국내외 과학과 교육과정과 발명의 관련성 분석

손정우,이봉우,Son, Jeongwoo,Lee, Bongwoo 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

본 연구의 목적은 국외 과학 교육과정에 제시된 발명관련 내용을 분석하고, 2015 개정 과학과 교육과정과 발명의 관련성 정도에 대한 과학교육자들의 인식을 탐색하는 것이다. 외국 교육과정 분석은 미국, 캐나다, 영국, 일본, 호주, 싱가포르, 뉴질랜드, 프랑스, 핀란드, 중국 등 여러 나라의 과학과 교육과정에서 제시된 발명 관련 내용을 분석하였다. 또한 2015 개정 과학과 교육과정과 발명과의 관련성 분석을 위해서 과학, 통합과학, 과학탐구실험 등 공통이수 과목들에 대한 교육과정 분석을 통해 각 성취기준, 교수-학습 및 평가 방법 등에 발명관련 요소가 포함되어 있는 지 확인하였다. 그리고 과학 교사를 포함한 과학교육자들에게 교육과정과 발명의 관련성 정도를 평가하도록 하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째, 대부분의 나라에서 과학교육과정의 '성격(목표)', '내용' 등에서 과학에서 발명의 중요성을 포함하고 있었다. 둘째, 과학교육자들은 발명이 과학과 교육과정에 관련된 점은 확인되었으나, 체계적인 연계성은 부족하다고 인식하였다. 셋째, 발명교육은 주로 설계 및 장치 고안 등의 결과에 국한되었기 때문에 문제점 착안, 발명기법, 지식재산권 등 다양한 과정 중심의 발명 관련성은 크게 드러나지 않았다고 인식하였으며, 과학교육에서 발명 교수-학습법이나 관련 자료를 개발하고자 할 때는 과정 중심에 초점을 둘 필요가 있다고 인식하였다. The purpose of this study is to analyze the invention-related content of foreign science curricula and investigate the perception of science educators about the degree of relevance between science curriculum and invention. For the analysis of foreign science curricula, we investigated the programs of 10 nations, including the US, Canada, UK, Japan, Australia, Singapore, New Zealand, France, Finland and China. To analyze the relevance between Korean science curriculum and invention, we examined common topics such as science, integrated science, and science inquiry experiment, and investigated that the elements related to invention education were included in each 'achievement standard' and 'teaching and evaluation methods'. Science educators including science teachers were asked to evaluate the degree of relevance of invention education. The results were as follows. First, science curricula in many countries contained invention-related content. Second, science educators recognized that invention education was related to science curriculum, but the systematic connection was insufficient. Third, because it is mainly limited to the results of designing and device design, they recognized that the relevance of invention education, which focuses on various processes such as problem design, inventive techniques and intellectual property, was not revealed. Therefore, it is necessary to be process-oriented when developing invention education teaching-learning methods and related materials in science education for the future.

스토리텔링을 활용한 물리 교수·학습 방법이 과학적 태도와 개념 이해 인식에 미치는 효과

손정우,Son, Jeongwoo 경북대학교 과학교육연구소 2017 科學敎育硏究誌 Vol.41 No.2

대부분의 학생들은 물리 학습에 대한 어려움과 부정적인 인식을 가지고 있다. 특히 내러티브 사고가 배제된 논리-과학적 사고를 기반으로 하는 학습으로 학생들은 전체 맥락을 이해하기 어려워한다. 본 연구에서는 물리 수업에 내러티브 사고를 활용하는 스토리텔링 교수 학습 방법을 개발하여 학생들의 물리 학습에 대한 어려움을 개선하고자 하였다. 이를 위해 과학적 태도 향상, 개념이해가 가능한 스토리텔링 교수 학습 방법을 문헌연구를 통해 개발하였다. 이를 고등학생과 중학생들을 대상으로 하는 수업에 적용하여 그 효과를 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습에 흥미가 낮은 고등학생을 대상으로 하는 스토리텔링 활용 교수 학습 방법은 과학 관련 직업, 과학 및 과학관련 활동에 대한 흥미를 높였고, 비판성, 개방성, 협동성, 자진성 등에서 유의한 효과가 있었다. 둘째, 학습에 적극적인 중학생은 스토리텔링 활용 교수 학습 방법이 물리 개념을 이해하는 데 도움을 준다고 인식하였다. 이번 연구를 통해 개발된 스토리텔링 교수 학습 방법은 학생들의 물리에 대한 흥미와 동기유발을 일으키고, 과학적 사고력을 증진시켜 개념 학습에 도움을 줄 것으로 기대한다. Most students have difficulties and negative perceptions about physics learning. Especially, it is difficult to understand the whole context by learning based on logical-scientific thinking which excludes narrative thinking. This study aims to develop a storytelling teaching-learning method using the narrative thinking in physics lessons for improving the difficulty of students of physics learning, For this purpose, a storytelling teaching-learning method that can improve scientific attitude and understand and change the concepts was developed through literature research. The following results were confirmed its effects to apply high school students and middle school students. First, the teaching-learning method using the storytelling for high school students with low interest in learning had a significant effect in science-related occupation, interest in science and science-related activities, criticism, openness, cooperation, and spontaneity. Second, the middle school students who are active in learning recognized that teaching and learning methods using storytelling helped to understand physics concepts. The storytelling teaching-learning method developed through this study is expected to stimulate students' interest and motivation in physics and to be useful for learning concepts by improving their scientific thinking skills.

일반 학생의 영재성 향상을 위한 인포그래픽 활용 수업의 효과

손정우 ( Jeongwoo Son ),김현수 ( Hyunsoo Kim ) 경상대학교 중등교육연구소 2016 현대교육연구 Vol.28 No.-

본 연구에서는 인포그래픽을 활용한 화학 수업을 통해 일반 학생들의 영재성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구대상 학생은 모두 영재교육을 받지 않은 고등학생 9명이었다. 연구에 사용한 검사도구는 G-TAGAS로, 학생들 스스로 영재행동특성을 자가 진단할 수 있는 `영재성 자기주도 학습 역량 평정척도`와 `영재 창의적 성격 자가진단 평정척도`를 이용하였다. 인포그래픽을 활용한 수업은 화학Ⅰ의 `원자의 구조` 단원 내용으로 총 8차시로 구성되었다. 1차시에서는 인포그래픽에 대한 전반적인 이해를 위한 시간이며, 나머지 7차시는 수업 내용과 관련 있는 인포그래픽 자료를 제시하였다. 연구의 결과는 다음과 같았다. 첫째, 인포그래픽을 활용한 수업이 자기주도학습 역량을 향상시키는데 도움이 되었다. 둘째, 창의적 성격 향상에 영향을 미쳤다. 향후 보다 나은 향상을 위해서는 학습 자신감과 학습 동기를 고려해야 하고, 상상력과 표현력을 높일 수 있는 방안이 마련되어야 한다. In this study to find effect on gifted of general student through lessons using infographics. The subjects of this study is 9 students of 11th grade. Research inspection tool is G-TAGAS, `Giftedness calm self-directed learning skills scale` & `Self-diagnosis gifted creative personality rating scale` were used to diagnose gifted behavior where students themselves. Lessons using infographics were consisted of total 8 class of chemistry. First class was understanding the infographics, the rest of the time 7 class was presenting infographics of related to the course content. The results of this study: First, lessons using infographics is help to self-directed learning skills. Second, lessons using infographics is help to creative personality. For better improvement in the future, learning self-confidence and learning motivation should be considered, and plans for enhancing imagination and expressiveness should be prepared.

지역적 유사도를 이용한 이미지 색상 정보 추출

손정우(JeongWoo Son),박성배(Seong-Bae Park),김상수,김구진(Ku-Jin Kim) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.1B

본 논문에서는 이미지 상에 나타난 색상 정보를 추출하기 위한 새로운 커널 메소드(Kernel method)인 Grid kernel을 제안한다. 제안한 Grid kernel은 Convolution kernel의 하나로 이미지 상에 나타나는 자질을 주변 픽셀에서 나타나는 자질로 정의 하고 이를 재귀적으로 적용함으로써 두 이미지를 비교한다. 본 논문에서는 제안한 커널을 차량 색상 인식 문제에 적용하여 차량 색상 인식 모델을 제안한다. 이미지 생성시 나타나는 주변 요인으로 인해 차량의 색상을 추출하는 것은 어려운 문제이다. 이미지가 야외에서 촬영되기 때문에 시간, 날씨 등의 주변 요인은 같은 차량이라 하더라도 다른 색상을 보이게 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 Grid kernel이 적용된 차량 색상 인식 모델은 이미지를 HSV (Hue-Saturation-Value) 색상 공간으로 사상하여 명도를 배제하였다. 제안한 커널과 색상 인식 모델을 검증하기 위해 5가지 색상을 가진 차량 이미지를 이용하여 실험을 하였으며, 실험 결과 92.4%의 정확율과 92.0%의 재현율을 보였다.

확장된 파스 트리 커널을 이용한 온톨로지 표절 검출

손정우(JeongWoo Son),박성배(Seong-Bae Park),김상수(Sang-Soo Kim) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.1A

IoT 기반 비닐하우스 침입자 방지 시스템

손정우(JeongWoo son),이은서(Eunser Lee) 한국정보과학회 2023 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.6

공통과학 전공 과목의 2015 과학과 교육과정 `통합과학`과 `과학탐구 실험` 대비 가능성에 대한 예비 과학교사들의 인식

손정우 ( Son Jeongwoo ) 부산대학교 과학교육연구소 2016 교사교육연구 Vol.55 No.4

2015 과학과 교육과정의 `통합과학`과 `과학탐구실험`이 성공적으로 정착하기 위해서는 현행 공통과학전공 과목의 대비 가능성이 중요하다. 이에 대한 예비과학교사들의 인식을 알아보기 위해 지방 G 국립대학교의 물리교육과, 화학교육과, 생물교육과 학생 100명을 대상으로 설문조사하였다. 조사 결과는 다음과 같다. 첫째, 2015 과학과 교육과정에 대한 이해도는 학년이 올라갈수록 높았다. 둘째, 대학에서 배운 내용으로 `통합과학`과 `과학탐구실험`의 교수 가능성은 학과마다 달랐다. 셋째, 과학적 태도와 핵심역량을 평가하는 것과 프로젝트 평가와 동료 평가 방법을 적용하는 것을 어려워했다. 넷째, 학교 현장에서 마주할 어려움은 학생들의 수업 참여 유도와 타 학문 분야 내용 지도가 가장 높았다. 다섯째, 유기화학, 물리연습, 화학연습, 분자생물학에 대한 개선 필요성이 요구되었다. 이상과 같은 결과로부터, 현행 공통과학 전공 과목들은 2015 과학과 교육과정의 `통합과학`과 `과학탐구실험`을 대비하기 위해 일부 과목의 교체나 학습 내용 및 수준의 변화가 필요하다는 결론을 내렸다. 특히 `통합과학`을 구현할 교수·학습 방법과 평가 방법이 포함될 수 있게 과학교육학 과목의 내용을 수정하고, 적절한 수준의 내용학 과목의 변경이 필요하다. In order to implement the 2015 science curriculum `integrated science` and `scientific inquiry experiments` successfully, the understanding the perceptions of the current common science majors`s preparation is important. To understand the perception of pre-service science teachers` preparation, questionnaires given to 100 students from physics education, chemistry education, biology education at G National University. The results of this study are as follows. First, there was a direct correlation between higher the grades achieved and increased understanding of the 2015 science curriculum. Second, the possibility of teaching of `integrated science` and `scientific inquiry experiments` in the contents learned at university was different for each department. Third, pre-service science teachers had difficulty assessing the scientific attitude and core competence in order to apply the method of project assessment and peer assessment. Fourth, pre-service science teachers faced the most difficulties in school when it came to leading class participation when teaching the contents of other majors. Fifth, the need for improvement in organic chemistry, physics exercise, chemical exercise, molecular biology is required. From the above results, this study concluded that the current common science majors are needed the replacement of some subjects and the change of the content and level in order to implement `integrated science` and `scientific inquiry experiments` in the 2015 science curriculum. Especially it is necessary to modify the content of science education including the teaching-learning methods and the evaluation method for realizing integrated science education, and to change the content of subjects appropriate level.

과학영재 학생들을 위한 사사과정 입문 교육의 효과

손정우 ( Jeongwoo Son ) 부산대학교 과학교육연구소 2015 교사교육연구 Vol.54 No.4

사사과정은 대학부설 영재교육원에서 실시되는 장기 과학연구프로그램이다. 사사과정에 진입한 학생들은 준비상태가 다르므로, 기본적인 능력이 동일하지 않다. 그래서 이들의 평균적인 과학 탐구능력을 함양하기 위해 입문교육 프로그램을 운영하였고, 그 교육적 효과를 알아보고자 하였다. 입문교육 프로그램 내용은 과학의 본성, 과학의 탐구과정, 의사소통을 기본 성취기준으로 하는 ‘과제연구’ 교과의 내용과 유사하게 구성하였다. 연구는 G대학부설 과학영재교육원의 과학영재 중학생 40명을 대상으로 하였고, 입문교육은 2일간 총 16시간이 진행되었다. 전체 프로그램이 끝난 후에는 프로그램에 대한 만족도를 조사하였고, 사전과 사후에는 과학의 본성, 의사소통능력 검사를 실시하여 그 변화를 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 사사과정 입문교육에서 학생들의 선호도와 만족도가 가장 높은 수업 형태는 실험활동과 팀활동이었다. 둘째, 사사과정 입문교육을 통한 과학의 본성과 의사소통 능력은 유의수준 5%에서 향상 효과가 없었다. 이러한 결과는 단기 집중교육으로 이뤄지는 사사과정 입문교육은 과학의 본성, 의사소통 능력에는 크게 도움이 되지 않는 다는 것을 의미한다. 아울러 사사과정 입문교육은 과학의 본성이나 의사소통 능력 향상을 기대하기보다는 학생들에게 팀별 활동에 대한 경험과 기회를 제공하여 협업 능력을 높이는 것이 더 중요하다는 것이다. 그래서 향후 사사과정 입문교육 프로그램의 세부 수업 내용은 실험활동 등과 같은 팀활동 중심으로 구성하는 것이 바람직하다. Through its well established mentorship program, the gifted science education institute has come to recognize that the state of student readiness for mentorship are not the same based on their differences in their basic abilities. Therefore, the subject of this study was an introductory program to cultivate students’ average scientific processing skills and to evaluate the program’s educational effectiveness. The content of the introduction program was a subject research with basic achievement standards based on the nature of science, science inquiry process, and communication. In the study, it is intended for science gifted middle school students 40 people in G university science gifted education institute, introduction program was carried out for a total of 16 hours over 2 days. After the completion of the program, this study investigated the satisfaction of the program using a pre-post test model to measure the nature of science, the communication abilities performed, and we analyzed the changes. The results were as follows. First, the students`` preference and satisfaction was highest during classes which included experimental activities and team activities. Second, the nature of science and communication ability in mentorship-introduction program did not have the effect of improving at the 5% significance level. These results indicate that the mentorship-introduction program’s short-term intensive courses do not greatly help students’ nature of science and communication abilities. In addition, it is more important in a mentorship-introduction program to provide experience and opportunities for team activities to increase collaboration rather than to expect the improvement of the nature of science and communication abilities. Therefore, in the future, sub-class content for the mentorship-introduction program is desirable to configure the team activities such experimental activities.

STEAM R&E 발표 포스터의 특성 분석

손정우 ( Son Jeongwoo ),노상미 ( Noh Sang Mi ) 경상대학교 중등교육연구소 2017 중등교육연구 Vol.29 No.-

STEAM R&E에 참가하는 학생과 지도 교사에게 바람직한 STEAM R&E를 진행할 수 있는 정보를 제공하고자 STEAM R&E 발표 포스터를 대상으로, 과제가 선정된 학교의 특징과 포스터의 특징을 분석하였다. 2014년과 2015년의 자료를 기준으로 STEAM R&E 선정 학교 유형별 선정 비율과 과제 수를 조사하고, 과제의 특징을 연구 유형, 내용 단계, 표현 방법으로 분석하였다. 그 결과 학교 유형별 과제 선정 비율은 과학중점학교가 높은 편이었으나 학교당 선정된 과제 수는 과학고와 영재학교가 더 많았다. 또한 연구 유형의 대부분은 Inquiry였으나, 점차 CPS가 증가하였다. 시각화 자료는 연구 과정 및 방법과 연구 결과에서 가장 많이 사용하였다. 그리고 제한된 지면에 연구 내용과 결과를 모두 제시해야 하므로 사진으로 가장 많이 표현하였고, 연구 결과는 효과적인 시각 정보 전달을 위해 표보다는 그래프를 사용하였다. 특히 2015년에는 CPS에서 연구 과정 및 방법에서 사진을 많이 사용하여 문제 해결 과정을 중요시하였다. 이러한 결과를 통해 STEAM R&E는 창의융합형 인재 양성을 위한 중요한 역할을 수행하고 있음을 알 수 있었다. In oder to provide information that can be students and teachers promote the desired STEAM R&E, the presentation posters were analyzed the characteristics of posters and the features of the school that projets has been selected. Based on the data of 2014 and 2015, the posters were investigated the percentage and the number of selection by the type of school that has been selected STEAM R&E. And projects were analyzed in the research type, the contents step and presentation method. As a result, the percentage of schools that have been selected had higher in Science Core School. But the number of selected projects per school, Science High School and Gifted School were more than Science Core School. In addition, most of the projects were the research type of Inquiry, but gradually the research type of CPS has increased. Visual materials were most commonly used in the research process & methods and research results. And it is necessary to provide both the research and results in limited space, they were most represented with photographs. Results of the project were used graphs rather than tables for effective visual information transmission. In particular, in 2015, it was an emphasis on solving process of using a lot of photographs in the research process and methods in the research type of CPS. Through These results, it was known STEAM R&E was played an important role for the creative & convergent human resources development.

초등학교 과학 교과서 과학 탐구 활동의 지식정보처리역량 요소 분석

정은주 ( Eunju Jeong ),손정우 ( Jeongwoo Son ) 경북대학교 과학교육연구소 2020 科學敎育硏究誌 Vol.44 No.1

이 연구에서는 초등학교 3~6학년 과학 교과서 과학 탐구 활동에 나타난 지식정보처리역량 요소를 알아보고자 하였다. 이를 위해 지식정보처리역량의 구성 요소를 추출하였고, 지식정보처리역량 분석틀을 구안하였다. 초등학교 3~6학년 과학 교과서 8권을 분석 틀로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 지식정보처리역량은 ‘수집’, ‘분석’, ‘조직’, ‘선택’, ‘평가’의 5가지 요소로 정리할 수 있다. 둘째, 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동의 지식정보처리역량의 요소는 고르게 구성되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 초등학교 과학 교과서의 과학 탐구 활동은 지식정보처리역량 5가지 요소 중 ‘수집’, ‘분석’에 치우쳐 있었으며, ‘조직’, ‘선택’, ‘평가’ 순으로 나타났다. 이상의 결과들로부터 초등학교 과학 교과에서 지식정보처리역량을 기르기 위한 과학 탐구 모형이나 과학 수업 모형이 필요함을 알 수 있었다. In this study, we investigated the elements of knowledge and information processing competence of science inquiry activities in grades 3-6 science textbooks. For this purpose, the elements of knowledge and information processing competence were extracted and a framework for analysis was created. Analysis of eight science textbooks for grades 3-6 in elementary school was carried out using the analysis framework. The following results were obtained by the analysis framework: First, we divided the knowledge and information processing competence into five elements: 'collection,' 'analysis,' 'expression,' 'selection,' and 'evaluation.' Second, the elements of knowledge and information processing competence of science inquiry activity of elementary science textbooks were not evenly composed. The science inquiry activities of elementary science textbooks focused on 'collection' and 'analysis' among the five elements of the knowledge and information processing competence, followed by 'expression,' 'selection,' and 'evaluation.' As a result, we found that a science inquiry model or a science instruction model is needed to develop the knowledge and information processing competence in elementary school science curriculum.