피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 초등 과학 교육 프로그램 개발 연구

A Study on the Application of Elementary School Physical Education Programs Using Physical Computing Tool

연구목적: 본 연구는 학생들의 흥미와 호기심을 유발하여 탐구능력을 높이고, 절차적 지식을 지도하기에효율적인 학습프로그램을 개발하기 위한 연구이다. 연구방법: MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육 프로그램 개발을 위하여 ADDIE 모형에 따라 연구를 수행하였다. 우선 문헌분석과 사례분석을 통하여 설계하고자 하는 프로그램의 핵심을 도출하였고, 이를 바탕으로 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 프로그램 초안을 작성하였다. 초안 교육 프로그램을 Y시 소재 B초등학교 4학년 1개 반 학생 23명을 대상으로 현장 적용하였다. 현장 적용 시 학생들의 관찰일지를 검토하고 관찰결과에 대한 토의에서 나타나는 특징을 분석 및 초점집단면접법(FGI)를 활용하여 교육 프로그램을 최종 수정 보완한 후 MBL Ⅱ 실험 장치를 이용한 과학 교육프로그램 완성안을 개발하였다. 연구결과: MBL(Microcomputer based laboratory)교육의 장점을 극대화시키고 프로그램 현장 적용성 및 보급성을 높이고자 가격이 저렴하며, 다른 센서나 기기와 연결이 쉬워 인터페이스 확장이 좋고 휴대성이 높은 아두이노와 라즈베리 파이를 MBL Ⅱ라고 정의하고 이를 이용한 과학 교육 프로그램을 개발하였다. 결론 및 제언: 본 연구에서 개발된 프로그램은 2015년 과학과 교육과정의 개편으로 인해 대두된 ‘과학탐구 실험’ 에 있어 학생들의 데이터 수집 분석 역량을 향상시키고 이를 활용한 논리 관계설명을 가능하게 함으로서 증거기반의 과학적 역량을 강화시킬 수 있을 것이다.

Purpose: The purpose of this study is to develop an effective learning program to stimulate students' interest and curiosity to enhance inquiry skills and to guide procedural knowledge. Method: The study was carried out according to the ADDIE model for the development of science education program using MBL Ⅱ experiment device. First of all, we developed a program using the MBL II experimental system based on the literature analysis and case analysis. The developed educational program was applied to the 23 students of the first grade of elementary school in elementary school in Y city. After analyzing the observation logbook of the students at the field application, analyzing the characteristics of the observation results, and using the Focus Group Interview Method (FGI), the education program was finally revised and supplemented, and the completion of the science education program using the MBL Ⅱ experiment device Respectively. Results: In order to maximize the advantages of MBL (Microcomputer based laboratory) education and to improve the applicability of the program field, we defined raspberry pie which has low cost and easy interface with other sensors and devices as MBL Ⅱ, and developed a science education program using it. Conclusion: The program developed in this study will improve the data collection and analysis capacity of students in the 'scientific inquiry experiment' that has emerged due to the reorganization of science and curriculum in 2015.