이성묵 교수

수도권 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중학교 2학년 학생 21명을 대상으로 인터넷 홈페이지를 이용하여 2개월 동안 과학일기쓰기를 실시하였다. 이들은 총 192편의 일기를 작성하였는데, 자신의 과학일기를 작성하여 탑재하고 다른 사람의 일기를 읽고 의견을 나누는 활동을 하였다. 일기내용과 설문 응답 내용, 홈페이지에서의 상호작용 내용, 면담 내용 등을 분석하여 학생들의 과학에 관련된 정의적 영역에 어떠한 변화가 있었는지를 고찰하였다. 그 결과 과학일기쓰기는 과학영재학생들의 과학에 대한 인식과 흥미, 과학적 태도 등 정의적 영역의 모든 대범주에 현저하게 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

본 연구의 목적은 중학교 교사와 학생들을 대상으로 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 비교하는 것이다. 본 연구에서는 7학년 ‘빛’ 단원에서 가장 중요하다고 생각되는 핵심개념은 광선추적과 스펙트럼에 의해 파악할 수 있다고 전제하고, 이에 대한 교사와 학생의 개념 유형을 조사하였다. 연구 대상은 서울경기지역 과학교사 10명과 이들에게 배운 학생 328명이다. 모든 검사문항은 광선추적법과 스펙트럼 방법을 적용하는 문항으로 구성하였다. 연구결과 광선추적과 스펙트럼에 대한 교사와 학생들의 개념유형에는 차이가 있었다. 또한 대부분의 교사와 학생들은 상이 생기는 근본원리에 대하여 정확하게 알지 못하였다. 광선추적법을 알지 못하여 반사와 굴절에 의한 상을 찾을 때, 물체에서 나온 두 개 이상의 광선을 그려서 상을 찾는 경우는 거의 없었고, 하나의 광선으로 임의의 위치에서 상을 찾거나 평소 암기하고 있던 상의 위치를 표시하였다. 그리고 색에 대하여는 교사와 학생들은 개념을 이해하

이 연구에서는 7학년 학생들의 빛의 이동경로에 대한 개념의 상황의존성을 물체의 관찰, 물체의 거울상 관찰, 거울에 비친 자신의 얼굴상 관찰이라는 세 가지 서로 다른 상황에서 연구하였다. 면담을 통해 각 상황에 대한 학생들의 반응을 조사하였으며, 세 가지 상황에 대한 학생들의 설명을 바탕으로 학생들을 네 그룹으로 나누었다. 각 그룹은 다시 개념특성에 따라 2-3개의 하위집단으로 나누었으며, 각 하위집단의 특성을 조사하였다. 연구결과 (1) 그룹 1의 학생들의 개념은 각 상황에 따라 변화하였다; (2) 그룹 2의 학생들은 C1 상황에선 과학적 개념을 나타냈지만 C2 상황에선 시선개념이나 상에 대한 오개념을 나타냈다; (3) 그룹 3의 학생들은 얼굴의 거울상에 대한 강한 오개념 때문에 과학적 개념을 포기하였다. 제언 부분에서는 이러한 연구 결과를 바탕으로 빛 단원에 대한 교수-학습방법의 개선점을 논의하였다.

본 연구에서는 학생들의 창의적 문제해결력과 비판적 사고력을 함양하기 위한 프로그램으로 온라인 물리탐구토론 학습체제를 개발하여, 온라인 물리탐구토론에 참여한 학생들의 상호작용 유형을 단위토론에서의 참여자 수, 다중토론장의 형성, 대화의 이동을 중심으로 구분하여 개인간 상호작용 유형, 일대일 참여의 상호작용 유형, 다중참여로 인한 일대다 상호작용 유형, 다대다 상호작용 유형 등으로 분류하였다. 이는 사이버 상에서 벌어지는 학생들의 참여구조와 상호작용 양상을 파악할 수 있어 온라인을 통한 교육의 방향에 좋은 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구의 목적은 중학교 과학교사들의 전기와 자기에 대한 개념의 이해 정도를 조사하여, 성별, 교직 경력별, 전공 교과별로 개념에 대한 이해도의 차이를 비교함으로써 교육적 시사점을 얻고자 하는 것이다. 이를 위해 선행 연구들에서 사용한 개념 검사도구 중 중학교 과학과 교육과정과 밀접한 관련이 있는 검사 문항을 추출하여, 이를 개념 검사 도구로 활용하였다. 연구 대상은 S시 소재 중학교에 근무하는 과학교사 81명으로, 물리, 화학, 생물, 지구과학 전공자의 수는 각각 36명, 23명, 14명, 8명이다. 연구 결과 성별, 교직 경력별로는 점수 차이가 없었으나, 대학 학부 전공 교과별로는 차이가 있었으며, 전기와 자기에 대한 개념 중 차폐 효과, 전하가 자기력을 받는 상황, 접지 등의 개념 이해도가 낮았다.

평행한 단색광이 회절격자에 입사하면 회절격자의 뒷쪽 공간의 특정한 위치마다 반복하여 격자선 무늬를 본뜬 그림자가 생기는 지점이 나타난다. 빛의 회절로 인하여 렌즈없이도 격자선의 상이 만들어지는 이 현상은 흥미로울뿐만 아니라 회절격자를 사용한 미소거리의 측정에 응용될 수 있다. 본 연구에서는 간단한 Fraunhofer 근사를 사용해도 이러한 현상을 해석할 수 있음을 보였고 실험을 통하여 예측한 대로 특정한 영역에서 격자선 복제가 일어나는 것을 확인하였다.

The purpose of this study is to investigate the impacts of a science gifted education program. 155 students who experienced the SNU science gifted education program were interviewed. The interview questions consisted of eligible questions from 'Interview Protocol of Hertzog' (2003) based on 'Recommended Practice in Gifted Education (Shore, Cornell, & Ward, 1991)'. All interviews were immediately transcribed and analyzed qualitatively. It was found that scientifically gifted students had similar

For a content analysis of the messages in the middle-school students' on-line discussion of physics investigation, we developed an analysis model that consisted of a participation domain, a content domain, and an interaction domain. The participation domain was composed of a number of messages, the connection statistics of the on-line discussion learning system of physics investigation, the time statistics of message writing, and the time statistics of message. The content domain was composed of

본 연구에서는 영재들의 창의적 문제해결력과 비판적 사고력을 함양하기 위한 프로그램으로 아래와 같이 5가지의 설계원칙을 적용한 온라인 물리탐구토론 학습체제를 개발하였다. 첫째, 학습자의 학습동기를 강화하고 접근이 용이하도록 화면을 설계하여야 한다. 둘째, 오프라인 탐구토론과 최대한 근접하도록 설계되어야 한다. 셋째, 토론 집단 구성을 소집단으로 하여 집단간 논쟁토론, 집단 내 합의토론이 가능해야 한다. 넷째, 자신의 위치를 쉽게 파악할 수 있는 구조로 설계되어야 한다. 다섯째, 토론의 흐름을 한 눈에 파악할 수 있도록 구성해야 한다. 이를 위하여 대화형 구조, 단위토론별 배치, 개인이력보기 등을 도입한 온라인 물리탐구토론 학습체제를 개발하여, `공동 탐구' $\rightarrow$ `보고서 제출' $\rightarrow$ `온라인 탐구토론' $\rightarrow$ `재탐구' $\rightarrow$ `수정보고서 제출' $\rightarrow$ `오프라인 탐구토론'의 과정을 온라인으로

푸리에 변환 분광기는 간섭계로부터 얻은 간섭무늬를 푸리에 분석하여 빛의 분광분포를 측정하는 장치이다. 본 연구에서는 마이컬슨 간섭계를 이용하여 간섭무늬를 측정하고 이를 분석하여 분광분포를 얻는 푸리에 변환에 의한 가시광선 스펙트럼 분광기를 제작하였다. 특히 MBL장치를 이용하여 빛의 간섭무늬 정보를 획득하였고, Excel 스프레드시트를 이용하여 푸리에 변환 분석함으로써 교육 현장에서 사용하기 용이하게 개발하였다. 우선 개발된 시스템의 정밀성을 확인하였고, He-Ne 레이저를 이용하여 움직일 수 있는 거울(movable mirror)의 변위를 측정하였다. 이를 기반으로 잉크 용액에의해 선택 흡수된 빛의 파장에 따른 분광분포 측정 결과를 측정하였다. 본 연구는 과학영재학생 및 대학생들이 가시광선에 의한 간섭무늬를 육안으로 확인하고 빛의 중첩 및 간섭 등의 파동 개념을 발달시키는데 활용될 수 있을 것이다.

좋은(sub-micron) 분해능을 갖는 Photoresist film의 방법에 의한 Micro-Lithography의 발달은 반도체, Electro-Optic 등의 첨단산업에 큰 기여를 하였다. 본 내용은 이러한 PR을 이용한 Lithography System의 광학적인 원리에 대해 소개하고자 한다.

Graphic Art Film 출력을 이용하여 ±0.02°의 분해능(불확도)을 지니는 정밀 각도기를 제작하여 온도에 따른 물의 굴절률 변화를 측정하였다. 측정 결과는 95 % 신뢰 수준에서 문헌값과 불확도 범위 내에서 일치하였고, 불확도 값은 ±2∼3 ×10 -3 을 지녔다. 본 연구에서 제작한 교육용 정밀 각도기를 학교 실험수업에 활용함으로써 학생들이 손쉽고 정밀하게 유체의 굴절률 측정에 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 파장 0.248 ㎛의 KrF Eximer Laser를 광원으로 하고 NA가 0.65인 광학계를 사용하는 리소그래피 시스템에서, 환형(annular) 조명과 4구(quadrupole) 조명의 조건들을 바꾸어가며 구현하고자 하는 패턴의 분해능과 초점심도 향상에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 그 결과, 환형 조명에서는 원형 마스크와 광학적 근접효과를 보정하기 위해 보조 패턴을 삽입한 마스크의 경우, 최적의 분해능과 초점심도를 보이는 조명 조건이 다름을 알 수 있었다. 또한, 사구 조명의 경우에는 일반적으로 사용되는 45° 위치의 X자형 배치를 주요 패턴의 방향에 따라 적절히 바꾸어 주면 분해능과 초점심도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다.