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증강현실 기반의 안내된 과학탐구 프로그램 개발에서 초등 예비교사들은 무엇에 중점을 두고, 어떤 어려움을 겪는가?
장진아,나지연 한국초등과학교육학회 2022 초등과학교육 Vol.41 No.4
본 연구는 AR 기술을 활용하여 안내된 과학탐구 프로그램을 개발함에 있어서 초등 예비교사들이 무엇에 중점을 두었으며, 어떠한 어려움을 겪었는지 분석하고, 이를 토대로 예비교사의 역량 함양 및 양성교육을 위한 시사점을 제공하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 AR 기반 안내된 탐구 프로그램을 개발하는 강의에 참여한 초등 예비교사들의 사례를 수집하고 그들이 중점을 둔 부분과 겪은 어려움을 프로그램 ‘설계 단계’와 ‘제작 단계’로 범주화하여 분석하였다. 분석 결과, 프로그램 설계 단계에서 예비교사들은 능동적인 탐구과정을 촉진하는 시나리오를 구성하고, 동시에 AR 기술이 지닌 고유의 행위유도성으로서 3D 환경의 생생한 시각 자료를 구성하여 가상세계와 실세계에서의 탐구 경험을 의미 있게 연결짓는 데에 중점을 두었다. 또한 예비교사들은 시나리오의 설계, 탐구 프로그램 개발을 위한 정보 수집, 초등학생의 능동적 관찰을 이끄는 방법구현에 어려움을 경험하였으며, 탐구에 대한 근본적 의문으로어려움을 겪었다. 또한 예비교사들은 AR 기술의 장점을 살리는 것을 어려워하였으며, 컨텐츠 제작 프로그램인 CoSpaces에 대한 배경지식이 부족하여 탐구 프로그램을 구상하는 데에 어려움을 겪었다. 프로그램 제작 단계에서는 초등학생들이 탐구에 집중할 수 있는 환경을 조성하기 위해, 예비교사들은 프로그램 조작을 쉽고 단순하게 구성하고자 했으며, 게임적 요소나 쌍방향적 상호작용 요소를 추가하여 학습자의 흥미를 높일 방법에 중점을 두었다. 또한 CoSpaces를 이용한 프로그래밍 과정에서 어려움을 겪었다. 이러한 결과를 바탕으로 예비교사 역량 함양 및 교사양성교육 방안 모색을 위한 시사점에 대해 논의하였다.
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전자기 관련 실험 활동에서 초등 교사가 사용한 표상 패턴과 의미 형성 과정 분석
장진아 한국초등과학교육학회 2020 초등과학교육 Vol.39 No.2
This study aims to investigate the representation patterns used by elementary teachers and their meaning- making process in electromagnetic experiments. In particular, we analyzed the representations depending on three levels of their abstractness: enactive representation (action based), iconic representation (image based) and symbolic representation (language based). For this, four experiment activities of two teachers were analyzed and the results are as follows. First, as an overall pattern of representation, an experiment subject is presented as the form of symbolic representation and the related concepts, experimental materials and methods are embodied through iconic representation. Then, through enactive representation, the actual experiments are implemented. The experimental results are primarily recorded through iconic representations and abstracted into symbolic representations to draw conclusions. The different levels of representations complement each other to expand their meanings, however, sometimes they also make inconsistent meanings among different levels. Based on these results, educational implications were discussed in terms of supporting and improving electromagnetic experiment activities.
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초등학교 과학 디지털교과서에 제시된 테크놀로지를 활용한 탐구 활동의 특징 - 가상실험, 가상현실, 증강현실 활용 사례들을 중심으로 -
장진아,박준형,송진웅 한국초등과학교육학회 2019 초등과학교육 Vol.38 No.2
The purpose of this study is to investigate the features of inquiry activities using technology in the 2015 revised elementary science digital textbooks. For this, we analyzed the features of inquiry context and inquiry method presented in inquiry activities using three kinds of technology: Virtual experiment, virtual reality and augmented reality. As a result, firstly, the most common types of 77 inquiry activities were realistic type which shows the phenomenon actually and vividly as possible and realistic-abstract type which shows the phenomena with the abstract concepts. Second, the ways of using three technologies were different depending on the processes of inquiry and the sub-domains of science. For example, virtual experiment technologies were mostly used in the contents of physics and chemistry with the inquiry context of realistic-abstract type for investigating the relationship between variables of experiments and describing the phenomena mechanically. On the other hand, virtual reality and augmented reality techniques tended to be used more frequently in biology and earth science contents with the inquiry context of realistic type for observing and describing the phenomena. Finally, we discussed educational implications in terms of developing and applying technology-based inquiry activities.
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에너지 소양의 관점에서 본 초등학교 5~6학년군 과학 “에너지와 생활” 단원의 내용 분석
장진아,맹승호 에너지기후변화교육학회 2019 에너지기후변화교육 Vol.9 No.3
이 연구는 초등학교 과학 교과서의 에너지와 생활 단원의 각 소단원 본문에 제시된 에너지에 대한 서술 양상을 에너지 소양의 관점에서 고찰하였다. 에너지와 생활 단원의 학습 요소는 에너지의 형태와 에너지 전환, 에너지의 원천으로서 태양 에너지의 역할, 효율적인 에너지 이용을 담고 있다. 이 내용들은 에너지 소양의 본질적 원리 중 제1 원리의 기본 개념들이 많이 연계되었으며, 제2 원리와 제3 원리 및 제4 원리 중 태양 에너지와 관련된 기본 개념 일부가 연계될 수 있었다. 제6 원리는 <에너지를 효율적으로 이용하려면 어떻게 해야 할까요?> 소단원에 집중적으로 연계될 수 있었다. 반면에, 에너지와 생활 단원의 각 소단원들이 다른 학년에서 학습한 에너지 관련 개념과 현상을 통합한다는 관점에서는 단원 간의 상호 연관성이 명확하지 않은 경우가 많았다. 연구 결과를 토대로 통합 주제를 다루는 에너지와 생활 단원을 에너지 소양의 관점에서 재구성할 때 고려해야 할 사항을 제안하였다. 첫째, 에너지와 생활 단원의 내용을 소개할 때 이전 단원에서 학습한 에너지 관련 개념과 현상의 맥락을 활용한다. 둘째, 에너지와 생활 단원의 내용을 에너지의 형태, 에너지의 전달과 전환, 에너지 감쇄, 에너지 보존이라는 틀에서 구성할 경우 단원 구성 및 단원 간 내용 연계성을 고려해야 한다.
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초등 예비교사들이 설계한 ‘과학적 참여와 실천’ 수업의 특징 - 소음 문제에 대한 교수학습 과정안 분석을 중심으로 -
장진아,나지연 한국초등과학교육학회 2024 초등과학교육 Vol.43 No.1
It has recently be emphasized in science education that lessons that can develop “scientific participation and action” should be implemented to scientifically recognize various problems and respond to them as well as risks that occur in real life. This study aims to analyze the characteristics of scientific participation and action lessons as perceived by the preservice primary school teachers. To do that, the researchers collected and analyzed the lesson plans designed by the preservice teachers based on the achievement standard related to noise for grades 3-4 in 2022 revised science curriculum. Focusing on the stages of “problem recognition,” “data collection and analysis,” and “implementation and sharing,” the results identity the four main characteristics as problem-solving activity, inquiry activity, investigative activity, and activity that encourages practical actions. The two or three features were found to be combinated in a lesson depending on its context. In some cases, only one feature was seen in a lesson. Based on the results, educational implications were discussed in terms of the teaching and learning methods and teacher education for implementing scientific participation and action.
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소음에 대한 초등 예비교사들의 탐구에서 나타나는 1차 데이터와 2차 데이터 활용의 인식적 특징 비교 - 과학탐구 보고서 사례를 중심으로 -
장진아,나지연 한국초등과학교육학회 2024 초등과학교육 Vol.43 No.1
이 연구에서는 생활 속 위험 문제 중 하나인 ‘소음’에 대해 예비교사들이 수행한 과학탐구 사례를중심으로 서로 다른 유형의 데이터 활용에서 나타나는 인식적 특징을 탐색하고 비교하였다. 이를 위해, 소음에 대한 탐구 보고서를 수집하고, 탐구 보고서에서 1차 데이터와 2차 데이터가 어떻게 과학탐구에활용되는지, 데이터의 유형에 따라 탐구 설계, 자료 수집 및 분석 과정이 어떻게 달라지는지를 분석하였다. 연구 결과, 센서 기반의 1차 데이터는 핵심 현상을 측정하고 관찰하는 주체가 탐구자 자신이지만, 2차 데이터는 공공 기관에서 이미 측정 대상과 방법을 결정하여 데이터로 제시하였기 때문에 예비교사들은 공공 데이터의 특징을 먼저 조사하고 탐구 목적에 맞게 선별적으로 활용하였다. 이러한 차이로인해 탐구 과정에서 요구되는 인식적 고려 사항과 방식이 서로 달랐다. 끝으로 이러한 연구 결과가 과학탐구 교수학습 및 탐구 지도를 위한 교사교육, 그리고 변동성과 불확실성이 극대화될 VUCA 시대를 대비한 위험 대응 역량 교육의 측면에서 갖는 교육적 시사점을 논의하였다.
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잠재 디리클레 할당(LDA) 기반의 토픽모델링 분석을 통한 ‘초등과학교육’ 학술지 연구논문의 주제 및 변화
장진아,나지연 한국초등과학교육학회 2022 초등과학교육 Vol.41 No.2
본 연구에서는 한국초등과학교육학회의 지난 50년을 돌아보기 위하여, ‘초등과학교육’에 게재된 연구논문들이 어떤 주제로 어떻게 변화했는지 살펴보았다. 이를 위해 창간호(1983)년부터 2021년까지 ‘초등과학교육’ 학술지에 게재된 연구논문의 총 1,065개 영문초록들에 대하여 LDA 기반 토픽모델링 분석을 실시하였다. LDA 분석 결과 총 14개의 토픽들이 추출되었으며, 핵심어 및 핵심 문서를 통해 각 토픽들에 담긴 의미를 분석하였다. 또한 시기별로 각 토픽들의 추이를 파악하기 위해, 3년을 주기로 하여토픽들의 평균 비중값 변화를 분석하고 선형회귀 분석을 통해 통계적으로 유의미하게 증가 또는 감소한 토픽들을 분석하였다. 끝으로 본 연구의 결과를 통해, 향후 초등과학교육 연구 수행 및 지원을 위한시사점을 논의하였다.
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