CPMP 교과서를 사용하는 교실에서는 학생들의 의사소통 활동을 강조한 모둠 활동과 그래픽 계산기의 사용이 강조되었다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.189-200
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• 2000

The purpose of this thesis is that the students understand the sentence stated math problems closely related to the real life and adapted the right solving strategies try to find the solution to a problem. The following research problem were proposed. 1. How repeated thinking lessons develop the understanding of problems and influence the usage of correct problem solving strategies and extensions of problem solving. 2. There are how much differences of achievement for each type of sentence stated problems by using comparative analysis of upper class, intermediate class, and lower class for each level between the experimental and comparative classes. In order to conduct this research the classes were divided into three different level - upper class, intermediate class and lower class. Each level include an experimental class and a comparative class. The two classes (experimental class and comparative class) of the same level were tested on the basis of class division record with the experimental class repeated learning papers for two weeks were used to guide the fixed thinking algorism for each sentence stated math problems. Eight common problems were chosen from a variety of textbooks : number calculation problems, velocity-distance-time problems, the density of a mixture, benefit problems, distribution problems, problems about working, ratio problems, the length of a figure problems. After conducting this research experiment The differences in achievement level between the experimental class and comparative class, were compared and analyzed through achievement tests made from the achievement test papers with seven problems, which were worth seventy points (total score). The conclusions of this thesis are as follows: Firstly, leaning activities through the usage of repeated learning papers for each level class produce an even development of achievement level especially in the case of the upper class learners, they have particular differences (between experimental class and comparative class) compared to the intermediate level and lower classes. Secondly, according to the analysis about achievement development each problems, learners easily accept the strategies of solution through the formula setting up to the problem of velocity -distance-time, and to the density of the mixture they adapted the picture drawing strategies interestingly, However each situation requires a variety of appropriate solution strategies. Teachers will have to employ other interesting solution strategies which relate to real life.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제7권2호
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• pp.139-168
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• 2005

본 연구에서는 분수의 곱셈에서 학생이 학교 수업을 받기 이전에 가지고 있는 비형식적 지식이 무엇인지를 알아보고, 그 지식을 형식화 할 수 있는 교수$\cdot$학습 방법을 추출하기 위해서 문헌 검토를 통해 6차시의 사전 교수$\cdot$학습안을 개발하고, 이를 바탕으로 초등학교 4학년 학생 7명에게 교수실험을 실시하였다. 교수실험 결과, 학생의 분수 곱셈에서의 비형식적 지식은 그림을 이용한 직접적 모델링 전략, 비형식적 언어에 의한 사고, 조작 가능한 수식에 의한 표상으로 나타났다. 또한, 교수실험과정에서 학생이 보인 반응을 분석하여 (분수)$\times$(자연수), (자연수)$\times$(분수), (단위분수)$\times$(단위분수), (진분수)$\times$(진분수)의 곱셈에서 비형식적 지식을 형식화하기 위한 교수$\cdot$학습 방법을 제시하였고, 이에 터하여 분수의 곱셈에서 학생의 비형식적 지식을 형식적 지식으로 연결하기 위한 교수$\cdot$학습 활동자료를 제시하였다. 본 연구에서 개발한 교수$\cdot$학습 활동자료는 학생이 가진 비형식적 지식에 기초하여 형식적 지식을 의미 있게 학습할 수 있도록 할뿐만 아니라 더 나아가 수학적 사고력과 긍정적인 수학 성향을 길러줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권4호
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• pp.335-347
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• 2014

관찰과 측정을 기본으로 하는 과학의 교과에서 "크기(size)"와 그를 나타내는 "척도(scale)"는 물질의 물리적 속성과 과학적 현상을 이해하도록 돕는 중요한 개념이다. 또한, 사물의 수, 크기나 양을 어림잡거나 그것을 정확하게 표현하는 것은 수학에서 수의 개념 형성과 발달, 표현법의 습득, 나아가서는 연산에 관한 사고로의 발전과 관련되어있는 문제라고 볼 수 있어 "크기와 척도" 개념은 수학과 과학의 기본이며 동시에 두 교과를 연결하는 개념이다. 일반적으로 "크기와 척도"는 쉬운 개념이라 생각되지만, 실제 학생들은 물질의 크기를 제대로 이해하지 못하거나 척도로 나타내는 것을 어려워하는 것을 알 수 있다. 이는 단지 물질의 크기를 정확히 알지 못하는 정확성에 관한 오류로만 그치는 것이 아니라 종종 연관된 개념을 추론하거나 개념을 확장해 과학의 현상을 이해하는 과정에서의 어려움으로 이어진다. 이와 관련해 수와 연산에 관한 개념이해와 학습의 어려움에 관한 수학교육분야의 연구는 다양하게 진행되었지만, 과학교육분야에서의 연구는 많지 않았다. 본 연구에서는 "크기와 척도"에 관한 학생들의 사고를 더 잘 이해하고 과학 학습의 어려움에 관한 원인을 분석하기 위해 수학적 구조분석을 적용하였다. 수학교육에서 설명한 수 개념의 발달에 따른 사고유형(덧셈이전의 사고, 덧셈적 사고-additive reasoning, 곱셈적 사고-multiplicative reasoning)을 적용하여 7단계의 수학적 구조를 만들고 이를 이용하여 "크기와 척도"와 관련된 과제를 수행한 학생들의 인터뷰 데이터를 체계적으로 분석하였다. 수학적 구조를 바탕으로 한 개념 틀은 다양한 학생들의 사고를 분석하는 기준이 되었고, 또한 학생들이 겪는 개념이해의 어려움을 해석하는 도구가 되었다. 수 개념의 발달에 맞춘 수학적 사고구조를 적용한 분석은 학생들의 개념 유형의 구분을 명확히 하였고 설명이 모호했던 전환 단계(transition stage) 유형을 밝혀내어 수업에서 고려되어야 할 점들을 구체적으로 드러내었다. 이는 수학과 과학, 두 교과 간의 틈을 줄일 뿐 아니라 연결점을 찾아 학생들의 개념이해와 어려움의 원인을 분석하는데 폭넓은 시각을 제공한다는 점에서 최근 많은 관심을 받고 있는 STEM 혹은 수학과 과학의 융합 수업을 위한 소재로의 가능성을 제시해준다.