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열전달 및 수치해석을 주제로 한 물리, 수학, 정보의 통합적 영재 프로그램 개발과 적용
남현욱(Hyunwook Nam) 한국공학교육학회 2007 공학교육연구 Vol.10 No.2
본 연구에서는 열전달 및 수치해석을 주제로 통합적 영재 교육프로그램을 개발하고 영재아를 대상으로한 교육에서 학생들의 반응과 통합적 영재 프로그램의 적용 가능성 및 효과에 대해서 연구하였다. 통합적 영재 프로그램은 크게 컴퓨터 프로그램 언어, 물리적 현상의 수학적 모델링, 수치해석방법의 3단계로 구성 되어 있으며 대상은 청주교육대학교 영재센터 수학반 중3학생 4명이다. 수업은 4시간씩 15회 진행되었으 며, 수업 종료 후 제출한 학생들의 보고서와 인터뷰를 통하여 프로그램의 적용 가능성 및 효과를 탐색하였다. 본 연구에서 개발한 통합적 영재프로그램의 투입 결과 4명 중 3명이 본 프로그램에서 목표로 하는 문제 해결을 수행하였다. 컴퓨터 프로그래밍 언어나 수치해석의 경우 비교적 잘 이해하는 편으로 생각됐으나 고등 수학이 필요한 물리적 현상의 수학적 모델링은 잘 이해하지 못하는 것으로 판단된다. 프로그램에 대한 만족도는 영재아의 특성에 따라 다르게 나타났다. 학생들은 통합적으로 구성된 본 프로그램은 과학교육프 로그램의 하나로 생각하는 경향이 있어, 수학에만 흥미 있는 학생들의 만족도는 낮았다. 반대로 다양한 분야에 흥미를 가진 학생은 비교적 만족도가 높았으며 각자에게 자신감과 동기부여가 되는 결과를 얻었다. In this research, Integrated program base on heat transfer & numerical analysis was developed. Also, reaction of gifted student and possibility of application of this program was surveyed. This program consist in three parts. The first part is computer programing language, the second part is numerical modeling of physical phenomena, and the third part is numerical analysis. 4 students are selected who belong to mathematic class of CNUE(Cheoungju National Univ. of Edu.) s Gifted Student Education Center. The Program consists in 15th lessens, and each lessen need 4hr. Application possibility and student s satisfaction of the program are studied through the interview and report of the student. Three of four students are accomplish the goal of the progarm. Computer programing and numerical analysis parts were relatively well understood, but numerical modeling part was difficult to students. The satisfaction of the program is dependent on the characteristics of the student. Most of the student thought that this program was one of the science education program. The student who have interested in only mathematics shows that low satisfaction but the one who have interested in science or information technology shows that high satisfaction.
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F1 in Schools 프로그램을 이용한 초등학생 대상 공학 기술 교육에 관한 연구
박소라(Sora Park),남현욱(HyunWook Nam) 한국공학교육학회 2008 공학교육연구 Vol.11 No.1
이 연구의 목적은 초등학교 학생들을 대상으로 한 ‘F1 in Schools Program’을 개발하여 적용하여 보고 학생, 학부모, 학교의 반응을 조사하여 현장 적용가능성을 평가하고자 하는데 있다. 충청북도 청주시 소재의 W 초등학교 5학년 15명의 어린이를 대상으로 ‘F1 in Schools Program’(초등학교 학생용 워크 북)을 개발한 후 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 2007년 1월 22일부터 2월 2일까지 총 60차시에 걸쳐 수업을 진행하고 학생, 학부모, 학교의 반응을 조사하였다. 본 프로그램에서 활용하고 있는 CAD(Computer Aided Design), CFD(Computation Fluid Dynamics), CAM(Computer Aided Manufacturing), CNC Machine의 프로그램은 학생들이 직접 해볼 수 있는 참여와 신기성과 같은 특성으로 흥미를 끌기에 좋은 소재가 되고 있으나 프로그램을 조작하기에 초등학 생의 인지 발달 수준 및 공작 능력이 미치지 못하는 것으로 나타났다. 학생, 학부모, 학교의 프로그램에 대한 만족도는 비교적 높았으나 학생의 경우 시간이 부족하다 응답하였고, 학부모와 학교의 경우 프로그 램에 대한 이해가 부족함을 알 수 있었다. 학생들은 프로그램 실시 전보다 실시 후에 자동차의 속력과 관계된 과학적 개념이 향상되는 결과를 얻었다. The purpose of this study is development of ‘F1 in Schools Program’ for elementary school student and validation of the program. Fifteen students were originally chosen from the W elementary school in Cheongju, Chungcheogbuk-Do. The children were tested on their understanding of science and ‘F1 in Schools Program’. After developing the ‘F1 in Schools Program’, it was used in the classroom to evaluate applicability and to examine the responses from students, parents and schools. The program consists of 60 classes and the time of each class is 40 minutes. This study was conducted for 10 days from January 22nd, 2007 to February 2nd, 2007. CAD(Computer Aided Design), CFD(Computation Fluid Dynamics), CAM(Computer Aided manufacturing) and CNC Machine were used in this study and proved to be good materials for students in that they increased the students’ participation and imagination. However, the children’s cognitive and creative abilities as well as manuals written in English hampered the process. Most students, parents, schools seemed to be satisfied with use of the program. However, the schools showed that there was not enough understanding of the program as a whole. The processes with which students build and inspect using the CO₂Model Car not only improves the processing of the model but also enhanced the students scientific understanding related to the car speed.
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