Analysis of Metacognition, Self-efficacy and Perceptions of Constructivist Learning Environment on Science of Middle and High school Students

본 연구에서는 중, 고등학생의 메타인지, 자기효능감, 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식을 측정하고 학습자 특성 별 차이를 비교하였다. 또한 메타인지, 자기효능감, 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식 간 상관관계를 분석하여 현대사회가 필요로 하는 과학 인재를 양성하기 위한 과학 교육의 방향 설정에 도움이 되고자 한다. 본 연구의 대상은 경기도에 위치한 남녀공학 중학교 1학년 4학급의 115명과 고등학교 1학년 4학급의 123명으로 총 238명이었으며, 수집된 자료는 SPSS 19.0 통계 프로그램을 이용하여 기술통계, T-검정, 상관관계분석을 하였다. 본 연구에서 얻은 결과 및 결론을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 중, 고등학생의 메타인지 수준은 비교적 높은 편이며, 성별간의 차이는 거의 없고, 학년이 올라갈수록 메타인지가 향상되는 것으로 나타났다(p<.01). 또한 중, 고등학생들이 학습 과정에서 주로 연습, 조직화 전략을 사용하는 것으로 나타났다. 둘째, 중, 고등학생들의 자기효능감 수준은 비교적 높은 편이며, 성별간의 차이는 없고, 학년이 올라갈수록 자기효능감이 향상되는 것으로 나타났다(p<.05). 셋째, 중, 고등학생의 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식은 비교적 낮은 편이다. 고등학생은 성별간 유의미한 차이가 없었으나, 중학생은 남학생이 여학생보다 과학 학습 환경에 대해 더 긍정적으로 인식하고 있었다(p<.05). 학년간의 차이를 살펴보면, 중학생이 고등학생보다 과학 학습 내용이 더 일상생활과 관련되어 있다고 인식하고 있었다(p<.05). 또한 중, 고등학생들은 과학 학습 과정의 계획이나, 평가기준의 설정 등에 학생들의 요구가 잘 반영되지 못한다고 인식하였다. 따라서 과학 학습 환경에서 학생들의 비판적 견해와 적극적 참여를 수용하고, 이를 교육과정에 반영할 수 있는 제도적 지원이 필요하다. 넷째, 중, 고등학생의 메타인지, 자기효능감, 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식은 모두 유의미한 상관관계를 보였다(p< .01). 메타인지와 자기효능감이 가장 높은 상관관계를 보였으며, 메타인지와 과학 학습 환경에 대한 인식, 자기효능감과 과학 학습 환경에 대한 인식의 순으로 나타났다. 각 하위영역 간의 상관관계를 살펴보면, 메타인지의 하위영역과 자기효능감의 하위영역은 모두 유의미한 상관관계를 보였다(p<.01). 특히 메타인지의 자기규제영역과 자기효능감의 활동수행 능력기대 영역이 가장 높은 상관관계를 보였다(p<.01). 메타인지의 하위영역과 과학 학습 환경에 대한 인식의 하위영역은 모두 유의미한 상관관계를 보였다(p<.01). 특히 메타인지의 비판적 사고 영역과 과학 학습 환경에 대한 인식의 개인적 유관성 영역이 가장 높은 상관관계를 보였다(p<.01). 따라서 과학 교육 과정에 일상생활과 연관된 주제를 보다 많이 다루어, 학생들의 메타인지적 사고를 증가시켜야 할 것이다. 자기효능감과 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식은 유의미한 상관관계를 보였다(p<.01). 특히 자기효능감의 활동수행 능력기대 영역이 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식과 가장 높은 상관관계를 보였다(p<.01).;The purpose of the study was to provide basic data to be useful in science education through analyzing the middle and high school student's metacognition, self-efficacy and perceptions of constructivist learning environment on science. The participants of the study were 238 secondary school students, consisting of 115 middle school students and 123 high school students. The collected data was analyzed using technical statistics, t-test and correlation analysis. The results of this study were indicated as follows. First, the metacognition of middle and high school students was relatively high. Metacognition was no significant differences between male and female, but high school students' metacognition was higher than those of middle school students(p< .01). Second, the self-efficacy of middle and high school students was relatively high. Self-efficacy was no significant differences between male and female, but high school students' self-efficacy was higher than those of middle school students(p< .05). Third, the middle and high school students' perceptions of constructivist science learning environment was relatively low. In high school, perceptions of science learning environment was no significant differences between male and female. In middle school, male students' perceptions of science learning environment was higher than those of female students(p< .05). As for ages, middle school students showed more response about personal relevance of science subject than high school students(p< .05). Fourth, meaningful relationships statistically were found between students' metacognition and their self-efficacy(p<.01) The highest level of correlation was reported between 'Metacognitive Self-regulation' and 'Self-efficacy of performance in learning activity'(p< .01). Fifth, meaningful relationships statistically were found between students' metacognition and their perceptions of science learning environment(p< .01). The highest level of correlation was reported between 'Critical Thinking' and 'Personal relevance'(p< .01). So in order to enhance students' critical thinking, it's helpful to construct an science learning environment related to daily life. Sixth, meaningful relationships statistically were found between students' self-efficacy and their perceptions of science learning environment(p< .01). The highest level of correlation was reported between 'Self-efficacy of performance in learning activity' and 'constructivist science learning environment'(p< .01). So in order to enhance students' self-efficacy of performance in learning activity, it's helpful to construct an constructivist science learning environment.Ⅰ. 서론 1 A. 연구의 필요성 및 목적 1 B. 연구 내용 3 C. 연구의 제한점 3 Ⅱ. 이론적 배경 4 A. 메타인지 4 1. 인지와 메타인지 4 2. 메타인지의 영역과 구성 요소 5 B. 자기효능감 7 1. 자기효능감의 개념 7 2. 자기효능감의 형성 9 3. 자기효능감의 기능과 효과 10 C. 과학 학습 환경 11 1. 학습 환경 11 2. 심리적 학습 환경 12 3. 구성주의적 학습 환경 14 4. 과학 학습 환경 16 D. 선행연구 17 1. 메타인지에 관한 선행연구 17 2. 자기효능감에 관한 선행연구 18 3. 과학 학습 환경에 관한 선행연구 18 Ⅲ. 연구 방법 및 절차 20 A. 연구 대상 20 B. 연구 절차 20 C. 검사 도구 21 1. 메타인지 검사지 21 2. 자기효능감 검사지 23 3. 구성주의적 학습 환경 인식 검사지 24 D. 자료의 처리 및 분석 25 Ⅳ. 연구 결과 및 논의 26 A. 메타인지에 대한 분석 26 1. 중학생의 메타인지 분석 26 2. 고등학생의 메타인지 분석 27 3. 중학생과 고등학생의 메타인지 비교 28 B. 자기효능감에 대한 분석 29 1. 중학생의 자기효능감 분석 29 2. 고등학생의 자기효능감 분석 30 3. 중학생과 고등학생의 자기효능감 비교 31 C. 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식 분석 32 1. 중학생의 과학 학습 환경에 대한 인식 분석 32 2. 고등학생의 과학 학습 환경에 대한 인식 분석 34 3. 중학생과 고등학생의 과학 학습 환경에 대한 인식 비교 35 D. 상관관계 분석 36 1. 중·고등학생의 메타인지, 자기효능감의 상관관계 분석 37 2. 중·고등학생의 메타인지, 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식의 상관관계 분석 38 3. 중·고등학생의 자기효능감, 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식의 상관관계 분석 39 4. 중·고등학생의 메타인지 하위영역 간의 상관관계 분석 40 5. 중·고등학생의 자기효능감 하위영역 간의 상관관계 분석 41 6. 중·고등학생의 구성주의적 과학 학습 환경에 대한 인식의 하위영역간의 상관관계 분석 41 Ⅴ. 결론 및 제언 43 참고문헌 46 부록 53 부록-1.메타인지 검사지 53 부록-2.자기효능감 검사지 57 부록-3.구성주의적 학습 환경 인식 검사지 60 ABSTRACT 6

EEG classification performance on diagnosis and treatment of Parkinson's disease based on input types and deep learning model architectures

파킨슨병의 EEG 신호를 분류하는 모델은 파킨슨병의 진단과 치료를 보조하는 데 사용될 수 있다. 이러한 분류 모델의 성능은 입력데이터와 모델 아키텍처의 유형에 영향을 받는다. 그러나 아직 파킨슨병 EEG 신호 분류 작업에 대해서 어떠한 입력과 모델의 조합이 가장 적합한지 비교한 연구는 부족하다. 따라서, 본 논문에서는 동일한 전처리 과정을 거치되, 서로 다른 시간 및 주파수 해상도를 갖는 입력데이터에 대해서 여러 모델 아키텍처 (CNN, RNN, ANN)를 적용하고, 모델 최적화 과정을 동일하게 통제함으로써 성능을 비교하였다. 결과적으로, 시간 및 주파수 해상도가 동시에 높은 입력데이터와 CNN 의 조합이 가장 뛰어난 분류 정확도를 가짐을 확인하였다

A comparative study of techniques to remove stimulation artifacts during simultaneous recording and stimulation in the deep brain

파킨슨병을 비롯한 다양한 뇌신경질환의 증상을 완화시키는 데 사용되는 뇌심부자극술은 부작용을 최소화하고 배터리 소모량을 개선시키기 위해 필요할 때만 자극을 수행하는 적응형 알고리즘을 사용하게 된다. 이때, 자극이 필요한 시점을 결정하기 위해서 자극과 동시에 기록한 뇌신호를 사용하여 뇌의 특성을 파악하게 되는데, 원활한 뇌신호 분석을 위해서는 자극에 의해 발생한 아티팩트를 제거하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 이러한 뇌심부자극술을 수행하는 과정에서 발생하는 자극 아티팩트를 제거하기 위한 방법으로 공간 또는 시간 방향의 정보를 활용하는 기법을 비교하고, 뇌신호의 특성 분석을 더 원활하게 해주는 기법을 제시한다