초등학생을 위한 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램 개발 및 적용
Development and Application of an Inquiry Program using Intelligent Science Lab for Elementary School Students
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본 연구에서는 초등학생을 위한 지능형 과학실 활용한 탐구 프로그램의 개발하고 이를 적용하여 과학 탐구 능력 및 과학긍정경험에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이 연구를 위해 S시, C도 읍·면 지역 초등학교 4학년 학생 62명의 학생을 대상으로 16차시에 걸쳐 프로그램을 투입하였다. 프로그램 투입 전과 후의 과학 탐구 능력과 과학긍정경험에 대한 검사를 통해 자료를 수집하였다. 또한 28명의 학생들의 인터뷰 자료를 통해서 과학 탐구 능력과 과학긍정경험에 대한 인식을 알아보았다. 이에 대한 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생에게도 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램이 적용가능함을 보였다. 개발된 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램은 온라인 플랫폼과 오프라인 실험 도구를 다양하게 활용하기 위해 AR 및 MBL 센서를 활용한 데이터 생성 및 수집을 위주로 프로그램을 구성하였다. 둘째, 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램은 초등학생의 ‘관찰’, ‘분류’, ‘측정’ 등의 기초 탐구 능력의 향상에 효과적이었다. 셋째, 지능형 과학실 활용 탐구 프로그램이 초등학생의 ‘과학 학습 정서’, ‘과학 학습 동기’ 등의 과학긍정경험을 향상하였다. 본 연구는 향후 초등학생의 지능형 과학실 활용 수업이 학교 현장에서 효과적으로 적용될 수 있는 방향을 제시하는데 기여할 것으로 기대된다.
Abstract
The purpose of this study is to explore the effects of an inquiry program using an intelligent science lab (IPIS) on both inquiry skills and positive experiences about science by developing and applying an IPIS for elementary school students. For this study, the IPIS was conducted over 16 units with 62 fourth-grade elementary school students living in S City and C Province. The study subjects were divided into two groups. The experimental group was composed of 28 individuals who participated in the development program class, while 34 students of the control group learned through general lessons. Data were collected through tests on scientific inquiry abilities and positive experiences about science before and after applying the IPIS. In addition, we examined the perception of scientific inquiry abilities and positive experiences in science through interview data from 28 students. The key results are as follows: First, it was shown that an IPIS can be applied to elementary school students. The developed IPIS focused on data generation and collection using AR and MBL sensors to utilize online platforms and offline experiment tools in a variety of ways. Second, the IPIS was effective in improving basic scientific inquiry skills such as ‘observation’, ‘classification’, and ‘measurement’ of elementary school students. Third, the IPIS improved elementary school students’ positive science experience, such as ‘science learning emotions’ and ‘science learning motivation’. This study is expected to contribute to suggesting a direction in which elementary school students' intelligent science laboratory classes can be effectively applied in school settings in the future.
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