학생들을 수준에 맞는 연구에 실질적으로 참여시켜 물리교육하자

김중복(Jung Bog KIM) 한국물리학회 2023 물리학과 첨단기술 Vol.32 No.4

사용자 필적 맞춤형 폰트 생성 서비스

김예진 ( Ye-jin Kim ),이수연 ( Soo-yeon Lee ),심규민 ( Kyu-min Sim ),전경구 ( Kyung-koo Jun ) 한국정보처리학회 2019 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.26 No.2

한 벌의 한글 글자체를 만드는데 일반적으로 많은 제작 비용과 시간이 소요된다. 따라서 폰트 제작의 어려움을 덜기 위해, 사용자가 대표 글자들을 입력하면 그 글자들의 디자인 특성을 딥러닝 기술을 이용하여 학습한 모델이 나머지 글자들을 자동 생성해주는 시스템 구축한다면 폰트 제작이 훨씬 용이해질 뿐만 아니라 저작권 문제로부터 자유로워질 것이다. 이와 관련된 선행연구를 실행하고 분석해 본결과 데이터 전처리 과정에서 글자가 잘리거나 크기가 맞지 않아 제대로 된 데이터셋이 구축되지 않는 문제가 있음을 발견하였다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 템플릿에서 자동적으로 글자영역을 추출하고 이미지를 보정하는 전처리 과정과 함께 기존 모델에서 새로운 필터를 추가하여 학습 성능을 높이는 방법을 제안한다. 이를 통해 기존 연구에서 측정된 손실값을 낮춘 결과를 확인했으며 결과적으로 실제 글자체와 더욱 유사한 사용자 맞춤형 글자체를 제공할 수 있을 것이다.

전류와 관련한 내용에 대한 교육과정에서 검토해야 할 사항

김중복 ( Jung Bog Kim ) 한국현장과학교육학회 2009 현장과학교육 Vol.3 No.2

본 논문에서는 전류와 관련한 우리나라의 과학 교육 과정 중에서 문제가 되는 부분들을 미국의 교과서와 비교를 통하여 제기하고 이를 해결하기 위한 방안을 제안한다. 대표적으로 문제가 되는 부분은 “정전기” 단원이다. 7학년의 정전기 단원은 5학년의 “전기 회로”와 9학년의 “전기” 단원들 사이의 연결 고리이다. 정전기 단원에서 전류 개념이 도입되고 사용되어야 하는 이유와 정전기 단원이 전류 단원을 교육하는데 어떻게 다리 역할을 하는지에 대하여 해설하고자 한다. 또한, 직병렬 연결에서 닫힌회로 개념의 중요성에 대하여 해설하고자 한다. 마지막으로 전류 단원에서 고려하여할 몇 가지 사항들 즉 대전열에 금속이 들어가야 하는 문제, 건전지의 역할을 교육 과정에 넣어야 하는 문제 및 도체와 부도체의 구별에 대하여 논의하고자 한다. We suggest solving directions for problems in the national curriculum related to electric current through comparing it with an American textbook. The most serious problem is in subject of “electrostatics”. The chapter for electrostatics in 7th grade should play a bridge role between “electric circuit” in 5th grade and “electricity” in 9th grade. We would like to explain why the concept of electric current should be introduced in “electrostatics” area and how the electrostatics chapter helps learning electric current. Also we are trying to point out that a closed circuit is very important compared to an open circuit. Finally, some points, such as metal in triboelectric effect, role of battery, and separation between conductor and insulator will be discussed.

전하의 이동을 고려한 꼬마전구 불켜기에 대한 이해

김중복 ( Jung Bog Kim ),이정숙 ( Jungsook Lee ) 한국현장과학교육학회 2009 현장과학교육 Vol.3 No.2

건전지, 전구 및 전선으로 이루어진 가장 간단한 회로에 대하여 어떻게 모든 곳에 전류가 일정하게 흐르는지를 전하들 사이의 상호작용과 이로 인한 이동 관점에서 해설하고자 한다. 전기장과 전위차 및 전기력선 등의 개념을 전기회로를 이해하는 관점에서 적용하도록 하였으며, 저항과 도선이 만나는 접합면과 도선 표면에도 전하들이 분포하여야 모든 개념들 사이에 일관성이 있는 것을 확인함으로써 단순한 회로에서 전류의 흐름을 이해할 수 있도록 노력하였다. 또한, 이러한 개념을 잘 반영할 수 있는 물 흐름 모형을 새롭게 제안하였다. We have tried to explain how constant current in all points of a simple circuit, consisted of battery, bulb, and wires, flows in view point of charge movement. When concepts of electric field, potential difference, and electric field lines are applied to the simple circuit, charges at both the boundary plane contacting between a resistor and the wire and on wire surfaces should exist to explain electric current and all related concepts are coherent. Also, we propose a new water flowing model to reflect our approaches.

전하 이동을 강조한 튜토리얼을 통한 초등교사의 전기 개념 변화

이정숙 ( Jung Sook Lee ),김중복 ( Jung Bog Kim ) 한국초등과학교육학회 2012 초등과학교육 Vol.31 No.1

이 연구는 전하 이동을 강조한 튜토리얼을 통하여 초등 교사의 전기 개념 변화를 분석하고, 초등 교사 교육을 위한 시사점을 얻는데 있다. 튜토리얼은 사전검사, 워크시트, 사후검사로 구성되었고, 내용은 두 개의 대범주인 정전기 영역과 전류 영역으로 이루어졌다. 현직 초등 교사 68명에게 튜토리얼을 적용하고 선택형 질문지, 사전 검사, 사후 검사, 워크 시트, 튜토리얼 과정 녹화 전사본 및 면담을 통하여 초등 교사의 전기 개념 변화를 분석하였다. 연구 결과, 교사들은 도체와 부도체의 전기적 특성에 대해이해하게 되었는데, 마찰과 유도, 접촉에서 전하들의 움직임을 고려하고 설명할 수 있게 되었다. 그러므로 대전과 전류를 혼동하는 어려움이 해소되었다. 열린 회로에서는 전압을 전하가 받는 힘을 고려하여이해할 수 있게 되었고, 축전기를 통해 일시적 전하의 이동을 설명할 수 있었다. 이것은 전압이 전류의 결과라는 오개념을 과학적 개념으로 바꾸는데 중요한 역할을 하였다. 닫힌 회로에서는 전구 양단에 쌓이는 전하들의 분포를 강조함으로써 회로에서 전류가 소모되지 않고 일정함을 이해하게 되었고, 직렬과 병렬에서도 각 회로에서 전구 양단의 전하들의 분포를 고려함으로써 회로에 따라 전지의 역할이 달라짐을 이해할 수 있게 되었다.

알고두 프로그램을 이용한 전기회로 비유 생성 활동에서 나타난 초등과학영재 학생들의 비유물의 변화 과정

김지선,김중복,Kim, Ji Seon,Kim, Jung Bog 한국초등과학교육학회 2018 초등과학교육 Vol.37 No.2

This study investigated the changes in representation on analogies that elementary science-gifted students generated by using Algodoo program to explain the electric current. After the students were taught about the 'components in circuit and their function' and 'electric current' with teacher centered analogy and PhET program for 4 class hours, they generated analogies to the electric circuit. Then they compared the similarity between generated analogy and target concept and matched it to the target concept. The result revealed that the battery, light bulb, and electric wire were changed according to the change of representations on free electrons. And they generated more proper analogies reflected the target concept when represented the free electrons by the circular particles than the water. From these results, we can say that generating analogy using Algodoo program is the effective education activity to help students understand abstract concept by visualizing it more easily and simply.

물리학과 화학 전공 교사들의 화학전지 전극에 대한 인식 조사

박현정 ( Hyun Jung Park ),김중복 ( Jung Bog Kim ) 한국과학교육학회 2010 한국과학교육학회지 Vol.30 No.4

초등학생을 위한 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램 개발 및 적용

김소연 ( Soyeon Kim ),김중복 ( Jung Bog Kim ) 한국현장과학교육학회 2024 현장과학교육 Vol.18 No.2

본 연구에서는 초등학생을 위한 지능형 과학실 활용한 탐구 프로그램의 개발하고 이를 적용하여 과학 탐구 능력 및 과학긍정경험에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이 연구를 위해 S시, C도 읍·면 지역 초등학교 4학년 학생 62명의 학생을 대상으로 16차시에 걸쳐 프로그램을 투입하였다. 프로그램 투입 전과 후의 과학 탐구 능력과 과학긍정경험에 대한 검사를 통해 자료를 수집하였다. 또한 28명의 학생들의 인터뷰 자료를 통해서 과학 탐구 능력과 과학긍정경험에 대한 인식을 알아보았다. 이에 대한 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생에게도 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램이 적용가능함을 보였다. 개발된 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램은 온라인 플랫폼과 오프라인 실험 도구를 다양하게 활용하기 위해 AR 및 MBL 센서를 활용한 데이터 생성 및 수집을 위주로 프로그램을 구성하였다. 둘째, 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램은 초등학생의 ‘관찰’, ‘분류’, ‘측정’ 등의 기초 탐구 능력의 향상에 효과적이었다. 셋째, 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램이 초등학생의 ‘과학 학습 정서’, ‘과학 학습 동기’ 등의 과학긍정경험을 향상하였다. 본 연구는 향후 초등학생의 지능형 과학실 활용 수업이 학교 현장에서 효과적으로 적용될 수 있는 방향을 제시하는데 기여할 것으로 기대된다. The purpose of this study is to explore the effects of an inquiry program using an intelligent science lab (IPIS) on both inquiry skills and positive experiences about science by developing and applying an IPIS for elementary school students. For this study, the IPIS was conducted over 16 units with 62 fourth-grade elementary school students living in S City and C Province. The study subjects were divided into two groups. The experimental group was composed of 28 individuals who participated in the development program class, while 34 students of the control group learned through general lessons. Data were collected through tests on scientific inquiry abilities and positive experiences about science before and after applying the IPIS. In addition, we examined the perception of scientific inquiry abilities and positive experiences in science through interview data from 28 students. The key results are as follows: First, it was shown that an IPIS can be applied to elementary school students. The developed IPIS focused on data generation and collection using AR and MBL sensors to utilize online platforms and offline experiment tools in a variety of ways. Second, the IPIS was effective in improving basic scientific inquiry skills such as ‘observation’, ‘classification’, and ‘measurement’ of elementary school students. Third, the IPIS improved elementary school students’ positive science experience, such as ‘science learning emotions’ and ‘science learning motivation’. This study is expected to contribute to suggesting a direction in which elementary school students' intelligent science laboratory classes can be effectively applied in school settings in the future.

연구논문 : 예비 물리 교사들의 학생평가 문항 제작 수행 수준 조사 -형성 평가를 위한 선다형 물리 개념 검사 문항 분석 중심으로

최현숙 ( Hyun Sook Choi ),김중복 ( Jung Bog Kim ) 경북대학교 과학교육연구소 2013 科學敎育硏究誌 Vol.37 No.3

성취평가제 도입에 따라 교사들이 이에 부합하는 평가 문항을 제작하는 능력의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구는 예비 물리 교사들의 학생평가 전문성 신장을 위한 기초 자료를 제공하기 위해 예비 물리 교사들이 제작한 형성 평가 문항을 살펴보았다. 물리교육학과 2학년에 재학 중인 17명의 예비 교사들이 이 연구에 참여하였다. 이 연구를 위해 우리는 예비교사들에게 형성 평가도구로써 선다형 물리 개념 문항을 제작하게 하고 예비교사들이 제작한 문항을 서로 검토하는 과정을 관찰하였다. 예비교사들은 5시간의 검토 과정을 통해 그들의 문항을 수정해 갔으며 16명의 예비교사들이 최종 완성된 문항을 제출하였다. 연구 결과, 예비교사들은 다소 낮은 수행 능력을 보였다. 문항을 제작하고 검토함에 있어 예비교사들은 다양한 관점을 가지지 못하였으며 대부분이 학생들이 가진 개념에 가한 정보를 얻는 것을 고려하지 않았다. 이러한 연구 결과는 예비교사들이 문항 제작에 있어 어려움이 있음을 나타내 주고 성취평가제 도입의 성공적인 정착을 위해 예비교사들의 학생평가 전문성 신장을 위한 특별한 방안이 필요함을 보여준다. According to instruction of standard-based assessment system, teachers with higher level of competence in student assessment are required. The purpose of this study is to offer the basic data to enhance pre-service physics teachers` competency in student assessment. 17 pre-service physics teachers, who are sophomore in department of physics education, participated in the study for a whole semester. To do this, we gave the assignment of multiple choice question construction in physics conceptest for formative assessment to pre-service teachers and observed review questions constructed by them. We also analyzed multiple choice questions of 17 pre-service teachers. They had 5 classes for the review process of the question and improved their questions through it. 16 of 17 pre-service teachers completed test design. Our results show that pre-service teachers had a little low competence in test design for classroom assessment. In addition to, constructing and revising questions, almost of them didn`t have various perspectives and didn`t consider to get information about the pre-conceptions of students. These findings indicate that they have difficulties with constructing multiple choice question and more specific plan needs to enhance the overall student-assessment competency levels of pre-service teachers for successful settlement of the standard-based assessment system.

과학 교사 연수에서의 동료 교수법의 효과 및 교사의 인식

김종원 ( Jong Won Kim ),김규환 ( Kyu Hwan Kim ),이지원 ( Ji Won Lee· ),황명수 ( Myung Su Hwang ),김중복 ( Jung Bog Kim ) 경북대학교 과학교육연구소 2012 科學敎育硏究誌 Vol.36 No.1

이 연구에서는 초·중학교 교사를 대상으로 동료 교수법(Peer Instruction)을 활용한 교사 연수를 통해 그들의 개념 변화 정도와 새로운 연수 방법에 대한 인식을 조사함으로써 교사 연수에 동료 교수법의 도입 가능성을 알아보고자 하였다. 자료는 초·중 과학교사 전문성 신장 연수에 참여한 교사 169명을 대상으로 바늘구멍 사진기의 원리를 가르치기 위하여 빛의 직진에 관한 개념 검사 6문항을 이용하여 동료 교수법을 적용한 후, 그 중 초등교사 24명, 중학교 교사32명을 대상으로 동료 교수 전과 후의 정답률을 분석하였으며, 인식 조사는 연수에 참여한 전체 교사를 대상으로 설문을 실시하여 이에 응답한 135명의 의견을 분석하여 수집하였다. 연구결과는 첫째, 연수에 참여한 교사들의 사전 개념 수준이 낮음에도 불구하고 동료교수 후 약 0.7의 높은 수준의 개념 변화가 있었다. 흥미 있는 결과는 초등 교사가 중등보다 사전 정답률이 더 높았으며 개념변화도 더 잘 이루어졌다. 둘째, 연수에 참여한 교사들은 동료 교수법 수업에 적극적으로 참여하였으며 동료 교수법이 과학 개념을 형성하는데 도움이 되고, 동료 교수법을 학생 수업에 도입하는 것에 긍정적으로 반응하였다. 셋째, 초·중 교사 모두 교사 연수에서 과학 개념을 다루는 것을 중요하게 인식하고 있었으며, 이를 위해 교사 연수에 동료 교수법이 도입되는 것을 긍정적으로 평가하였다. We have studied possibilities of Peer Instruction(PI) to train in-service science teachers in elementary and middle schools through both degree of conceptual changes and investigating responses to questionaries. 169 teachers were attended and the subject for training was about light propagation to teach scientific conception about a pin hole camera. 6 conceptests were developed. Degree of conceptual changes was analyzed from results obtained from 24 elementary and 32 middle school teachers among them. On the other hand, answers to questionaries were obtained from 135. Relatively high gain near to about 0.7 in conceptual changes was obtained even though their initial levels were quite low. Interesting point is that elementary teachers have higher initial level and larger gain than middle school teachers. Teachers have very much enjoyed and showed strong support to PI for helping conceptual change, and willing to use PI to their own class. Also they conceived dealing concept in teacher training is very important and evaluated PI very positively for teacher training.