학습 패러다임 분석을 통한 과학 학습의 구성요소와 과정에 대한 고찰

변정호 ( Jung Ho Byeon ),이일선 ( Il Sun Lee ),권용주 ( Yong Ju Kwon ) 경북대학교 중등교육연구소 2011 중등교육연구 Vol.59 No.2

과학학습에서 가장 중요한 요소 중 하나는 학습자와 학습내용에 적합한 학습 방법을 제시하는 것이다. 학습자에게 적합한 과학 학습 방법을 제시하기 위해서는 학습에 요구되는 구성요소가 무엇인지 분석하여 판단하여야 한다. 이를 위해 이 연구에서는 여러 가지 학습 패러다임을 분석하여, 과학 학습의 구성요소와 과정을 재구성하여 이들 제시하였다. 요소간의 상호작용을 도식화 하여 제시하였다. 먼저, 행동주의 패러다임에서는 학습 환경에서 제공된 자극이 학습자의 내적영역을 거쳐 학습결과인 행동으로 나타남으로써 학습이 이루어진다고 본다. 또한 인지주의 패러다임의 관점에서는 학습 환경에서 제공된 정보가 학습자 내적영역의 인지적 처리과정을 통해 학습결과인 행동으로 나타남으로써 학습이 이루어진다고 간주한다. 그리고 구성주의 패러다임의 관점에 따르면 학습 환경에서 제공된 경험이 학습자의 내적영역에서의 상호작용을 통해 학습결과인 지식으로 구성됨으로써 학습이 이루어진다. 세 가지 학습 패러다임에서 제시하는 학습의 요소와 과정은 조금씩 차이를 나타내지만, 공통적으로 학습자의 내적 변화를 지향하고 있으며 학습 환경과 학습자 내부에서 이루어지는 피드백이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 학습자에 적합한 학습방법을 탐색하기 위해서는 학습자에 대한 인지심리학적 연구가 선행되어야 하며, 이를 바탕으로 학습의 중요한 요소 중하나인 자가 피드백 유발 방안이 고려되어야 한다. One of most important components in science learning is to provide an appropriate learning method fur learner and contents. It should be considered the constructive component of learning to provide an appropriate learning method for learner. In this study it was analyzed learning paradigm, suggested constructive components and processes of science learning, and designed reciprocal feedback-loop among the components. Behaviorism paradigm suggests that learning is process of conditioning by association between stimulus and response, and it regard learner show observable behavior by provided stimulus. Cognitivism paradigm suggests that learning is process of discovery on knowledge structure by cognitive process of learner with information. Constructivism suggests that learning is active construction of knowledge through interaction among learning factors. Each learning process is not identical, however, its have some commonality such as goal of learning is change of learner, and existence of feedback in internal and external domain of learner. And when the feedback have correlation, it can be trigger continuous learning by learner and change of learner. Therefore, one of important factors in science learning is self-feedback to be use those function, the other is cognitive structure of learner. Consequently, we should regard to cognitive psychology study of student and trigger plan of self-feedback on science learning.

과학교육에서 제시하는 과학적 관찰의 의미와 과정에 대한 분석

변정호 ( Jung Ho Byeon ),이준기 ( Jun Ki Lee ),권용주 ( Yong Ju Kwon ) 한국과학교육학회 2009 한국과학교육학회지 Vol.29 No.5

시선추적기(Eye-Tracker)를 활용한 시선집중 및 배분 교수행동 패턴의 컨설팅 사례연구

변정호(Jung Ho Byeon),이일선(Il Sun Lee),권용주(Yong Ju Kwon) 학습자중심교과교육학회 2011 학습자중심교과교육연구 Vol.11 No.4

교수행동 분석을 위한 기존의 연구방법은 주관성 개입과 같은 한계점을 지니고 있 으므로 교수행동의 객관적 컨설팅을 위해서는 정량적 분석이 가능한 연구방법법이 도입되어야 한다. 이 연구에서는 시선추적기(Eye-tracker)를 활용하여 교수행동 중 상호작용 요소와 관련된 시선움직임을 분석함으로써 교사에게 적절한 처방을 제공 할 수 있는지 확인하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 수업 중 교사의 시선집중 및 배분 정도를 확인하고, 분석결과를 바탕으로 컨설팅 함으로써 시선집중 및 배 분 패턴이 변화하는지 확인하였다. 연구결과 컨설팅 전 수업 중 A 교사의 시선집중도는 학생영역이 상대적으로 낮게 나타났으며, 학생영역 내에서의 시선집중 역시 특정 자리에 편중되는 현상이 나타났다. 또한 분석결과를 바탕으로 컨설팅을 실시함으로써 시선데이터 분석결과 학생영역으로의 시선집중이 증가하였으며 학생영역 내에서의 시선배분 패턴이 고르게 분산되는 변화를 보였다. 그러므로 이 연구를 통해 시선추적기를 활용한 교수행동 컨설팅이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 수업 상황에서 시선집중 및 배분의 패턴이 일정하게 유지되며 가소성을 지니고 있다는 사실을 통해 시선의 배분이 컨설팅 가능한 교수행동 요소에 해당한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 수업 컨설팅에 있어 시선추적기의 활용은 수업 상황의 시선배분 패턴에 대한 분석 및 처방을 매우 효과적으로 제공해 줄 수 있을 것이다. In recently, teacher’s teaching behavior is regarded the most important factor for determine on quality of learning in a class. Therefore, it should need to analysis of teaching behavior related to effect of learning on class. The existing method of analysis of teaching behavior is various such as direct observation, video recording, interview, and so on. However, these researches have a very important restriction; intervention of subjectivity in analysis. It should be introduced new analysis method excluded shortcomings to consult teaching behavior by objective view. At this reason, purpose of this study is exploration of consulting possibility by using Eye-tracker. To make sure, we recruited a teacher named A, and we did detect and analyse on gaze patterns of teacher wearing a mobile eye-tracker on class. After, we have performed analysis to reveal whether or not existence of student valuable. As a result of this study, gaze fixation of teacher A was relatively lower level, and gaze fixations within student zone are concentrated some AOIs. We found out a factor that pattern of gaze fixation is not related to student valuable. Next we provide to teacher A counsel about problems of gaze fixation. As a result of post-consulting, gaze fixation of instruction zone decrease, but gaze fixation of student zone increase. In addition, pattern of gaze fixation is similarly changed among AOIs within student zone. Consequently, this study shows a possibility of consulting of teaching by using eye-tracker, and reveals pattern of gaze fixation is a important factor to analysis teacher’s teaching behavior.

The Differences of the Conception for Human Brain on High School Students according to The Completion of ‘Life ScienceⅠ’

변정호(Jung-Ho Byeon) 한국교원대학교 뇌기반교육연구소 2021 Brain, Digital, & Learning Vol.11 No.1

The purpose of this study is to investigate the misconception of the human brain according to completion of life science Ⅰ on high school students. Generally, the misconception of the human brain is called ‘Neuromyth’, because it would apply the knowledge from neuroscience to education through misunderstanding or misusage. The researcher recruited 104 high school students to analyze their misconception of the human brain, and divided them into two groups depending on the completion of life science; completed 54 students and not completed 50 students. All of the students fill out the survey to check the misconception, 16 questions in the survey were composed of three domains like learning, the function of the brain, structure of the brain. The researcher marked the score of each questionary whether correct, neutral, incorrect answer, and analyzed three domains score and total score about misconception by one-way ANOVA. The researcher was able to conclude as follows through the results of misconception analysis of the brain. First, high school students had various misconceptions related to the human brain. According to the result, it found out more than 50% of students had misconceptions of the brain in 7 out of 16 questions. Second, there are differences in misconceptions of the brain depending on whether or not students completed life science I. A result of statistical, it significantly found the difference between the two student groups. Third, there is a difference of the possibility for correcting misconceptions by the application of the life science curriculum. The misconception of brain function could change to the scientific conception more effective than other misconceptions because the statistical difference was found on the misconception of brain function.

생물 분류와 무생물 분류과정의 두뇌 활성 비교를 통한 예비교사의 분류전략에 대한 인지적 분석

변정호(Jung-Ho Byeon) 한국교원대학교 뇌기반교육연구소 2021 Brain, Digital, & Learning Vol.11 No.2

The classification is one type of convergent problem-solving in the context of creative problem-solving. The classification learning method in curriculum and textbook is not discriminate using the animate and inanimate object as learning material. However, the classification of animate and inanimate is related to the different neurological systems of the human brain. For the success of classification learning in class, we need to clarify pre service teacher’s cognitive strategy during animate and inanimate classification involved categorization. The researcher recruited 24 pre-service teachers to investigate brain activation during the classification of animate and inanimate using fMRI. As a result of this study, the researcher could find the similarity and difference of brain activation between animate and inanimate classification. The activation of DLPFC, PMC, the secondary visual cortex in the human brain equally checked out on animate and inanimate classification. Also the activation of LIP in the parietal region was showed on inanimate classification, and the activation of the occipitotemporal cortex was confirmed on animate classification. Consequently, pre-service teachers’ animate classification was related to the frontal temporal path of information processing, and inanimate classification was related to the frontal-parietal path of information processing.

과학 학업성취도 문항 풀이에서 초등학생의 시선추적 연구

김소영(Kim So young),변정호(Byeon Jung Ho),이일선(Lee Il Sun),권용주(Kwon Yong Ju) 학습자중심교과교육학회 2012 학습자중심교과교육연구 Vol.12 No.1

학업성취도 평가의 보편적인 형태인 지필평가는 구조적 특성으로 인하여 평가과 정에 대한 연구가 연구 대상, 연구 방법 등의 제한점을 지니고 있었다. 이 연구에서 는 시선추적기(Eye-tracker)를 활용하여 지필 평가 과정에서 학생들의 시선 움직임 을 추적하여 분석함으로써 객관적인 방법으로 시선 움직임과 학업성취도와의 관계 를 알아보는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 학업성취도에 정규성을 가진 초등 학생 28명을 대상으로 지필평가 과정에서 시선을 추적하고 분석하여 시선움직임 패 턴과 시선 집중도를 알아보았으며, 학업성취도와의 상관을 분석하였다. 연구 결과 학생들의 시선집중도는 데이터와 지시문, 의문문 등 문제 영역에서 높 게 나타났으며, 시선 이동에서는 질문과 답안, 데이터와 답안, 질문과 데이터 간의 시선 이동이 많은 것으로 나타났다. 이러한 경향성을 보아 시선추적을 통하여 지필 평가의 문제해결과정을 객관적으로 연구할 수 있음을 보여주었다. 또한 각 관심 영 역(AOI)에 대한 시선점유율과 학업성취도 간에 상관분석을 실시한 결과 학업성취도 는 데이터에 대한 시선점유율과 정적상관을, 문제와 관련 없는 영역에 대한 시선점 유율과는 부적상관을 나타내었다. 이를 통하여 과학영역 지필평가 문제 해결과정에 서 데이터 해석의 중요성이 부각되는 한편, 학업성취도가 낮은 학생들에게 문제를 푸는 방법을 알려줌으로써 학업성취도 향상에 도움을 줄 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 지필평가에서 시선추적기의 활용은 평가과정에서의 학생들의 사고과정에 대 한 객관적이고 정량적인 정보를 제공하여 문제 해결 과정에 대한 이해 및 진단을 하 는데 매우 효과적인 방법이며, 지필평가의 제한점을 보완하여 학생 맞춤형 피드백을 가능하게 할 것으로 기대된다. Written test is the most common type of assessment. However, the researches of written test have some restriction about subject, the method of analysis, and so on. At this reason, purpose of this study is indicating the relevance between students science scholastic achievement and patterns of gaze fixation by using Eye-tracker. To make sure, we research the fixation patterns and eye movement by tracking and analysing 28 elementary school students eye during problem solving. As a result of this study, the gaze fixation rate was high in Problem area including data, instruction, and question. Eye movement was frequent in question-answer, data-answer, and question-data. These kind of pattern show possibility of objective research of problem solving process by using eye-tracker. Next, the result of the correlation analysis between fixation rate of each AOI and science scholastic achievement, science scholastic achievement has positive relationship with the fixation rate of Data area, and negative relationship with the fixation rate of ETC area. It means the importance of data analysis ability in written test, on the other hand, we can help the students who have low science scholastic achievement by teaching the method to solve the problem. Consequently, this study shows that using eye-tracker is the efficient method to understand the problem solving process with objective and quantitative information. So it can be a way to supplement the restriction of written test.

밀리미터파 무선랜의 딥러닝 기반 MU-MIMO 빔포밍 훈련 향상 기법

최준혁(Jun Hyeok Choi),김문석(Mun-Suk Kim) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.6

연구논문 : 의문 상황 제시 방법에 따라 과학 학습에서 생성된 의문의 특성 분석

권해용 ( Hae Yong Kwon ),변정호 ( Jung Ho Byeon ),이일선 ( Il Sun Lee ),권용주 ( Yong Ju Kwon ) 경북대학교 과학교육연구소 2013 科學敎育硏究誌 Vol.37 No.3

이 연구의 목적은 의문 상황 제시 방법에 따라 생성된 의문을 유형, 수준, 객관도, 조작의 기준에 따라 비교하여, 다양한 의문을 생성하기 위한 적절한 의문 상황 제시 방법을 제시하고자 하였다. 연구를 위하여 초등학교 4학년 96명을 대상으로 하였으며, 평형설계로 반복제시의 효과가 연구 결과에 미치는 영향을 최소화하였다. 의문 상황 제시 방법은 실물·동영상·사진자료로 선정하여, 각 의문 상황 제시 방법 별 3가지 의문 과제를 제시하였다. 그리고 제시된 의문 상황에 따라 학생 개개인이 20분간 개별적으로 의문을 생성하여 의문기록지에 작성하도록 하였다. 생성된 의문은 의문의 유형, 수준, 객관성, 조작에 따른 분석틀에 의해 분석하였다. 연구 결과로 추측적 의문, 예측적 의문, 방법적 의문, 탐색적 의문, 확인적 의문, 정성적 의문, 정량적 의문, 비조작적 의문, 조작 전 의문을 생성하는 데 사진과 동영상으로 의문 상황을 제시한 경우, 실물로 제시한 것에 비해 빈도수가 유의미하게 높은 것으로 나왔다. 하지만 조작 후 의문을 생성하는데 실물로 의문 상황을 제시한 경우 사진과 동영상 제시 방법으로 제시하는 것에 비해 빈도수가 유의미하게 높은 것으로 나왔다. 인과적 의문, 적용적 의문, 주관적 의문은 의문 상황 제시 방법에 상관없이 의문이 생성되었다. 이를 통해 의문 상황 제시 방법이 학생들의 의문 특성에 영향을 주고 있음을 알 수 있다. 이것은 교사가 의문생성 교수·학습을 계획할 때 향상시키고자 하는 의문에 따라 의문 상황의 제시 형태를 고려해야 한다는 것을 말한다. The purpose of this study is to provide the proper methods of presenting question materials for generate of various question by comparing type, level, objectivity, manipulation of question in the presenting methods of question phenomena. I selected and showed actual objects, movies, and photographs as ways of presenting question materials, to each of which three question tasks were assigned. The generated questions by students were compared. The results showed that the question of conjectural, predictive, methodological, exploratory, verificational, qualitative, quantitative, simple-manipulative, pre-manipulative questions turned out to have significantly higher average frequencies in the cases of the presentation of photographs and movies than in the cases of the presentation of actual objects. However, the question of post-manipulative questions turned out to have significantly higher average frequencies in the cases of the presentation of actual objects than in the cases of the presentation of photographs and movies. and There were no significant differences between individual methods of question task presentation in average frequencies with respect to causal and methodological, subjective questions. Thus, we have learned from this that methods of presenting question phenomena had influence on the students` question. This suggests that we should consider forms of presentation of question materials in planning the teaching-learning of question.

생명현상에 대한 과학적 관찰에서 나타나는 과학 교사들의 두뇌 활성 및 기능적 연결

이준기 ( Jun Ki Lee ),변정호 ( Jung Ho Byeon ),권용주 ( Yong Ju Kwon ) 한국과학교육학회 2009 한국과학교육학회지 Vol.29 No.6