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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정은영
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수430
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구에서는 생명과학Ⅰ 수업에서 3D 모델링 소프트웨어의 활용을 통해 정신 모델을 보다 입체적이고 정교한 형태로 발전시킬 수 있을 것이라고 기대하여 ‘3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램’을 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 확인하였다.
프로그램 개발을 위해 수업 주제와 3D 모델링 소프트웨어를 선정하였고 수업 과정을 설계하였으며, 학생용 활동지를 개발하였다. 학생들의 내적 표상을 다루기 위해 프로그램의 수업 과정에는 과학 모델링 수업 모형인 ‘GEM cycle’을 반영하였으며, 제작한 3D 모델을 다양한 각도에서 관찰하고 자신의 정신모델 변화를 서술하는 과정을 포함하도록 하였다. 개발한 프로그램과 학생용 활동지는 생물교육 전공자의 검토와 예비 적용을 거쳐 수정?보완하였다. 수업 프로그램은 일반계 고등학교 2학년 학생 68명을 대상으로 적용하였고, 프로그램을 통한 학생들의 정신 모델의 변화를 확인하기 위하여 ‘정신 모델 검사지’를 개발하여 사전?사후검사를 실시하였다. 또한 설문지를 통해 수업 프로그램에 대한 학생들의 인식을 알아보았다.
본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 수업 주제는 ‘뇌의 구조’, ‘척수와 척수신경의 구조’, ‘염색체의 구조’, ‘체세포분열’로 총 4차시 분량이며, 수업 과정은 GEM cycle을 반영한 ‘모델 제작’, ‘모델 평가’, ‘모델 수정’ 단계를 거친 후, 제작한 3D 모델을 다양한 각도에서 관찰하여 표현하고, 수업을 통해 이루어진 자신의 정신 모델 변화를 서술하도록 구성하였다. 둘째, 수업 프로그램을 학생들에게 적용한 결과 정신 모델 검사에서 사후검사의 평균 점수가 사전검사의 평균 점수보다 통계적으로 유의미하게 높게 나타났고, 사후검사에서 학생들은 뇌, 척수와 척수신경, 염색체 등의 구조를 보다 정교하게 표현하였다. 또한 학생들은 설문에서 본 수업 프로그램의 흥미도, 참여도, 난이도, 학습에 도움 정도, 참여 의사 등에 대해 긍정적으로 응답하였다.
본 수업 프로그램이 고등학생들의 정신 모델 변화에 긍정적인 효과가 있다는 연구 결과를 볼 때, 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램을 통해 학생들의 뇌, 척수와 척수신경, 염색체 등의 입체 구조에 대한 이해를 향상시킴으로써 인지적 영역의 성취에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이러한 수업 활동을 통해 학생들의 생명과학 수업에 대한 흥미도와 참여도가 향상될 것으로 기대된다. 따라서 생명과학Ⅰ의 다양한 주제에 대해서 3D 모델링 소프트웨어 활용과 관련된 연구가 이루어질 필요가 있다.
프로그램 개발을 위해 수업 주제와 3D 모델링 소프트웨어를 선정하였고 수업 과정을 설계하였으며, 학생용 활동지를 개발하였다. 학생들의 내적 표상을 다루기 위해 프로그램의 수업 과정에는 과학 모델링 수업 모형인 ‘GEM cycle’을 반영하였으며, 제작한 3D 모델을 다양한 각도에서 관찰하고 자신의 정신모델 변화를 서술하는 과정을 포함하도록 하였다. 개발한 프로그램과 학생용 활동지는 생물교육 전공자의 검토와 예비 적용을 거쳐 수정?보완하였다. 수업 프로그램은 일반계 고등학교 2학년 학생 68명을 대상으로 적용하였고, 프로그램을 통한 학생들의 정신 모델의 변화를 확인하기 위하여 ‘정신 모델 검사지’를 개발하여 사전?사후검사를 실시하였다. 또한 설문지를 통해 수업 프로그램에 대한 학생들의 인식을 알아보았다.
본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 수업 주제는 ‘뇌의 구조’, ‘척수와 척수신경의 구조’, ‘염색체의 구조’, ‘체세포분열’로 총 4차시 분량이며, 수업 과정은 GEM cycle을 반영한 ‘모델 제작’, ‘모델 평가’, ‘모델 수정’ 단계를 거친 후, 제작한 3D 모델을 다양한 각도에서 관찰하여 표현하고, 수업을 통해 이루어진 자신의 정신 모델 변화를 서술하도록 구성하였다. 둘째, 수업 프로그램을 학생들에게 적용한 결과 정신 모델 검사에서 사후검사의 평균 점수가 사전검사의 평균 점수보다 통계적으로 유의미하게 높게 나타났고, 사후검사에서 학생들은 뇌, 척수와 척수신경, 염색체 등의 구조를 보다 정교하게 표현하였다. 또한 학생들은 설문에서 본 수업 프로그램의 흥미도, 참여도, 난이도, 학습에 도움 정도, 참여 의사 등에 대해 긍정적으로 응답하였다.
본 수업 프로그램이 고등학생들의 정신 모델 변화에 긍정적인 효과가 있다는 연구 결과를 볼 때, 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램을 통해 학생들의 뇌, 척수와 척수신경, 염색체 등의 입체 구조에 대한 이해를 향상시킴으로써 인지적 영역의 성취에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이러한 수업 활동을 통해 학생들의 생명과학 수업에 대한 흥미도와 참여도가 향상될 것으로 기대된다. 따라서 생명과학Ⅰ의 다양한 주제에 대해서 3D 모델링 소프트웨어 활용과 관련된 연구가 이루어질 필요가 있다.
목차
목 차 ⅰ표 목차 ⅱ그림 목차 ⅲ국문초록 ⅳⅠ. 서론 1Ⅱ. 이론적 배경 41. 3D 모델링 4가. 3D 프린팅과 3D 모델링 4나. 3D 모델링 소프트웨어 52. 과학교육에서 모델과 모델링 7가. 모델의 정의와 분류 7나. 정신 모델 9다. 모델링 수업모형 93. 선행연구 고찰 11Ⅲ. 연구 방법 및 절차 141. 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램의 개발 14가. 수업 주제 선정 14나. 3D 모델링 소프트웨어 선정 15다. 수업 과정 구상 15라. 학생용 활동지 개발 16마. 검토 및 수정?보완 172. 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램의 적용 19가. 적용 대상 19나. 적용 방법 19다. 검사도구 20라. 자료 분석 23Ⅳ. 연구 결과 241. 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램의 개발 24가. 수업 주제별 프로그램 개요 25나. 학생용 활동지 구성 302. 3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램의 적용 32가. 정신 모델 검사 결과 32나. 수업 프로그램에 대한 인식 조사 결과 37Ⅴ. 결론 및 제언 45참고 문헌 47Abstract 50부록 목차 52
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