최근 지구온난화의 진행에 따라 꽃가루 피해가 증가하고 있다. 특히 꽃가루 알레르기의 경우, 피부병과 비염의피해가 심각한 것으로 알려져 있다. 그러나, 꽃가루 피해의 대비책은 미비한 상태이다. 이에 꽃가루 피해를 근본적인측면에서 해결하는 방안을 모색하게 되었다. 우리는 1억여 년간 수분을 매개하며 수분에 특화된 털을 가지게 된꽃가루 매개충에 착안하였고, 이전에 연구된 사례가 없다는 점을 염두에 두어 다음 네 실험을 진행하였다. ‘실험Ⅰ’에서는 채집한 6종의 꽃가루 매개충별 꽃가루 흡착도를 비교하였고, ‘실험 Ⅱ-1’, ‘실험 Ⅱ-2’, ‘실험 Ⅱ-3’에서는미세 털 구조에 관한 3D 모델을 제작한 후 꽃가루 흡착도가 높거나 독특한 털 구조를 보이는 종들의 특징을 규명하고자하였다. 그 결과 실험한 6종 중 참뒤영벌(Bombus opulentus Smith)이 가장 높은 꽃가루 흡착도를 가지며, 꽃가루흡착도가 높은 종들이 나뭇가지 꼴의 특수한 털 구조를 가진다는 사실을 알아낼 수 있었다. 우리는 위에서 이해한미세 털 구조를 마스크, 방충망에 적용하여 꽃가루 문제를 해결하고자 한다.

E-textiles는 학습자가 직면한 문제를 해결하기 위하여 직접 아이디어를 설계하고 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야의 지식을 융합함으로써 주변 환경과 상호작용하는 공예품을 제작할 수 있다는 점에서 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 교육에 적합한 도구이다. 따라서 본 연구에서는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육을 설계 및 적용하여 이 방법이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 실험 집단 학습자의 창의적 문제해결력이 유의하게 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히 창의적 문제해결력의 하위 요소 중에서는 자기 확신과 독립성, 확산적 사고가 유의하게 높았다. 이러한 결과는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육이 학습자의 자기 확신과 독립성, 확산적 사고 향상에 긍정적인 영향을 미쳐 창의적 문제해결력을 향상시킨 것이라 해석할 수 있다.

지반의 열확산 특성은 지반을 구성하는 토립자와 공극을 이루고 있는 기체, 액체의 성질이 함께 반영되어 결정된다. 본 연구에서는 지표면에 일정한 열원이 가해지는 경우 지반의 구성성분에 따라 해당 지반에 나타나는 열확산 현상의 차이가 발생하고 이로 인해 지표면의 온도 변화에도 차이가 나타나는 점을 이용하여 지반의 구성성분 및 지층구조를 파악하는 방법에 대해 제안하고 있다. 암반위에 쌓인 건조 모래 지층의 두께에 따라 달라지는 지표면의 온도 변화를 적외선 화상과 온도계를 통해 측정하였고, 이를 수치해석 방법으로 검증하였다. 연구 결과 건조 모래층의 경우 깊이 10cm까지는 일정 열원에 의한 지표의 온도변화를 통해 지층의 깊이를 추정하는 것이 가능한 것으로 나타났다.

지반의 열확산 특성은 지반을 구성하는 토립자와 공극을 이루고 있는 기체, 액체의 성질이 함께 반영되어 결정된다. 본 연구에서는 지표면에 일정한 열원이 가해지는 경우 지반의 구성 성분에 따라 해당 지반에 나타나는 열확산 현상의 차이가 발생하고 이로 인해 지표면의 온도 변화에도 차이가 나타나는 점을 이용하여 지반의 구성성분 및 지층구조를 파악하는 방법에 대해 제안하고 있다. 암반위에 쌓인 건조 모래 지층의 두께에 따라 달라지는 지표면의 온도 변화를 적외선 화상과 온도계를 통해 측정하였고, 이를 수치해석 방법으로 검증하였다. 연구 결과 건조 모래층의 경우 깊이 10cm까지는 일정 열원에 의한 지표의 온도변화를 통해 지층의 깊이를 추정하는 것이 가능한 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 정보영재교육이 정보영재교육을 수료한 학습자들의 진로 선택에 미치는 영향을 분석하고 그 시사점을 제시하는 데 있다. 이를 위하여 영재교육기관에서 정보영재교육을 이수한 학습자들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문 문항은 학습자들이 선택한 진로, 학습자 내적 요인(정보영재교육에 대한 흥미, 교육 내용에 대한 난이도, 자기주도적인 학습 태도)과 학습자 외적 요인(정보영재교육의 교육 운영 방법, 주변 인물, 교육 내용)이 진로 선택에 미친 영향을 묻는 문항으로 구성되어 있다. 학습자 내적 요인은 진로 선택에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 학습자 외적 요인의 경우, 교육 운영 방법에서는 방학 중 집중 교육과 학기 중 교육이 많은 영향을 미친 반면 원격 교육이나 대회 출전의 경우는 진로 선택에 영향을 크게 주지 못했다. 주변 인물로는 교수자가, 교육 내용의 경우 정보 분야의 진로를 선택한 학습자들에게는 프로그래밍 언어와 알고리즘, 다른 분야의 진로를 선택한 학습자들에게는 프로그래밍 언어와 응용소프트웨어가 진로 선택에 가장 많은 영향을 준 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 학습자들의 진로 선택과 자아실현, 국가 경쟁력 확보를 위한 인력 양성 측면에 있어 정보영재교육이 어떤 방향으로 진행되어야 하는지를 제시하였다. 본 연구의 결과를 토대로 정보영재교육을 이수한 학습자들이 실제 성인이 되었을 때 선택한 진로는 무엇인지, 현재 희망하는 진로와 연계가 되었는지를 파악함으로써 보다 장기적인 관점에서 정보영재교육이 학습자의 진로에 미치는 영향을 분석할 필요가 있다.

프로그래밍은 IT 분야의 인재를 양성하는 것 뿐 아니라 복잡한 문제를 컴퓨팅 시스템의 도움을 통해 효과적이고 효율적으로 해결할 수 있도록 하기 위하여 모든 사람에게 필요한 교육이라 할 수 있다. 따라서 초등학교 시기부터 학습자들이 지속적으로 프로그래밍을 경험하도록 하고, 자신의 문제를 해결함에 있어 적절히 활용할 수 있도록 해야 한다. 그러나 현재 초등학생을 위한 프로그래밍 교육은 별도의 교육과정에 포함되어 있지 않으며, 교사의 재량에 따라 일부 학교에서 창의적 체험활동이나 방과후 학교에서 일시적으로 교육하는 경우가 대부분이다. 게다가 학습자들은 프로그래밍에 대해 학습해야 할 내용이 많고, 어렵다고 인식하여 중도에 포기하기도 한다. 이는 학습자가 프로그래밍에 관심과 흥미를 갖도록 하고 자기효능감을 향상시킬 수 있는 경험을 제공함으로써 개선할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 초등학생의 지속적인 프로그래밍 학습을 위한 방안으로 게임 프로그래밍 학습을 설계하고 게임 프로그래밍 학습이 초등학생의 자기효능감에 미친 영향을 분석하였다. 연구 결과 게임 프로그래밍의 경험은 초등학생들의 자기효능감 향상에 유의한 영향을 주었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 게임 프로그래밍이 초등학생들의 자기효능감 향상에 긍정적인 요인으로 작용할 수 있음을 의미한다.

본 연구의 목적은 정보영재교육이 학생의 인지적 영역에 미친 영향을 살펴봄으로써 정보영재교육의 효과를 진단하고 앞으로의 방향을 제시하고자 하는 데 있다. 인지적 영역에 미치는 요소를 교육기관의 목표와 내용, 정보영재교육의 난이도, 정보영재학생의 지식습득 정도, 학습자 핵심 역량 향상, 학습 전이 정도로 구분하고 영재학급, 교육청 산하 영재교육원, 대학부설 과학영재교육원, 과학고등학교 총 9곳의 교육 목표와 내용을 분석하고 이 기관의 학생 171명을 대상으로 설문을 실시하였다. 분석 결과 교육기관의 목표와 내용은 21세기 사회가 요구하는 창의적 문제해결력, 논리적 사고력 등 다양한 핵심 역량을 강화시키기 위한 방향으로 구성되어 있었으며 학생들은 정보영재교육을 통해 대체적으로 긍정적인 영향을 받았다고 응답하였다. 그러나 기관별로 학습자간 습득한 지식 범위와 수준의 차이로 인해 학습자간 역량 차이가 심화될 가능성이 있음이 나타났으며, 난이도나 학습 속도의 부적절함, 자기주도학습능력, 의사소통능력, 학습의 전이 정도에 대한 상대적으로 부정적인 응답률은 이에 대한 개선이 필요함을 의미한다.