고등학교 천체관측 관련 개념의 지식상태 분석에 따른 교수-학습 효과

윤마병 한국지구과학회 2011 한국지구과학회지 Vol.32 No.7

본 연구는 고등학교 천체관측 관련 개념 검사지를 개발하여 지식상태 분석법으로 천체관측 개념의 위계와 개별학습자의 지식상태를 분석하였고, 이에 따른 교수-학습 효과를 알아 보았다. 학습자가 갖고 있는 천체관측 관련 개념의심리적 위계는 ‘지구운동 →천구좌표계 →천체관측(망원경 원리 →망원경 설치 →망원경 관측)’ 순이었으며, 교수 위계(70.8%)도 같은 순 이었다. 개념 검사에서 같은 점수를 획득하여 천체관측 능력이 비슷할 것으로 추정되는 학습자의지식상태가 서로 다르게 나타났다. 지식상태의 구조화가 잘 이루어진 경우와 그렇지 못한 사례가 있었는데, 이는 서로다른 교수-학습 처방이 이루어져야 함을 시사한다. 즉, 지식상태 분석을 통하여 학습자의 개별화 학습 처방과 형성평가의 역할을 할 수 있다. 지구과학Ⅰ의 천체관측 단원에서 교과서의 내용 제시 순서 보다 학습자의 심리적 위계에 따라수업한 경우가 개념의 성취도 수준에서 유의미(p<0.05)하게 더 높았다. 이는 교사들이 천체관측 관련 개념을 지도할때, 교육과정을 토대로 학습자의 지식상태를 파악하여 교과서의 학습 내용을 재순서화 함으로써 더 효과적인 학습이 이루어질 수 있음을 보여준다. The purpose of this study was to investigate the effects of teaching based on analysis of a hierarchy of the concepts associated with astronomical observation as well as each learner’s status of knowledge through analytical methods of the knowledge state. A test instrument was developed to measure high school students’ concepts associated with astronomical observation before instruction. The learners’ psychological hierarchy associated with astronomical observation that the participants possessed showed the order of ‘motion of the earth→coordinate system→astronomical observation (mechanism of the telescope→installation of the telescope→observation through the telescope)’, and so was the hierarchy of teaching (70.6%). The learners’ knowledge state that is supposed to be similar each other in the ability of observing celestial bodies was different even through they scored the same on the concept test. There were cases with the knowledge state well-structured and not well-structured, which suggests that differentiated instruction with appropriate teaching-learning prescriptions be prepared. An analysis of the knowledge state can play the role of both preparing individualized learning prescriptions and formative evaluation. In the unit dealing with astronomical observation of Earth ScienceI, teaching according to the psychological hierarchy of learners rather than the order in which the textbook syllabi were presented scored significantly higher (p<0.05) on the level of concept achievements. This result suggests that the teacher can help students achieve more efficient in learning by analyzing the learner’s knowledge state and reordering the syllabi of the textbook in teaching the concepts associated with astronomical observation.

3D 파노라마 가상현실 만들기를 통한 학성리 맨삽지 야외학습장 융합교육 프로그램 개발

윤마병 한국현장과학교육학회 2019 현장과학교육 Vol.13 No.3

Mansopji island in Hakseong-ri, Cheonbuk-myeon, Boryeong-si is the only place where dinosaur footprint fossils are found in Chungcheong Province. This is where tombolo, massive conglomerate and various sedimentary structures can be seen. It is a valuable place for not only geological learning for adolescents, but also geotourism. In this study, we analyzed the geological education resources in Maensapji and 2015 revision science curriculum, and selected four major observation geological sites and developed them as a field study sites. The convergence education program utilizing these field study sites was developed according to the outdoor learning model and the STEAM instructional stage. A total of 7 class hours (2 hours block time), including geological field trips, were made for self-directed inquiry activities by group-based cooperative learning. In the process of developing 3D panorama virtual field trip(PVFT) while inquiry activities based on the field study sites in Maensapji(FSSM), students were able to develop their SW competency as a future learner, and to learn while making creative problem-solving abilities through maker’s education. The developed convergence education program was revised and supplemented by the Delphi method by a panel of six educational experts. As a result of the content validity test, all items were more than 4.28 and mean score was 4.37 (CVI .92), which proved to be very suitable for program development purpose. In order to apply the development program to the school, we implemented the pilot class in order to solve the inconsistency and check the conformity. And the program was completed reflecting the questionnaires and class observation. The overall satisfaction rate for the program was 4.58. The FSSM can be a good example of a new geotourism that has scientific knowledge and understanding, pleasant and happy memories (topophilia) beyond simple aesthetic appreciation level while studying geology. 보령시 천북면 학성리의 맨삽지 섬은 충청도에서 유일하게 공룡발자국 화석이 발견되며, 육계사주와 대규모 역암, 다양한 퇴적구조를 볼 수 있는 곳으로 청소년을 위한 지질학습뿐 만 아니라, 지질관광으로서도 매우 가치가 높은 곳이다. 본 연구에서는 맨삽지의 교육자원과 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 4곳의 주요한 관찰지점을 선정하여 야외학습장으로 개발했다. 맨삽지 야외학습장을 활용한 융합교육 프로그램은 야외학습 모형과 STEAM 수업 단계에 따라 개발하였다. 총 7차시(2시간 블록타임) 분량으로 야외학습을 포함하여 모둠별 협동학습으로 자율적 탐구활동이 이루어지도록 했다. 학생들이 맨삽지를 탐방하면서 3D 파노라마 가상 야외학습장을 개발하는 과정에서 미래 학습자로서 갖추어야 할 SW 역량과 만들면서 배우는 메이커 교육, 창의적인 문제해결 역량을 기를 수 있도록 했다. 개발한 융합교육 프로그램은 6명의 교육 전문가 패널에 의해 델파이 방법으로 수정-보완하였다. 내용 타당도 검사 결과 모든 항목에서 4.28 이상이며 평균 4.37(CVI .92)로서 프로그램 개발 목적에 매우 타당한 것으로 검증 받았다. 개발 프로그램을 학교 현장에 적용하기 위해 불일치 정도를 해소하고 적합성을 검토하기 위해 예비수업을 적용하였고, 설문 조사와 수업관찰 등을 반영하여 프로그램을 완성하였다. 프로그램에 대한 전반적인 만족도는 4.58이었다. 맨삽지 야외학습장은 지질학습을 하면서 단순한 심미적 감상 수준을 넘어 과학적인 지식과 이해, 즐겁고 행복한 추억(토포필리아)을 갖게 하는 새로운 지질관광의 좋은 사례가 될 수 있을 것이다.

솟는 고드름의 형성과정에 관한 관찰, 실험 및 분석

윤마병,김희수,손정호,양종우 한국지구과학회 2009 한국지구과학회지 Vol.30 No.4

In this study, from January 2006 to February 2009, we observed 107 ice spikes formed in a natural state, and analyzed their environment. We developed an experimental device to reproduce ice spikes in laboratory and successfully made 531 ice spikes. We analyzed the process of the formation and the principle of how those ice spikes grow through videotaped data of the formation in the experiment. In the natural world, when the surface of water and the lower part of a vessel begin to freeze, a vent(breathing hole) develops at the surface where an ice is not frozen; this vent serves as the seed of an ice spike. It is assumed that the volume expansion of ice in the vessel which occurs when water freezes makes the supercooled water go upward through the vent and becomes an ice bar called an ice spike. In the laboratory, however, when distilled water is poured into an ice tray cube and kept in the experimental device for about one and a half hours at a temperature of -12--13℃, a thin layer of ice then begins to develop on the surface of the water, the vent is formed, and ice spikes form for about 10-30 minutes. These spikes stop growing when the end becomes clogged. Ice spikes can be described as falling into seven categories of shape, with the apex type topping the list followed by the slant type in the natural state and the vertical type predominating in the laboratory. 본 연구에서는 2006년 1월부터 2009년 2월까지 자연 상태에서 만들어진 솟는 고드름(n=107)을 관측, 분석하여 실험실에서 솟는 고드름을 재현할 수 있는 실험 장치를 개발했다. 이 장치를 이용하여 동영상 관측과 실험(531개의 솟는 고드름 생성)을 통해 그 생성과 성장 원리를 연구했다. 용기의 아래 부분이 위쪽 보다 더 차가운 상태에서 용기 바닥과 물 표면에서부터 얼음이 얼기 시작하는데, 표면에서 얼음이 얼지 않는 부분을 숨구멍이라고 하며 이곳으로부터 솟는 고드름이 만들어지기 시작한다. 솟는 고드름이 만들어지기 시작한 후 계속 성장하기 위해서는 용기 하부의 물이 얼음으로 변할 때의 부피 팽창 효과와 숨구멍을 통해 올라오는 과냉각수의 빠른 빙결 효과 등이 관련된다. 실험 장치에서 아이스 트레이 큐브에 증류수를 넣고, -12--13℃의 온도를 약 1시간 30분 정도 유지시키면 수면에 살얼음과 숨구멍이 생기기 시작한다. 숨구멍으로부터 생기기 시작한 솟는 고드름은 10-30분 동안 성장하고, 끝이 막히면서 성장을 멈춘다. 솟는 고드름의 형태는 7가지로 분류되며 자연 상태에서는 꼭지형과 기운형이 많았고, 실험실에서는 수직형이 가장 많았다.

토포필리아 과학 교육을 위한 화석 탐구 융합인재교육 프로그램 개발

윤마병,서재복,봉필훈 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2014 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.4 No.2

Topophillia means imparting a significance and a value onto specific materials and places experienced in childhood as a memory and special recollection, and thus presenting a strong attachment, longing and connectedness of positive emotions of one's hometown. The memories experienced in one's student days are shot but very strong, and act as an educational motivation through a process of educations and imparting of significance and values. In this research, we developed a STEAM education program that can promote topophilia through a creative planning and an emotional experiential activity during a progress of collecting fossils and studying paleoclimate of when fossil created in outdoor science education field fossils are found. The developed STEAM program was verified its validity by professional panels of education using delphi technique(CVR ≧ 0.74). We modified and supplemented the program with reflection of examination opinions of panels. When this program is applied to high school's creative experiential activity, learners may develop topophilia as a positive emotion on nature and science and get promoted for learning motivation, displaying educational effects that act as a driving force of future success. 토포필리아는 어린 시절에 경험하는 자연의 구체물과 장소에 대한 기억과 추억으로서 가치와 의미 부여를 통해 형성되는 고향에 대한 애착이나 그리움, 긍정적 정서의 유대감을 말한다. 학생 시절에 고향에서 경험하는 기억들은 짧지만 강렬하여 학습과 의미 및 가치 부여의 과정을 통해 토포필리아로 작용하여 학습동기의 역할을 할 수 있다. 본 연구는 화석이 산출되는 야외 과학 학습장에서 화석을 채집하고 화석 생성 당시의 고기후를 탐구하는 과정에서 창의적 설계와 감성적 체험활동을 통해 토포필리아를 함양할 수 있는 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 STEAM 프로그램은 교육 전문가 패널에 의해 델파이 방법으로 타당도를 검증 받았고(CVR ≧ 0.74), 패널의 검토 의견을 반영하여 프로그램을 수정-보완하였다. 이 프로그램을 고등학교 창의적 체험활동 수업에 적용한다면 자연과 과학에 대한 긍정적인 정서로서 토포필리아를 갖게 되어 학습동기가 유발될 것이며 장차 성공의 원동력으로 작용하는 교육 효과가 나타날 수 있을 것이다.

잎화석의 CLAMP 탐구를 통한 고등학교 기후변화 교육 프로그램 개발

윤마병 대한지구과학교육학회 2019 대한지구과학교육학회지 Vol.12 No.1

본 연구는 고등학교 ‘통합과학’ 교과와 연계하여 CLAMP(Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) 고 기후 탐구를 통해 기후변화 교육을 할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발했다. PDIE 교수 설계 모형에 따라 2015 개정교육과정과 과학 교과서를 분석했고, 전문가 패널 과 pilot test를 통해 10차시의 수업자료를 개발했다. STEAM 수업 과정에 따라 상황제시 단계에서는 학교 부근의 광엽수종에서 잎을 수집하여 LMA(Leaf Margin Analysis) 기후 탐구활동으로 학습목표를 제시했다. 창 의적 설계 단계에서는 연구 지역의 지질과 화석에 대 해 학습했고, CLAMP 입력자료(잎화석의 인상학적 31 가지 특성)를 분류하는 실습을 했다. 감성적 체험과 새 로운 도전 단계에서는 야외학습으로 화석을 채집하고, CLAMP 방법으로 고기후를 탐구하며 신생대의 기후 변화 경향과 원인에 대해 토의하는 과정에서 기후소양 을 함양하게 하였다. 개발 프로그램의 타당도 검증은 전문가 패널 간의 신뢰도 구축 과정을 통해 모든 항목 에서 개발 목적에 적합하다는 평가(CVI .84)를 받았다. 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용하기 위해서 불일 치 사항을 보완하고, 적합성을 검토하기 위해 예비수 업을 실시했다. 참여한 학생들의 수업만족도는 4.48이 었고, 이들의 의견을 반영하여 프로그램을 완성했다. 이 연구는 고등학생들에게 기후변화에 대한 실천적 지식과 대응 행동 의지를 갖게 하고, 기후소양 함양에 기 여할 수 있을 것이다. The purpose of this study is to develop a STEAM program for teaching climate change through CLAMP (Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) paleoclimate inquiry in connection with high school 'Integrated Science' subject. In order to do so, we analyzed the 2015 revised national curriculum and science textbook in terms of the PDIE instructional design model, and developed the teaching-learning materials for 10 class hours through expert panel discussion and pilot test. According to the STEAM class procedure, in the situation presentation stage, the fossil leaves were collected from the dicotyledon plants near school, and the LMA (Leaf Margin Analysis) climate inquiry activity. was presented as the learning goal. During the creative design stage, students were taught about geology and leaf fossils in the study region, and CLAMP input data (31 characteristics of morphotype and leaf architectural of fossil leaves) were given. In the emotional experience and new challenge stage, we collected leaf fossils for outdoor learning, explored paleoclimate with CLAMP method, and promoted climatic literacy in the process of discussing tendencies and causes of Cenozoic’s climate change. The validity of the development program was assessed (CVI .84) as being suitable for development purpose in all items through the process of establishing reliability among expert panel. In order to apply the program to the high school, a pilot test was conducted to supplement the discrepancies and to review the suitability. The satisfaction rate of the participants was 4.48, and the program was complemented with their opinions. This study will enable high school students to have practical knowledge and reacting volition for climate change, and contribute to fostering students’ climate literacy.

지식공간론에 기초한 천문학적 공간개념의 위계 분석

윤마병,김희수 한국지구과학회 2010 한국지구과학회지 Vol.31 No.3

High school students’ understanding hierarchy of astronomical concepts and an individual student’s knowledge state are analyzed by using the knowledge space theory that allows one to infer an individual’s entire knowledge on a subject based on fragmentary information coming from that student’s answers. The hierarchy of astronomical space concepts is: spatial position≪spatial reasoning≪spatial variation. In addition, an analysis of assessment materials using the knowledge space theory shows not only the relationship of assessment questions but also the knowledge state of individual students, which the current evaluation method is not able to reveal. Therefore, the assessment analysis of this study using the knowledge space theory becomes critically instrumental in providing information of an instructional differentiation amenable to individual learners for deciding their level of understanding and selecting suitable curriculum. 학습자의 개별 정답 문항에서 얻어지는 단편적인 정보들로부터 평가에 관련되는 지식 전체에 대한 정보를 추론할 수 있는 지식공간론을 활용하여 고등학생의 천문학적 공간개념에 대한 위계와 개별 학생의 지식상태를 분석하였다. 천문학적 공간개념을 구성하는 요인의 위계는 ‘공간위치≪공간추리≪공간변화’로 분석되었다. 또한 지식공간론을 활용한평가 자료의 분석은 기존의 평가 방법으로는 알 수 없었던 평가 문항과 문항 간의 관계와 학생 개개인의 지식상태를알 수 있게 함으로서 학습자의 수준별 개별화 학습과 교육과정 선정에서 많은 시사점을 찾을 수 있다.

토포필리아 함양을 위한 조선후기 한국화 활용 융합과학콘텐츠 개발

윤마병 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2015 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.5 No.2

This study developed the science lesson contents using the Korean paintings in the Late Joseon Dynasty, where students can discover convergence thinking process and principles of science and humanities in art works, and cultivate topophilia. The teaching-learning program developed was applied to the preliminary class, and was completed upon reflecting the opinions of participating students and teachers. Based on the result of the lesson contents’ feasibility test by the expert group, all items obtained CVR above 0.94, which means that the program is feasible as an integrated education teaching-learning program. With ‘Pungseolyagwiindo’, the curriculum approached the creativity and imagination that can be found in the blank space and margin of the space. With ‘Dodamsambong’, the weathering was discovered by comparing satellite photos and photos from the past. In ‘Sehando’, students experienced the conciseness, which expresses space and place, and abstract expressions through creative design and emotional experience. The modern students, whose sense of place has weakened, should be directed to cultivate synesthetic topophilia in the process of analyzing the art of the ancestors’ hometown and nature and taking part in emotional experience. 본 연구에서는 조선 후기의 한국화를 활용하여 미술 작품 속에서 과학과 예술, 인문의 융합적 사고 과정과 원리를 찾고 토포필리아를 함양할 수 있는 과학 수업 콘텐츠를 개발했다. 개발한 교수-학습 프로그램은 예비 수업에 적용하여 참가 학생과 교사의 의견을 반영하여 완성하였다. 수업 콘텐츠에 대한 전문가 집단의 타당도 검증 결과 모든 항목에서 CVR 0.94 이상으로 융합교육 교수-학습 프로그램으로서 타당하다는 인식 결과를 얻었다. 수업 콘텐츠의 학습 소재로서 ‘풍설야귀인도’에서는 공간의 여백과 여유 등에서 찾을 수 있는 창의성과 상상력에 대하여 접근했다. ‘도담삼봉’에서는 위성사진과 과거의 사진을 비교하여 풍화작용을 밝하는 과정에서 예술과 과학의 융합적 사고를 체험할 수 있도록 했다. ‘세한도’에서는 공간과 장소를 표현하는 간결함과 추상적 표현을 창의적 설계와 감성적 체험으로 활동하게 했다. 장소성이 더욱 약화되어 가고 있는 현대의 청소년들에게 조상의 고향과 자연에 대한 예술을 분석하고 감성적인 체험을 해 보는 과정에서 공감각의 토포필리아를 함양할 수 있도록 해야 한다.

충북 영동 지역의 과학학습장을 활용한 토포필리아 야외지질학습 프로그램 개발

윤마병,남기수,백제은,이종학,봉필훈,김유영 대한지구과학교육학회 2017 대한지구과학교육학회지 Vol.10 No.1

연구는 충북 영동군 지역의 금강과 화석산지, 다양한 지질구조를 교육자원으로 하여 과학학습장 을 개발하고, 이를 활용하여 지구과학 학습과 토포 필리아를 함양할 수 있는 교육 프로그램을 구안하 는 것이다. 영동 퇴적층(백악기)은 금강을 따라 신 선한 노두가 잘 발달되어 있어서 다양한 지질구조 와 식물화석, 공룡 발자국 화석을 쉽게 찾을 수 있 고, 건열과 연흔, 사층리 등 뚜렷한 퇴적구조가 잘 나타난다. 교육과정과 교과서 분석, 전문가 패널의 협의를 통해 야외학습장(관찰지점 6곳)을 개발하여 융합교육 프로그램으로 구안했다. 개발 프로그램에 대한 내용타당도 검증 결과, 모든 검사 항목에서 양호했다(CVR ≥0.88). 야외학습 모형에 따라 수업 에 적용한 결과 수업 만족도는 매우 긍정적으로 평 가되었다(4.18). 과학학습장에서 진행된 야외 수업 과정을 관찰한 결과, 학생들은 금강의 아름다운 경 관 이미지를 새롭게 형성하였으며 다양한 구체물 (모래사장, 징검다리, 공룡 발자국 화석, 퇴적구조 등)에 대한 개념과 가치, 의미를 새롭게 인식하게 되면서 토포필리아를 갖게 되었다. The purpose of this study is to develop a science field study area using Geumgang(Geum River), fossil origins and various geological resources in Youngdong area of Chungcheongbuk-do as educational resources; and utilize them to develop an education program to cultivate earth science and topophilia. The Youngdong sedimentary basin (Cretaceous period) has a well-developed outcrop along the Geumgang and it is therefore easy to find various geological structures, plant fossils, and dinosaur fossils. Also, it has a distinct sedimentary structure, such as mud cracks, ripple marks and cross-bedding. Science field study area(6 observation sites) were developed based on school curriculum, textbook analysis, and professional earth science education panel discussion to create a convergence education program. The result of validating the developed program showed that all the items were satisfactory (CVR ≥ 0.88) in the test categories. The science field study teaching-learning model was applied to actual classes. The evaluation result for class satisfaction was positive, scoring Rickert scale 4.18. The result of observation about the outdoor classroom process in the science field study area revealed that students were able to form a new image of the beautiful scenery of the Geumgang. Also, the students could gain a new understanding, concept and value of various geological objects (sandy beach, stepping-stones, dinosaur footprint fossils, sedimentary formation), which naturally allowed them to form topophilia.

헌신적인 교사가 갖추어야 할 창의성에 대한 중등교사와 예비교사의 인식 비교

윤마병,서재복 대한지구과학교육학회 2014 대한지구과학교육학회지 Vol.7 No.3

In order to foster ‘creative convergence talents’ teachers and pre-service teachers who possess a certain degree of creativity must learn about this new approach as part of their teacher training. In this study, we attempted to identify the implications on the curriculum of the teacher education-training college in question by analysing secondary school teachers’ and pre-service teachers’ creativity and by collecting sufficient data to develop a positive feedback model for selecting, cultivating, and appointing pre-service teachers who fulfil the requirements of said college of education. Such teachers will display the commitment and professionalism to fulfil their teaching duties in the best possible manner and will consistently produce valuable contributions to their chosen subject matter and integrate these into their daily teaching. These teachers will complete all their tasks in a creative way, including student guidance, administrative duties, and academic lessons. The factors that distinguished creative teachers from others included originality and fluency. Our test group comprised 216 pre-service teachers as well as 137 fully qualified teachers. Teachers’ understanding of the factors required in order to qualify as a ‘creative and committed teacher’ was very low. We provided data to the college of education to increase creativity when selecting teachers and curricula based on an analysis of perceptions of creativity provided by teachers and pre-service teachers.

은대리 물거미 서식지의 3D 파노라마 가상야외학습장 융합교육 프로그램 개발

윤마병 한국콘텐츠학회 2019 한국콘텐츠학회논문지 Vol.19 No.10

본 연구는 천연기념물 물거미와 그 서식 장소를 교육 콘텐츠로 하여 물거미의 생태 관찰과 가상야외학습장(VFC) 개발을 통해 과학적 소양과 은대리 습지에 대한 아름다운 추억을 가질 수 있도록 했다. 프로그램 개발을 위해 2015개정교육과정과 교과서를 분석하였고, STEAM 수업 모델에 따라 7차시 학습자료로 개발했다. 학생들은 협력학습으로 물거미에 관한 3D 파노라마 VFC를 제작하면서 물거미에 대한 의미와 가치를 감성적으로 체험할 수 있도록 했다. 6명의 교육 전문가 패널이 개발 프로그램의 타당도를 검증한 결과, 5점 리커트 척도에서 평균 4.20(CVI=.88)로 매우 합당한 것으로 평가되었다. 개발 프로그램의 현장 적합성과 실제 학교 현장에서의 불일치 정도를 줄이기 위해 중학교 과학동아리 학생들을 대상으로 예비수업에 적용한 결과, 수업 만족도는 평균 4.24이었으며 프로그램의 유용성과 참신한 학습 내용, 융합교육 수업의 적합성 등에서 매우 만족하였다. 이 연구는 청소년들을 대상으로 한 생태와 가상현실 관련 융합교육 분야에 기여할 수 있을 것이다. This study used Natural Monument water spiders and their habitats as educational contents, so those students could have a scientific literacy and the beautiful memories of Eundaeri’s marshes through developing a virtual fieldwork courses (VFC) and observing the ecology of water spiders. In order to develop the program, the 2015 revised national curriculum and its textbooks were analyzed. In accordance with the STEAM model, we developed teaching–learning materials for 7 classes. Students produced 3D panorama virtual fieldwork courses (PVFC) about water spider by team-based cooperative learning, enabling them to emotionally experience the meaning and value of water spiders. A panel of six education experts verified the validity of the program and found it to be fairly valid at 4.24 (CVI = .88) on the 5-point Likert scale. In order to confirm the suitability of the program, students in the middle school science clubs participated in pilot testing camp. Their average classes satisfaction was 4.24 and students were very satisfied with the usefulness of the program, the fresh learning contents, and the suitability of the convergence education class. This study could contribute to convergence education related to ecology and virtual reality for adolescents.