과학사-CPS 수업 모형에 기반한 DNA와 유전자 영역 수업 프로그램의 개발 및 적용 = (The) Development and application of teaching programs about DNA and genes based on The history of science-CPS teaching model

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서는 CPS 모형과 과학사에 나타난 과학자들의 문제해결 전략을 접목시켜 개발된 과학사-CPS 수업 모형을 바탕으로 DNA와 유전자 영역의 수업 프로그램을 개발하고, 적용하여 학생들의 창의적 문제해결력 신장과 DNA와 유전자 영역의 개념 이해에 효과적인지 알아보았다. 이를 위해 DNA와 유전자 영역의 과학사 분석을 통해 추출된 주요 주제를 수업 내용으로 해서 총 12차시로 구성된 DNA와 유전자 영역의 수업 프로그램을 개발하였다. 개발된 수업 프로그램은 대전광역시 소재 S고등학교 1, 2학년 발명반 8명을 대상으로 적용하였다.
DNA와 유전자 영역 수업 프로그램의 적용 결과, 창의력의 하위 요소인 유창성, 융통성, 독창성에서 모두 증가를 보였으며, 특히 유창성과 융통성 향상에 더 효과적이었다. 창의적 문제해결력이 향상된 학생 학생들의 활동지를 정성 분석한 결과 창의적 문제해결력의 하위 요소인 문제의 이해, 아이디어 생성, 계획과 실행 능력이 프로그램 적용 후에 향상되었음을 알 수 있었다. 또한 DNA와 유전자 영역의 개념 성취도에 있어서도 사전에 비해 사후에 향상되었다. 이러한 결과는 이 연구에서 개발된 과학사-CPS 수업 모형에 기반한 DNA와 유전자 영역의 수업 프로그램이 학생들의 창의적 문제해결력 뿐만 아니라 DNA와 유전자 영역의 개념 성취도 향상에 효과적이었음을 알 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 4
• 3. 용어 정의 5
• Ⅱ. 이론적 배경 7
• 1. DNA와 유전자 영역의 과학사 7
• (1) 멘델의 유전법칙 8
• (2) 유전물질의 규명 8
• (3) DNA 이중나선의 규명 11
• (4) DNA 복제과정의 규명 14
• (5) 유전암호의 규명 15
• (6) 유전자발현의 규명 16
• 2. 창의성과 창의적 문제해결력 18
• 3. 과학사-CPS 모형 20
• (1) CPS의 발달 20
• (2) 과학사-CPS 모형 22
• Ⅲ. 연구 절차 및 방법 25
• 1. 수업 프로그램 개발 과정 26
• (1) 주제선정 및 문헌분석 26
• (2) 과학사-CPS 수업 프로그램의 개발 27
• (3) 과학사-CPS 수업 프로그램의 검토 및 수정 28
• 2. 수업 프로그램의 적용 및 결과 분석 28
• (1) 연구대상 및 일정 28
• (2) 검사도구 30
• (3) 결과 분석 방법 34
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 37
• 1. DNA와 유전자 영역의 과학사 분석 37
• 2. 과학사-CPS 모형에 근거한 수업 프로그램 개발 42
• (1) 유전자의 본질(1~2차시) 수업 프로그램의 구성 43
• (2) DNA 구조(3~4차시) 수업 프로그램의 구성 44
• (3) DNA 복제(5~6차시) 수업 프로그램의 구성 46
• (4) 단백질 합성과 DNA 관계(7~8차시) 수업 프로그램의 구성 47
• (5) 유전암호로서의 염기(9~10차시) 수업 프로그램의 구성 48
• (6) 형질발현의 조절(11~12차시) 수업 프로그램의 구성 49
• 3. 과학사-CPS 수업 프로그램의 적용 결과 51
• (1) 과학 창의적 문제해결력의 변화 51
• (2) 과학 개념 검사지의 분석 결과 55
• (3) 학생들의 창의적 문제해결 과정 분석 56
• (4) 학생들의 수업 프로그램에 대한 평가 분석 76
• Ⅴ. 결론 및 제언 81
• 참고 문헌 84
• ABSTRACT 89
• 부록 92