일반계 고등학교에서 활용 가능한 유전자 재조합 실험 프로그램 개발 및 적용
Development and Application of Experiment Program of Gene Cloning in General High School Classroom
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생명 공학 내용은 실험을 통해 학습할 때 더 잘 이해될 수 있는데, 2015 개정 교육과정에 따른 생명과학Ⅱ 교과서에는 관련 실험이 부족하다. 본 연구에서는 생명 공학 내용의 학습에 도움이 되고 일반계 고등학교 현장에서 활용 가능한 실험 프로그램을 개발하고, 그 효과를 살펴보았다. 이를 위해 선행 연구 및 교과서 분석을 바탕으로 유전자 재조합을 주제로 선정하고, 실험을 단순화하고 대체품을 활용한 방법으로도 실험이 가능한지 확인하여 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램을 일반계 고등학교 학생 20명을 대상으로 적용하였고, 과학긍정경험 지표 검사 도구와 성취도 검사지를 활용하여 사전·사후검사를 실시하였다. 또한 프로그램 적용 후 설문지를 통해 프로그램에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 본 연구에서 개발한 프로그램은 LB 배지 제작, 대장균의 형질 전환, 플라스미드 DNA 추출, 제한 효소 처리, 전기영동을 통한 DNA 확인 등 5개의 실험 활동이 포함되고, 학생용 활동지와 교사용 안내 자료로 구성되었다. 개발한 프로그램을 적용한 결과, 유전자 재조합 및 분자생물학 실험에 대한 학생들의 이해가 향상되었으며, 과학긍정경험 지표 검사에서 유의미한 향상이 나타났다. 그리고 학생들이 실험을 수행하는 데 어려움이 없었고, 수업에 흥미를 갖고 적극적으로 참여하였으며, 생명과학 진로에 대해 더 관심을 갖게 되었다. 따라서 개발된 프로그램이 일반계 고등학교 학생들의 생명 공학 학습에 도움이 되는 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
The content of biotechnology can be better understood when learning through experiments, but the related experiments are lacking in the Life Science II textbook of the 2015 revised curriculum. The purpose of this study is to develop an experiment program that can be helpful in learning biotechnology content and can be used in the general high school class and to investigate its effect. To this end, the program was developed by selecting the subject of gene cloning based on the analysis of previous studies and textbooks, simplifying the experiment, and confirming whether the experiment could be performed using a substitute method. The developed program was implemented to 20 students of general high school, and pre-test and post-tests were conducted using Test for Indicators of Positive Experiences about Science(TIPES) and achievement test. In addition, students' perceptions of the program were investigated through a questionnaire after application of the program. The program developed in this study includes 5 activities such as LB medium preparation, E. coli transformation, plasmid DNA extraction, restriction enzyme treatment, and DNA observation through electrophoresis and consists of activity sheets for students and guide materials for teachers. As a result of applying the developed program, students' understanding of gene cloning and molecular biology experiments has improved, and significant improvement was found in TIPES. In addition, it was confirmed that the students had no difficulty in conducting the experiment, the students were interested and actively participated in the class, and they became more interested in the life science career. Therefore, it is expected that the developed program can be used as a helpful material of general high school students to learn biotechnology.
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