NetLogo 시뮬레이션 활동이 초등과학영재들의 생태계 개체군 상호작용에 대한 이해에 미치는 영향
Effects of Netlogo Simulation Activities to the Level of Understanding Interaction in the Ecosystem of Scientific Gifted Students
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본 연구는 과학영재를 대상으로 생태계 개념에 대한 정확한 이해에 NetLogo 시뮬레이션 활동의 효과를 논의하고자 하였다. 이를 위해 대학부설 과학영재교육원 초등과학영재 20명을 대상으로, NetLogo 시뮬레이션을 활용한 생태계 개체군 상호작용 수업을 실시하고 수업 전후 개체군 상호작용 관계도와 생태계 평형 설문지를 적용하여 생태계를 이루는 개체군 상호작용과 생태계 평형에 대한 이해도 변화를 분석하였다. 분석결과 학생들은 다음과 같은 개념을 학습하였다. 첫째, 개체군을 이루는 개체 수는 일정 폭으로 진동하면서 유지된다. 둘째, 생태계를 이루는 종의 개수가 더 많은 생태계의 생태계 평형이 더 오래 지속된다. 셋째, 하위 먹이사슬의 개체군에 변화가 일어날 때, 하위 먹이사슬의 개체군과 간접적으로 연결된 개체군에도 그에 따른 변화가 일어난다. 넷째, 작은 변화에도 시간이 지남에 따라 생태계의 전체적인 모습이 변할 수 있다. 본 연구는 초등학생을 대상으로 NetLogo를 이용하여 생태계의 기본적인 원리인 피식-포식 상호작용과 생태계 평형에 대한 이해도를 높일 수 있다는 것을 보였다는 점에서 의의가 있다.
Abstract
This study investigated how gifted students’ understanding of the concept of eco-systems were affected by the NetLogo simulation-based program. Twenty gifted elementary students at the University-affiliated Science Gifted Education Center participated in online simulation lessons using NetLogo Models’ Library. The main data source of this study was a questionnaire asking the students to express their understanding of interactions between agents in the given NetLogo eco-system simulation by System Dynamic Modeler (SDM). The result showed that after the lessons, the students’ understanding of the interactions between agents was characterized as follows. First, the number of individual agents increases and decreases at a certain width. Second, the ecosystem equilibrium of an ecosystem with a larger number of species lasts longer. Third, when a change occurs in the population of the lower food chain, the corresponding change also occurs in the population indirectly connected to that population. Fourth, even minor adjustments can change the overall appearance of an ecosystem over time. This study is meaningful in that NetLogo simulation activities can help elementary students improve their understanding of the basic principles of the ecosystem, such as predator-prey-interaction and ecosystem equilibrium.
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