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논문KCI 등재

탐구학습에서 가설 생성과 평가를 위한 데이터 시각화의 효과와 난점

Effects and Difficulties of Data Visualization for Generating and Evaluating Hypotheses in Inquiry Learning

조영환|금선영|김명신
한국교육정보미디어학회 (Korea Association for Educational Information and Media)|2023.03|교육정보미디어연구 (Journal of Korean Association for Educational Information and Media)|제29권 제1호|pp. 175-199

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탐구학습COVID-19 pandemic데이터 시각화코로나19 팬데믹data visualization가설생성inquiry learninghypothesis generation
주제분류교육학

초록

다양한 지식을 융합하여 복잡한 문제를 창의적으로 해결하고 인과관계를 추론하는 데 탐구학습이 효과적이다. 그러나 많은 학습자가 가설을 생성하고 데이터에 기반하여 가설을 평가하는 데 어려움을 겪는다. 데이터 시각화 도구는 가설 생성과 평가에 필요한 귀추적 사고와 인과추론을 촉진하는 데 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구는 데이터 시각화를 탐구학습에 도입했을 때 어떤 효과가 있는지와 학습자가 어떤 어려움을 겪는지를 탐구하였다. 중학생 81명을 대상으로 코로나19의 확산 원인에 대한 탐구학습을 데이터 시각화 방법을 적용하여 실시하였다. 연구 결과, 데이터 시각화는 학습자의 동기를 향상시키고, 새로운 가설과 대안가설의 생성을 촉진하였으며, 여러 데이터를 비교하여 가설을 평가하는 데 도움을 주었다. 이를 통해 학습 내용에 대한 깊이 있는 이해와 데이터 리터러시 향상을 촉진하였다. 그리고 탐구학습 과정에서 학습자가 데이터를 수집하거나 선정하고, 가설 평가를 위해 데이터를 시각화하고, 그 결과를 해석하는 데 어려움을 겪는다는 것을 발견하였다. 이러한 난점을 극복하기 위해서는 다양한 교과에서 학습자의 데이터 리터러시를 향상시키기 위한 학습자 중심 교육을 체계적으로 실시할 필요가 있다. 본 연구는 탐구학습에서 데이터 시각화를 효과적으로 활용할 수 있는 방안에 대한 유용한 시사점을 제공한다.

Abstract

Inquiry learning is effective for learning causal relationships by integrating different domains of knowledge, but many learners have difficulty in generating and evaluating hypotheses based on data. Data visualization tools can be useful to promote abductive thinking and causal reasoning, which are necessary to generate and evaluate hypotheses. This study explored the effects of data visualization in inquiry learning and the difficulties learners encounter in visualizing data. A total of 81 middle school students participated in inquiry learning about the causes of the spread of COVID-19, using a data visualization tool. This study found that data visualization improved learners' motivation, promoted the creation of new and alternative hypotheses, and helped to evaluate hypotheses by comparing multiple data. The data visualization also contributed to an in-depth understanding of the learning content and improved their data literacy. Despite the benefits of data visualization, learners had difficulties in collecting or selecting data, visualizing data for hypothesis evaluation, and interpreting the outputs of visualization. In order to overcome these difficulties, learners should develop their literacy of data visualization through student-centered activities in various subjects. This study provides meaningful implications for effectively applying data visualization in inquiry learning.

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