• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제37권2호
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• pp.219-231
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• 2018

This study surveyed the elementary school teachers' use of visual representations and their perceptions of the functions of visual representations in the teaching of electricity unit. A total of 110 elementary teachers who have experiences in teaching electricity unit responded to online survey. The result showed firstly that most of the teachers use visual representations in their teaching and it is mostly limited to those presented in textbooks or images that they can get easily from internet search. Secondly, elementary teachers thought that they have high ability in using visual representations and low ability in understanding students' visual presentation ability. Thirdly, visual representations are more often preferred to be used as teacher-centered ways than student-centered ways for motivating students and conceptual understanding. However, in case of scientific inquiry, both teacher-centered and student-centered ways were equally preferred. Lastly, the teachers' perceptions of the functions of visual representations were categorized into 'teaching-instrumental function', 'learning-instrumental function', 'communicative-instrumental function' and 8 subcategories were found. The most frequent function was the 'information delivery function' in the 'teaching-instrumental function' category. Implications for teacher education and further studies were discussed.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.418-431
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• 2022

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 과학 디지털교과서의 물질 영역에 제시된 외적 표상의 양식과 제시 방법, 상호작용성을 분석하였다. 선행연구의 분석틀을 본 연구의 맥락에 맞게 수정·보완하여 사용하였으며, 3~6학년 디지털 과학교과서에서 물질 영역을 다루는 단원을 '본문'과 '탐구'로 구분하여 분석하였다. 분석 결과, 외적 표상의 양식은 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 가장 많이 제시되었으며, 청각비언어 표상은 본문에만 높은 빈도로 제시되고 청각언어 표상은 본문과 탐구 전체에서 낮은 빈도로 제시되었다. 제시 방법 측면에서 언어적 표상과 시각비언어 표상이 함께 나타난 경우에는 대부분 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시되었다. 시각언어 표상, 청각언어 표상, 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우 중 일부에서 시각언어 표상과 청각언어 표상의 정보가 중복적으로 제시되었다. 그리고 내용과 관계없는 청각비언어 표상이 다른 외적 표상들과 함께 제시되었으며, 그 빈도는 특히 본문에서 높았다. 근접성 측면에서 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 다른 페이지에 배치되는 경우는 없었고, 청각언어 표상을 시각비언어 표상과 다른 시점에 제시하는 경우도 없었다. 상호작용성 측면에서는 설명적 피드백과 낮은 수준의 조작이 주로 나타났다. 이상의 결과를 바탕으로 다중 표상 학습의 관점에서 디지털교과서를 개선하기 위한 방안을 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권2호
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• pp.253-262
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• 2017

본 연구에서는 중등 전자기 수업에서 사용하는 시각적 표상의 역할에 대한 교사의 인식과 활용 실태를 조사하고 시각적 표상 활용과 관련해서 교사가 겪는 어려움을 파악하고자 하였다. 조사는 온라인 설문 방식으로 진행되었으며 과학교사 121명이 참여하였다. 연구 결과에 따르면, 교사들은 전자기 수업에서 시각적 표상 활용의 중요성에 대해 전반적으로 동의하였으나, 시각적 표상을 주로 과학 지식의 전달 도구로만 인식하는 경향이 있었다. 실제 수업에서 활용하는 방식은 주로 인터넷을 검색을 바탕으로 컴퓨터를 활용해 제시하는 방법을 가장 많이 사용하였다. 구체적으로 전자기 수업에서 널리 활용되는 세 가지 시각적 표상(검전기의 정전기 유도, 전류 주변의 자기장, 전동기의 구조와 원리)에 대해 활용 방식을 조사한 결과, 학생 중심 활용보다 교사 중심 활용이 두 배 가량 많았고, 시각적 표상의 '해석', '구성', '적용', '평가'와 관련해서는 '교사의 구성'이 가장 빈번한 것으로 나타났다. 이러한 교사 중심의 시각적 표상 활용 실태는 시각적 표상의 역할에 대한 교사의 제한적 인식과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 보인다. 또한 주어진 세 가지 시각적 표상 활용과 관련된 교사의 어려움은 크게 '교사 자신', '학생', '표상 자체의 특성', '자료 부족이나 수업환경'에 기인한 것으로 범주화되었다. 시각적 표상의 연구와 개발에 있어서 이러한 요인들이 적극 고려되어야 하며 과학 수업에서 시각적 표상을 효과적으로 활용하기 위해서는 시각적 표상의 역할에 대한 교사의 인식이 확장되도록 하고, 교사의 표상 활용 능력을 증진시키는 것이 필요하다.

• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제18권1호
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• pp.31-40
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• 2014

Working with dynamic visual representations can help students-with-computer discover new mathematical ideas. Students translate among multiple representations as a strategy to investigate non-routine problems to explore possible solutions in mathematics classrooms. In this paper, we use the area models as new representations for our secondary students to investigate three problems related to the average speed of a particle. Students show their ideas in the process of investigating arithmetic mean, harmonic mean, and average speed through their created dynamic figures. These figures really utilize dynamic geometry software.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.416-428
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• 2020

이 연구는 2015 개정 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학과 디지털교과서의 물질 단원에 제시된 외적 표상의 활용 실태를 분석하였다. 5종의 디지털교과서에 제시된 외적 표상의 수준, 양식, 제시 방법, 상호작용성을 분석하였다. 외적 표상의 수준은 거시적 수준의 외적 표상이 주로 제시되었고, 입자적 설명은 거시적 수준과 미시적 수준의 외적 표상이 함께 제시되었다. 외적 표상의 양식은 주로 시각언어와 시각비언어 표상으로 제시되었고, 청각언어 표상이나 청각비언어 표상은 거의 제시되지 않았다. 시각언어 표상과 청각언어 표상은 대부분 형식적인 형태로 제시되었고 시각비언어 표상은 운동성이 포함되지 않은 정화상이 가장 많이 제시되었다. 외적 표상의 제시 방법은 세 가지 측면에서 분석하였다. 첫째, 주로 시각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시되었고, 청각언어 표상과 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우는 나타나지 않았다. 청각언어, 시각언어, 시각비언어 표상이 함께 제시된 경우, 일부는 청각언어 표상의 정보가 시각언어 표상에서 중복적으로 제시되었다. 둘째, 학습 내용과 관계없는 청각비언어 표상이 다른 외적 표상들과 함께 제시되었다. 셋째, 시각언어 표상과 시각비언어 표상을 다른 페이지에 배치하는 형태는 거의 나타나지 않았고, 청각언어 표상과 시각비언어 표상은 항상 동시에 제시되었다. 외적 표상의 상호작용성에서 설명 영역은 조작 수준의 상호작용성이, 활동 영역은 피드백 수준의 상호작용성이 주로 제시되었고, 두 영역 모두 적응과 소통 수준의 상호작용성은 거의 나타나지 않았다. 이상의 결과를 바탕으로 디지털교과서 집필 방향에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제12권2호
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• pp.81-97
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• 2009

수학 문제를 해결하는 과정에서 시각적 표현을 적절히 활용하면 문제의 의미를 보다 확실히 이해할 수 있고 궁극적으로 문제를 해결할 가능성을 높인다. 본 연구는 6학년 학생들을 대상으로 수학 문제를 해결할 때 시각적 표현을 얼마나 사용하는지, 어떤 유형을 어떻게 활용하는지, 그리고 이런 시각적 표현의 사용 및 유형과 문제해결과의 관계는 어떠한지 분석하였다. 연구 결과, 많은 학생들이 시각적 표현보다는 수식을 사용하는 경우가 많았던 반면에, 시각적 표현을 사용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 성공률이 높게 나타났다. 시각적 표현 중에서도 도식 표현을 사용한 학생들이 성공적인 문제 해결에 도달할 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 본 논문은 수학 문제 해결에서의 시각적 표현의 중요성과 그에 대한 지도 방향에 시사점을 제공한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제39권1호
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• pp.26-39
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• 2020

Visual Representation Competence Taxonomy (VRC-T) was developed in previous study(Yoon, 2018) to provide a framework conducive to assess visual representation competence and to devise appropriate educational activities for it. This study is an extension of the previous study. It aimed to explore the usefulness of VRC-T and revise it by analyzing the patterns of visual representation use in science lessons. The researcher collected lesson plans on shadow principle from 11 pre-service and 13 in-service elementary teachers and conducted individual interviews regarding what visual representations they considered and how they tried to use them in science lessons. VRC-T was used as an analytical framework to examine the types and cognitive processes of visual representations. As a result, new categories were added and the revised VRC-T was completed (VRC-TR). It was also found that both pre- and in-service teachers mainly focused on 'interpreting' the 'descriptive representation' while designing their lesson plans. Additionally, in-service teachers showed more limited use of visual representations compared to pre-service teachers. In-service teachers largely relied on the national science textbooks, while pre-service teachers reflected their own learning experiences in their teacher-training program. These results showed that teachers' use of visual representations heavily relied on their prior learning and teaching experiences. The VRC-TR presented in this study and examples of class activities in each category can be helpful for teachers and researchers who want to use visual representations more effectively.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.161-170
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• 2018

과학자들은 연구 과정에서 다양한 시각적 표상을 다양한 방식으로 활용한다. 과학 교수 학습 과정에서도 시각적 표상은 과학 개념을 가르치거나 이해하기 위한 수단으로, 또 학생의 과학적 사고를 촉진하고, 탐구 능력을 증진시키기 위한 도구로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 과학 교수 학습 과정에서 효과적인 시각적 표상 활용을 촉진하고, 체계적인 과학교육 연구의 기초를 제공하고자 하는 목적으로 시각적 표상능력의 교육목표 분류체계(visual representation competence taxonomy: VRC-T)를 개발하였다. VRC-T는 시각적 표상 유형과 인지 과정, 2개 차원으로 구성하였고, 선행 연구를 고찰하여 초기 모형을 개발한 뒤 교사 중심의 타당도 검토 결과, 전문가 중심의 타당도 검토 결과를 반영하여 최종 모형을 개발하였다. 최종 모형에서 시각적 표상 유형은 크게 '기술적 표상', '과정적 표상', '설명적 표상'으로 구분하였으며, 시각적 표상의 인지 과정은 크게 '해석하기', '통합하기', '구성하기'로 구분하였다. VRC-T의 타당화 과정과 각 세부 범주의 개요 및 예시를 설명하였고 가능한 활용 방안을 제안하였다.

• 과학기술학연구
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• 제10권2호
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• pp.107-141
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• 2010

과학적 활동에서 시각화(visualization)는 새로운 현상을 재현(representation)하기 위한 하나의 방식이다. 특정한 시각화 방식이 믿을만한 재현으로 구성되는 과정은 관련 기구와 실행에 대한 행위자들의 협상과 체화를 수반하는 사회-기술적 과정이며, 이로부터 생산된 시각적 재현은 해당 분과의 사실주의와 인식적 가치에 의해 정당성을 획득한다. 이 논문에서는 얼굴 인식 메커니즘에 대해 서로 다른 주장을 제시하는 두 과학자 그룹이 논문에 제시하고 있는 시각적 이미지들을 분석함으로써, 이들이 특정한 시각화 방식을 구성하여 자신들의 연구 가설을 재현하는 과정을 살펴본다. 두 그룹은 동일한 fMRI 기술을 사용했지만, 서로 다른 fMRI 실험 패러다임과 시각적 자극을 사용함으로써 상이한 이론을 뒷받침 하는 시각적 증거를 만들어냈다. 이 때, fMRI 자극으로 활용된 시각적 이미지는 해당 과학자가 특정한 방식으로 현상에 개입하고 자신의 연구 가설을 실험 가능한 것으로 만드는 도구이자, 다른 과학자들과 소통하고 설득함으로써 연구자가 제시하는 해석의 설득력을 높이는 수단이었다. 이렇게 서로 다른 실험 패러다임 속에서 생산된 시각적 증거들은 뇌영상과 이론적 모델 사이를 연결하는 중간 재현물로, 이러한 시각적 재현의 연쇄가 이루는 정합성에 기초해서 얼굴 인식 메커니즘에 대한 서로 다른 주장에 과학적 가치가 부여되었다. 본 논문의 사례와 같이, 같은 현상에 대한 상이한 재현이 공존하는 현상은 이러한 재현이 과학자 사회 내부의 맥락에 철저히 의존해서 만들어지는 것임을 드러내며, 이는 과학적 지식의 가치와 한계를 다시 생각해볼 수 있는 기회를 제공할 것이다.

• 대한화학회지
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• 제67권5호
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• pp.353-361
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따른 중학교 과학과 교과서의 물질 단원에 제시된 시각적 입자 표상의 활용 방식을 분석하였다. 4종의 과학 교과서의 물질 단원을 설명, 탐구, 평가 영역으로 구분하고 제시된 시각적 입자 표상의 활용 형태, 요구되는 활동 방식, 활동 수준을 분석하였다. 설명 영역의 경우 시각적 입자 표상은 주로 보조적 활용 형태로 제시되었으며 탐구와 평가 영역의 경우 직접적 활용 형태로 주로 제시되었다. 직접적 활용의 시각적 입자 표상의 활동 방식은 설명과 평가 영역에서는 주로 해석하기가, 탐구 영역에서는 다른 두 영역에 비해 완성하기와 생성하기가 비교적 높은 비율로 제시되었다. 활동 수준의 경우 설명 영역에서는 찾기 수준이, 탐구와 평가 영역에서는 유추하기 수준이 주로 나타났다. 이상의 결과를 바탕으로 과학 교과서 속 시각적 입자 표상의 제시와 활용 방향에 대한 시사점을 논의하였다.