뉴턴의 운동법칙 이해를 위한 미소중력 환경에서의 실험을 설계하고 장비를 제작하였으며, 실험 영상을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 또한, 영상 자료와 더불어 사용할 수 있는 교수 학습 자료를 개발하여 대학생들에게 적용하고 그 효과를 확인하였다. 궤도 운동하는 우주선 내부의 미소중력으로 인해 나타나는 실험 환경이 지상과 구별되는 특징들을 고려하여 교육용 실험을 설계하고, 우주실험 장비로 인증받기 위한 요구사항을 만족하도록 실제 장비를 제작하였다. 우주인의 훈련 및 임무수행을 통하여 ...
뉴턴의 운동법칙 이해를 위한 미소중력 환경에서의 실험을 설계하고 장비를 제작하였으며, 실험 영상을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 또한, 영상 자료와 더불어 사용할 수 있는 교수 학습 자료를 개발하여 대학생들에게 적용하고 그 효과를 확인하였다. 궤도 운동하는 우주선 내부의 미소중력으로 인해 나타나는 실험 환경이 지상과 구별되는 특징들을 고려하여 교육용 실험을 설계하고, 우주실험 장비로 인증받기 위한 요구사항을 만족하도록 실제 장비를 제작하였다. 우주인의 훈련 및 임무수행을 통하여 ISS(International Space Station; 국제우주정거장)에서 교육을 위한 실험을 수행하도록 하였으며, 우주실험의 영상과 더불어 이해를 돕기 위한 설명 및 지상실험, 연출 장면 등을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 개발된 영상 자료를 교실에서 활용하기 위한 교수 학습 자료로 10가지의 활동지를 제작하였다. 이 중 5가지의 활동은 뉴턴의 제 1법칙, 제 3법칙, 무게와 중력 개념과 관련된 학생들의 오개념을 고려하여 교실 활동을 구성하고, 활동지를 제작하였으며, 대학생들의 실제 수업에 활용하였다. 뉴턴의 운동법칙을 배웠음에도 불구하고, 많은 학생들이 여전히 가지고 있는 오개념에 대해 본 연구에서 적용한 활동들이 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해, 연구 대상은 사범대학과 교육대학의 학부생을 대상으로 하였다. 사범대학의 자연계열 과목을 전공하는 학생들 중에 일반물리학I을 이수하지 않은 학생 28명, 일반물리학I을 이수한 학생 28명, 교육대학교 1학년 학생 125명을 포함하여 총 181명이었다. 검사문항은 활동을 구성할 때 고려했던 특정 오개념의 검사를 위해 개발한 문항과 FCI(Force Concept Inventory; 힘 개념 검사지)를 활용하였고, 연구 결과를 요약하여 기술하면 다음과 같다. 첫째, 우주선 내부의 미소중력 환경을 고려하여 교육용 실험을 설계하고, 국제우주정거장의 우주실험 장비의 요구사항을 만족하도록 장비를 제작하여, 적격시험(Qualification Test)과 두 차례의 인수시험(Acceptance Test)을 통과하고 국제우주정거장에서 실험 수행이 가능한 우주실험 장비로 인증을 받았다. 둘째, 우주실험 영상과 함께 설명, 지상실험, 연출 장면 등을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 또한, 개발된 영상 자료를 교실에서 활용하기 위해 교실 활동을 구성하고, 활동지를 제작하여 뉴턴의 운동법칙 이해를 위한 교수 학습 자료를 개발하였다. 셋째, 개발된 영상 자료와 교수 학습 자료를 대학생들에게 적용하여 뉴턴의 제 1법칙, 3법칙, 중력과 무게의 학습에 활용하였으며, 특정 오개념에 대한 검사를 수행한 결과 일부 효과가 있음을 확인하였다. 넷째, 미소중력 환경에서의 실험 영상을 활용한 학습 활동은 힘 개념에도 다소 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. FCI검사를 사전, 사후 검사에 활용한 결과, 모든 그룹이 유사문항을 제외한 FCI 총점에서 유의미한 차이를 보였다. 활동 중에 FCI에 포함된 문제 상황에 대해서 전혀 언급하지 않았음에도 불구하고, 유사문항을 제외한 FCI의 점수도 다소 향상되었다는 것은 연구자가 학습 활동에 중점적으로 염두에 두었던 관련 개념이 여러 가지 새로운 상황에서도 길잡이 역할(key concept)을 할 수 있음을 시사한다. 이러한 연구 결과로부터, 미소중력 환경에서의 실험 영상을 활용한 교수 학습 자료는 뉴턴의 운동법칙 및 질량과 무게에 관한 올바른 개념을 정립하는 데에 일부 효과가 있음을 확인하였고, 힘 개념에 관한 이해에도 도움을 준다는 것을 확인하였다.
뉴턴의 운동법칙 이해를 위한 미소중력 환경에서의 실험을 설계하고 장비를 제작하였으며, 실험 영상을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 또한, 영상 자료와 더불어 사용할 수 있는 교수 학습 자료를 개발하여 대학생들에게 적용하고 그 효과를 확인하였다. 궤도 운동하는 우주선 내부의 미소중력으로 인해 나타나는 실험 환경이 지상과 구별되는 특징들을 고려하여 교육용 실험을 설계하고, 우주실험 장비로 인증받기 위한 요구사항을 만족하도록 실제 장비를 제작하였다. 우주인의 훈련 및 임무수행을 통하여 ISS(International Space Station; 국제우주정거장)에서 교육을 위한 실험을 수행하도록 하였으며, 우주실험의 영상과 더불어 이해를 돕기 위한 설명 및 지상실험, 연출 장면 등을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 개발된 영상 자료를 교실에서 활용하기 위한 교수 학습 자료로 10가지의 활동지를 제작하였다. 이 중 5가지의 활동은 뉴턴의 제 1법칙, 제 3법칙, 무게와 중력 개념과 관련된 학생들의 오개념을 고려하여 교실 활동을 구성하고, 활동지를 제작하였으며, 대학생들의 실제 수업에 활용하였다. 뉴턴의 운동법칙을 배웠음에도 불구하고, 많은 학생들이 여전히 가지고 있는 오개념에 대해 본 연구에서 적용한 활동들이 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해, 연구 대상은 사범대학과 교육대학의 학부생을 대상으로 하였다. 사범대학의 자연계열 과목을 전공하는 학생들 중에 일반물리학I을 이수하지 않은 학생 28명, 일반물리학I을 이수한 학생 28명, 교육대학교 1학년 학생 125명을 포함하여 총 181명이었다. 검사문항은 활동을 구성할 때 고려했던 특정 오개념의 검사를 위해 개발한 문항과 FCI(Force Concept Inventory; 힘 개념 검사지)를 활용하였고, 연구 결과를 요약하여 기술하면 다음과 같다. 첫째, 우주선 내부의 미소중력 환경을 고려하여 교육용 실험을 설계하고, 국제우주정거장의 우주실험 장비의 요구사항을 만족하도록 장비를 제작하여, 적격시험(Qualification Test)과 두 차례의 인수시험(Acceptance Test)을 통과하고 국제우주정거장에서 실험 수행이 가능한 우주실험 장비로 인증을 받았다. 둘째, 우주실험 영상과 함께 설명, 지상실험, 연출 장면 등을 포함한 교육용 영상 자료를 개발하였다. 또한, 개발된 영상 자료를 교실에서 활용하기 위해 교실 활동을 구성하고, 활동지를 제작하여 뉴턴의 운동법칙 이해를 위한 교수 학습 자료를 개발하였다. 셋째, 개발된 영상 자료와 교수 학습 자료를 대학생들에게 적용하여 뉴턴의 제 1법칙, 3법칙, 중력과 무게의 학습에 활용하였으며, 특정 오개념에 대한 검사를 수행한 결과 일부 효과가 있음을 확인하였다. 넷째, 미소중력 환경에서의 실험 영상을 활용한 학습 활동은 힘 개념에도 다소 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. FCI검사를 사전, 사후 검사에 활용한 결과, 모든 그룹이 유사문항을 제외한 FCI 총점에서 유의미한 차이를 보였다. 활동 중에 FCI에 포함된 문제 상황에 대해서 전혀 언급하지 않았음에도 불구하고, 유사문항을 제외한 FCI의 점수도 다소 향상되었다는 것은 연구자가 학습 활동에 중점적으로 염두에 두었던 관련 개념이 여러 가지 새로운 상황에서도 길잡이 역할(key concept)을 할 수 있음을 시사한다. 이러한 연구 결과로부터, 미소중력 환경에서의 실험 영상을 활용한 교수 학습 자료는 뉴턴의 운동법칙 및 질량과 무게에 관한 올바른 개념을 정립하는 데에 일부 효과가 있음을 확인하였고, 힘 개념에 관한 이해에도 도움을 준다는 것을 확인하였다.
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