과학사와 데이터 과학을 적용한‘허블-르메트르법칙’교사교육 프로그램 개발과 적용
Development and Application of the ‘Hubble-Lemaitre Law’ Teacher Education Program Using the History of Science and Data Science
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본 연구는 과학사에 기반한 교수 내용 지식을 습득하고, 파이썬과 실험실 실습 프로그램(VIREO)을 이용한 ‘허블-르메트르 법칙’ 주제의 데이터 기반 교사 연수 프로그램 개발을 통해 변화하는 미래 사회에서 교사들의 지속적인 과학 지식과 역량을 강화하고자 하였다. 프로그램의 효과성을 검증하기위해 예비 및 현직 교사들에게 적용하였다. 허블-르메트르 법칙의 개명 사례를 미래 교육에 필요한 핵심 역량 및 과학 지식과 데이터 리터러시 변화를 강조하는 교수 콘텐츠로써 선택 및 구성하여, 변화하는 지식에 대한 교사들의 지속적인 관심을 갖도록 유도하였다. 10년 이상의 경험을 가진 두 명의 천문학 박사에 의한 전문가 검토 후 수정 사항을 반영하여 최종 프로그램을 개발하였다. 10명의 예비 교사와 17명의 현직 교사를 대상으로 프로그램을 적용하여 효과성과 활용성을 검증하였다. 실험실 실습 프로그램으로 과학자의 연구 방법을 간접 체험할 수 있음을 확인하였다. 또한 과학사를 활용하는 것이 관련 교수 내용 지식을 이해하는 데 도움이 되며, 프로그래밍 언어를 활용한 데이터의 시각화가 프로그래밍 언어에 대한 유용성과 기술을 활용한 교수 내용 지식(TPACK)을 증가시킨다는 것을 확인하였다.
Abstract
This study aimed to acquire teaching content knowledge based on the history of science and to develop a data-based teacher training program on the topic of the ‘Hubble-Lemaitre Law’ using Python and a laboratory practice program (VIREO) to strengthen teachers’ continuous scientific knowledge and capabilities in a changing future society. To verify the effectiveness of the program, it was applied to prospective and in-service teachers. The case of the renaming of the Hubble-Lemaitre Law was selected and organized as teaching content that emphasizes the core competencies required for future education and changes in scientific knowledge and data literacy, thereby inducing teachers’ continuous interest in changing knowledge. The final program was developed by reflecting the revisions after expert review by two astronomy Ph.D.s with more than 10 years of experience. The effectiveness and usability of the program were verified by applying it to 10 prospective teachers and 17 in-service teachers. It was confirmed that the laboratory practice program allows them to indirectly experience of scientists’ research methods. In addition, it was confirmed that utilizing the history of science helps to understand related teaching content knowledge, and that visualization of data using programming languages increases the usability of programming languages and teaching content knowledge using technology (TPACK).
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