Journal of Korean Elementary Science Education (한국초등과학교육학회지:초등과학교육)

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An Analysis of Inquiry Activities Performed by Pre-service Elementary Teachers to Learn Optical Phenomena Using Algodoo Simulations

Algodoo 시뮬레이션을 활용한 초등 예비교사의 광학 현상 탐구 활동 분석

  • Received : 2022.06.23
  • Accepted : 2022.07.24
  • Published : 2022.08.31
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Abstract

This study attempted to understand the characteristics of pedagogic activities performed by pre-service elementary school teachers. To this end, it applied Algodoo simulations to analyze the actions of students and obtain educational implications for optical learning. The study's participants comprised 79 first-year students enrolled in a teacher training college. Their activities could be classified as representation reproductions, verification experiments, and inquiry experiments. Students who performed representation reproduction exercises replicated renowned and authoritative exemplars, apprehending and demonstrating their principal features through simulations. Students performing verification experiments attempted to validate previously learned optical concepts by reviewing the relevant theoretical contexts. Such students primarily conducted simple experiments. Students accomplishing inquiry experiments used simulations to explore phenomena they did not know. Some of them even investigated optical phenomena beyond the domain of general physics. The above results confirmed that free optical experiments performed using Algodoo can effectively denote starting points for learners to engage in activities at varying levels. Additionally, students require assistance from instructors in addressing queries about the application of the principles and models related to optics. This study suggests ways in which instructors should help students at each level of activity. Additionally, the paper presents examples of varying levels of inquiry-related activities available on Algodoo. It also discusses the advantages and disadvantages of performing inquiry-based activities on Algodoo and suggests ways of enhancing the learning achieved through this platform.

본 연구에서는 Algodoo 시뮬레이션을 활용한 예비교사의 탐구 활동을 분석하여 그 특징을 이해하고 이를 통해 초등 예비교사를 위한 광학교육에 대한 교육적 시사점을 얻고자 하였다. 연구에는 교육대학의 1학년 학생 79명이 참여하였다. 학생들의 활동은 표상재생산, 확인실험, 탐구실험으로 구분할 수 있었다. 표상재생산을 수행한 학생들은 잘 알려진 권위 있는 표상을 시뮬레이션으로 나타냈으며 주요 특징을 포착하여 표상하였다. 확인실험을 수행한 학생들은 이론적 배경 조사를 통해 이미 알고 있는 개념을 확인하기 위한 실험을 수행하였으며, 주로 단순 탐구를 수행하였다. 탐구실험을 수행한 학생들은 현재 자신이 알지 못하는 것들을 시뮬레이션을 사용해 탐구하였으며 일반물리 이상에서 다루는 광학 현상에 대한 탐구를 수행한 학생도 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 본 연구에서는 Algodoo를 활용한 자유로운 탐구 활동에서 학습자는 다양한 수준의 탐구 활동을 수행한다는 것을 확인하였다. 또한, Algodoo를 활용한 다양한 수준의 탐구 활동 예를 제시하고 Algodoo를 활용한 탐구 활동의 장단점과 이를 개선할 방안을 논의하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2019년 대한민국 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (NRF-2019S1A5B5A07091669).

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