[학위논문]시뮬레이션 프로그램을 이용한 중학교 과학 탐구 실험 수업 모형 탐색과 적용 : 일과 에너지 단원을 중심으로 (A) search and application of experimental inquiry model using physics simulation program for middle school students : Focused on 'work and energy' unit원문보기
컴퓨터가 출현한 후, 사회의 제반 영역에서 컴퓨터의 장점을 최대로 이용하고자 노력해 온 분야 중의 하나가 바로 교육 분야라고 할 수 있다. 이에 부응하여 각급 학교의 컴퓨터를 비롯한 멀티미디어의 시설은 양과 질에 있어 급속히 발전되어가고 있다. 자연히 컴퓨터를 교수-학습에 이용하여 그 효과를 높이기 위한 노력과 요구도 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 탐구 실험 수업을 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 수업 모형을 탐색하고, 이를 수업에 적용하여 그 효과를 알아보고 앞으로의 수업에의 적용가능성을 제안하고자 하였다. 먼저 시뮬레이션을 이용한 수업의 장점과 그 수업이 효과적이기 위한 요인이 무엇인지를 탐색하였고, 그 요인들 중, '실제실험과의 관련성을 유지해야 한다.'라는 요인과 '컴퓨터가 필요한 특정 범위에 적용해야 한다.'라는 두 가지 요인을 고려한 시뮬레이션을 이용한 수업모형을 개발하여 중학교 3학년 일과 에너지 단원 중 ...
컴퓨터가 출현한 후, 사회의 제반 영역에서 컴퓨터의 장점을 최대로 이용하고자 노력해 온 분야 중의 하나가 바로 교육 분야라고 할 수 있다. 이에 부응하여 각급 학교의 컴퓨터를 비롯한 멀티미디어의 시설은 양과 질에 있어 급속히 발전되어가고 있다. 자연히 컴퓨터를 교수-학습에 이용하여 그 효과를 높이기 위한 노력과 요구도 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 탐구 실험 수업을 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 수업 모형을 탐색하고, 이를 수업에 적용하여 그 효과를 알아보고 앞으로의 수업에의 적용가능성을 제안하고자 하였다. 먼저 시뮬레이션을 이용한 수업의 장점과 그 수업이 효과적이기 위한 요인이 무엇인지를 탐색하였고, 그 요인들 중, '실제실험과의 관련성을 유지해야 한다.'라는 요인과 '컴퓨터가 필요한 특정 범위에 적용해야 한다.'라는 두 가지 요인을 고려한 시뮬레이션을 이용한 수업모형을 개발하여 중학교 3학년 일과 에너지 단원 중 운동에너지, 역학적 에너지 전환, 역학적 에너지 보존의 3단원에 대해 중학교 3학년 여학생 45명 2개 학급을 임의 선정하여 이 중 실험집단 1개 학급에 적용하였다. 수업 후 시뮬레이션을 이용한 수업집단인 실험집단과 전통적인 강의식 수업집단인 비교집단의 성취도를 평가·비교하였다. 분석결과, 개념 이해 측면에서는 유의한 차이가 없었고 탐구 능력 측면에서 특히 그래프 그리기 및 해석 영역에서 유의한 차이(p<.05)로 효과를 나타내었다. 또한 수업이 진행되는 동안 실험집단의 학생들은 시뮬레이션을 이용한 수업을 매우 흥미로와 하며 적극적으로 참여한 것을 볼 수 있었다. 이처럼 시뮬레이션을 이용한 수업은 기존의 다른 수업-전통적인 수업-보다 나쁘지 않았고 태도면에서 긍정적인 결과가 관찰되었으므로, 현 상태에서 시뮬레이션의 장점을 더 살려나가고 시뮬레이션 수업이 효과적이기 위한 또 다른 요인을 탐색해 그 요인을 고려한 수업모형을 개발·적용해 보는 것이 필요하겠다.
컴퓨터가 출현한 후, 사회의 제반 영역에서 컴퓨터의 장점을 최대로 이용하고자 노력해 온 분야 중의 하나가 바로 교육 분야라고 할 수 있다. 이에 부응하여 각급 학교의 컴퓨터를 비롯한 멀티미디어의 시설은 양과 질에 있어 급속히 발전되어가고 있다. 자연히 컴퓨터를 교수-학습에 이용하여 그 효과를 높이기 위한 노력과 요구도 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 탐구 실험 수업을 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 수업 모형을 탐색하고, 이를 수업에 적용하여 그 효과를 알아보고 앞으로의 수업에의 적용가능성을 제안하고자 하였다. 먼저 시뮬레이션을 이용한 수업의 장점과 그 수업이 효과적이기 위한 요인이 무엇인지를 탐색하였고, 그 요인들 중, '실제실험과의 관련성을 유지해야 한다.'라는 요인과 '컴퓨터가 필요한 특정 범위에 적용해야 한다.'라는 두 가지 요인을 고려한 시뮬레이션을 이용한 수업모형을 개발하여 중학교 3학년 일과 에너지 단원 중 운동에너지, 역학적 에너지 전환, 역학적 에너지 보존의 3단원에 대해 중학교 3학년 여학생 45명 2개 학급을 임의 선정하여 이 중 실험집단 1개 학급에 적용하였다. 수업 후 시뮬레이션을 이용한 수업집단인 실험집단과 전통적인 강의식 수업집단인 비교집단의 성취도를 평가·비교하였다. 분석결과, 개념 이해 측면에서는 유의한 차이가 없었고 탐구 능력 측면에서 특히 그래프 그리기 및 해석 영역에서 유의한 차이(p<.05)로 효과를 나타내었다. 또한 수업이 진행되는 동안 실험집단의 학생들은 시뮬레이션을 이용한 수업을 매우 흥미로와 하며 적극적으로 참여한 것을 볼 수 있었다. 이처럼 시뮬레이션을 이용한 수업은 기존의 다른 수업-전통적인 수업-보다 나쁘지 않았고 태도면에서 긍정적인 결과가 관찰되었으므로, 현 상태에서 시뮬레이션의 장점을 더 살려나가고 시뮬레이션 수업이 효과적이기 위한 또 다른 요인을 탐색해 그 요인을 고려한 수업모형을 개발·적용해 보는 것이 필요하겠다.
The aim of this study is to search and apply the experiment inquiry model using Interactive Physics^TM simulation program for middle school students. To do this, the advantages of and the conditions for the effective inquiry using simulation program were reviewed. For the learning of the 'Work and E...
The aim of this study is to search and apply the experiment inquiry model using Interactive Physics^TM simulation program for middle school students. To do this, the advantages of and the conditions for the effective inquiry using simulation program were reviewed. For the learning of the 'Work and Energy' unit in the middle school curriculum, I developed the experiment inquiry model consisting of three stages, which were hands-on experiment, simulation investigation, and application. For applying developed inquiry model using simulation to classroom teaching, forty-five middle school students (grade 9) were selected as a experimental group, and the other forty-five students were selected as a control group to compare the achievement and the attitude or interest after instruction. To investigate the effectiveness of instruction based on simulation, achievement test questionnaire consisting of 17 items with two categories, which the one was about the concept and the other one was scientific inquiry skill, was developed. The results of ANCOVA, MANCOVA for the comparison of the achievement of two groups were analyzed by using SPSS^TM statistical program package. And, for the area of affective domain, another questionnaire consisting 8 items, participant observation, and the interview with the students were used for investigating attitude, interest, and level of difficulty, and so on. Students' responses were presented as the graphs indicating the percentages of each categories of the responses, and the observational results of the participants and the interview results were analyzed qualitatively. As results, it was found that the experimental group's mean of the total achievement was higher than the control group's one, but this difference was not statistically significant. However, achievement for the inquiry process skill, expecially, skill of using and interpreting the graph, was higher for the experimental group than the control group (p<05). The attitude and interest of the experimental group was high and was continued during the successive instructions. I expect that the inquiry model of this study will be used to apply physics simulation for enhancing scientific inquiry process skills and promoting the students' interest, attitude, and the active participation of the classroom learning. Further researches including other conditions for the effective learning using simulation programs, for instance, interaction between learner and teacher, and activity for modeling the simulation, will be needed.
The aim of this study is to search and apply the experiment inquiry model using Interactive Physics^TM simulation program for middle school students. To do this, the advantages of and the conditions for the effective inquiry using simulation program were reviewed. For the learning of the 'Work and Energy' unit in the middle school curriculum, I developed the experiment inquiry model consisting of three stages, which were hands-on experiment, simulation investigation, and application. For applying developed inquiry model using simulation to classroom teaching, forty-five middle school students (grade 9) were selected as a experimental group, and the other forty-five students were selected as a control group to compare the achievement and the attitude or interest after instruction. To investigate the effectiveness of instruction based on simulation, achievement test questionnaire consisting of 17 items with two categories, which the one was about the concept and the other one was scientific inquiry skill, was developed. The results of ANCOVA, MANCOVA for the comparison of the achievement of two groups were analyzed by using SPSS^TM statistical program package. And, for the area of affective domain, another questionnaire consisting 8 items, participant observation, and the interview with the students were used for investigating attitude, interest, and level of difficulty, and so on. Students' responses were presented as the graphs indicating the percentages of each categories of the responses, and the observational results of the participants and the interview results were analyzed qualitatively. As results, it was found that the experimental group's mean of the total achievement was higher than the control group's one, but this difference was not statistically significant. However, achievement for the inquiry process skill, expecially, skill of using and interpreting the graph, was higher for the experimental group than the control group (p<05). The attitude and interest of the experimental group was high and was continued during the successive instructions. I expect that the inquiry model of this study will be used to apply physics simulation for enhancing scientific inquiry process skills and promoting the students' interest, attitude, and the active participation of the classroom learning. Further researches including other conditions for the effective learning using simulation programs, for instance, interaction between learner and teacher, and activity for modeling the simulation, will be needed.
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