데이터 분석을 활용한 감염병 수업 프로그램 개발 및 적용
Development and application of infectious disease class program using data analysis
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초록
본 연구는 데이터 분석을 활용한 감염병 수업 프로그램을 개발하고 이를 일반계 고등학교에 적용하여, 학생들의 지식정보처리역량 및 과학긍정경험에 미치는 영향과 프로그램에 대한 인식을 분석하는 것을 목표로 수행되었다. 프로그램은 세종특별자치시 소재 일반계 고등학교 2학년 생명과학Ⅰ 수강 학생 중 희망 학생들을 대상으로 하였으며, 실험 집단과 대조 집단 각각 16명씩 총 32명이 참여하였다. 실험 집단은 데이터 분석 도구를 활용하여 감염병 관련 데이터를 분석하는 활동 중심 수업을 진행하였으며, 수업 프로그램은 데이터 수집, 분석, 시각화 및 문제 해결 방안 도출 과정을 포함한 총 6차시로 구성되었다. 대조 집단은 데이터 분석 도구를 사용하지 않고 교과서 기반 자료 조사 및 모형 탐구 활동 수업을 수행하였다. 연구 결과, 실험 집단의 지식정보처리역량과 과학긍정경험에서 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 지식정보처리역량의 하위 영역인 문제‧과제 인식, 해결책 탐색, 해결 및 평가에서 모두 통계적으로 유의미한 향상이 확인되었다. 과학긍정경험의 하위 영역인 과학학습정서, 과학관련 자아개념, 과학학습동기, 과학관련 태도 영역에서 유의미한 향상이 나타난 반면에 과학관련 진로포부 영역에서는 유의미한 변화가 없었다. 본 연구 결과, 일상 생활과 밀접한 감염병 데이터 분석을 활용한 탐구 학습은 지식정보처리역량과 과학긍정경험을 향상시키는 데 효과적임을 확인하였다. 이는 학교 교육 현장에서 유용하게 활용될 수 있음을 시사하며 방과 후 및 동아리 활동, 융합형 프로젝트 수업 등 다양한 교육 활동에 확장 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This study aimed to develop an instructional program on infectious diseases that incorporates data analysis and to investigate its effects on high school students’ Knowledge Information Processing Competency and Positive Experiences about Science, as well as their perceptions of the program. The program was implemented with 32 second-year students enrolled in a Life Science I course at a general high school in Sejong Special Self-Governing City, with 16 students assigned to an experimental group and 16 to a control group. The experimental group participated in activity-based lessons centered on analyzing infectious disease data using data analysis tools. The program consisted of six sessions covering data collection, analysis, visualization, and the formulation of solutions. In contrast, the control group engaged in textbook-based research and model exploration activities without the use of data analysis tools. The results revealed statistically significant improvements in the experimental group’s Knowledge Information Processing Competency and Positive Experiences about Science. Specifically, all subdomains of Knowledge Information Processing Competency—problem/task recognition, solution exploration, and solution implementation and evaluation—showed significant gains. Similarly, significant improvements were observed in the subdomains of Positive Experiences about Science, including science learning emotion, science-related self-concept, motivation for learning science, and attitudes toward science, although no significant change was found in science-related career aspirations. These findings suggest that inquiry-based learning utilizing real-world infectious disease data analysis is effective in enhancing students’ competencies and attitudes toward science. The program holds potential for broader application in various educational contexts, including after-school programs, student clubs, and interdisciplinary project-based learning.