Poster 초록 : 된장의 in vivo 항암효과

손미현,박건영,이숙희,김광혁,최종원 한국영양학회 1995 춘계심포지움 및 발표논문 초록 Vol.1995 No.-

나노과학 기반의 STEAM 프로그램 개발과정에서 개발자 교사들이 경험하는 어려움과 극복 방안 사례 연구

손미현,정대홍,최원호 한국현장과학교육학회 2016 현장과학교육 Vol.10 No.1

The purpose of this research is to share developer’s experience that is to resolve methods for developer’s difficulties in STEAM program developing process based on Nano Science. We analysed the journals written by developers of STEAM program, and observed the meeting for program developing. The difficulties in developing process are configuration of contents, material selection to students have attentions, experiment development and making format which is understandable easily both students and teachers. The developers of STEAM programs resolved the most problems by discussion with developers or researcher of Nano science. According to this result, We suggest that discussion with experienced developer is very important to develop STEAM program based on Hi-Tech. Resolving process that we suggest could contribute to help STEAM program development based on Hi-Tech. 본 연구는 나노 과학과 같은 첨단과학 STEAM 프로그램 개발자들의 프로그램의 목표에 대한 인식 및 프로그램 개발 과정에서의 어려움과 그 어려움의 극복 방안을 조사함으로써 프로그램 개발 과정의 타당도를 확인하고, STEAM 과학 프로그램 개발 과정의 구체적 경험을 유사한 프로그램 개발 교사들과 공유하는 것을 목적으로 하는 사례연구이다. 어려움과 해결방안을 알아내기 위해 프로그램 개발 전후에 나노 과학에 대한 개발자들의 인식 변화에 대한 설문 조사를 수행하였고, 회의 내용을 분석하였다. 나노 과학의 내용구성, 소재선정, 실험개발, 형식 구성 등에 어려움을 겪었으며 개발자들 간의 회의를 통해 많은 어려움들을 해결하였다. 이 연구를 통해, 첨단 과학 기반의 과학 프로그램 개발 과정에서 전문 개발자들은 다양한 어려움을 겪으며, 전문 개발자 사이의 협동적 논의는 첨단 과학 기반의 STEAM 프로그램 개발 과정에서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있다.

지식정보처리역량 관점에서 중학생들의 과학탐구활동 어려움 분석

손미현,정대홍,손정우 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.3

The knowledge and information processing competence is one of the essential competencies in an information-oriented society which is highly related to science education. The purpose of this study is to investigate middle school students’ difficulties in science inquiry activity in view of the knowledge and information processing competence. Collection, processing, and application of information are extracted as common elements of the knowledge and information processing competence through literature search. Data were obtained from eight students of a middle school in Seoul for five months and were analyzed based on constant comparative method to extract students’ difficulties. As a result, the element of information collection is observed through science inquiry and the element of information processing is observed in hypothesis setting step, inquiry result analysis step, and inquiry result sharing step. The element of information application is observed in the creation of posters for sharing and inquiry reports. Difficulties in information collection were found in lack of confidence in information gathering, systematic search strategy, and information reliability. Difficulties in information processing appeared in the inexperience of analysis program use, information transformation, and interpretation of linkage information. Difficulties in information application were caused by the lack of effective organization and effective expression of information. In this study, it is meaningful to provide a clue as to how the knowledge and information processing competence can be established in science education. 지식정보처리역량은 정보화 사회에서 필수적인 역량 중 하나이며 과학교육과도 매우 연관성이 깊은 역량이다. 본 연구에서는 과학탐구 과정에서 나타나는 지식정보처리역량의 요소를 찾아보고 중학생들이 이와 관련하여 어떠한 어려움을 겪는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 문헌 연구를 바탕으로 다양한 지식정보처리역량의 정의에서 공통된 요소인 정보 수집, 정보 처리, 정보 활용의 세 가지 요소를 추출하 였다. 또한 서울시에 위치한 중학교에서 동아리 활동을 하는 학생 8명의 탐구활동을 5개월간 참여관찰 하여 자료(면담 및 관찰 전사본, 탐구 보고서, 탐구일지, 현장 노트 등)를 수집하였고, 지속적 비교분석 법을 이용하여 수집된 자료를 범주화하고, 지시정보처리역량 요소와 관련된 어려움을 추출하여 분석하였다. 연구 결과 정보 수집 요소는 탐구를 진행하는 내내 관찰할 수 있었으며 정보 분석 요소는 가설 설정 단계와 탐구 결과 분석 단계, 탐구 결과를 공유하는 단계에서 관찰할 수 있었다. 정보 활용 요소는 탐구 보고서 작성 및 공유를 위한 포스터 제작 등에서 확인할 수 있었다. 학생들이 겪은 어려움으 로는 정보 수집에서는 정보 수집의 확실성, 체계적인 검색 전략, 정보의 신뢰성 등을 확보하지 못한 점에서 나타났다. 정보 분석에서 겪는 어려움은 분석 프로그램의 사용, 정보 변환, 연계 정보의 해석 등의 미숙함에서 나타났다. 정보 활용에서 겪는 어려움은 정보의 조직화, 효과적 표현 능력의 부족함에서 나타났다. 이 연구는 지식정보처리역 량이 과학교육에서 어떠한 방식으로 자리 잡을 수 있는지 그 단초를 제공하였다는 점에 의의가 있다.

STEAM 교육의 한계와 개선방향 -STEAM 교육 전문성을 가진 교사의 견해를 바탕으로-

손미현,정대홍 한국과학교육학회 2019 한국과학교육학회지 Vol.39 No.5

It is necessary to look at the essence of STEAM education from the viewpoint of the teacher who is the subject of education execution. We carry out questionnaires and telephone interviews for the purpose, definition, change, etc. of STEAM education from eight elementary, middle, and high teachers who are rich in policy and field application experience. As a result of the analysis, the purpose of the STEAM education that the specialists mentioned includes the active participation of the students. Most experts pointed out that the definition of STEAM education is ambiguous. So, it is necessary to express a clear goal of STEAM education. The category and level meaning “fields” from “a convergence of two or more fields” are not indicative definitions, but can be different depending on the situation, considering the context of activities and the level of students. The perception of the experts on framework may be a guide for STEAM education and stumbling block. It is necessary for “Context” to shift away from the emphasis on the real life connection and to the emphasis on the interest of the student and the guidance of the class. “Creative design” must be based on trial and error in the process of solving problems. “Emotional touch” needs to correct elements that cannot be observed, evaluated, and applied to lessons that are elements of emotional experience. As for the expansion of STEAM education, most expert teachers have recognized that STEAM education is becoming increasingly stable and that policy change has continued to slow the pace of stabilization. 2011년부터 시도된 STEAM 교육은 여전히 자생적 확산은 어려운 상태이다. STEAM 교육의 확산이 자율적으로 일어나지 않는데는 STEAM 교육의 정체성 부족과 이로 인한 교사들의 혼란, 정책의 변화로 인한 현실과의 괴리가 있기 때문이다. 따라서 교사들의 경험적 지식을 활용한 현장 적용에 관련된 연구에서 벗어나 주로 전문연구자 들에 의해 이루어졌던 STEAM 교육에 대한 본질을 교육 실행의 주체인 교사의 눈에서 바라보고 한계와 방향성을 모색할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 정책 경험과 현장 적용 경험이 모두 풍부한 8인의 초중고 교사로부터 STEAM 교육의 목적, 정의, 준거틀, 변화 등에 대한 설문 및 면담을 실시하였으며, 유형적 분석법을 사용하여 자료를 분석하였다. 분석 결과 STEAM 교육의 목적은 정책적인 목적 보다는 교사 개인의 경험에 치중되어 있었으며, 이는 STEAM 교사의 실행 당위성을 감소시키므로, STEAM 교육의 목적을 교사가 직접 경험할 수 있는 융합적 사고력과 문제해결력에 대한 평가 방안이 제시되어야 한다. STEAM 교육의 정의에 사용된 ‘과학기술 기반’ 과 ‘분야’ 대한 단어의 수준 정립은 STEAM 교육의 목표가 명확해지고 꾸준하게 실행될 때 이루어질 수 있다. ‘과학기술 기반’ 이라는 용어를 사용함으로써 교육과정을 넘어 융합 교육을 좀 더 수월하게 할수 있도록 하였으며, ‘분야’ 또는 ‘요소’ 라는 용어는 정해진 기준 대신 학생들이 하는 활동의 맥락과 수준을 고려하여 상황에 맞게 변할 수 있다. 교수학습 준거틀은 STEAM 교육이 일관성을 유지시키는 가이드라인일 수 있으나 접근을 어렵게 하는 걸림돌이 될 수도 있으 므로 좀 더 넓은 의미를 허용할 필요가 있다. 상황제시의 경우 학생의 흥미와 수업의 안내를 강조하고, 실생활 연계의 의미를 학생 수준에서 확대할 필요가 있으며, 창의적 설계는 산출물을 강조하는데서 벗어나 그 과정에 방점을 맞출 수 있도록 해야 하고, 감성적 체험은 현장의 적용 사례를 분석하여 의미와 정의를 수정할 필요가 있다. STEAM 교육이 교육과정에 포함되면서 확대되고는 있으나 여전히 초등에 머물고 있어 중등 교육과정의 편입이 무엇보다 중요하며 시도별 연수의 질 관리, 꾸준한 예산과 제도적 지원이 뒷받침되어야 STEAM 교육에 대한 확신이 높아지고 실행이 활성화될 것이다. 또한 이제까지 지속되는 수많은 STEAM 정책들의 피드백 과정이 보완되 어야 수요자 중심의 STEAM 교육이 자리잡을 수 있을 것이다.

한국 STEAM 교사연구회의 특징 분석: 우수 교사연구회 보고서를 중심으로

손미현,정대홍 순천대학교 교육과학연구소 2020 현장수업연구 Vol.1 No.2

STEAM education, which represents the integrated education in Korea, has a goal to cultivate problem-solving ability and integrated thinking ability based on science and technology. Among the various policies for the spread of STEAM education, supporting the teachers’ research groups is very effective because it is based on the spontaneity of the teachers. In this study, we investigated the features of the STEAM teachers’ research groups in Korea by analyzing the reports of the STEAM Teachers’ research groups selected as excellence. The success of the STEAM teachers’ research groups depended on the capability of the research directing teacher. The research group activities turned out to be more effective when they were organized with the same grade level of students in the same school. In addition, it was noted that coding education has been utilized in many STEAM educational programs as part of science-technology-related contents. The STEAM teachers’ research groups intended to share their experiences and knowledge actively, and offered various training and consulting programs in order to enhance the participating teachers’ professional development. For their quality enhancement of the upcoming events, we suggest that they need to expand the number of leader teachers, reduce the constraints related with the teachers’ research group activities and secure enough time and space for the participating teachers. 한국의 융합교육을 대표하는 STEAM 교육은 과학기술기반의 문제해결력과 융합적 사고력 함양을 목표로 한다. STEAM 교육의 확산을 위한 다양한 정책 중 교사연구회 활동을 지원하는 방법은 교사들의 자발성에 기반하므로 매우 효과적인 방안이다. 본 연구에서는 우수 STEAM 교사연구회로 선발된 팀의 보고서를 토대로 한국의 STEAM 교사연구회가 갖는 특징을 도출하고 발전 방향을 제안하였다. 한국의 STEAM 교사연구회는 STEAM 교육 경험이 많은 멘토역할의 연구원이 포함되어야 하며, 동일 학교에서 구성될 때 더욱 효과적이었다. 또한 코딩 교육을 과학기술 기반 관련 내용으로 인식하였고, STEAM 교육 프로그램에서 다수 활용하고 있었다. 참여 교사들은 교사연구회를 통해 얻은 경험과 지식을 적극적으로 공유하려고 하였으며, 전문성을 키우기 위해 다양한 연수와 컨설팅을 실시하였다. STEAM 교사연구회가 더욱 발전하기 위해서는 리더 교사의 수를 확대해야 하며, 교사연구회의 제약을 완화하고, 교사들의 시간적, 공간적 여유를 확보할 수 있어야 할 것이다.

연잎 구조의 초발수 특성을 구현한 실험자료 개발

손미현,정대홍 한국현장과학교육학회 2018 현장과학교육 Vol.12 No.3

생체모방기술에 대한 중고등 학생들의 관심은 매우 크다. 하지만 생체모방 기술에 관련된 실험의 경우 첨단실험이 많아 학교 현장에서는 직접 실험을 실시하기보다 관련 사진과 동영상으로 학습에 대한 관심을 충족하고 있다. 이에 연잎 구조를 이용한 초발수 효과에 대한 첨단 실험을 학교 현장에서도 가능한 형태로 변형한 실험 자료를 개발하고자 한다. 초발수 효과와 관련된 논문과 실제 연구자의 조언을 토대로 개발된 본 실험 과정은 간단한 시약과 실험도구를 이용하여 초발수 효과를 종이나 유리 등에 구현해 볼 수 있다. 또한 단순한 실험 뿐 아니라 탐구실험으로 변형하여 적용할 수 있도록 수업방법을 안내하고 있다. 이 실험 자료로 인해 학생들의 첨단 과학과 생체모방기술에 대한 관심과 흥미가 높아질 수 있을 것으로 사료된다. Middle and high school students are interested in biomimetic technology. Experiments related to biomimetic technology require advanced equipment. Therefore, it is difficult to conduct experiments related to biomimicry in general schools. In this study, we try to develop an experiment related to Superhydrophobic effect in a possible form at school. Experiments were developed on the basis of a paper related to Superhydrophobic effect and the advice of a scientist. This experiment is possible with a simple instruments and can be applied as an inquiry experiment. This materials will increase students' interest in biomimetic technology.

‘끓는점 오름’에 대한 실증적 고찰

손미현,정대홍 한국현장과학교육학회 2023 현장과학교육 Vol.17 No.1

끓는점 오름 현상은 실생활과 연관되어 학생들의 흥미를 이끌어 낼 수 있는 좋은 개념임에도 몰랄 농도를 독립변수로 하는 비례 관계 수식으로 표현되면서 화학 Ⅱ를 선택하는 일부 학생들에게만 수식 위주로 학습이 이루어지고 있다. 본 연구는 끓는점 오름의 양적 관계를 실험을 통해 알아볼 수 있는 실험 방법을 찾아보고, 그 실험 조건을 토대로 끓는점 오름의 양적 관계를 몰 농도나 몰 분율로 설명할 수 있는지 가능성을 모색해보고자 한다. 연구 결과 모든 교과서에서 몰랄 농도와 끓는점 오름의 양적 관계를 다루고 있으며, 5 m 농도까지 끓는점 오름의 선형성을 확인할 수 있고, 2 m 정도의 묽은 용액일 때 이론값에 더욱 근접한 선형성를 얻을 수 있었다. 이론값에 가장 근접한 몰랄 농도를 토대로 몰 분율과 몰 농도로 변형하여 그래프로 그려본 결과 모두 이론값과 가까운 선형성 결과를 얻을 수 있었으며, 이론적으로도 묽은 용액에서는 몰 분율이나 몰 농도를 이용하여 끓는점 오름을 설명할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 끓는점 오름과 같이 실생활에 유용한 개념을 더 많은 학생들이 좀 더 쉽게 이해하고 탐구할 수 있는 방안을 모색하는데 목적이 있으며, 이는 교과서나 교육과정 개선과 선택 과목 수업에 활용될 수 있을 것이다.

실제 데이터 분석 과정이 고등학생의 질문 생성에 미치는 영향

손미현 한국현장과학교육학회 2023 현장과학교육 Vol.17 No.3

or students, identifying a research-worthy problem through subtle observations of our surroundings is a challenging task. To address this, the study investigates how the data analysis process influences the generation of questions among high school students. A group of 77 urban high school students were assigned to discuss and create questions about temperature, humidity and illumination before and after analyzing actual measurement data for those factors. Information searching was allowed during discussions, which were conducted in a free and open environment. The results showed that during the pre-test, students predominantly generated factual and straightforward search questions. However, in the post-test, there was a significant shift towards questions that allowed for inquiry, such as prediction and anomaly detection. Furthermore, an analysis of the nouns and structures used in the questions showed that the questions exhibited a highly specific structure, encompassing diverse perspectives and incorporating various thoughts. And questions included dependent or manipulated variables. Through interviews with the students, it was confirmed that they perceived generating inquiry questions during the data analysis process to be easier. The study had certain limitations, such as not separately considering the impact of information searching during data analysis, the lack of a step-by-step confirmation of students' thought processes, a relatively small number of questions posed and the limited application to some students. However, the data analysis process is meaningful for several reasons. It aids students who lack prior knowledge in their self-inquiry activities. And it enables them to experience a cyclic inquiry process to lead them to proceed with another round of inquiries.

과학 교사의 인공지능 활용 역량과 디지털 역량에 대한 필요성과 활용 사례 분석

손미현 한국교원대학교 뇌·AI기반교육연구소 2023 Brain, Digital, & Learning Vol.13 No.3

This exploratory qualitative study aimed to investigate the specific practices and the necessity of cultivating AI utilization capabilities and digital competencies among science teachers. The research involved interviews and focus group interviews with nine science teachers in secondary schools who incorporated AI and digital tools in their science classes. This study revealed that science teachers' need for AI literacy and digital competence can be categorized into the following key motivations: personal curiosity, a sense of fulfillment as educators, a passion for enhancing student engagement in lessons, and the evaluation of students' evolving competencies from a trans-disciplinary perspective. Furthermore, the study identified several implementation measures, including the utilization of AI tools for visualization, comprehension of AI tool principles at an accessible level, employment of computer languages for statistical data processing and visualization, adoption of platforms for identifying information sources and sharing information, utilization of diverse sensors while assessing their advantages and disadvantages, and the design of interdisciplinary science inquiry lessons that leverage the capabilities of AI tools and digital resources. The outcomes of this research contribute to enhancing the practicality of new scientific investigations and offer insights for formulating policy guidelines to foster science teachers' proficiency in AI utilization and digital competencies.

어포던스 관점에서 살펴본 디지털 탐구도구의 역할과 특징: 과학탐구 활동 사례를 중심으로

손미현,조영환,정대홍 한국현장과학교육학회 2018 현장과학교육 Vol.12 No.2

과학 탐구에서 도구의 역할은 매우 중요하다. 과학기술이 발달하면서 과학탐구도구 역시 변하고 있다. 과학탐구 수업에 새롭게 도입된 IoT 기반의 탐구도구와 출력된 데이터는 과학 탐구의 목적에 도달하는데 있어 어떤 역할을 할 수 있는지 Kirschner와 Kreijns(2004)의 관점에서 디지털 탐구도구의 교육적 어포던스를 찾고자 하였다. 본 연구에 참여한 학생은 서울 시내에 위치한 중학교 2,3 학년 학생 8명으로 교실 공기의 질에 대한 동아리 탐구 활동을 하였다. 탐구활동이 이루어지는 4개월 동안 참여관찰과 회고적 면담을 녹음 전사하여 교육적 어포던스의 관점에서 코딩하고 상위범주로 묶은 후 원자료와 비교하는 지속적 비교연구법으로 분석하였다. 학생들의 소감문, 탐구일지, 탐구보고서는 보조자료로 활용하였다. 연구결과 디지털 탐구도구의 교육적 어포던스는 총 4가지로 구분할 수 있다. 첫째 실생활 데이터를 다루기 때문에 학생들의 흥미를 불러일으키고 데이터 처리과정에서 필요한 기초지식을 학습할 수 있는 학습 동기를 불러일으킨다. 둘째 디지털 탐구도구가 복합센서이므로, 데이터가 다양하여 귀추법적 가설을 이끌어내는 어포던스로 작용한다. 셋째, 디지털 탐구도구 자체가 가진 기기의 특징과 제한점 때문에 탐구 방법 설계를 구체화하고 제한한다. 넷째 실시간으로 데이터가 측정되므로 데이터의 양이 방대하여 처리하고 분석하는데 지식정보처리역량이 필요하므로 이를 함양시킨다. 디지털 탐구도구를 이용한 과학탐구활동이 활성화 되기 위해서는 과학실 환경 및 제반 사항, 소프트웨어 교육, 안내된 학습자료 등 다양한 정책적 경제적 지원이 필요하다. The role of instruments in scientific inquiry is very important. As science and technology develop, science inquiry instruments are also changing. IoT-based inquiry tools and output data, which are newly introduced in science inquiry class, can play a role in reaching the goal of scientific inquiry. The aim of this study is to find the appropriateness of digital inquiry instruments based on Kirschner and Kreijns (2004).T he students who participated in this study were 8 middle school students located in Seoul and they investigated the quality of classroom air. During the four months of the inquiry activity, we had participant observation and retrospective interviews. We recorded the data, analyzed it, and coded it in terms of educational affordance. As a result, there are four educational affordance of digital inquiry instruments. First, it stimulates students' interest and motivation to learn basic knowledge for data processing, because digital inquiry instruments deals with real-life data. Second, the digital inquiry instruments as a complex sensor made a big data so it serves as an affordance that leads to hypothetical hypotheses. Third, because of the features and limitations of the digital inquiry instruments itself, it shapes and limits the design of the science inquiry method. Fourth, since the data is measured in real time, the amount of data is enormous. So the digital inquiry instruments serves as an affordance of increasing the information processing competence to analyze data. In order for science inquiry activities based on digital inquiry tools to be activated, various policy and economic supports are needed, such as the science environment, the contents of the software, software training, and guided learning materials.