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슬기로운 생활 교과 활용 발명교육 프로그램이 아동의 창의성 신장에 미치는 효과
김오범 서울교육대학교 교육대학원 2011 국내석사
이 연구는 많은 학생들이 슬기로운 생활 교과 수업을 통해 자연스럽게 발명교육을 접해볼 수 있도록 교과활용 발명교육 프로그램을 개발하고, 개발한 프로그램이 아동의 창의성에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행하였다. 이 연구에서 개발한 슬기로운 생활 교과 활용 발명교육 프로그램(총 15차시)은 교과 내의 내용을 10가지 발명기법(새롭게 생각하기, 더하기, 자연을 따라하기, 큰 것을 작게 하기, 반대로 생각하기, 모양을 바꾸기, 두꺼운 것을 얇게 하기, 다른 용도로 사용하기, 재미있게 하기, 빼기)에 적용하여 생각해보기, 발명기법 알기, 아이디어 생성하기, 아이디어 평가하기의 활동 순서로 구성하였다. 슬기로운 생활 교과 활용 발명교육 프로그램이 창의성에 미치는 효과를 살펴보기 위해 실험집단으로 경기도 파주시 소재의 S초등학교 2학년 27명을 선정하였고, 통제집단은 같은 S초등학교 2학년 27명으로 하였다. 검사도구는 Torrance가 개발한 TTCT 창의성 검사지를 우리말로 번안한 Torrance 창의력 도형 검사를 사용하였으며 통계해석 프로그램으로는 i-STATistics를 사용하였다. 창의성 검사 결과 슬기로운 생활 교과 활용 발명교육 프로그램을 적용해본 결과 창의성의 하위 3개 영역 중 사후 유창성 총점이 34.50으로 사전 유창성 총점 26.74보다 통계적으로 p <0.001에서 유의한 변화를 보였고 독창성 총점의 경우 사후 독창성 총점이 22.85점으로 사전 독창성 총점 15.11보다 통계적으로 p <0.001에서 유의한 차이를 보였다. This study was to see the effect onto elementary students creativity using the wise life textbook. The study was set up for 15 classes. There are 10 skills of invention and the following 4 stages are : thinking, knowing of invention skills, creating ideas, and evaluating ideas. This program is to understand the effects on children’s creativity. I taught 27 second grade students at S elementary school in Paju city, Gyeonggi Province. There was also another class where the program was not used. The examination tool, TTCT which was created by Torrance, was used to check the creativity level. The program, i-STATistics, was used to interpret the statistics. The results are as follows. 1. I created this program so that it is usable during any classroom session. This allows more students to be given the opportunity to experience the invention program. 2. this program was shown to be effective and increase the creativity level in th students. From this program, the fluency score of the elements in creativity increased to 34.50 from 26.74. The originality score also improved from 15.11 to 22.85. By looking at the results, it can be concluded that the program is effective. It is important to inform the education office of this program and expand this knowledge to as man schools as possible.
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지능형 빌딩 시스템을 위한 가상화 시스템 통합의 설계 및 구현
김오범 한국방송통신대학교 평생대학원 2011 국내석사
A Intelligent building system is that operates a building automatically according to operation policy by setting the manager for living a pleasant and safe life to building residents by using system information of various unit system information comprising a building. A System integration used in intelligent building system must be able to integrate various protocols supporting a unit system comprising a building flexibly and stability. However, Server and interface loads appeared when it communicates with various protocols affect the whole system and reduce stability of the intelligent building system. In this paper, I propose the virtual system integration to solve those problems. The proposed system is divided into a interface management system and a integration management system for integrating data information. A Intelligent management system operates the whole system integration using a unit system information, user information and interlocking information. An Interface management system manages interface module made to communicate with unit system and passes unit system information on to an integration management system. The whole structure of system is divided into integration management module, virtual management module, composition management module, and unit system management module. It is possible to compose interface module flexibly by using this proposed system and enhance stability of the intelligent building system by isolating errors and loads from interface. 지능형 빌딩 시스템은 빌딩을 구성하는 다양한 단위시스템 정보를 시스템 통합을 사용함으로써 빌딩 거주자에게 쾌적하고 안전한 생활을 할 수 있도록 관리자가 설정한 운영방침에 의하여 자동으로 빌딩을 운영하는 시스템이다. 지능형 빌딩 시스템에서 사용되는 시스템 통합은 빌딩을 구성하고 있는 단위시스템에서 지원하는 다양한 프로토콜을 유연하고 안정되게 통합할 수 있어야 한다. 하지만 다양한 프로토콜을 사용하여 통신할 때 발생하는 서버 부하 및 인터페이스 통신 부하가 전체 시스템에 영향을 미쳐 지능형 빌딩 시스템의 안정성을 축소시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 시스템 통합의 문제점을 보완할 수 있는 가상화를 사용한 시스템 통합을 제안한다. 제안 시스템은 인터페이스 관리 시스템과 데이터 정보를 통합하는 통합 관리 시스템으로 구분된다. 통합 관리 시스템은 단위시스템 정보, 사용자 정보 및 연동 정보를 이용하여 전체 시스템 통합을 운영한다. 인터페이스 관리 시스템은 단위시스템과 통신하기 위해서 만들어진 인터페이스 모듈을 관리하고 단위시스템 정보를 통합 관리 시스템에 전달한다. 시스템 전체 구조는 통합 관리 모듈, 가상 관리 모듈, 구성 관리 모듈, 그리고 단위시스템 관리 모듈로 분리된다. 제안 시스템을 사용함으로써 인터페이스 모듈을 유연하게 구성할 수 있으며, 인터페이스에서 발생하는 오류 및 부하를 격리화함으로써 지능형 빌딩 시스템의 안정성을 높일 수 있다.
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예비교사의 공학설계 활동에서 나타나는 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론과정 분석
김오범 한국교원대학교 대학원 2015 국내박사
이 연구의 목적은 공학설계 활동에서 나타나는 인지적 인공물이 예비교사들의 상호작용에 미치는 영향과 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론 과정을 분산인지 관점으로 분석함으로써 최근 과학교육에서 강조되고 있는 ‘공학설계’, ‘모델의 개발 및 사용하기’와 같은 과학적 실천에 대한 교육적 시사점을 주는데 있다. 이를 위해 문헌 연구를 기반으로 열전달과 관련된 공학설계 활동 과제를 개발하였다. 연구 대상으로는 예비교사 30명으로 하였으며, 3인 1개조(총 10그룹)로 편성하여 문제해결 과정에서 생성되는 다양한 인지적 인공물(언어, 제스처, 상징적 기호, 도식, 그림, 사물)을 동영상 녹화 및 회상적 인터뷰를 통해 수집하였다. 공학설계 문제해결 과정에서 생성되는 인지적 인공물들이 어떠한 맥락에서 생성 및 사용되었고, 상호작용에서 어떠한 영향을 미쳤는지 구체적으로 확인하기 위하여 공학설계 활동 단계와 예비교사들의 인지적 행동을 선행 연구에서 사용된 분석틀을 이용하여 1차적으로 코딩하였다. 공학설계 활동 과정에서 나타나는 인지적 인공물들은 문제해결 단계와 인지적 행동의 맥락 내에서 상호작용에 미치는 영향과 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론 과정이 해석되었다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공학설계 활동에서 나타나는 인지적 인공물의 유형을 언어와 동반된 제스처, 상징적 기호, 도식, 그림, 사물로 구분하여 각각의 인지적 인공물들이 상호작용에 미치는 영향이 어떠한지 확인하였다. 지시적 제스처는 예비교사들의 상호작용 과정에서 구두 언어로 표현할 수 없거나, 언어적 형태로 말할 준비가 되어 있지 않은 생각들을 나타내는데 효과적으로 기여하였다. 또한, 화자에게는 특정 사물의 명칭이나 공간을 구두 언어로 표현하기 위한 인지적 수고를 덜어주었고, 청자에게는 직접적인 시각적 정보를 제공받을 수 있도록 하고 있었다. 상징적 제스처는 구두 언어를 시각화함으로써 화자의 설명을 지원해주었으며, 물리적 인공물과 결합한 형태로 생성되는 상징적 제스처는 보다 정교한 설명이 가능하도록 해줌으로써 청자의 이해를 돕는 역할을 하였다. 은유적 제스처는 추상적인 개념을 언급할 때 구두 언어와 동반되어 생성되었으며, 예비교사들의 상호작용 과정에서 정교화된 후 설명이나 예측, 추론을 위한 모델로 기능할 수 있음을 확인할 수 있었다. 공학설계 활동에서 예비교사들에 의해 생성된 상징적 기호들은 문제해결 과정에서 그룹 구성원들이 기억해야 할 정보가 외적 표상의 형태로 인공물에 분산되어 존재하거나, 행위자들에게 특정 정보가 더 중요하다는 암시를 줌으로써 공동의 문제 해결에 기여하였고, 도식은 그룹 구성원들에게 시각적 표상뿐만 아니라 명제적 표상을 함께 제공해주어 추상적 개념을 설명하거나 추론하는데 도움을 주고 있음을 확인할 수 있었다. 그림은 그룹 구성원들이 추론하는 동안 특정 정보에 주의를 집중할 수 있도록 시각적 자원을 제공해주었고, 공유된 멘탈 모델의 구성을 통해 설명과 추론을 지원해주고 있음을 확인할 수 있었으며, 사물은 예비교사들이 지니고 있는 특정 과학적 개념을 외부로 표현할 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라 추론이나 설명을 위한 인지적 인공물로 기능할 수 있음을 확인하였다. 둘째, 공학설계 활동 과정에서 나타나는 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론 과정을 알아보았다. 예비교사들은 언어와 동반된 제스처, 도식, 그림, 사물과 같은 인지적 인공물중 일부를 설명이나 예상, 추론을 위한 외현 모델로 사용하고 있음을 확인할 수 있었다. 총 10그룹 중 7그룹이 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론 과정을 진행하며 공학설계 문제를 해결하였고, 주어진 환경 내에서 다양한 형태의 모델을 생성하여 그룹 구성원들과의 합의를 도출하는데 성공적으로 기여하고 있음을 확인하였다. 예비교사들은 현상을 관찰하여 관찰 결과를 해석하고 이를 제스처, 도식, 그림, 사물과 같은 외현 모델로 표현하고 있었으며, 표현된 모델은 다시 해석을 위한 자원이 되거나 수집된 데이터와 비교, 모델 개선, 모델 사용 단계로 진행되는 것을 확인하였다. 비록 모델 개선, 현상 예측, 추가 관찰과 같은 단계는 일부 그룹에서 드물게 나타나고 있었지만, 예비교사들은 외적으로 표현된 모델을 기반으로 추론이나 예상을 위한 근거를 찾기 위한 시도를 하고 있음을 확인할 수 있었다. 이 연구에서는 최근 과학교육에서 강조되고 있는 ‘공학 설계활동’과 ‘모델을 개발하고 사용하기’와 같은 과학적 실천을 위한 선행 연구로써 예비교사들이 자발적으로 생성, 사용하는 외현 모델이 제스처, 도식, 그림, 사물과 같은 유형으로 나타날 수 있음을 확인하였고, 인지적 인공물이 상호작용에 미치는 영향과 인지적 인공물을 바탕으로 한 추론과정을 분석할 수 있는 새로운 이론적 관점 및 방법을 제시하였다. 이러한 연구 결과는 예비교사들에 의해 수행되는 공학설계활동 뿐만 아니라 실험, 탐구와 같은 활동 위주의 과학 학습에서의 상호작용 분석이 분산인지 시스템 차원에서 이루어져야 함을 시사해 준다.
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