별의 일주운동 탐구 모형 개발과 적용
Development and Application of Inquiry Model for Diurnal Motion
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초록
천문 단원은 눈으로 직접 경험할 수 없는 시간과 공간적 제약에 따라 학생들에게 어려움의 대상이다. 특히 우주 공간 상 천체 운동을 천구에 투영하여 바라보는 관점은 공간지각능력을 요구하기 때문에 공간 개념의 발달이 선행되지 않는다면 더욱 어렵게 느껴진다. 이러한 공간적 사고를 요구하는 천문 단원에서는 경험을 통한 학습이 필요로 하다. 본 연구는 지구가 자전함에 따른 별의 일주운동을 단순히 교과서 삽화를 통한 2차원적 사고에만 그치는 것이 아닌, 직접 조작할 수 있는 탐구 모형을 통해 일주운동에 대한 이해를 촉진하고자 모형을 개발하였다. 모형을 통해 지구의 자전에 따른 상대적인 별의 움직임을 카메라를 통해 지구 관점과 우주 관점을 동시에 관찰할 수 있다. 모형이 갖는 교육적 효과를 알아보기 위해 개발한 모형을 적용한 실험집단과 전통적인 수업이 이루어진 비교집단을 대상으로 학업성취도, 공간지각능력, 천문학에 대한 태도에 대하여 대응표본 t검정을 실시하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 모두 학업성취도, 공간지각능력, 천문학에 대한 태도의 평균 점수가 모두 향상되었으나 실험집단의 학업성취도에서만 유의미한 차이가 나타났다.
Abstract
The astronomy areas in science subject is difficult for students due to the time and space restraints that can not be experienced directly by the them eye. Especially, since the viewpoint of the celestial movement in the space requires the spatial perception ability, it becomes more difficult if the development of the spatial concept is not preceded. In astronomy areas requiring such spatial thinking, learning through experience is necessary. The purpose of this study is to develop a model to facilitate the understanding of the diurnal motion through a direct manipulation model, rather than just a two-dimensional thought through illustrations in the textbook. Through the model, we can observe the movement of the stars relative to the earth's rotation simultaneously through the camera from the earth-based view and the space-based view. To examine the educational effects of the model, a paired t-test was conducted for the academic achievements, spatial perception abilities, and attitudes toward astronomy in the experimental group that applied the model and the comparative group that had traditional classes. As a result, both the experimental group and the control group improved the average scores of academic achievements, spatial perception abilities, and attitudes toward astronomy, but there was a significant difference only in the academic achievements of the experimental group.
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