지오지브라(GeoGebra)를 활용한 화성의 공전궤도 작도 교육 프로그램 개발
Development of educational program for a construction of the orbit of Mars using GeoGebra
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초록
본 연구에서는 지오지브라를 활용하여 화성의 공전궤도를 작도하는 수학-과학 융합 교육 프로그램을 개발하고, 학년과 학습 수준이 다른 3개 집단에 적용한 사례를 소개한다. 교과서에 수록된 화성의 공전궤도 작도 탐구활동은 행성의 공전궤도가 타원임을 확인한 과학사의 중요한 발견이었으며, 학생들이 과학의 본성을 이해할 수 있는 소재이기도 하다. 개발된 교육 프로그램은 교육과정 이수와 학생들의 수준을 고려하여 투입하였고, 탐구활동을 진행하기에 부족한 부분은 추가적인 내용 요소를 첨가하여 진행하였다. 케플러는 화성궤도면에 대해 보정된 황경을 이용하였으나 행성의 상대적인 운동을 이해하는데 어려움이 있는 두 집단(영재교육원 중2, 영재학급 고1)의 경우 적경을 이용하였다. 과학고 2학년 학생의 경우 1~2차시에서 과학사적인 의의를 설명하고, 황경을 이용하여 탐구를 진행하였으며 탐구활동 수행 후 과학의 본성에 대한 태도를 확인하였다. 프로그램에 참여한 대다수 학생들은 탐구에 재미를 느끼고 긍정적인 반응을 보였으며, 과학고 학생들은 과학의 가변성을 잘 이해하고 있었다. 그러나 과학의 가변성을 습득한 경위는 추후 연구를 통해 확인할 필요가 있다.
Abstract
In this study, we developed an educational program that combines mathematics and science to construct the orbit of Mars using GeoGebra, and applied it to three groups of different grades and levels. Construction of Mars' orbit activity included in the textbook introduces students an important discovery in the history of science that confirmed that the planet's orbit is an ellipse, and it also is a subject for students to understand the nature of science. The developed educational program was applied in consideration of the completion of the curriculum and the level of students, and additional content elements were added to the part that was insufficient to conduct inquiry activities. Kepler used the longitudes of Mars based on the ecliptic coordinates corrected to the Mars orbital plane, but in our program, we used the right ascension in the case of two groups (2nd grade in the gifted education center and 1st grade in the gifted class) who had difficulty in understanding the relative motion of the planets. In the case of second-year science high school students, the significance of the history of science was explained in the first and second sessions, and the inquiry was conducted using the ecliptic longitudes. After the class, the students’attitude on the nature of science was investigated. Most of the students who participated in the program had an interest in the program, showing positive responses to inquiry, and science high school students were well aware of the variability of science. However, it needs to be investigated through a further research that how the students’ awareness on the variability of science has been obtained.
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