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문제 해결과정에서 과학 영재아와 일반아의 뇌파 활성 분석

An analysis of the EEG activity between gifted and average student in problem solving process

권석원|임재근
과학교육연구소 (Science Education Research Institute)|2010.06|과학교육연구지 (Journal of Science Education)|제34권 제1호|pp. 113-123|DOI 10.21796/jse.2010.34.1.113

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EEGProblem Solving뇌파Brain Wave영재아일반아문제 해결Gifted StudentAverage Student

초록

이 연구의 목적은 문제 해결과정에서 과학 영재아와 일반아의 뇌파 활성 분석을 통해 그 특징을 조사하는 것이다. 이 연구의 대상자는 지역교육청 소속의 영재 교육원에 재학 중인 초등학생으로 6명과 같은 지역의 일반 아동 6명으로 전체 12명으로 대상으로 분석하였다. 뇌파 측정용 과제는 하노이 탑(Hanio tower)으로 문제 해결 과정을 연구하는 효과적인 과제이다. 뇌파 측정 장비는 EEG System 으로 호주에서 개발한 장비를 이용하였다. 자료의 분석은 잡파(noise)를 최소화 하였고, 뇌파의 측정 위치는 10-20 System 전극배치를 사용하였다. 뇌파의 분석 방법으로는 독립 성분 분석(Independent Component Analysis)과 상대 파워분석(Relative power analysis)을 사용하였다. 연구의 결과 영재아들은 눈뜨고 안정 상태에서도 일반아에 비해 안정도가 뛰어나 학습의 준비도가 높다는 것을 알 수 있다. 이는 문제 해결을 하기 위한 준비의 정도가 높아 학습의 효과가 뛰어난 결과로 나타는 것을 볼 수 있다. 또한 과제를 수행하는 과정에서도 영재아의 두뇌 활성화의 정도가 높아 전두엽과 후두엽 부위에서 유의미하게 높은 알파파가 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 영재아의 뇌를 활성화 정도가 높은 과제를 개발하면 보다 높은 교육의 효과를 기대할 수 있을 것이다. 이 연구의 결과는 과학 영재 판별과 평가의 타당도를 높이며, 과학영재의 특성과 과학의 본질에 근거한 판별방법의 기초 자료로 활용 가능하다.

Abstract

The purpose of this study is to survey its characteristics through analyzing brain-wave activity in the scientifically-gifted and general children in the problem-solving process. The subjects of this study were 6 elementary school students, who are attending the institute of education for the gifted belonging to the regional office of education and 6 general children in the same region. The analysis was performed targeting total 12 people. As the task for measuring brain wave is Hanio tower, it is the effective task of researching into the problem-solving process. As the equipment of measuring brain wave is EEG System, it used equipment that was developed in Australia. The analysis of data was minimized noise. As a result of research, the gifted children are excellent in stable level compared to general people in a stable situation with opening the eyes, thereby being able to be known to be high in preparatory level for learning. This can be seen to be indicated as a result that the effect of learning is excellent due to being high in preparatory level for solving problem. Also, even in the process of performing task, the brain-activity level in the gifted children is high, thereby having been able to know that α-wave is formed that is significantly high in the regions of frontal lobe and occipital lobe. Accordingly, given developing task that is high in brain activity level of the gifted children, the higher educational effect will be able to be expected.

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