생명과학 공공데이터를 활용한 생물정보학 실습 프로그램 개발 및 적용
Development and Implementation of a Bioinformatics Practicum Program Utilizing Public Biological Data
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초록
본 연구는 생명과학 공공데이터를 활용한 생물정보학 실습 프로그램을 개발하고 이를 일반계 고등학교에 적용하여, 학생들의 디지털 역량과 메타인지에 미치는 효과를 분석하였다. 프로그램은 충남 소재 일반계 고등학교 생명과학Ⅱ 수강 학생 중 연구 참가 동의 학생을 대상으로 하였으며, 실험 집단은 20명, 대조 집단은 19명으로 총 39명이 참여하였다. 실험 집단은 PubChem과 Protein Data Bank를 활용하여 도파민, 노르에피네프린, 메스암페타민과 도파민 수송체의 상호작용을 분석하는 모둠 토의 활동을 4차시에 걸쳐 수행하였다. 반면 대조 집단은 교과서 기반 온라인 자료 조사와 과학 기사 분석을 토대로 한 모둠 토의 활동으로 수업을 진행하였다. 연구 결과, 실험 집단은 대조 집단보다 디지털 역량과 메타인지가 유의미하게 향상되었으며, 이는 생명과학 공공데이터 기반 탐구 활동이 디지털 역량과 메타인지 향상에 효과적임을 보여준다. 따라서 본 연구는 2022 개정 과학과 교육과정이 강조하는 디지털 역량 및 메타인지 함양을 위한 교수·학습 방안으로서, 학교의 정규 수업뿐 아니라 융합 프로젝트나 방과 후 활동으로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This study developed a bioinformatics instructional program utilizing public biological databases and applied it to general high school students to examine its effects on digital competence and metacognition. The experimental group engaged in four class sessions of group discussion activities analyzing interactions among dopamine, norepinephrine, methamphetamine, and the dopamine transporter using PubChem and the Protein Data Bank, while the control group conducted textbook-based online research and scientific article discussions. Results showed that the experimental group achieved statistically significant improvements in digital competence and metacognition compared to the control group, demonstrating the educational effectiveness of inquiry activities using public biological data. Accordingly, this study is expected to serve as a teaching-learning strategy to foster digital competence and metacognition, as emphasized in the 2022 revised science curriculum, and to be extended not only to regular classes but also to interdisciplinary projects and after-school programs.