본 연구는 학생들의 흥미와 호기심을 유발하여 탐구능력을 높이고, 절차적 지식을 지도하기에 효율적인 학습프로그램을 개발하기 위한 연구이다. 2015년 과학과 교육과정의 개정에 따라 ‘통합과학’과 ‘과학탐구 실험‘ 교육이 추가 되었으며, 그 중 ’과학탐구 실험‘은 과학 수업의 특징을 가장 잘 반영하는 영역이라 할 수 있다. 이러한 과학탐구 활동을 수행함에 있어서 정량적 데이터를 수집하고 이를 사용하여 과학 현상의 논리 관계를 설명 할 수 있게 된다면 그 ’과학탐구 실험‘은 학생들의 과학 교육에 매우 큰 효과를 가져 오게 될 것이다. 따라서 본 연구에서 이러한 과학교육의 목적을 달성 하고자 기존의 ...
본 연구는 학생들의 흥미와 호기심을 유발하여 탐구능력을 높이고, 절차적 지식을 지도하기에 효율적인 학습프로그램을 개발하기 위한 연구이다. 2015년 과학과 교육과정의 개정에 따라 ‘통합과학’과 ‘과학탐구 실험‘ 교육이 추가 되었으며, 그 중 ’과학탐구 실험‘은 과학 수업의 특징을 가장 잘 반영하는 영역이라 할 수 있다. 이러한 과학탐구 활동을 수행함에 있어서 정량적 데이터를 수집하고 이를 사용하여 과학 현상의 논리 관계를 설명 할 수 있게 된다면 그 ’과학탐구 실험‘은 학생들의 과학 교육에 매우 큰 효과를 가져 오게 될 것이다. 따라서 본 연구에서 이러한 과학교육의 목적을 달성 하고자 기존의 MBL 수업의 장점을 살리고 단점을 보완하여 저가의 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 과학 수업 프로그램을 개발하였다. 피지컬 컴퓨팅이란 디지털 기술 및 장치를 이용해서 정보를 입력받고 여러 장치를 통해 현실로 결과를 출력해주는 컴퓨팅으로 현실 세계 속 데이터를 모습을 디지털 기기로 내려 받아 소프트웨어의 형태로 처리한 후, 그 결과를 모니터나 LED 또는 여러 가지 장치로 출력하는 것을 말한다. 조금 더 쉽게 표현하자면 컴퓨터와 현실 세계가 데이터를 통하여 대화하는 것을 말한다. 최근 교육현장에서도 이런 최신 IT기술을 적극 활용하고자 2015개정 교육과정에서도 코딩교육이 정규과목으로 편성되고, 컴퓨터기반의 다양한 교육들이 이루어지고 있는 실정이다. 이중 대표적인 사례가 컴퓨터 기반의 과학 실험 교육인 MBL(Microcomputer based laboratory) 교육 이며 이는 과학 교육에 있어서 많은 도움을 제공하고 있다. 본 연구에서는 MBL(Microcomputer based laboratory)교육의 장점을 극대화시키기고 프로그램 현장 적용성 및 보급성을 높이고자 가격이 저렴하며, 다른 센서나 기기와 연결이 쉬워 인터페이스 확장이 좋고 휴대성이 높은 아두이노와 라즈베리 파이를 MBL Ⅱ라고 정의하고 이를 이용한 과학 교육 프로그램을 개발하였다. MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육 프로그램 개발을 위하여 ADDIE 모형에 따라 연구를 수행 하였다. 프로그램 개발은 우선 문헌분석과 사례분석으로 통하여 설계하고자 하는 프로그램의 핵심을 도출 하였고, 이를 바탕으로 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 프로그램 초안을 작성하였다. 이렇게 개발된 교육 프로그램을 Y시 소재 B초등학교 4학년 1개 반 학생 23명을 대상으로 현장 적용하였다. 현장 적용시 학생들의 관찰일지를 검토하고 관찰결과에 대한 토의에서 나타나는 특징을 분석 및 초점집단면접법(FGI)를 활용하여 교육 프로그램을 최종 수정 보완한 후 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육프로그램 완성안을 개발하였다. 초점집단 면접법(FGI)를 위한 참여자는 유사한 특징이 나타나는 학생들 중 의사표현이 비교적 정확한 학생을 선발하여 이들로 하여금 MBL Ⅱ 적용교육의 장단점을 토론하는 방식으로 진행되었으며, 이를 통하여 교육프로그램의 개선방안을 도출하였다. 본 연구에서 개발된 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 과학 교육 프로그램은 기존에 MBL 수업에서 예산과 장비 부족으로 할 수 없었던 수업을 가능하게 하여 줌으로써 실험 데이터를 디지털 매체로 저장하고 이를 그래픽화 하여 학생들의 이해를 도울 수 있으며, 정량화된 데이터의 기록을 통하여 좀 더 체계적인 학습을 할 수 있게 하여 줄 것이다. 이는 과학 수업에 있어 학생들의 흥미와 호기심을 높이고 절차적 지식을 배워감에 있어 매우 효과적인 프로그램으로서 학습자의 탐구능력을 더욱 높일 수 있고 실험과 관련된 과학 수업의 질이 개선되는 결과를 가져 오게 될 것이다. 또한 학생들은 정의적 영역으로 배움을 추구하면서 그 과정에서 즐거움을 느끼고, 수업에 보다 몰입하게 될 것이고, 인지적 영역으로도 관련 개념이나 지식을 학습자 스스로 실험을 하면서 더 잘 이해하게 될 것이다. 교사의 일방적인 설명에서 벗어나 학습자들이 직접 만지고 조작하면서 학생들이 과학 교육에 흥미를 가질 수 있도록 하기 위해 체험, 조작 중심의 과학 교육 프로그램을 제시할 수 있을 것이라고 기대한다. 또한 본 연구에서 개발된 프로그램은 2015년 과학과 교육과정의 개편으로 인해 대두된 ‘과학탐구 실험’에 있어 학생들의 데이터 수집 분석 역량을 향상 시키고 이를 활용한 논리 관계 설명을 가능하게 함으로서 증거기반의 과학적 역량을 강화 시킬 수 있을 것이다.
본 연구는 학생들의 흥미와 호기심을 유발하여 탐구능력을 높이고, 절차적 지식을 지도하기에 효율적인 학습프로그램을 개발하기 위한 연구이다. 2015년 과학과 교육과정의 개정에 따라 ‘통합과학’과 ‘과학탐구 실험‘ 교육이 추가 되었으며, 그 중 ’과학탐구 실험‘은 과학 수업의 특징을 가장 잘 반영하는 영역이라 할 수 있다. 이러한 과학탐구 활동을 수행함에 있어서 정량적 데이터를 수집하고 이를 사용하여 과학 현상의 논리 관계를 설명 할 수 있게 된다면 그 ’과학탐구 실험‘은 학생들의 과학 교육에 매우 큰 효과를 가져 오게 될 것이다. 따라서 본 연구에서 이러한 과학교육의 목적을 달성 하고자 기존의 MBL 수업의 장점을 살리고 단점을 보완하여 저가의 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 과학 수업 프로그램을 개발하였다. 피지컬 컴퓨팅이란 디지털 기술 및 장치를 이용해서 정보를 입력받고 여러 장치를 통해 현실로 결과를 출력해주는 컴퓨팅으로 현실 세계 속 데이터를 모습을 디지털 기기로 내려 받아 소프트웨어의 형태로 처리한 후, 그 결과를 모니터나 LED 또는 여러 가지 장치로 출력하는 것을 말한다. 조금 더 쉽게 표현하자면 컴퓨터와 현실 세계가 데이터를 통하여 대화하는 것을 말한다. 최근 교육현장에서도 이런 최신 IT기술을 적극 활용하고자 2015개정 교육과정에서도 코딩교육이 정규과목으로 편성되고, 컴퓨터기반의 다양한 교육들이 이루어지고 있는 실정이다. 이중 대표적인 사례가 컴퓨터 기반의 과학 실험 교육인 MBL(Microcomputer based laboratory) 교육 이며 이는 과학 교육에 있어서 많은 도움을 제공하고 있다. 본 연구에서는 MBL(Microcomputer based laboratory)교육의 장점을 극대화시키기고 프로그램 현장 적용성 및 보급성을 높이고자 가격이 저렴하며, 다른 센서나 기기와 연결이 쉬워 인터페이스 확장이 좋고 휴대성이 높은 아두이노와 라즈베리 파이를 MBL Ⅱ라고 정의하고 이를 이용한 과학 교육 프로그램을 개발하였다. MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육 프로그램 개발을 위하여 ADDIE 모형에 따라 연구를 수행 하였다. 프로그램 개발은 우선 문헌분석과 사례분석으로 통하여 설계하고자 하는 프로그램의 핵심을 도출 하였고, 이를 바탕으로 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 프로그램 초안을 작성하였다. 이렇게 개발된 교육 프로그램을 Y시 소재 B초등학교 4학년 1개 반 학생 23명을 대상으로 현장 적용하였다. 현장 적용시 학생들의 관찰일지를 검토하고 관찰결과에 대한 토의에서 나타나는 특징을 분석 및 초점집단면접법(FGI)를 활용하여 교육 프로그램을 최종 수정 보완한 후 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육프로그램 완성안을 개발하였다. 초점집단 면접법(FGI)를 위한 참여자는 유사한 특징이 나타나는 학생들 중 의사표현이 비교적 정확한 학생을 선발하여 이들로 하여금 MBL Ⅱ 적용교육의 장단점을 토론하는 방식으로 진행되었으며, 이를 통하여 교육프로그램의 개선방안을 도출하였다. 본 연구에서 개발된 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 과학 교육 프로그램은 기존에 MBL 수업에서 예산과 장비 부족으로 할 수 없었던 수업을 가능하게 하여 줌으로써 실험 데이터를 디지털 매체로 저장하고 이를 그래픽화 하여 학생들의 이해를 도울 수 있으며, 정량화된 데이터의 기록을 통하여 좀 더 체계적인 학습을 할 수 있게 하여 줄 것이다. 이는 과학 수업에 있어 학생들의 흥미와 호기심을 높이고 절차적 지식을 배워감에 있어 매우 효과적인 프로그램으로서 학습자의 탐구능력을 더욱 높일 수 있고 실험과 관련된 과학 수업의 질이 개선되는 결과를 가져 오게 될 것이다. 또한 학생들은 정의적 영역으로 배움을 추구하면서 그 과정에서 즐거움을 느끼고, 수업에 보다 몰입하게 될 것이고, 인지적 영역으로도 관련 개념이나 지식을 학습자 스스로 실험을 하면서 더 잘 이해하게 될 것이다. 교사의 일방적인 설명에서 벗어나 학습자들이 직접 만지고 조작하면서 학생들이 과학 교육에 흥미를 가질 수 있도록 하기 위해 체험, 조작 중심의 과학 교육 프로그램을 제시할 수 있을 것이라고 기대한다. 또한 본 연구에서 개발된 프로그램은 2015년 과학과 교육과정의 개편으로 인해 대두된 ‘과학탐구 실험’에 있어 학생들의 데이터 수집 분석 역량을 향상 시키고 이를 활용한 논리 관계 설명을 가능하게 함으로서 증거기반의 과학적 역량을 강화 시킬 수 있을 것이다.
The purpose of this study is to develop an effective learning program to stimulate students' interest and curiosity to enhance inquiry skills and to guide procedural knowledge. According to the revision of science and curriculum in 2015, 'integrated science' and 'science inquiry experiment' educatio...
The purpose of this study is to develop an effective learning program to stimulate students' interest and curiosity to enhance inquiry skills and to guide procedural knowledge. According to the revision of science and curriculum in 2015, 'integrated science' and 'science inquiry experiment' education were added. Among them, 'science inquiry experiment' is the area that best reflects the characteristics of science class. If the quantitative data can be collected and used to explain the logical relationship of science phenomena in conducting these scientific inquiry activities, the 'science inquiry experiment' will have a great effect on students' science education. Therefore, in order to achieve the purpose of science education in this study, we developed the science class program using the low cost physical computing tool by taking advantages of the existing MBL class and supplementing the disadvantages. Physical computing is a computing that inputs information by using digital technology and devices and outputs the result to a real device through various devices. It processes data in the real world into a digital device, processes it in the form of software, Or an LED or various devices. To put it a little easier, it means that the computer and the real world communicate through the data. In recent education field, in order to utilize these latest IT technologies, coding education is organized as a regular course in the revised education course of 2015, and various computer-based education is being done. Two representative examples are MBL (Microcomputer based laboratory) education which is a computer based science experiment education and it is very helpful in science education. The purpose of this study is to maximize the advantages of MBL (Microcomputer based laboratory) education, to improve the applicability of the program field, to provide low cost, easy interface with other sensors and devices, We defined raspberry pie as MBL Ⅱ and developed a science education program using it. The study was carried out according to the ADDIE model for the development of science education program using MBL Ⅱ experiment device. First of all, we developed a program using the MBL II experimental system based on the literature analysis and case analysis. The developed educational program was applied to the 23 students of the first grade of elementary school in elementary school in Y city. After analyzing the observation logbook of the students at the field application, analyzing the characteristics of the observation results, and using the Focused Interview Method (FGI), the education program was revised and supplemented, and the completion of the science education program using the MBL Ⅱ experiment device Respectively. Participants for the Focus Group Interview Method (FGI) were selected by students who had comparable characteristics of students with similar characteristics, and they discussed the strengths and weaknesses of applying MBL Ⅱ. Respectively. The science education program that utilizes the physical computing tools developed in this study enables to classify the experimental data into digital media by making it possible to classify the MBL class that could not be done due to lack of budget and equipment, It will help you to learn more systematically through the recording of quantified data. This is a very effective program for increasing interest and curiosity of students in science class and learning procedural knowledge, which will further enhance learners' inquiry ability and improve the quality of science-related science teaching. In addition, students will enjoy learning in the process of learning in a positive area, become more immersed in the lesson, and understand the concepts and knowledge related to the cognitive domain better by experimenting with the learners themselves. It is expected that students will be able to present experience-oriented and manipulation-oriented science education programs in order to enable students to become interested in science education by touching and manipulating them directly from the one-sided explanation of teachers. In addition, the program developed in this study will improve the data collection and analysis capacity of students in the 'scientific inquiry experiment' that has emerged due to the reorganization of science and curriculum in 2015, .
The purpose of this study is to develop an effective learning program to stimulate students' interest and curiosity to enhance inquiry skills and to guide procedural knowledge. According to the revision of science and curriculum in 2015, 'integrated science' and 'science inquiry experiment' education were added. Among them, 'science inquiry experiment' is the area that best reflects the characteristics of science class. If the quantitative data can be collected and used to explain the logical relationship of science phenomena in conducting these scientific inquiry activities, the 'science inquiry experiment' will have a great effect on students' science education. Therefore, in order to achieve the purpose of science education in this study, we developed the science class program using the low cost physical computing tool by taking advantages of the existing MBL class and supplementing the disadvantages. Physical computing is a computing that inputs information by using digital technology and devices and outputs the result to a real device through various devices. It processes data in the real world into a digital device, processes it in the form of software, Or an LED or various devices. To put it a little easier, it means that the computer and the real world communicate through the data. In recent education field, in order to utilize these latest IT technologies, coding education is organized as a regular course in the revised education course of 2015, and various computer-based education is being done. Two representative examples are MBL (Microcomputer based laboratory) education which is a computer based science experiment education and it is very helpful in science education. The purpose of this study is to maximize the advantages of MBL (Microcomputer based laboratory) education, to improve the applicability of the program field, to provide low cost, easy interface with other sensors and devices, We defined raspberry pie as MBL Ⅱ and developed a science education program using it. The study was carried out according to the ADDIE model for the development of science education program using MBL Ⅱ experiment device. First of all, we developed a program using the MBL II experimental system based on the literature analysis and case analysis. The developed educational program was applied to the 23 students of the first grade of elementary school in elementary school in Y city. After analyzing the observation logbook of the students at the field application, analyzing the characteristics of the observation results, and using the Focused Interview Method (FGI), the education program was revised and supplemented, and the completion of the science education program using the MBL Ⅱ experiment device Respectively. Participants for the Focus Group Interview Method (FGI) were selected by students who had comparable characteristics of students with similar characteristics, and they discussed the strengths and weaknesses of applying MBL Ⅱ. Respectively. The science education program that utilizes the physical computing tools developed in this study enables to classify the experimental data into digital media by making it possible to classify the MBL class that could not be done due to lack of budget and equipment, It will help you to learn more systematically through the recording of quantified data. This is a very effective program for increasing interest and curiosity of students in science class and learning procedural knowledge, which will further enhance learners' inquiry ability and improve the quality of science-related science teaching. In addition, students will enjoy learning in the process of learning in a positive area, become more immersed in the lesson, and understand the concepts and knowledge related to the cognitive domain better by experimenting with the learners themselves. It is expected that students will be able to present experience-oriented and manipulation-oriented science education programs in order to enable students to become interested in science education by touching and manipulating them directly from the one-sided explanation of teachers. In addition, the program developed in this study will improve the data collection and analysis capacity of students in the 'scientific inquiry experiment' that has emerged due to the reorganization of science and curriculum in 2015, .
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