실제적 관찰 및 실제적 조작을 지원하는 과학 시뮬레이션의 개발 사례 연구 :

이창윤

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 이창윤 (서울대학교, 서울대학교 대학원)

발행연도: 2019

저작권: 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

실제적 관찰 및 실제적 조작을 지원하는 과학 시뮬레이션의 개발 사례 연구

이창윤 2019.01 학위논문

2017

앙금생성반응의 실제적 관찰을 지원하는 과학 시뮬레이션 개발

이창윤 , 홍훈기 현장과학교육 2017.06 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

본 논문의 목적은 학생들에게 관찰 및 조작에 관한 학습경험을 제공하는 과학 시뮬레이션의 디자인 특성을 탐색하는 것이다. 이에, 사례연구방법으로써 ‘제안된 디자인’을 분석단위로 두고, 관찰 경험과 조작 경험을 지원하는 두 종류의 과학 시뮬레이션 개발사례에 주목하였다. 첫 번째 개발사례에서는 ‘앙금생성반응 실험’에 관한 과학 시뮬레이션의 개발 및 평가를 통해, 탐구실험에서 강조되어야 할 요소로서 관찰 경험을 제공하는 과학 시뮬레이션의 디자인 특성을 논의하였다. 세부적으로, 개발과정에서 (1) 마스크 기능을 통해 실험결과에 관한 동영상 클립을 도입하고 기존 과학 시뮬레이션의 이점으로 알려진 (2) 상호작용적 정보 제시방식과 (3) 단순화된 모델 표현방식을 일부 승계함으로써, 학생들에게 더 나은 관찰 경험을 제공할 수 있는 과학 시뮬레이션의 디자인 요건을 시사하였다. 두 번째 개발사례에서는 ‘전자배치 모델’에 관한 과학 시뮬레이션의 개발 및 평가를 통해, 중등 과학교육의 맥락에서 과학개념 및 과학 모델에 관한 학습을 돕는 조작 경험을 제공하는 과학 시뮬레이션의 디자인 특성을 논의하였다. 세부적으로, 개발과정에서 (1) 3D프린팅 기반 텐저블 모델 교구 및 (2) 모델 타겟 방식의 증강현실 기술을 도입함으로써, 이들로부터 학생들에게 더 나은 조작 경험을 제공하기 위한 디자인 요건을 시사하였다. 이로써 본 논문에서는 학습자에게 더 나은 관찰과 조작의 경험을 제공하는 과학 시뮬레이션의 디자인 요건을 도출하여 ‘실제적 관찰’과 ‘실제적 조작’에 관한 교육적 어포던스를 갖는 과학 시뮬레이션의 디자인 특성을 상정하였다. 이러한 디자인 특성에 관한 제안은 비록 일종의 추론적 가설로서 약한 확증을 근거로 하더라도, 우리나라 중등 과학교육의 문제에 직접 접근함으로써 이를 해결하기 위해 모색한 새로운 처방이라는 점에서 의의가 있다. 더욱이, 본 논문은 과학개념과 모델의 이해를 돕는 학습환경을 구성하는 데 있어서 최근 관심이 증가하고 있는 증강현실 기술과 3D프린터 기술의 교육적 활용 가치를 확장한 사례로서, 과학교육 및 교육공학 학계에 기여할 수 있을 것이다.

The purpose of this paper is to investigate design characteristics of science simulation that provides students with learning experience of observation and manipulation. To this end, we paid attention to two kinds of science simulation development cases which support the observation and manipulation experience respectively by placing the proposed design as a unit of analysis as case study methods. In the first development case, we discussed the design characteristics of the science simulation that provide the observation experience as an element to be emphasized in the science inquiry experiment through the development and evaluation of the science simulation related to the ‘Precipitation Experiment’. In detail, design requirements for the science simulation that can provide students with a better observation experience were suggested by (1) introducing video clips related to experimental results through mask function, (2) using the interactive information presentation method, which is known as advantage of existing science simulation, and (3) partially inheriting the simplified model expression method. In the second development case, design characteristics of the science simulation which provide manipulative experiences that help learn about scientific concepts and scientific models in the context of secondary science education were discussed through the development and evaluation of scientific simulation on the ‘Electron Configuration’. Specifically, design requirements to provide students with a better manipulation experience were suggested by introducing (1) 3D printing-based tangible model, and (2) the Augmented Reality technology of ‘Model-Target’ in the development process. As such, this paper postulated the design characteristics of the science simulations as educational affordances on ‘Authentic Observation’ and ‘Authentic Manipulation’ by inducing the design requirements of the scientific simulation that provide learners with better observation and manipulation experience. Such suggestions for design characteristics are meaningful, in that they are new prescriptions searching for the solution by directly approaching the problem of secondary science education in Korea although they are a kind of speculative hypotheses with the weak confirmation. Moreover, this paper may be able to contribute to the research about science education and educational technology as cases of expanding the value of educational use of augmented reality technology and 3D printing technology, which increasingly attract people’s attention in realizing the learning environment for understanding scientific concepts and scientific models.

#과학 시뮬레이션 #실제적 관찰 #실제적 조작 #증강현실 #중등 과학

목 차
국문초록 ⅰ
목 차 ⅱ
표 목 차 ⅳ
그림목차 ⅴ
I. 서론
1. 연구의 배경 1
2. 연구의 필요성 7
3. 연구의 목적 15
4. 용어의 정의 16
Ⅱ. 이론적 배경
1. 과학교육에서 탐구활동과 모델 학습 21
2. 과학 시뮬레이션의 개념과 교육적 효용 25
3. 증강현실의 개념과 과학교육적 활용 27
4. 중등 과학교육에서 증강현실 콘텐츠의 전망 42
Ⅲ. 연구내용 및 방법
1. 사례연구방법 49
2. 연구의 논리 : 프래그머티즘 51
3. 과학 시뮬레이션의 개발 전략 55
4. 과학 시뮬레이션의 개발에서 교사의 관점 64
Ⅳ. 연구결과
1. 실제적 관찰 중심 과학 시뮬레이션 개발사례 (사례1) 69
2. 실제적 조작 중심 과학 시뮬레이션 개발사례 (사례2) 86
Ⅴ. 논의 및 결론
1. 논의의 대상 110
2. 과학 시뮬레이션 개발의 의의 112
3. 과학 시뮬레이션의 디자인 요건에 관한 제안 116
4. 연구의 결론 119
5. 연구의 한계점 120
6. 후속연구에 관한 제언 122
참고문헌 126
Abstract 142

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)