과학과 수업에서 협동학습에 의한 창의성 증진 방안

박윤배 ( Yune Bae Park ),류인숙 ( In Sook Ryu ) 경북대학교 중등교육연구소 2004 중등교육연구 Vol.52 No.2

The purpose of this study was to investigate the effects of a cooperative learning on creativity in science instruction. Total of 333 students from grade 7 and 9 were selected and distributed to either experimental or control group. Treatment was science instruction using cooperative learning and project method to heterogeneous group. There were treatment effects on creativity, especially on environment change. Students` creativity was performed at stage of topic selection, planning, inquiry process, and making presentation. Their perception on the instructional method was very good. (Kyungpook National Univ./Dongdo Middle School)

교실붕괴에 대한 학교교육 주체자들의 의식조사

박윤배 ( Yune Bae Park ),김경식 ( Kyung Sik Kim ) 대경교육학회 ( 구 우리교육학회 ) 2002 교육학논총 Vol.23 No.1

Saliency Map 생성을 위한 건물의 Model Key Point 추출: SalGAN을 중심으로

박윤배(Park, Yoon Bae),이대건(Lee, Dae Geon),이동천(Lee, Dong-Cheon) 한국측량학회 2019 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2019 No.4

다양한 데이터를 사용하는 건물 3D 모델링 방법들이 있으며, 객체의 형상을 묘사하기 위한 특징점(MKP: Model Key Point)은 모델링에 중요한 요소이다. 최근에는 사람이 관심을 가지고 중점적으로 주시한 지점을 영상화한 saliency map을 딥러닝(DL)에 이용하여 객체인식 분야에 활용하고 있다. DL을 이용하여 영상으로부터 saliency map을 생성하는 DL 모델인 SalGAN에 대한 연구는 실시간으로 움직이는 객체나 사람의 거동을 예측하는 saliency prediction을 위해 수행되고 있다. 본 논문에서는 건물 모델링에 필요한 MKP 추출을 DL 기법으로 수행할 경우, DL 모델의 학습에 필요한 saliency map label 데이터를 생성하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 수치지도 ver. 2.0과 3D 건물도화 데이터를 사용하였다.

학생들의 인지양식에 따른 물리 문제해결과정 분석

박윤배 ( Yune Bae Park ),조윤경 ( Yoon Kyung Cho ) 한국과학교육학회 2006 한국과학교육학회지 Vol.26 No.4

과학 커뮤니케이션 차원과 과학적 소양 영역에 의한 국립대구과학관 전시물과 프로그램 분석

박주은 ( Jooeun Park ),윤은정 ( Eunjeong Yun ),박윤배 ( Yunebae Park ) 경북대학교 과학교육연구소 2015 科學敎育硏究誌 Vol.39 No.2

본 연구에서는 국립대구과학관의 전시물과 프로그램을 과학 커뮤니케이션 차원과 과학적 소양 영역에 의해 분석하고, 관람객의 전시물에 대한 인식을 조사하여 분석하였다. 그 결과, 과학 커뮤니케이션 차원으로는 1세대가 48.3%, 2세대가 49.0%, 3세대가 2.7%를 차지하고 있었으며, 과학적 소양 함양을 위한 내용 영역 구분에서는 ‘설계된 세상’과‘기술의 본질’ 영역의 내용이 다수를 차지하고 있었다. 또한 지역의 관람객들은 체험 위주의 2세대 과학관 형태를 선호하고 있는 것으로 나타났다. 시대적 요구와 새로운 패러다임을 반영하여 3세대 과학커뮤니케이션을 보다 확대하고, 지역 시민들의 과학적 소양 및 과학커뮤니케이션 의식 함양을 위해 더욱 노력할 것을 제언하였다. In this study, we analyzed exhibitions and programs of Daegu National Science Museum in terms of levels of science communication and domains of scientific literacy. Also, we surveyed visitors`` perceptions on the exhibitions. As results of analysis on science communication level, 48.3% of exhibitions and programs corresponded to the 1st generation level, 49.0% corresponded to the 2nd generation level, and 2.7% corresponded to the 3rd generation level. In terms of domains of scientific literacy, the contents on ‘design world’ and ‘the nature of technology’ got a majority. Also, the results of visitors`` perceptions on the exhibitions showed they preferred active exhibitions, that is the 2nd generation. It is recommended to develop more 3rd generation exhibitions and programs based on the paradigm shift about the role of science museums. And it is also recommended to carry out the task to raise consciousness of citizens about scientific literacy and science communication.

연속 발진 다이오드 레이저로 여기된 수동형 Q-스위치 Nd:YVO₄ 레이저의 출력 펄스 안정화

안승인,박윤배,여환섭,이준호,이강인,이종훈,Ahn, Seung-In,Park, Yune-Bae,Yeo, Hwan-Seop,Lee, Joon-Ho,Lee, Kang-In,Yi, Jong-Hoon 한국광학회 2009 한국광학회지 Vol.20 No.5

Cr:YAG 결정을 포화흡수체로 사용하여 수동형 Q-스위치시킨 다이오드 레이저 여기 Nd:$YVO_4$ 레이저를 제작하였다. Cr:YAG 결정의 한 면에 여기 빛 파장(808 nm)에 대해 고반사 코팅을 한 후, Nd:$YVO_4$ 결정과 접촉시켜 공진기를 구성하였다. Cr:YAG의 한 면에 여기 다이오드 레이저를 반사시키는 코팅을 입혀 공진기의 광변환 효율을 높임과 동시에, 여기빔에 의한 포화흡수체의 표백현상을 방지하여 안정된 출력이 나오게 하였다. 레이저 이득 매질 및 포화흡수체의 온도는 열전 냉각기와 냉각수를 사용하여 안정화 시켰다. 온도안정화를 시킨 상태에서 발진되는 펄스의 첨두 출력 요동(peak to peak)은 4%였다. 다이오드 레이저의 출력이 1 W일 때, 출력 펄스의 반복률은 평균 9 KHz 였으며, 최소 펄스폭은 7.11 ns, 최고 출력은 16.27 mW였다. A Cr:YAG crystal was used as a saturable absorber for passive Q-switching of a Nd:$YVO_4$ laser which was pumped by a 1-W continuous wave laser diode. The first surface of the Cr:YAG was high-reflection coated for the pump wavelength. The high-reflection coating improved the absorption efficiency of the pump beam in the Nd:$YVO_4$ through double pass absorption. It also prevented pump beam induced partial bleaching of the Cr:YAG. The peak-to-peak pulse fluctuation of passively Q-switched laser output was approximately 4 %. The minimum pulse-width was measured to be 7.11 ns. Also, the average pulse repetition rate was 9 kHz and the maximum output power was 16.27 mW.

Jigsaw III 협동학습이 여학생의 과학학업성취도와 과학학습태도에 미치는 영향

황영란,박윤배,Hwang, Younglan,Park, Yunebae 경북대학교 과학교육연구소 2011 科學敎育硏究誌 Vol.35 No.1

본 연구에서는 중학교 과학수업에 Jigsaw III 협동학습 모형을 적용하여 전통적 학습 모형과 비교해 봄으로써 Jigsaw III 협동학습이 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따라 과학학업성취도와 과학학습태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 남녀 분리반 여학생의 과학수업에 더욱 효과적인 학습 모형을 모색하려고 하였다. 남녀 분리반 중학교 2학년 4개 학급을 대상으로 하였다. 연구 대상은 전통적 수업 학급 여자 36명, 남자 35명, Jigsaw III 협동학습 학급 여자 38명, 남자 34명으로 총 143명이었다. 수업은 중학교 2학년 전기단원에 대해 총 18차시 수업을 실시하였다. 실험반 수업은 수업 내용과 관련하여 개발한 학습 자료를 사용하였고 통제반에서는 교과서 내용을 중심으로 전통적인 강의 중심 수업을 하였다. 수업 처치, 성, 성적 차이에 따른 차이를 알아보기 위해서 성취도 검사와 학습태도 검사를 사전 사후에 각각 실시하였고, 사전검사 점수를 공변인으로 한 공변량분석을 실시하였다. 연구결과, Jigsaw III 협동학습은 실험반의 중학교 여학생들의 주관식 과학학업성취도 향상에 도움이 되었고, 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도를 향상시키는 데도 효과적이었고, 과학학습태도 면에서는 Jigsaw III 협동학습이 스스로 공부하는 자율학습태도를 향상시켰다. 의견 조사에서 남학생보다는 여학생들이 Jigsaw III 협동학습에 대해 더 긍정적이었다. 그러므로 Jigsaw III 협동학습은 남녀 분리반 여학생과 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도와 자율학습태도를 향상시키는 데 효과가 큰 수업모형이라고 할 수 있겠다. In this study, Jigsaw III cooperative learning strategy and traditional learning strategy have been applied to the 'electricity' chapter of grade 8 science textbooks to know the effects of learning strategy, gender, and GPA on the students' science achievement and science learning attitude of middle school female students in gender-separated classes. For this purpose, 143 students of 4 classes in separated classes were chosen from a middle school in Daegu. One female class and one male class were assigned to the experimental group and other female class and male class were assigned to the control group. Traditional learning strategy was applied to the control group and the Jigsaw III cooperative learning strategy was applied to the experimental group. Four worksheets for expert groups were used for 18 hours through 5 weeks. Both tests for science achievement and learning attitude were administered as pre and post test. The test results were analyzed through analysis of covariance(ANCOVA) as pre test score as covariant The overall conclusions of this study were as follows: The Jigsaw III cooperative learning has improved science achievement, especially on subjective-type questions, of female students and mid-lower level students. The Jigsaw III Cooperative Learning has also improved self-directed attitude toward science learning. Female students have expressed more positive opinion about the Jigsaw III cooperative learning.

연구논문 : Jigsaw 3 협동학습이 여학생의 과학학업성취도와 과학학습태도에 미치는 영향

황영란 ( Young Lan Hwang ),박윤배 ( Yune Bae Park ) 경북대학교 과학교육연구소 2011 科學敎育硏究誌 Vol.35 No.1

본 연구에서는 중학교 과학수업에 Jigsaw Ⅲ 협동학습 모형을 적용하여 전통적 학습 모형과 비교해 봄으로써 Jigsaw Ⅲ 협동학습이 수업 처치, 성 차이, 성적 차이에 따라 과학학업성취도와 과학학습태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 남녀 분리반 여학생의 과학수업에 더욱 효과적인 학습 모형을 모색하려고 하였다. 남녀 분리반 중학교 2학년 4개 학급을 대상으로 하였다. 연구 대상은 전통적 수업 학급 여자 36명, 남자 35명, Jigsaw Ⅲ 협동학습 학급 여자 38명, 남자 34명으로 총 143명이었다. 수업은 중학교 2학년 전기단원에 대해 총 18차시 수업을 실시하였다. 실험반 수업은 수업 내용과 관련하여 개발한 학습 자료를 사용하였고 통제반에서는 교과서 내용을 중심으로 전통적인 강의 중심 수업을 하였다. 수업 처치, 성, 성적 차이에 따른 차이를 알아보기 위해서 성취도 검사와 학습태도 검사를 사전 사후에 각각 실시하였고, 사전검사 점수를 공변인으로 한 공변량분석을 실시하였다. 연구결과, Jigsaw Ⅲ 협동학습은 실험반의 중학교 여학생들의 주관식 과학학업성취도 향상에 도움이 되었고, 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도를 향상시키는 데도 효과적이었고, 과학학습태도 면에서는 Jigsaw Ⅲ 협동학습이 스스로 공부하는 자율학습태도를 향상시켰다. 의견 조사에서 남학생보다는 여학생들이 Jigsaw Ⅲ 협동학습에 대해 더 긍정적이었다. 그러므로 Jigsaw Ⅲ 협동학습은 남녀 분리반 여학생과 중하위 성적 학생들의 과학학업성취도와 자율학습 태도를 향상시키는 데 효과가 큰 수업모형이라고 할 수 있겠다. In this study, Jigsaw Ⅲ cooperative learning strategy and traditional learning strategy have been applied to the ``electricity`` chapter of grade 8 science textbooks to know the effects of learning strategy, gender, and GPA on the students` science achievement and science learning attitude of middle school female students in genderseparated classes. For this purpose, 143 students of 4 classes in separated classes were chosen from a middle school in Daegu. One female class and one male class were assigned to the experimental group and other female class and male class were assigned to the control group. Traditional learning strategy was applied to the control group and the Jigsaw Ⅲ cooperative learning strategy was applied to the experimental group. Four worksheets for expert groups were used for 18 hours through 5 weeks. Both tests for science achievement and learning attitude were administered as pre and post test. The test results were analyzed through analysis of covariance(ANCOVA) as pre test score as covariant The overall conclusions of this study were as follows: The Jigsaw Ⅲ cooperative learning has improved science achievement, especially on subjective-type questions, of female students and mid-lower level students. The Jigsaw Ⅲ Cooperative Learning has also improved self-directed attitude toward science learning. Female students have expressed more positive opinion about the Jigsaw Ⅲ cooperative learning.

초등학교 과학 교과서 및 실험 관찰 물리영역에 수록된 과학 전문 용어 조사

윤은정 ( Eun Jeong Yun ),박윤배 ( Yune Bae Park ) 한국초등과학교육학회 2009 초등과학교육 Vol.28 No.3

“슬기로운 생활”에 수록된 물리 영역 과학 용어 분석

윤은정 ( Eun Jeong Yun ),박윤배 ( Yune Bae Park ) 한국초등과학교육학회 2013 초등과학교육 Vol.32 No.2

1. ‘슬기로운 생활’에 수록된 어휘 및 과학 용어 분석 1) 어휘 수 분석 7차 교육과정 및 2007 교육과정에 따른 ‘슬기로운 생활’ 교과서 8권에는 총 8,970개의 어휘가 사용 되고 있었는데, 7차 교육과정이 3,571개, 2007 교육 과정이 5,399개로 2007 교육과정에 따른 교과서가 7차 교육과정에 따른 교과서에 비해 1.5배 가량 많은 어휘를 사용하고 있는 것으로 나타났다. 곽재용(2010)은 초등학교 1, 2학년 ‘읽기’ 교과서에 수록된 어휘의 개수가 6차 교육과정, 7차 교육과정, 2007 교육과정으로 갈수록 증가하고 있음을 밝힌 바 있는데, ‘슬기로운 생활’ 교과서 역시 같은 경향을 보이고 있었다. 2007 교육과정에 따른 ‘슬기로운 생활’은 7차 교육과정에 비해 연간 수업 시수가 256 시간에서 192시간으로 줄었고, 교과서의 페이지 수는 304쪽에서 350쪽으로 늘어났다. 페이지 수는 15% 정도 증가한데 반해 어휘 수는 50% 이상 증가한 셈이다. 이를 감안해 보면 교과서에서 그림이나 사진 등에 비해 문자로 된 설명의 비율이 늘어난 것을 알 수 있다. ‘슬기로운 생활’ 교과서에 수록된 어휘 수를 학기별로 나누어서 비교해본 결과, 학기가 지날수록 교과서에 수록된 어휘 수가 늘어나는 것으로 나타났으며, 이러한 현상은 연 어휘 수와 개별 어휘 수 모두에서 공통적으로 나타났다. 특히 어휘 수의 단원별 비교에서도 7차 교육과정에 비해 2007 교육과정에서 더 많은 어휘를 사용하고 있었으며, 2학년 1학기 교과서의 연 어휘 수는 두 배 가까이 차이가 나는 것으로 나타났다(그림 2, 3). 2) 과학 용어 수 분석 다음으로 표준국어대사전과 각 분야의 용어집을 기준으로 과학 용어를 추출한 결과 ‘슬기로운 생활’ 교과서에 수록된 8,970개의 어휘 가운데 과학 용어는 1,585개이었으며, 중복된 것을 제외하면 총 266종의 과학 용어가 사용된 것으로 나타났다. 과학 용어 역시 7차에 비하여 2007 교육과정에 훨씬 더 많이 사용된 것으로 나타났다(그림 4, 5). 특히 2학년 1학기 교과서에서 두 교육과정의 차이가 가장 컸으며, 연 어휘 수는 세 배 가까이 차이가 나는 것으로 나타났다. 또한 과학 용어의 개별 어휘 수 분석 결과, 7차와 2007 교육과정에서 공통적으로 1학년 1학기 교과서에 가장 많은 종류의 과학 용어가 사용된 것으로 나타났으며, 이후 학기가 지날수록 과학 용어의 사용이 줄어드는 경향을 보였다. 이는 학교 교육이 처음 시작되는 1학년 1학기에 과학 용어로 인한 학습 부담이 생길 수 있으며, 과학 개념을 제대로 학습하기 이전에 많은 양의 과학 용어를 접하게 되면 정확한 개념 이해보다는 단순한 용어의 암기로 인해 오개념 형성의 가능성이 높아질 수 있을 것으로 여겨진다. 그러나 한편으로는 1학년 1학기에 사용된 과학 용어 가운데에는 학교 입학 이전, 즉 유치원 교육 또는 그 이전의 일상 생활을 통해서 습득하게 되는 과학 용어가 포함되어 있을 가능성이 있으므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다. 단원별로 과학 용어 사용에 차이가 있는지 알아보기 위해 단원별 수록 과학 용어 수를 비교해 보았다(그림 6, 7 참조). 그 결과, 7차 교육과정과 2007 교육과정에 따른 교과서 모두에서 단원에 따라 사용하고 있는 과학 용어의 수가 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 또한 같은 주제를 다루고 있음에도 불구하고 사용되는 과학 용어 수가 다른 경우가 있었다. 그림 6과 그림 7에 강조하여 표시한 단원은 1학년 2학기의 ‘우리들의 겨울맞이’라는 단원으로 같은 제목으로 같은 주제를 다룬 단원이다. 7차 교육과정에서는 4개의 과학 용어가 사용된 것에 반해, 2007 교육과정의 교과서에는 26개의 과학 용어가 사용되고 있어 다소 차이가 있었다. 이 같은 현상은 2학년의 그림자를 다룬 단원을 비롯하여 몇몇 단원에서 더 찾아볼 수 있다. 이는 같은 주제를 다루더라도 교과서 집필자에 따라 용어 사용 정도가 다를 수 있음을 의미하며, 동시에 집필자의 의도에 따라 사용하는 용어의 수를 조절할 수 있다는 가능성을 볼 수 있는 결과로 해석할 수도 있을 것이다. 3) 영역별 과학 용어 ‘슬기로운 생활’ 교과서에서 수집한 과학 용어를 영역별로 정리해 보았다. 그 결과, 물리 영역 과학 용어가 58개, 생물 영역이 101개, 지구과학 영역이 52개, 화학 영역이 58개인 것으로 나타났다. 특히 생물 용어가 101개로 가장 많이 사용되고 있었는데, 생물 명칭이 상당수 포함되어 있기 때문인 것으로 여겨진다. 또한 영역별로 수집된 용어들을 살펴본 결과, 해당 영역의 전문 용어 여부에 대한 의문이 드는 경우가 간혹 있었는데, 이러한 용어를 교육용 과학 용어의 범주에 포함시킬 것인가에 대한 판단을 위해 각 학계에서 용어로 인정한 이유를 알아보고, 이에 대해 영역별 교육 전문가들의 의견을 추가로 조사해볼 필요가 있을 것이다. 본 연구에서는 이에 대한 판단은 내리지 않고 단순히 학계에서 인정한 용어들을 모두 해당 영역의 용어로 수용하여 분석하였으며, 그 결과를 표 6에 나타내었다. 2. 물리 영역의 교육용 과학 용어 선정 1) 7차 교육과정과 2007 교육과정에 공통적으로 사용된 과학 용어 물리 영역의 과학 용어 55개 가운데 7차 교육과정과 2007 교육과정에 공통적으로 사용되고 있는 용어는 39개였으며, 표 7에 나타내었다. 이 용어들은 비슷한 교육과정의 두 교과서에서 공통적으로 사용되고 있는 것들이다. 따라서 슬기로운 생활의 목표를 달성하기 위해 필요성이 높은 과학 용어라고 할 수 있다. 2) 난이도 및 필요성 분석 수집된 과학 용어들의 난이도를 알아보기 위해 초등학교 교사들을 대상으로 설문조사한 결과, 해당 학년의 학생들이 이해하기에 어려울 것이라고 예상되는 난이도 3 이상의 용어는 9개인 것으로 나타났다. 표 8은 7차 및 2007 교육과정의 ‘슬기로운 생활’에 공통적으로 사용된 39개 과학 용어들의 난이도 순위와 난이도 값을 나타낸 것이다. 다음으로 이 용어들이 3학년에서 ‘과학’을 학습하기 위해 미리 알아둘 필요가 있는가에 대한 설문 조사 결과, 과학을 배우기 전에 미리 학습할 필요가 있다고 여겨지는 필요성 3이상의 용어들은 19개인 것으로 나타났다(표 9 참조). 그림 8은 용어들의 난이도와 필요성의 관계를 알아보기 위해 분산형 그래프로 나타낸 것이다. 그래프를 통해 분석해본 결과, 필요성 3을 기준으로 과학 학습에 필요하다고 여겨지는 용어들과 필요하지 않다고 여겨지는 용어들이 명확하게 구분되는 것을 알 수 있었다. 또한 교사들이 필요하다고 판단하는 용어들은 난이도와 정적 상관의 경향을 보였고, 필요하지 않다고 여겨지는 용어들의 경우 난이도와 부적 상관의 경향을 보였으나, 통계적으로 유의미하지는 않았다(표 10 참조). 그러나 두 교육과정에 수록된 전체 물리 용어 55개에 대한 설문 결과로 같은 분석을 해본 결과, 통계적으로도 유의미한 것으로 나타났다. 이러한 경향성은 과학 학습을 하는데 필요하다고 여겨지는 용어들은 난이도가 높을수록 사전 교육에 대한 필요성을 높게 인식하고 있으며, 필요하지 않다고 여겨지는 용어들은 난이도가 높을수록 필요성을 더 낮게 인식하는 것으로 볼 수 있다. 용어들 가운데 필요성이 높고 난이도가 낮은 것들은 교육용 과학 용어로서의 타당성이 높은 용어들에 해당한다. 또한 난이도가 높다 할지라도 필요성이 높은 용어들 역시 적절한 계획을 세워 학생들에게 가르쳐야 할 필요가 있을 것이다. 다음으로 필요성이 낮으면서 난이도가 낮은 용어들의 경우, ‘과학’ 과목을 학습하기 위한 용어로서의 필요성은 낮지만, 난이도가 낮아 학생들에게 학습 부담을 크게 주지 않을 것으로 여겨지므로, ‘슬기로운 생활’의 목표 및 성격에 부합되는 용어로서의 특성을 수용하여 역시 교육용 과학 용어의 범주에 포함시킬 수 있을 것이다. 마지막으로 필요성이 낮으면서 난이도가 높은 용어들은 학생들에게 불필요한 학습 부담을 가중시킬 수 있으므로 목록에서 제외하였으며, ‘환경2’, ‘정도11’, ‘시각3’, ‘시간4’의 4 개의 용어가 이에 해당하였다. 마지막으로 7차와 2007 교육과정에서 공통적으로 사용하고 있는 물리 영역의 과학 용어 가운데 필요성이 낮으면서 난이도가 높은 4개의 용어를 제외한 35개의 용어를 사용 빈도순으로 나열한 다음, 빈도수 상위 24개의 용어를 선정하였다. 선정된 용어와 빈도를 표 11에 나타내었다. The purpose of this study was to select the basic words of physics for science education which were learned through everyday life or school education and be foundation of learning science. For this, we collected all words in the ``Wise Life`` textbooks by 7th and 2007 National Curriculum, and extract the science words. As a result, there were 8,970 words in 8 textbooks of ``Wise Life``, and about 18% of them, 1,585 words, were science words. There were 266 kinds of science words and most of them were biology words. And the textbooks by 2007 National Curriculum had more science words than by 7th`s. Finally we selected 24 basic words of science only in the physics area by comprehensively considering difficulty, need and frequency.