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초등학교 과학영재 학생을 대상으로 한 데이터 시각화 학습 프로그램 개발 및 효과 - Tableau 프로그램 활용을 중심으로 -

Development and Effectiveness of Learning Programs on Visualization of Data for Gifted Students in Elementary School Science - Focusing on Using the Tableau Program -

김형욱
한국초등과학교육학회 (The Korean Elementary Science Education Society)|2024.01|초등과학교육 (Journal of Korean Elementary Science Education)|제43권 제1호|pp. 18-34|DOI https://doi.org/10.15267/keses.2024.43.1.18

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데이터 시각화data visualization테블로과학 학습 프로그램과학 탐구 능Tableauscience learning programscience inquiry ability
주제분류교육학

초록

본 연구는 데이터 시각화에 기반한 과학 학습 프로그램이 초등학교 과학영재의 과학 탐구 능력과 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 12차시의 테블로를 활용한데이터 시각화 과학 학습 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 연구자가 지도하고 있는 3개의 영재학급학생 61명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞게 수정된 과학 탐구 능력 검사지와 창의적 문제해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하였다. 연구 결과 데이터 시각화에 기반한 과학 학습은 과학 탐구 능력 중 기초탐구 능력에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 다만 하위영역 중 추리 영역에서만 유의미한 결과가나타났다. 반면 기초 탐구 능력과 대조적으로 통합 탐구 능력에는 통계적으로 유의미한 영향을 미치는것으로 나타났다. 5개의 하위영역 중 자료변환, 자료해석, 변인통제 3개의 영역에서 유의미한 결과가나타났다. 하지만 변인통제와 연관이 있는 가설설정의 경우 학생들이 변인통제 과정과 가설설정의 정확한 개념을 혼동한 것으로 나타났다. 한편, 프로그램 적용을 통해 창의적 문제해결력에 미치는 영향을탐색하였는데 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 4개의 하위영역 모두에서 유의미한 결과가 나왔다. 테블로의 기능을 학생들이 능숙하게 익히게 된 것과 토의 토론하는 협력학습, 절차적 사고를 중시하는 데이터 시각화 프로그램의 주제적 영향이 이와 같은 결과에 기인한 것으로 해석되었다. 본 연구를 통해 데이터 시각화에 기반한 과학 학습과 앞으로의 미래교육 방향에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

Abstract

This study aimed to examine the effects of a science-learning program based on data visualization on the science inquiry and creative problem-solving abilities of elementary school science-gifted students. Accordingly, this research developed a data visualization science-learning program using Tableau, which had twelve sessions. The subjects encompassed 61 students in three gifted classes taught by the researcher. The scientific inquiry ability test and creative problem-solving ability test modified to suit the environment and situation were given to the subjects before and after the treatment. The results confirmed that science learning based on data visualization had no significant impact on basic science inquiry skills. Among the subdomains, significant results were obtained only in the reasoning subdomain. Moreover, integrative inquiry ability was significantly affected, unlike basic inquiry abilities. Among the five subdomains, significant differences were observed in three subdomains (data conversion, data interpretation, and variable control). However, concerning the generation of hypotheses and the control of variables, students exhibited confusion regarding the process of variable control and the exact concept of hypothesis development. This study also evaluated the effects of the program’s application on creative problem-solving abilities and found a significant impact. Additionally, it was significantly different in all four subdomains. The results were interpreted to be owing to the students’ mastery of Tableau’s features, collaborative learning through discussion and debate, and the thematic impact of the data visualization program emphasizing procedural thinking. Finally, this study presented implications for science learning based on data visualization and the future direction of education.

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