Science Gifted Students Research Articles

초등 일반 학생과 과학영재 학생의 인공지능에 대한 태도와 윤리의식 수준 및 관계 비교

This study compared the level and relationship in attitudes and ethical awareness toward Artificial Intelligence (AI) between elementary general and science-gifted students. For this purpose, 90 elementary general students in grades5-6 and 87 elementary science-gifted students in grades 5-6 were selected, and their attitudes toward AI and ethical awareness toward AI were tested. The results of the independent samples t-test showed that the means of the science-gifted students were statistically significantly higher than those of the general students in the overall and all sub-scales of attitudes toward AI. In addition, the means of the science-gifted students were statistically significantly higher than those of the general students in the overall and three sub-domains (‘stability and reliability’, ‘transparency and explanability’, and ‘robot rights’) of ethical awareness toward AI. However, the mean differences between the two groups were not statistically significant in two sub-domains (‘no discrimination’ and ‘employment’) of ethical awareness toward AI. The correlation analysis showed statistically significant correlations between attitudes and ethical awareness toward AI in both elementary general and science-gifted students. In particular, five sub-domains of attitudes toward AI were significantly correlated with the overall of ethical awareness toward AI and three or four in the five sub-domains of ethical awareness toward AI with high reliability. The correlation coefficients between ethical awareness and attitudes toward AI, especially the two sub-domains of ‘emotional interaction with AI’ and ‘social influence of AI’, were statistically significantly larger for the science-gifted students than for the general students. Educational implications of these findings are discussed.

The Relationship between TPACK and Self-Efficacy of the English Teachers of Gifted Students in Science and Art Centres: A Sample of Türkiye

Modern technology has been incorporated into all the aspects of daily life. The relevant changes are transforming our routines and are being integrated into our lives at varied speeds. This transition is also having an impact on teaching and learning practices. To integrate the aforementioned changes into their everyday practices, substantial effort has been invested by the participants within these contexts, namely, the students and their teachers. The necessity for proficiency in technology tools and applications, coupled with the exploration of whether there exists any correlation between technological pedagogical content knowledge (TPACK) levels and self-efficacy levels, stands as a phenomenon that warrants examination in literature. Although previous studies succeeded to emerge TPACK level of English language teachers from different backgrounds, it was aimed to fill the gap for those (124) of gifted students through the current study. A case study was used; also, TPACK-EFL survey and the English Self-Efficacy Belief Scale were preferred as the instruments. The results indicated that the TPACK level of English language teachers of gifted students was quietly high, and they were aware of instructional strategies, student engagement, and classroom management from the perspective of self-efficacy within four language skills such as; reading, writing, listening and speaking.

초등 과학영재의 그릿이 회복탄력성과 창의적 문제해결력에 미치는 효과

This study explored the effects of grit on resilience and creative problem-solving in elementary science-gifted students. For this purpose, data were collected from 56 elementary science gifted students at a university-affiliated science gifted education center. The data were first subjected to descriptive statistics and correlation analysis, and then to multiple regression analysis with grit as the independent variable and resilience and creative problem solving as the dependent variables. The results of this study were as follows: First, the grit of elementary science gifted students was higher in perseverance of effort than consistency of interest and resilience was higher in all sub-factors. Second, perseverance of effort was more highly correlated with resilience than consistency of interest and was significantly predictive. In particular, the correlation with the self-regulation sub-factor of resilience was the highest, and the predictive power of the perseverance of effort on self-regulation was 81.6%. Third, grit did not correlate with creative problem-solving and did not show significant predictive power.

Development of a Scale to Measure the Parental Competency of Science-Gifted Students in South Korea

This study aimed to develop and validate a scale of parental competency of science-gifted students in South Korea. The parental competency of science-gifted students is constructed in three dimensions (Learner, Fosterer, Scientist) from the literature review. We in-depth-interviewed science-gifted students and parents to discover the competency behavior indicators. To confirm the content validity, 15 experts in Korea conducted a Delphi method. We were determined lifelong learning, information utilization as the sub-elements of learner, partnership, parenting attitude, empathy of fosterer, and science capability, responsibility in science, and career preparation of scientist. As a result, we developed the initial instrument with 45 items. To validate the instrument, we carried out an online survey with 512 parents. Finally, 23 items of the measurement instrument for parental competency underwent development with three dimensions and eight sub-dimensions. This study provides a reliable instrument for parental competency and contributes to its enhancement for science-gifted students.

대학 조기진학이 과학영재의 심리, 정서적 적응에 미치는 영향

대학 조기진학이 과학영재의 심리, 정서적 적응에 미치는 영향

과학영재들의 학업성취 및 핵심역량 군집유형에 따른 교육요구도 차이 분석

과학영재들의 학업성취 및 핵심역량 군집유형에 따른 교육요구도 차이 분석

과학영재 학생과 일반 고등학생의 과학 논문 특징 비교

Research is an effective way for high school students to develop critical thinking, creative problem-solving, and communication skills. However, students often need help writing papers and need systematic training in writing papers. For this purpose, it is necessary first to understand the characteristics of students’ papers. Therefore, this study analyzed the science papers written by science-gifted students in science high schools, gifted schools, and general high school students in science core schools by analyzing each step of the science paper structure to compare their features and errors. The analysis utilized a self-developed step-by-step checklist of science paper structure for 17 science papers of gifted students and 40 science papers for general high school students. The results of the study were as follows. First, both groups lacked structure and volume in the abstract and limitations of the study in the conclusion and suggestion section. The general high school students’ deficiencies included irrelevant theories in the theoretical background, inaccurate data visualization in the results and discussion, missing citations, and formal reference errors. Second, students’ errors in their science papers varied across the stages of the science paper structure. From the above results, both groups commonly offer paper writing education regarding the abstract, conclusion, and recommendation stages. In contrast, other stages of paper structure and research ethics education are more necessary for general high school students. We hope paper writing education related to scientific research activities will be systematized.

상호작용을 강조한 중학교 과학영재 실험 설계 능력 향상 프로그램의 개발과 적용

In this study, we developed and applied an ‘Experimental design ability improvement program emphasizing interactions’ that can help science gifted in performing experimental design. We examined the effect of the program and students’ perceptions of the program. For the purpose of this study, a new teaching and learning process emphasizing interactions was constructed by supplementing the existing teaching and learning process of hypothesis verification design. Refraction was selected as the class subject, considering the characteristics of gifted science students in middle school, and related experiments, learning activity sheets, and other learning materials were devised. The developed program was applied to 9 middle school science gifted students during 7 instructional hours. We investigated whether the program enhanced the experimental design abilities of science gifted by conducting DCT before and after the classes. They were asked to fill out a questionnaire after class to investigate their perceptions of the program. When the experimental design written by the students during class was analyzed, it was confirmed that the experiment plan was clearly refined after going through the process of modification and elaboration through feedback. From the students’ perception survey, they found that the program was interesting and useful. They perceived the level of difficulty as appropriate, and it was evaluated that communication in class was active. Most students found the activity of designing the experiment itself interesting and useful, and expressed the opinion that it gave them a deeper understanding of the experimental process.

A Longitudinal Study of Learning Engagement of Math and Science Gifted Students in Junior and Senior High School

A Longitudinal Study of Learning Engagement of Math and Science Gifted Students in Junior and Senior High School

Conceptions of Science Gifted Students in the Electric Circuit Inquiry Activity Using PhET Simulation

Conceptions of Science Gifted Students in the Electric Circuit Inquiry Activity Using PhET Simulation

초등 일반 학생과 과학영재 학생의 과학 학업 열정과 과학 긍정 경험의 관계

This study investigated the relationship between science academic passion and positive experience about science of elementary general and science-gifted students. To do this, 4th-6th grade students (n=90) at elementary schools and 4th-6th grade students (n=126) at gifted science education institutes in Seoul were selected. Tests for science academic passion and positive experience about science were then administered and correlation analysis between the two variables was performed. Analysis of the results revealed all subcategories of science academic passion had significantly positive relationships with all subcategories of positive experience about science. The degree of correlation between subcategories of science academic passion and subcategories of positive experience about science differ significantly in some correlations (correlations between ‘importance’ and ‘science academic emotion’, ‘importance’ and ‘science learning motivation’, and ‘harmonious passion’ and ‘science-related self-concept’) between general students and science-gifted students. The degree of correlation between science academic passion and positive experience about science were also somewhat different according to each subcategory of the two variables. And this tendency was similar between general students and science-gifted students in the subcategories (‘importance’, ‘like’, and ‘time/energy investment’) corresponding to “intensity” of science academic passion, but there was a slight difference between general students and science-gifted students in the subcategories (‘harmonious passion’ and ‘obsessive passion’) corresponding to “type”. Educational implications of these findings are discussed.

텍스트 마이닝을 활용한 영재교육 정책분석 : 「영재교육진흥종합계획」과 「과학영재발굴·육성종합계획」을 중심으로

2022년은 교육부의 제4차 영재교육진흥종합계획이 마무리되고 과학기술정보통신부의 제3차 과학영재발굴•육성종합계획이 완료됨에 따라 2023년부터 5년간 시행될 차기 영재교육 정책계획을 각각 수립해야 하는 시기이다. 이에 본 연구에서는 지난 20년간 국내 영재교육 관련 정책에 대해 텍스트 마이닝 기법을 활용하여 부처별로 주요 키워드를 비교하고, 시기별로 어떻게 변화하였는지 살펴보았다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 영재교육 정책계획의 키워드는 과학영재, 융합, 소외영재, 수혜자, 온라인, 도구, 올림피아드, 이학계열, 멘토링, 과학교과 등이 나타났다. 둘째, 부처별 종합계획에서 교육부는 소외영재의 키워드를 중심으로 장애, 다문화, 고도영재가 나타났고, 과기부에서는 과학영재 키워드를 중심으로 창의융합과 이학계열, 공학계열, 과학자와 벤처기업가 등이 주요한 키워드로 나타났다. 셋째, 시기별로 영재교육 정책의 키워드 변화를 살펴보면 1차 계획의 시행 시기(2003~2007)에는 영재학생의 판별, 도구, 검사, 학업성취 등이 나타났고, 2차 계획의 시행 시기(2008~2012)에는 소외영재, 올림피아드, 청소년기, 과학영재, 경시대회, 과학교과 등이 주요 키워드로 나타났다. 3차 계획 시행 시기(2013~2017)에는 과학영재, 소외영재, 창업, 기업가, 다문화 등의 키워드가 나타났다. 4차 계획의 시행 시기(2018~2022)에는 과학영재, 고도영재, 온라인, 창의융합이 키워드로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 지난 20년간 우리나라 영재교육의 정책을 이해하고, 2023년부터 새롭게 시작되는 제5차 영재교육진흥종합계획과 제4차 과학영재 발굴•육성 종합계획 수립에 있어 본 연구 결과가 기초자료를 제공하는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

Clustering Science Gifted Students’ Graduation Theses Based on Machine Learning

본 연구는 영재학교에 재학 중인 학생들의 졸업 연구 논문을 분석하여 연구주제의 경향을 파악하고자 하였다. 이에 S 영재학교에서 최근 5년간 제출한 292건의 졸업 연구 논문의 제목 및 초록을 수집하여 BERT를 기반으로 한 문서 요약 및 키워드 추출 기능을 활용하였고 그 결과를 K-Means 군집 분석을 통해 범주화하여 그 특징을 분석하였다. 연구 결과, 학생들의 연구 주제는 문제 해결을 위한 시스템 개발, 알고리즘 및 모형⋅이론의 제안, 구성 요소 또는 성분의 분석, 선행연구 기반 문제 해결, 센서 및 도구를 활용한 문제 해결, 데이터 기반 분석 및 활용, 문제 해결을 위한 새로운 방법 제안 등 7개의 범주로 나타났다. 본 연구에서 적용한 자연어 처리를 활용한 머신러닝과 딥러닝의 방법은 과학영재 학생들의 과제연구 지도 및 평가 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대하며 관련된 시사점을 제시하였다.

Analysis of the Social Participation Competency of Elementary Science Gifted Students Affiliated with University

이 연구에서는 대학부설 과학영재의 사회참여역량을 비교 분석하였다. 이를 위하여 127명의 과학영재에게 개인 시민성(4개 구성 요인), 공동체 시민성(3개 구성 요인), 세계 시민성(4개 구성 요인)의 하위 역량으로 구성된 4단계 척도의 사회참여역량 설문을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 대학부설 초등 과학영재의 사회참여역량은 일반학생보다 높아 사회 현상과 문제에 대한 관심과 이해가 많다는 영재의 특성을 잘 보여 주었다. 둘째, 과학영재의 개인 변인인 성별, 학년별 사회참여역량과 성별과 학년별 상호작용효과를 살펴본 결과, 성별과 학년별 상호작용효과는 보이지 않았고, 학년별 주효과에서도 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 성별에서는 여학생이 남학생보다 통계적으로 유의하게 사회참여역량이 높았다. 사회참여역량의 하위 영역인 개인 시민성, 공동체 시민성, 세계 시민성에서 모두 학년과 성별 간의 상호작용효과는 없었고, 학년에 따른 주효과도 나타나지 않았다. 그러나 개인 시민성과 세계 시민성에서는 여학생이 남학생보다 역량이 높은 성차를 보였다. 연구 결과를 토대로 영재의 사회참여역량에 대한 교육적 시사점에 대한 논의와 추후 연구에 관한 제언을 제시하였다.

Characteristics of Exhibits and Questioning Types Preferred by Elementary School Science Gifted Students during the Field Experience Learning at Busan National Science Museum

본 연구는 과학관 탐방학습에서 초등과학영재들이 선호하는 전시물과 질문유형의 특징을 탐색하는데 목적을 두었다. 연구대상 40명은 대학부설 과학영재교육원의 ‘첨단과학기술창의캠프’에 참가하였으며, 이들이 탐방 전 온라인 전시물을 시청한 후 작성한 사전조사지와 과학관 탐방 시 전시물을 직접 관람, 체험한 후 작성한 사후조사지를 활용하여 자료를 수집하였다. 선호하는 전시물에 대한 질문들은 수집자료를 토대로 개발한 기본형, 탐색형, 분석형, 사고형, 확장형, 복합형의 6개 질문유형 분석틀을 활용하여 특징을 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 초등과학영재들은 과학관 전시물 중심소재(자동차, 항공우주, 선박, 에너지, 방사선의학)와 주제영역(과학원리, 산업기술, 첨단과학)별 선호하는 전시물의 차이를 보였다. 둘째, 초등과학영재들은 과학관에서 4개 중심소재의 가장 선호하는 전시물 4개의 연출형태는 작동모형을 포함하는 복합형의 특징을 보였다. 셋째, 초등과학영재들이 온라인 사이버 상 전시물들을 시청한 후, 사전조사지에 제시한 질문유형의 비율은 기본형이 가장 높게 나타났다. 넷째, 초등과학영재들이 과학관을 탐방하여 전시물들을 실제 관람하고 체험한 후, 사후조사지에 제시한 질문유형의 비율은 평균적으로 탐색형이 가장 높게 나타났다. 종합적으로 사전-사후 5개 중심소재별, 3개 주제영역별, 전공별 선호도와 질문유형 비율에서 두드러지는 차이가 나타났다. 결론적으로 과학관 전시물은 초등과학영재들이 개방적이며 발산적인 질문을 유도하는 내용과 연출형태를 갖추는 것이 바람직할 것으로 고찰되었다.

Effects of Music-Science GI-Convergence Education Program on the Creativity of Middle School Science Gifted Students

본 연구는 중학교 과학영재들에게 음악-과학 GI-융합교육 프로그램을 실행하여 창의성에 미치는 효과를 알아보았다. 대전의 A, B, C, D 중학교에서 모인 지역공동 중학교 2학년 과학 영재학생에게 총 12차시의 프로그램을 적용하였고, 창의적 사고와 창의적 인성 검사를 사전-사후 실시하였다. 또한, 수업 영상 녹화, 모둠별 활동 음원 녹음, 수업이 끝난 이후에 2명씩 15분 동안 진행한 총 6명의 인터뷰 음원 녹음, 활동지 등을 토대로 질적 연구를 시행하였다. 양적 연구 결과, 창의적 사고와 창의적 인성 점수가 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었고, 창의적 사고의 하위요소인 유창성, 독창성, 성급한 종결에 대한 저항에서 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 또한, 창의적 인성의 하위요소인 인내와 열정, 자신감, 모험과 도전, 호기심, 개방과 자율에서 통계적으로 유의미한 결과를 보였다. 질적 연구 결과, 창의적 문제해결력, 생각의 공유를 통한 시너지 효과, 이를 통한 사고의 확장 및 유창성, 독창성, 정교성이 나타났으며, 이러한 내용을 토대로 창의적 사고가 발현되고 있음을 알 수 있었다. 그리고, 수업을 경험하며 자신감의 향상 및 내적 동기의 생성, 인내와 열정, 상상, 모험과 도전, 개방과 자율과 같은 창의적 인성이 나타나고 있었다. 이러한 결과는 음악-과학 GI-융합교육 프로그램이 창의적 사고와 창의적 인성 향상에 효과적이며 창의성의 발현으로 나타남을 시사한다.

An Adaptation Study for the Measurementof Scientific Process Skills for Gifted Students in Science: The Diet Cola Test

An Adaptation Study for the Measurementof Scientific Process Skills for Gifted Students in Science: The Diet Cola Test

Comparison on Positive Experiences about Science between Gifted and General Students in Middle School

In this study, we investigated the difference in the affective characteristics between science-gifted students and general students through the positive experiences about science (PES) index. We also explored ways to apply the characteristics of gifted classes suggeseted by the teachers of this study, which had a positive effect on science-gifted students, to general science classes. For this study, a PES survey was carried on middle school science-gifted students enrolled in the gifted education center in the central region and general middle school students in the same area who had no experience in gifted education. Based on the survey result, we conducted in-depth interviews with teachers, having teaching experience with both science-gifted and general students. The results revealed that science-gifted students showed a significantly higher PES index than general students in all five areas of PES. The area with the largest difference between the two groups was science-related self-concept and the smallest was science academic emotion. Teachers suggested ways to apply the characteristics of science-gifted classes to general science classes, such as organizing general science classes around inquiry activities, supporting class materials such as MBL or tablets, reconstructing the classes using materials reflecting students’ needs, and changing the textbook content and narrative style, to induce students' interest and curiosity. Based on the study results, ways to enhance the PES through science classes for general students were proposed.

Research Ethics Violation Experiences by Science Gifted Students at a Science Gifted Education Center Affiliated with a University

본 연구에서는 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 과학영재들이 연구윤리를 위반한 경험과 이유에 대해 조사하였다. 연구대상은 초등학생 16명, 중학생 58명의 총74명으로 선정하였다. 연구대상은 2021년 3월 연구윤리 위반 경험 설문조사에 응답하였고, 응답자료를 분석하여 학교급별, 성별 및 전공영역별 차이를 탐색하였다. 연구결과, 첫째, 대학부설 과학영재교육원의 과학영재들 가운데 68.9% (74명 중 51명)는 연구윤리를 위반한 경험이 있는 것으로 나타났다. 연구윤리의 10개 하위 범주별 위반 비율은 평균 19.9%로 5명 가운데 1명은 위반한 경험이 있었다. 가장 많이 위반한 범주는 자기 표절(31.1%), 데이터 변조(29.7%), 저자자격의 부당 부여(21.6%) 순으로 나타났다. 둘째, 연구윤리 위반 이유는 8개 하위 항목으로 분류하였다. 이들 항목들은 인지적, 정의적 및 사회적 항목으로 분류할 수 있었으며, 인지적 항목의 4개는 1) 정답 끼워 맞추기; 2) 낮은 점수 걱정, 3) 실험 수행능력 미흡; 4) 윤리지식 부재이며, 정의적 항목의 3개는 1) 연구윤리 준수 엄격성 부족; 2) 연구윤리 준수 성실성 부족; 3) 시간관리 미흡이고, 사회적 항목 1개는 친구사이 갈등관계 회피로 조사되었다. 셋째, 연구윤리 위반 이유의 학교급별 차이에서는 초등학교 과학영재들은 중학교보다 정답을 끼워 맞추는 변조를 더 많이 하는 것으로 나타났다. 초등학교 과학영재들은 중학교보다 연구윤리를 잘 이해하지 못하여 더 많이 표절하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 과학영재 대상 연구윤리 교육의 교육내용은 연구윤리를 위반하는 이유와 연결하여 교육내용을 설정하고, 변인별 특징에 따른 맞춤형 교육으로 제공할 필요가 있을 것이다.

A Study on the Creative Environment of Design Thinking Program for Science Gifted Students

본 연구는 과학영재를 대상으로 실시한 디자인사고 프로그램인 창의디자인 캠프의 창의적 환경을 분석하고 시사점을 논의하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 대상이 된 과학영재는 138명으로 모두 2일 12시간의 온라인 캠프에 참여하였다. 참여한 과학영재를 대상으로 학교, 과학영재교육원, 그리고 캠프의 창의적 환경에 대한 인식을 비교 분석하였으며, 디자인사고의 주요 단계별 자기 수행 평가를 하도록 하여, 창의디자인 캠프 프로그램에 대한 교육적 효과를 참여자의 입장에서 분석적으로 평가하였다. ‘선생님의 지지와 자유로운 의사소통’, ‘친구들의 지지와 즐거운 반 분위기’, ‘엄격한 규칙과 지시적 분위기’ 요소에서 모두 창의디자인 캠프가 학교와 과학영재교육원보다 창의적인 환경을 제공하는 것으로 나타났다. 디자인사고의 단계별로 이뤄진 자기 수행 평가 결과를 보면, 공감하기와 문제 정의하기에 대한 평가가 아이디어 도출, 시제품 제작, 테스트 단계에 대한 평가보다 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 과학영재의 창의디자인 캠프에 대한 창의적 환경 인식과 상관이 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 과학영재에게 제공되는 다양한 특별프로그램이 가지는 의미를 창의적 환경의 관점에서 논의하였다.