모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험에서 학생들의 모델링에 대한 인지과정 탐색

이동원 ( Dongwon Lee ),조혜숙 ( Hey Sook Cho ),남정희 ( Jeong Hee Nam ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.2

이 연구는 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 활동에서 나타나는 학생들의 모델링 변화와 변화 과정 및 모델링에서 나타나는 학생들의 인지과정에 대한 탐색을 통해 논의에 바탕을 둔 교수 전략이 모델링에 어떠한 영향을 미치는지와 변화의 이유를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 일반화학을 수강하는 사범대학 화학교육과 1학년 학생 21명을 대상으로 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 여섯 개 활동을 1학기 동안 적용하였고, 학생들의 모델링에서 나타나는 인지과정을 탐색하기 위해 학생 인터뷰 자료를 수집하였다. 모델링 수행에서 나타나는 인지과정의 분석 결과, 효과적인 모델의 요소에 대해 학생들은 시각적 표현, 설득력 있는 설명의 제공, 수사학적 구조의 측면에서 응답하였다. 모델링 과정에서 사용한 전략에 대해서 학생들은 모델링 수행 전과 수행과정의 두 가지 측면에서 응답하였다. 모델링 수행 전에는 실험 보고서를 작성하는 과정에서 중요한 키워드 등을 미리 정리해 두거나 개요를 따로 작성하고 실제 모델링 수행과정에서는 다양한 자료를 이용, 자료를 재구성하여 제시, 핵심개념에 대한 정의와 설명을 제시, 수사학적 구조를 고려, 메타인지를 이용하는 전략을 사용하였다. 모델링 과정에서에서 겪는 어려움에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재, 이해 부족의 두 가지 범주로 나눌 수 있었으며, 이러한 어려움의 해소에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재와 내용 이해 부족으로 나타나는 어려움을 해소하기 위해 어떻게 모델링 전략을 습득하고 내용을 이해하는지로 구분되었다. 학생들은 피드백 단계, 모델링 경험, 실험 보고서에 대한 평가, 자신이 이전에 작성한 모델, 참고문헌을 통해 전략을 습득하며, 내용에 대한 이해는 수업 단계에서 나타나는 논의 과정과 실험 보고서 작성 과정을 통해 이루어졌다. 이러한 결과로부터 모델링을 교수학습에 이용할 때 논의에 기반을 둔 학습전략이 정신 모델을 검증하고 수정하여 표현된 모델로 구현하는 과정에 도움을 주고 과학 개념과 더불어 메타모델링 지식의 이해를 도와 학생들의 모델링 발달에 영향을 줌을 보여 주었다. The purpose of this study is to investigate the cognitive process of student`s modeling on a modelingemphasized argument-based general chemistry experiment. The participants were twenty-one freshman students. Six topics were carried out during the first semester and semi-structured interview was implemented at the end of the semester. Semi-structured interview questions were used to elicit elements of effective model, modeling strategies, difficulties that students have experienced during modeling, and resolving the difficulties that students have experienced during modeling. All student interview data were collected and transcribed. The results of this study are summarized as follows: (1) Elements of effective model were considered to be visual expression, persuasive explanation, and rhetorical structure. (2) Modeling strategies included arranging important keywords or writing the outline, and during the modeling process, students used various data, suggested data after reconstructing, suggested definitions and explanations of core concepts, used meta-cognition, and considering rhetorical structure. (3) Difficulties students have experienced during modeling could be categorized as lack of modeling strategy and understanding. (4) Resolving difficulties students have experienced during modeling could be categorized as modeling strategy and understanding. Students learn the strategy by feedback, modeling experience, evaluation of experimental report, models which they constructed previously and references, and the understanding of contents were achieved through arguments which occurred during classes and during the process of writing the experimental reports. These results suggest that when using modeling in teaching and learning, the argument-based learning strategy can be effective in enhancing students` modeling by helping them to understand meta-modeling with scientific concepts.

모델링 실천을 통한 과학 영재학생들의 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준 분석

김기향,백성혜 대한화학회 2023 대한화학회지 Vol.67 No.1

The purpose of this study is to obtain basic data for constructing a modeling practice program integrated with meta-modeling knowledge by analyzing the cognition level for each meta-modeling knowledge components through model- ing practice in the context of the chemistry discipline content. A chemistry teacher conducted inquiry-based modeling prac- tice including anomalous phenomena for 16 students in the second year of a science gifted school, and in order to analyze the cognition level for each of the three meta-modeling knowledge components such as model variability, model multiplicity, and modeling process, the inquiry notes recorded by the students and observation note recorded by the researcher were used for analysis. The recognition level was classified from 0 to 3 levels. As a result of the analysis, it was found that the cognition level of the modeling process was the highest and the cognition level of the multiplicity of the model was the lowest. The cause of the low recognitive level of model variability is closely related to students' perception of conceptual models as objec- tive facts. The cause of the low cognitive level of model multiplicity has to do with the belief that there can only be one cor- rect model for a given phenomenon. Students elaborated conceptual models using symbolic models such as chemical symbols, but lacked recognition of the importance of data interpretation affecting the entire modeling process. It is necessary to intro- duce preliminary activities that can explicitly guide the nature of the model, and guide the importance of data interpretation through specific examples. Training to consider and verify the acceptability of the proposed model from a different point of view than mine should be done through a modeling practice program. 본 연구는 화학교과 내용 맥락 하에서 모델링 실천을 통해 드러난 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 진단함으로써 메타모델링 지식과 통합된 모델링 실천 프로그램 구성을 위한 기초자료를 얻고자 하였다 . A 과학 영재학교 2학년 재학생 16명을 대상으로 화학 교사가 변칙현상이 포함된 탐구기반 모델링을 진행하였으며 , 모델의 가변성 , 모델의 다중성 , 모델링 과정 등 메타모델링 지식 구성요소별 인식수준을 분석하기 위하여 학생이 기록한 탐구노트와 연구자가 기록한 관찰노트를 분석에 활용하였다 . 인식수준은 0단계부터 3단계까지 분류하였다 . 분석 결과 , 메타모델링 지식의 구성요소 중 모델링 과정에 대한 인식수준이 가장 높았으며 모델의 다중성 다음으로 모델의 가변성에 대한 인식수준이 가장 낮은 것으로 나타났다 . 모델 가변성에 대한 낮은 인식수준의 원인은 학생들이 개념모델을 객관적 사실로 인식하는 것과 관련이 깊고 , 모델 다중성에대한 낮은 인식수준의 원인은 주어진 현상에 대해 오직 하나의 올바른 모델이 존재한다는 신념과 관련이 있다 . 학생들은 개념모델을 화학기호와 같은 상징적 모델을 이용하여 정교화하였으나 모델링 전 과정에 영향을 주는 자료해석의 중요성에 대한 인식이 부족하였다 . 모델의 본성을 명시적으로 안내할 수 있는 사전활동의 도입하고 , 자료해석의 중요성을 구체적 예시를통해 안내할 필요가 있다 . 다른 관점에서 제안된 모델의 수용 가능성을 고려하고 검증하는 훈련이 모델링 실천 프로그램을통해 이루어져야 한다.

모델링 공정 연계 시스템을 통한 효율적 폴리곤 모델링 기법에 대한 탐구

김상돈(Kim, Sang-Don),이현석(Lee, Hyun-Seok) 한국만화애니메이션학회 2014 만화애니메이션연구 Vol.- No.37

3D 컴퓨터 애니메이션의 모델링 작업과정은 사실적 형태 구현을 위한 최적의 작업조건에 대한 방법들이 진일보되고 있다. 1999년 출시된 모델링 전문 소프트웨어인 ZBrush는 기존과 다른 용이한 제작방식으로 인해, 캐릭터 모델 작업에 있어서 필수요소로 자리 잡고 있다. 이에, 본 논문에서는 보다 최적화된 애니메이션 캐릭터 모델 제작을 위한 방법으로써 두 개의 소프트웨어 (Z-Brush, Maya)의 연계된 제작시스템에 대한 효율성에 대해 고찰하고, 그 시사점을 제시하고자 한다. 이를 위해, 첫째 폴리곤 모델링과 리토폴로지(retopology)에 대한 기술적 특성에 대해 살펴보았으며, 둘째, 이를 바탕으로, 기존의 캐릭터 모델링을 위한 ZBrush와 Maya의 연계적 작업 과정의 문제점을 분석한다. 셋째, 새로운 모델링 작업의 최적화 기법의 효율성을 검증하기 위해, 단편 애니메이션 영화 ‘Cula & Mina"의 Dumvee 캐릭터의 제작과정을 사례로 하여 그 제작과정을 분석하였다. 본 연구를 통해, 두 개의 소프트웨어를 이용한 모델링 공정 연계 시스템은 보다 효과적으로 하이 폴리곤(high polygon) 모델에 대한 제작의 용이함과 높은 완성도를 구현할 수 있음을 알 수 있었다. 이를 통해, 기존과 다른 효율적 모델링 방식을 고찰함으로써, 모델링 관련 수업이나 관련 산업체의 제작 시스템의 최적화를 위한 참고자료가 되리라 사료된다. 또한, 본 연구는 폴리곤 모델링 제작과정의 개선을 위한 ‘실용적 대안 제시’를 목적으로 하는 기술제작 사례논문으로 접근하였다. In the modeling processes of 3D computer animation, methods to build optimal work conditions to realize real forms for more efficient works have been advanced. Digital sculpting software, published in 1999, ZBrush has been positioned as an essential factor in character model work requiring of realistic descriptions through different manufacturing methods from previous modeling work processes and easy shape realization. Their functional areas are expanding. So, in this production case paper, as a method to product more optimized animation character models, the efficiency of production method linking digital sculpting software (Z-Brush) and animation production software (Maya) was deliberated and its consequences and implications are suggested. To this end, first the technical features of polygon modeling and Retopology were reviewed. Second, based on it, the efficiency of animation character modeling work processes through step linking ZBrush and Maya suggested in this paper was analyzed. Third, based on the features drawn before, in order to prove the hypothesis on modeling optimization method suggested in this paper, the production process of character Dumvee from a short animation film, ‘Cula & Mina" was analyzed as an example. Through this study, it was found that technical approach easiness and high level of completion could be realized through two software linked work processes. This study is considered to be a reference for optimizing production process of related industries or modeling-related classes by deliberating different modeling process linked systems.

모델링 기반 탐구 활동에 대한 과학 교사들의 인식

오우진(Woojin Oh),최경식(Kyeongsik Choi),백성혜(Seoung-Hey Paik) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.23

목적 이 연구의 목적은 과학 교사들을 대상으로 모델링 기반 탐구 활동 경험을 제공하고, 이 활동에 대한 과학 교사들의 인식을 살펴보는 데 있다. 방법 4명의 과학 교사를 선정하여 5주 동안 1회 평균 3시간의 수업으로 총 15차시를 진행하였다. 이 연구에서는 보로노이 다이어그램(Voronoi Diagram)을 모델로 선정하였고, 컴퓨터 프로그램 중 하나인 지오지브라(GeoGebra) 프로그램을 사용하여 모델링 기반 탐구 활동을 설계하였다. 이때 모델링 기반 탐구 활동은 1) 자연현상 탐구, 2) 탐구 정교화, 3) 모델링, 4) 모델링 정교화, 5) 자연현상 적용의 5단계로 진행하였다. 결과 첫 번째 단계에서 교사들은 다각 형태를 나타내는 여러 자연현상을 관찰하면서 “다각형 패턴은 어떻게 생성되는가?” 라는 공동 탐구 질문을 종합적으로 도출하였다. 탐구 정교화 단계에서는 교사들이 직접 비누막을 제작하고, 여러 비누막을 합쳐보고, 비누막의 크기를 서로 다르게 조절하면서 조작적 관찰을 수행하였다. 모델링 단계에서는 컴퓨터 프로그램인 지오지브라 프로그램과 친숙하도록 경험을 제공한 후에 다각형 패턴을 보로노이 다이어그램으로 모델링하는 추상화와 형식화 과정을 거쳤다. 모델링 정교화 단계에서는 과학 교사들은 보로노이 다이어그램의 점을 자유롭게 움직이면서 다양한 형태의 보로노이 다이어그램 모델을 생성하였다. 이를 통해 자연현상에서 관찰되는 다각 형태에 대한 해석을 할 수 있도록 하였다. 자연현상 적용 단계에서는 보로노이 다이어그램 모델로 설명할 수 있는 자연현상과 자연현상에 완벽하게 적용되지 않는 점 등에 대한 피드백과 일반화 과정을 거쳤다. 결론 과학 교사들은 컴퓨터 프로그램인 지오지브라를 활용하여 모델링 기반 탐구 활동을 수행하는 과정에서 자연현상에 대해 깊이 이해하게 되었다. 또한, 이를 통해 모델링 기반 탐구 활동의 교육적 효과를 인식하였다. Objectives The purpose of this study is to provide an experience of modeling-based inquiry activity for science teachers, and to examine science teachers perceptions of this activity. Methods Four science teachers were selected and a total of 15 hours were conducted with an average of 3 hours of class per session for 5 weeks. In this study, Voronoi Diagram was selected as a model, and modeling-based inquiry activities were designed using one of the computer programs, GeoGebra. At this time, modeling-based inquiry activities were conducted in five stages: 1) exploration of natural phenomena, 2) elaboration of inquiry, 3) modeling, 4) elaboration of modeling, and 5) application of natural phenomena. Results In the first stage, exploration of natural phenomena, while observing various natural phenomena representing polygonal shapes, the teachers comprehensively derived the joint inquiry question, “How are polygonal patterns created?” In the elaboration of inquiry stage, the teachers made the soap films themselves, tried to combine several soap films, and performed operational observations while adjusting the sizes of the soap films differently. In the modeling stage, after providing an experience of getting used to the computer program, GeoGebra, it went through the process of abstraction and formalization of modeling polygonal patterns into Voronoi diagrams. In the elaboration of modeling stage, science teachers created various types of Voronoi diagram models by freely moving points of voronoi diagrams. This allowed that science teachers was able to interpret various forms observed in natural phenomena. At the application of natural phenomena stage, we went through a process of generalization and feedback about natural phenomena that can be explained by the Voronoi diagram model and those that are not perfectly applied to natural phenomena. Conclusions Science teachers performed modeling-based inquiry activities using a computer program, GeoGebra, and this allowed that they had a deep understanding of the natural phenomena. In addition, the educational effect of modeling-based inquiry activities was recognized through this.

수학적 모델링 과제의 실행과 수정을 통한 현직 교사의 수학적 모델링 교수 역량 신장 사례 분석

정혜윤,이경화 대한수학교육학회 2021 수학교육학연구 Vol.31 No.1

The purpose of this study is to investigate how teachers demonstrate ‘mathematical modeling teaching competencies’ (MMTCs) by implementing and modifying mathematical modeling tasks, as well as to suggest how teacher education should support teachers for teaching mathematical modeling. A teacher with three years of teaching experience participated in this study. Data sources include transcripts, student worksheets, interviews and the researcher’s field notes. The findings indicate that the participant edited tasks to improve the realism and complexity of mathematical modeling tasks. The edits included simplifying and specifying; the participant also decomposed tasks into multiple subtasks. Through iterative implementations and modifications, the participant improved his MMTCs in four dimensions -- diagnostic, theoretical, task, and instructional dimensions were promoted in relays and cyclically. The implementation and modification of the task contributed to connecting theoretical knowledge and practical competencies to mathematical modeling. The study recommends the following areas of need in order to develop teachers’ MMTCs: combining theoretical and practical experiences, improving teachers’ diagnostic competencies, and creating teacher-researcher communities. 본 연구에서는 수학적 모델링 과제를 반복적으로 실행하고 수정하는 과정에서 교사의 수학적 모델링 교수 역량이 신장되는 과정을 살펴보고, 향후 수학적 모델링 교수 역량 강화를 위한 교사교육의 방향을 제시하고자 하였다. 연구 참여자는 3년 경력의 현직 교사로, 중학교 3학년 수업 시간에 수학적 모델링 과제를 실행한 뒤 연구자와 함께 실행 결과를 분석하고 과제를 수정하는 과정을 거쳤다. 전 과정을 녹화, 녹음한 자료와 학생들의 활동지, 교사 인터뷰, 연구자의 현장 노트 등의 자료가 수집, 분석되었다. 연구결과, 첫째, 수학적 모델링 과제와 수학적 모델링 과정의 현실성과 복잡성을 개선하기 위해 과제를 간략화, 구체화, 단계화하는 모습이 관찰되었다. 둘째, 반복적인 수학적 모델링 과제의 실행 및 수정 과정에서 네 가지 차원의 수학적 모델링 교수 역량이 신장되는 모습이 관찰되었다. 이때, 수학적 모델링 과제의 실행과 수정은 수학적 모델링에 대한 이론적 지식과 실제 수행 능력을 연결하는 역할을 하였다. 본 연구결과는 수학적 모델링 교수 역량 강화를 위한 교사교육의 방안으로, 이론과 실행의 균형있는 경험, 학생 수준 진단 역량 강화를 위한 교육, 교사연구공동체의 구성을 제안한다.

초등수학에 적용된 수학적 모델링 과제 유형 탐색

오영열,박주경 서울교육대학교 초등교육연구원 2019 한국초등교육 Vol.30 No.1

Today, adapting actively to a rapidly changing society has become increasingly difficult to achieve satisfactory results in the traditional way of teaching and learning mathematics. In this context, mathematical modeling is increasingly becoming an integral part of school mathematics. However, many teachers have difficulty in applying to the class together with lack of understanding about mathematical modeling. One of the main reasons teachers have difficulty understanding and applying mathematical modeling is that it is difficult to understand the nature of the mathematical modeling task. Until now, mathematical modeling has been mainly dealt with at the middle and high school levels, and the modeling tasks for them have become common, so teachers have difficulties in understanding and applying mathematical modeling in elementary school. In this study, the case of mathematical modeling applied to elementary school was examined and the applied task type was analyzed. As a result, the types of problem-centered, table-centered, and complex-type were derived as characteristics of mathematical modeling tasks applied to elementary school. Based on this study, it is expected that mathematical modeling can be applied to elementary school, and mathematical modeling can be applied to elementary school mathematics classroom with improvement of teachers' perception about mathematical modeling. 오늘날 빠르게 변화하는 사회에 능동적으로 적응하기 위해서는 수학을 가르치고 배우는 방법에 있 어서 새로운 접근이 요구되며, 이러한 배경에서 출발한 수학적 모델링은 점차 학교수학의 필수 영역이 되고 있다. 하지만 많은 교사들은 수학적 모델링에 대한 이해 부족과 함께 수학적 모델링을 수업에 적 용하는데 어려움을 겪고 있다. 교사들이 수학적 모델링을 이해하고 적용하는데 어려움을 느끼는 가장 큰 이유 가운데 하나는 수학적 모델링 과제의 특성을 이해하기 어렵다는 데에 있다. 지금까지 수학적 모델링은 주로 중·고등학교 수준에서 다루어져 왔으며 이들을 위한 모델링 과제가 보편화되어 있어 교 사들은 초등학교에서 수학적 모델링의 교육적 활용에 대한 어려움을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 초등학교에 적용된 수학적 모델링의 사례를 검토하고 적용된 과제의 유형을 분석하였다. 그 결과 초등 학교에 적용된 수학적 모델링 과제의 특징으로 문제 중심, 표 중심, 복합 유형이 도출되었다. 문제 중 심 유형은 하나의 문제로부터 과제가 통합적으로 다루어지며, 표 중심 유형은 과제의 정보가 표를 중 심으로 전개되어 표에 포함된 정보를 처리하는 능력을 요구한다. 복합 유형은 서술된 문장, 표, 그림의 형태가 두 가지 이상 제시되는 형태로 대부분의 수학적 모델링 과제가 이에 포함된다. 모든 학생들에 게 수학적 모델링 과제는 항상 어려움을 야기하지만 그 어려움은 수학적 모델링 고유의 인지적 복잡성 에서 기인하며 바로 그 지점으로부터 모델링 역량을 발달시킬 수 있다. 본 연구 결과 수학적 모델링을 초등학교에 적용할 수 있는 과제 유형을 밝힘으로써 수학적 모델링에 대한 교사들의 인식 개선과 더불 어 수학적 모델링을 초등학교 수학 수업에 적용하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

수학적 모델링 관점에서 바라본 고등학교 <정보> 교과서의 모델링 과제 분석

오세준(Se Jun Oh) 학습자중심교과교육학회 2023 학습자중심교과교육연구 Vol.23 No.8

목적 본 연구에서는 고등학교 <정보> 교과서를 수학적 모델링의 관점에서 분석하여, 디지털 자원을 활용한 수학적 모델링 과제 설계에 있어서 시사점을 얻고자 하였다. 방법 이를 위하여 8종의 고등학교 <정보> 교과서에서 ‘모델링’단원과 ‘프로젝트 단원’의 과제를 분석대상으로 선정하여 문헌 분석 하였다. 분석 대상인 모델링 과제가 수학 혹은 실생활과 연관되어 있는지 분석하였으며, 디지털 소양 등 미래 역량으로 주목받는 컴퓨팅 사고력의 단계, 수학적 모델링 사이클의 관점에서 각각 분석하였다. 결과 고등학교 <정보> 교과서의 ‘모델링’ 단원 과제의 소재는 ‘수학’을 많이 활용하고 있음을 확인할 수 있었다. <정보> 교과에서 ‘모델링’은 추상화 방법의 하나로 다루고 있어 ‘수학적 모델링 사이클’ 과정으로 분석하면 구성하기-단순화하기-수학화로 구성되어 있었다. 반면, <정보> 교과서의 프로젝트 과제는 수학적 모델링 사이클과 컴퓨팅 사고력 과정의 구성요소들을 대부분 포함하고 있었으며, 별개의 독립된 단원으로 구성되어 모델링 과정을 체계적으로 경험할 수 있게 구성되어 있었다. 결론 2022 교육과정에서 제안한 미래사회의 역량 중 하나인 디지털 소양을 수학적 모델링을 학습하며 함양하기 위하여 ‘수학적 모델링’을 <정보> 교과의 모델링 과제와 연계하여 지도하는 체계적인 논의가 필요할 것이다. 또한 <정보> 교과서의 모델링 과제, 프로젝트 과제를 수학교과에 맞게 수정 보완하여 활용할 수 있으며, 수학적 모델링과 관련된 프로젝트 과제를 독립적인 단원으로 구성하여 수학 교과서를 구성하는 방안에 대한 검토가 필요할 것이다. Objectives The purpose of this study was to analyze high school information textbooks from the perspective of mathematical modeling, with the goal of gaining insights for designing mathematical modeling tasks using digital resources. Methods To achieve this objective, the study selected the ‘modeling’ unit and ‘project unit’ tasks from eight high school information textbooks for analysis, and conducted a literature review. The study examined whether the modeling tasks were related to mathematics or real-life scenarios, and analyzed them through the lens of the mathematical modeling cycle and computational thinking skills, which are increasingly recognized as crucial competencies for the future workforce, including digital literacy. Results The material in the ‘Modeling’ unit of the high school <information> textbook was heavily based on ‘mathematics’. <Information> ‘Modeling’ is treated as a method of abstraction in the textbook, and when analyzed as a process of ‘mathematical modeling cycle’, it consists of constructing, simplifying, and mathematizing. The results of the analysis showed that the treatment of ‘modeling’ in the information textbooks was distinct from ‘mathematical modeling,’ as it was seen primarily as a method of abstraction. However, the project tasks in the information textbooks included most of the components of the mathematical modeling cycle and the computational thinking process, and were organized as independent units for a systematic experience of the modeling process. Conclusions Based on these findings, the study concludes that a systematic discussion is needed to teach ‘mathematical modeling’ in connection with modeling tasks in the information textbooks in order to foster digital literacy, which is a crucial competency for future societies. Additionally, the modeling and project tasks in the information textbooks can be modified and supplemented to be incorporated into mathematics courses. Finally, the study recommends organizing project tasks related to mathematical modeling into independent units to better structure mathematics textbooks.

참고문헌의 유무가 LDA를 사용한 토픽 모델링 결과에 미치는 영향

백주해 ( Juhae Baeck ),권형일 ( Hyungil Kwon ),최미화 ( Mihwa Choi ),( Yi-hsiu Lin ) 한국체육학회 2019 한국체육학회지 Vol.58 No.6

본 연구는 논문을 사용한 토픽 모델링에서 연구자가 고려해야 할 요소 중 하나인 참고문헌 제거 여부에 대한 필요성을 탐색하고자 하였다. 참고문헌 내용만을 텍스트에서 정확하게 제거하는 명령어나 기술이 제공되고 있지 않아, 참고문헌을 제외한 텍스트로 토픽 모델링을 수행하고자 하였을 때에는 연구자가 모든 텍스트에서 일일이 참고문헌을 제거하는 과정을 거쳐야만 한다. 이렇게 많은 노동력과 시간이 소요되는 참고문헌 제거 과정이 연구자에게 부담으로 작용할 수 있으므로, 참고문헌의 존재가 토픽 모델링 결과에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고 토픽 모델링에 더욱 적합한 텍스트 형태를 제시하고자 하였다. 스포츠산업경영 분야의 국제 저널 SMQ, ESMQ와 JSM에서 최근 10년간 출간된 논문을 대상으로 토픽 모델링을 수행하고, 참고문헌이 포함된 텍스트와 참고문헌이 제거된 텍스트의 토픽 모델링 결과를 비교하였다. 스포츠산업경영 및 마케팅에 대한 전반적인 지식을 가지고 세 가지 저널의 특성에 대해 충분히 이해하고 있는 전문가 5인의 평가로 결과 비교가 이루어졌다. 비교 결과, 참고문헌을 포함한 전문을 사용하였을 때 더욱 해석이 용이한 토픽 모델링 결과가 도출되는 것으로 나타났다. 텍스트에 참고문헌이 포함되었을 때에 토픽을 산출하는 데 할당되는 논문 간의 연관성이 높았으며, 연관성이 높은 논문들로부터 산출된 토픽의 해석가능성 또한 높아지는 것으로 판단할 수 있다. 이처럼 참고문헌의 존재가 토픽 모델링 결과에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 본 연구결과에 따르면, 논문을 사용한 토픽 모델링에서 참고문헌을 제거하는 추가적인 절차를 거치지 않아도 됨을 뜻한다. 이에 따라, 논문을 사용한 토픽 모델링을 수행하고자 하는 추후 연구에서는 참고문헌의 존재가 미칠 수 있는 토픽 모델링 결과에 대한 부정적인 영향력에 대한 고민을 덜 수 있을 것으로 판단된다. This study tried to investigate the necessity of the reference removal procedure during the text pre-processing in topic modeling by comparing the topic modeling results using the text with reference and the text without reference. The use of full-text article for the topic modeling may cause extra work on removing the subsidiary part that is not directly related to the content of the article, because it is not able to selectively extract the certain part of the text that researcher wants to include in the analysis has not yet been developed. Therefore, manual work by the researcher is required to remove the subsidiary information and it takes a great amount of labor and time to perform the text pre-processing rather than the actual topic modeling analysis process. Thus, this study compared the topic modeling result of the text containing reference and of the text without reference. The research articles has been published from three major sports management and marketing journals from 2009 to 2018 were collected. JSM, ESMQ, and SMQ have been selected based on their reputation and status in the academic field. Five sport management/marketing experts were hired to evaluate the quality of the topic modeling result. The result indicated that the text containing reference produced a better topic modeling result than the text without reference. The relevance between the articles which were used to generate certain topic was higher when the text containing reference. It can be concluded that the quality of the topics is also high when the relevance of the articles is high. Based on this result, reference removal procedure is not necessary for the topic modeling using research articles. It can reduce a considerable amount of time and labor that the researcher needs to spend on pre-processing.

논의-기반 모델링 전략을 이용한 일반화학실험에서 글쓰기 대상에 따른 예비화학교사들의 모델링 능력 및 모델링에 대한 인식 분석

조혜숙,김한영,강유진,남정희 대한화학회 2019 대한화학회지 Vol.63 No.6

The purpose of this study was to investigate the effect of science writing for different audiences on preservice chemistry teachers’ chemistry concept understanding and modeling ability in general chemistry experiment activities using Argument-based Modeling (AbM) strategy. And we also examined preservice chemistry teachers’ perceptions of modeling in different audience groups. The participants of the study were 18 university students in the first grade of preservice chemistry teachers taking a general chemistry experiment course. They completed eleven topics of general chemistry experiment using argumentbased modeling strategy. The understanding of chemistry concept was compared with the effect size of pre- and post-chemistry concept test scores. To find out modeling ability, we analyzed level of model by each preservice chemistry teacher. Analytical framework for the modeling ability was composed of three elements, explanation, representation, and communication. The questionnaire was conducted to check up on preservice chemistry teacher’s recognition of modeling. The result of analyzing the effect of modeling for different audience on the understanding of chemistry concept and modeling ability, the preservice chemistry teachers’ were found to be more effective when the level of audience was low. There was no difference in the recognition of modeling between the groups for audience. However, we could confirm that the responses of preservice chemistry teachers are changed in concrete when they have an experience in succession on modeling. 이 연구는 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업에서 글쓰기 대상에 따른 과학 글쓰기가 예비 화학교사 들의 모델링 능력 및 모델링에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 또한 이와 함께 예비 화학교사들의 화학개념 이해에 미치는 영향도 알아보았다. 이를 위해서 사범대학 화학교육과에 재학 중인 예비 화학교사 1학년 18명을 대상 으로 11개 주제의 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업을 진행하였다. 화학개념 이해는 사전과 사후의 화학개념 이해 검사 점수에 대한 효과크기를 비교하였다. 모델링 능력은 예비 화학교사들이 제시하는 모델을 설명, 표상화, 의사소통의 3 가지 영역으로 구분하여 집단의 효과크기를 분석하였으며, 모델링에 대한 인식을 알아보기 위해서 설문조사를 실시하였다. 분 석결과, 예비 화학교사의 화학개념 이해와 모델링 능력은 글쓰기 대상인 독자의 수준이 낮은 경우, 효과가 더 큰 것으로 나타났 으며 글쓰기 대상에 따른 집단에서 모델링에 대한 인식은 차이가 없는 것으로 나타났다. 하지만 모델링 과정을 경험함에 따라 예 비 화학교사들의 응답이 더 구체적으로 변해가는 것을 확인할 수 있었다.

수학 교과 역량 관점에서의 수학적 모델링에 관한 선행 연구 탐색

최경아 한국학교수학회 2017 韓國學校數學會論文集 Vol.20 No.2

2015 개정 수학과 교육과정에서 문제해결능력 함양을 위한 교수・학습 방법으로 수학적 모델링이 제시되면서, 국내에서 1990년 이래로 꾸준하게 연구되어 온 수학적 모델링에 관한 논의가 더욱 활발해지고 있다. 이에 본 연구는 수학적 모델링의 교육적 가치와 현장 적용의 필요성을 재음미해보고자, 수학 교과 역량의 관점에서 수학적 모델링에 관한 선행 연구를 고찰하였다. 그 결과, 수학적 모델링은 수학 교과 역량 중 문제해결의 하위 요소로 제시되고는 있지만, 문제해결 뿐만 아니라 추론, 의사소통, 창의·융합, 정보 처리, 태도 및 실천을 지지하는 교수・학습 방법임을 확인할 수 있었다. 이러한 측면에서, 수학 교과 역량에서의 수학적 모델링의 위치에 대한 논의의 필요성과 학교 현장 적용을 위한 방안으로 수학적 모델링에 대한 교사 교육 및 수학 교과서와 수업에서 수학적 모델링 과제의 적극적인 활용을 제안하였다. The animated discussion about mathematical modeling that had studied consistently in Korea since 1990s has flourished, because mathematical modeling was involved in the teaching-learning method to improve problem solving competency on 2015 reformed mathematics curriculum. In an attempt to re-examine the educational value and necessity of application to school education field, this study was to review the literature of mathematical modeling in mathematical competencies perspective. As a result, mathematical modeling could not only be involved the components of problem solving competency, but also support other competencies; reasoning, creativity-amalgamation, data-processing, communication, and attitude -practice. In this regard, This paper suggested the necessity of the discussion about the position of mathematical modeling in mathematical competencies and the active use of mathematical modeling tasks in mathematics textbook or school classes.