• 제목/요약/키워드: designing science lesson

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Multimodal Interaction Framework for Collaborative Augmented Reality in Education

  • Asiri, Dalia Mohammed Eissa;Allehaibi, Khalid Hamed;Basori, Ahmad Hoirul
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권7호
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    • pp.268-282
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    • 2022
  • One of the most important technologies today is augmented reality technology, it allows users to experience the real world using virtual objects that are combined with the real world. This technology is interesting and has become applied in many sectors such as the shopping and medicine, also it has been included in the sector of education. In the field of education, AR technology has become widely used due to its effectiveness. It has many benefits, such as arousing students' interest in learning imaginative concepts that are difficult to understand. On the other hand, studies have proven that collaborative between students increases learning opportunities by exchanging information, and this is known as Collaborative Learning. The use of multimodal creates a distinctive and interesting experience, especially for students, as it increases the interaction of users with the technologies. The research aims at developing collaborative framework for developing achievement of 6th graders through designing a framework that integrated a collaborative framework with a multimodal input "hand-gesture and touch", considering the development of an effective, fun and easy to use framework with a multimodal interaction in AR technology that was applied to reformulate the genetics and traits lesson from the science textbook for the 6th grade, the first semester, the second lesson, in an interactive manner by creating a video based on the science teachers' consultations and a puzzle game in which the game images were inserted. As well, the framework adopted the cooperative between students to solve the questions. The finding showed a significant difference between post-test and pre-test of the experimental group on the mean scores of the science course at the level of remembering, understanding, and applying. Which indicates the success of the framework, in addition to the fact that 43 students preferred to use the framework over traditional education.

물리교육 전공 학생들의 교육실습 과정 사례 연구 (A Case Study on the Process of Practicum of Student Teachers Majoring in Physics Education)

  • 윤혜경;심재규;박승재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.289-299
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    • 1997
  • This study has been undertaken in the light of constructivist view of teacher education. Participant observation, unstructured interview and questionnaire were used to explore the process and the role of practicum in science teacher education. The subjects were 19 student teachers majoring in physics education; 8 had participated at boys junior high school, 11 at senior high school. The student teachers had very critical and negative perception on their school days' science lessons. They had expected to do 'better' in their practicum but there were only 3 to 5 opportunities of teaching under the umbrella of textbook. Explanation in the classroom and solving exercise problem were the main features of student teachers' lessons. Much of the lessons were similar when it is to same topic and the main reference for their lesson preparation was the textbook. The student teachers felt the design of teaching approach as the most difficult thing during their lesson preparation. They realized that teaching is harder than they thought and they should consider students' level and responses. Though they had become to have more positive perception on teaching job through their field experiences, their decision on job preference did not change. More than half did not want to be a teacher. The student teachers recognised the courses related with science education as the most useful to their teaching in practice among the program of college of education which they had taken. The experience of writing one lesson plan or teaching in front of their peers, designing a new demonstration equipment were recognised as valuable and helpful element of the courses. They proposed to reduce the amount of general education courses and to emphasize the courses relevant with science education and practicum. The limited opportunity of teaching in practicum was pointed out as problematic. Though the practicum was recognized as a 'good' experience to student teachers, it was confined by textbook and limited teaching opportunity. In conclusion, the practicum was not organized and implemented as a meaningful experience of science teaching and learning. There should be more structured studies on what kind of perceptions and experiences the student teachers had brought to the science teacher education program, how they interact with the elements of the program and how they affect to their science teaching. The structure and content of practicum also should be studied and developed so as to make practicum as a meaningful experience of science teaching and learning.

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CHAT을 이용한 사회문화적 관점에서 교육실습에 참여하는 예비과학교사의 수업 설계 및 실행 과정 분석 (The Process of Pre-service Science Teachers' Designing and Implementation of Lessons in Teaching Practice from Sociocultural Perspective Using CHAT)

  • 김민환;김성훈;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.311-324
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    • 2021
  • 이 연구에서는 예비과학교사가 교육실습에서 수업을 설계하고 실행하는 과정을 CHAT을 활용하여 심층적으로 분석하였다. 서울특별시에 소재한 사범대학의 화학교육과에 재학 중인 예비교사 5명이 연구에 참여하였다. 예비교사들의 교육실습을 참관하며 문서 자료를 수집하였고, 심층 면담을 실시하였다. 근거이론에 기반한 지속적 비교 방법으로 자료를 분석하였다. 연구 결과, 예비교사들은 수업 설계를 위한 결정 권한이 부족하여 어려움을 겪었고 지도교사와 직접적인 갈등을 겪기도 하였다. 또한 예비교사들은 교과 오리엔테이션과 수업 참관으로도 수업 설계를 위한 맥락적 정보를 충분히 얻기 어려웠으며 이는 예비교사들의 수업 설계에도 어려움을 가져왔다. 연속된 차시의 수업을 여러 명의 예비교사가 나누어 맡을 경우, 수업의 연속성이 떨어지는 등의 여러 문제점이 나타났다. 예비교사들이 학생들을 평가할 수 있는 권한은 제한적으로 주어져 예비교사들은 추가적인 평가를 실시하였다. 예비교사들이 평가를 실시할 때 전문성이 부족한 모습이 나타났는데, 이에 대한 원인은 사범대학의 교육과정에서 찾을 수 있었다. 이상의 연구 결과가 갖는 의미와 이 결과를 바탕으로 더 나은 교육실습을 제공하기 위한 방향을 논의하였다.

Constructing a Metadata Database to Enhance Internet Retrieval of Educational Materials

  • Oh Sam-Gyun
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.143-156
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    • 1998
  • 이 논문은 미국 초중고교 교사들을 이용 대상자로 인터넷 상에 산재해 있는 강의안 및 교육자료의 메타데이터 DB를 구축한 GEM 프로젝트에 대한 보고이다. GEM 프로젝트에서는 현재 거의 표준으로 간주되는 더블린 코어의 15개 요소(Elements)를 채택하였고, 여기에 8개 요소를 첨가하여 검색을 원활히 하고자 하였다. GEM 메타데이터 DB의 구축에는 메타데이터 요소들간의 관계를 좀 더 명확히 표현할 수 있는 개념적 데이터 마들링을 사용하였고 메타데이터는 Sybase라는 관계형 데이터베이스에 저장했으며, 이 DB에 웹 인터페이스를 장착하는데에는 Microsoft 액티브 서버 페이지 (ASP) 기술을 이용하였다. GEM 메타데이터의 실제목록은 미국 전역에서 참가하고있는 컨소시엄 회원들에 의해서 이뤄지고 있으며, 그 결과는 인터넷을 통해 Sybase 관계형 데이터베이스에 자동적으로 입력된다. 이 논문에서는 더블린코어, GEM의 개념 및 논리 스키마들을 제시하는 한편, 메타데이터 DB의 구축에 개념적 데이터 마들링을 사용함으로써 얻어지는 장점들을 논하였다. GEM 프로토타입 시스템이 가동되고 있는 URL은 다음과 같다: http://lis.skku.ac.kr/gem/.

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화학 교사에게 필요한 실험 능력 (Identification of Secondary Chemistry Teachers' Ability to Carry-out Experimentation)

  • 박현주;정대홍;노석구;임희준;한재영;박종윤
    • 대한화학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.765-773
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    • 2009
  • 이 연구는 중등 화학 교사 전문성 및 지향점 제공을 위한 기초 조사로서, 실험 수업을 성공적으로 진행하기 위하여 필요한 화학 교사의 실험 능력에 대한 규명을 목적으로 하였다. 문헌 연구, 교과서 실험 분석, 과학 교사 설문 조사의 결과에 기초한 연구팀의 지속적인 논의를 통하여 연구를 진행하였다. 화학 교사의 실험 능력 규명을 위하여 수집된 자료들을 정리하여 크게 네 개의 단계(실험 수업 준비, 실험 수행 및 정리, 실험실 관리, 실험실 안전 관리)로 나누고, 각 단계별로 실험 능력에 관련된 소영역과 세부 내용 요소를 선별 ․ 수정하여 재배치하였다. 실험실 안전 관리는 실험실 및 실험 활동에서 ‘안전’의 중요성을 강조하기 위해 별도의 단계로 구분하였다. 화학 교사가 갖추어야 할 실험 능력은 실험 수업 지도를 전제로 하여 교사 스스로 실험 수행을 할 수 있는가에 대한 능력으로, 시약 및 측정기기 사용, 시료 준비, 실험 설계, 바른 실험 습관 및 숙련도, 자료 정리, 분석 및 추론, 그리고 실험실 관리 및 실험실 안전 관리에 관련된 능력으로 특정지어 질 수 있다.

동기유발을 위한 ARCS 이론을 적용한 수업이 지구과학 학업성취도와 태도에 미치는 영향 (The Effects of the ARCS Model for Learners' Achivement and Motivation in Highschool Earth Science)

  • 박수경;김영환;김상달
    • 한국과학교육학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.429-440
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    • 1996
  • This study examined the effects of the ARCS model for science education and found a way of improving ARCS while finding any weaknesses. More specific research questions were as follows: 1) Does the ARCS model enhance the learners' achivement in highschool Earth Science significantly?; 2) Does the ARCS model enhance the learners' motivation in highschool Earth Science significantly?; 3) What are the weaknesses of the prescriptions of the ARCS model for designing a lesson, if any?; 4) How can the weaknesses of the prescriptions of the ARCS modeI be overcome? In order to fulfill the purpose of this study, the two major research methodologies were implemented: pretest-posttest control group design and formarive research. This study was conducted in two distinct phases: 1) designing a set of instructions for 4 weeks with the principles of the ARCS model (to find the weaknesses of the ARCS model) and 2) teaching the instructions and checking the effectiveness of the ARCS model by pretest and posttest with control and experimental groups(to find weaknesses of the underlying theory of the ARCS). After the experiment, each group took an achievement test and an attitude test on the given instruction and gathered data were analyzed with t-tests. Also, from each four classes 7$\sim$8 students were randomly sampled and individually interviewed about the instructional effectiveness and their preference on the instructions. The results of this study are summarized as follows: Significant differences between the control group and experimental group are seen in three components; Attention, relevance, and satisfaction. No significant differences are seen in the attitude of confidence. The weakness of the prescriptions of the ARCS model, are insufficient of strategy for 'confidence'. For overcoming the weaknesses of the prescriptions of the ARCS model, developmental type research is needed.

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미국 초등교사교육 과정 과학교육방법론 수업(Science Methods Course)의 과학적 탐구 활동을 통한 예비교사들의 과학교수학습에 대한 자기 효능감 및 PCK 이해의 향상 (Enhancing Preservice Teachers' Science Self-Efficacy Beliefs and Pedagogical Content Knowledge (PCK) through Scientific Investigations)

  • 최상희;이영희
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제34권4호
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    • pp.406-418
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    • 2015
  • 본 연구는 현 과학교육의 개혁 운동에 기초하여 예비 교사들의 자기 효능감과 교과교육지식(PCK) 이해의 향상을 위하여 과학적 탐구를 실행하였다. 이를 위하여 과학교육 방법론 수업(Science Method Course)은 초등학교 교실에서 실행할 수 있는 효과적인 과학 탐구 모델링 수업과 과학적 실천 교수학습을 포함하도록 수정하였다(RSMC). 본 연구에서는 다음과 같은 연구 문제를 조사하였다: (1) 수정된 과학교육 방법론 수업(RSMC)의 처치 전후 예비교사들의 PCK 정도는 어떠한가?: (2) RSMC 이수 후 과학 교수학습에서 예비교사들의 자기 효능감의 정도는 어떻게 변화하였는가?: (3) 예비교사들의 자기 효능감과 PCK 수준의 변화는 어떤 상관관계가 있는가? 연구에 참여한 예비교사들은 미국 중부의 중간정도 규모의 대학의 교사교육 과정에서 제공하는 과학교육 방법론 수업에 등록한 76명이며, 분석을 위해서 STEBI-B 설문지와 PCK 평가지를 이용하였다. 본 연구의 결과로는 예비교사들이 RSMC 이수 후 개인적 과학교수 효능감(PSTE: Personal Science Teaching Efficacy)이 확실히 향상된 결과를 볼 수 있었다. 또한 PCK 평가지에 근거하면, RSMC 전과 후의 PCK 수준은 평균값이 현저히 상승하였으며, 예비 교사들의 자기 효능감과 PCK 수준의 변화 사이의 상관관계 분석에서는 긍정적인 상관관계를 보여주었다. 따라서 본 연구에서는 과학교육개혁 운동에 근거하여 설계된 과학교육방법론 수업(RSMC)은 예비 교사들의 오개념의 수정, PCK 수준의 향상 증진, 그리고 현장 학교에서 탐구수업의 모델링 등을 통하여 과학교수학습에서 자기 효능감의 향상에 긍정적인 영향을 미친다고 결론 내릴 수 있다.

창의공학설계 및 실습 수업을 위한 아두이노 기반 교육용 캔위성 개발 연구 (A Study on Development of Educational CanSat based on Arduino for Creative Engineering Design and Practice Class)

  • 이영건;이상현;김종범;김송현;유승훈
    • 공학교육연구
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    • 제24권5호
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    • pp.38-45
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    • 2021
  • The CanSat was designed as an educational satellite simulation program that implements the overall system of the satellite such as the command processing unit, the communication unit, and the power unit in a structure of the size of a can. In particular, the training effect is very excellent because the trainee can learn a process similar to the actual satellite development process by designing, manufacturing, testing, and launching. Republic of Korea Air Force Academy has been using the CanSat production kit used by the domestic can satellite contest experience department for education, but since it was produced based on PCB, it was impossible to show creativity and operation was restricted even with small mistakes. In this paper, we analyze the existing CanSat kit and propose a new educational CanSat kit that can be used in creative engineering design and practice subjects that will be reorganized into a regular course from 2021, and a lesson plan. In conclusion, by using the proposed CanSat kit for lectures, it is possible to achieve educational purposes and effects, improve lecture satisfaction, and provide stable instruction.

교사학습공동체 초임과학교사의 교수학적 추론 탐색 (Examining Pedagogical Reasoning of Beginning Science Teachers in a Professional Learning Community)

  • 최애란;김지예;송재경
    • 대한화학회지
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    • 제68권4호
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    • pp.205-220
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    • 2024
  • 본 연구는 초임과학교사학습공동체에서 자연 발생적이며 자발적으로 일어나는 교수학적 추론 과정의 특징을 파악하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 국내 A사범대학에서 화학교육을 전공하고 중등학교교사 임용후보자 선정경쟁시험에 합격하여 임용 첫해 중학교 2학년 과학을 가르치는 교사 세 명이 과학 교수-학습 계획을 함께 하려는 목적으로 자율적으로 구성하여 일 년 동안 운영한 교사학습공동체를 연구 대상으로 하였다. 본 연구에서는 교사학습공동체 34회 모임 중 월 1-2회 녹음 및 전 사록을 선정하여 총 11회 모임의 대화를 Shulman의 교수학적 추론 및 실행 모델 즉, 교과 이해, 교수-학습 계획, 수업, 평가, 반성, 새로운 이해의 과정에 기반하여 연역적 접근과 귀납적 접근을 모두 사용하여 분석하였다. 본 연구 교사학습공동체 교사들의 협력적 교수학적 추론에서는 교수-학습 계획 단계에서 준비, 표상, 수업전략, 조정 뿐 아니라 평가, 반성, 새로운 이해가 나타났다. 교수-학습 계획을 하는 과정에서 교사학습공동체 교사들의 협력적 반성은 준비, 표상, 수업전략, 조정, 평가 각 요소의 새로운 이해로 귀결되어 교수-학습 계획에 관한 논의를 활성화하는 것으로 드러났다.

과학탐구 수업실행 전문성 요소에 의한 '과학탐구' 관련 연구동향 분석 (Analysis on the Trends of Science Education Studies Related to 'Science Inquiry' by Professional Factors of Teaching Practice for Science Inquiry)

  • 이동승;박종석
    • 대한화학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.197-203
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    • 2017
  • 이 연구의 목적은 국내 주요 과학 교육 관련 학회지에 게재된 논문들 중 과학탐구 관련 연구들을 주제별, 과학탐구 수업실행 전문성 요소별로 분석함으로써 과학탐구지도에 대한 교사의 전문성 향상을 위한 연구의 기초 자료와 시사점을 제공하는 것이다. 이를 위해 6개의 국내 과학교육 관련 학회의 홈페이지에서 탐구, 과학탐구를 키워드로 하여 463편을 수집하였다. SEF(2006)의 교사 전문성 개발 틀을 재구성하여 새로운 분석틀을 개발하고 이것을 바탕으로 463편의 논문 중 217편을 연구대상으로 선정했다. 선정된 연구대상은 분석틀의 5가지 요소 중 어디에 해당되는지 분석하였다. 그리고 각 논문의 주제를 분석하고 유목화하여 그 특징을 분석하였다. 이 과정에서 과학교육전문가 2인과 박사과정 대학원생 4인으로 구성된 전문가 워크숍을 통해 연구에 관해 논의하였다. 연구 결과, 교육과정 및 교과서 분석, 학습 환경 조성, 과학탐구 수업 계획 및 적용, 과학탐구 평가, 교사의 과학탐구능력 등의 5가지 과학탐구 수업실행 전문성 요소를 포함하는 분석틀을 개발하였다. 연구대상의 주제들을 과학탐구 수업실행 전문성 요소별로 분석한 결과 과학탐구 학습 환경 조성, 과학탐구 평가, 교사의 과학탐구능력에 관한 연구가 적었다. 그리고 유목화 된 주제에 따라 분석한 결과, 과학교수 활동과 학습 자료 연구에 편중되어 있는 반면 교수 활동의 주체인 교사에 초점을 둔 연구는 거의 없었다. 교사에 초점을 두면서 과학탐구 학습 환경 조성, 과학탐구 평가, 교사의 과학탐구능력에 대한 연구가 더 이루어진다면 교사의 수업 실행 전문성을 향상시키는데 도움이 될 것이고 또한 교실에서 과학탐구 수행이 성공적으로 이루어지는데 기여할 것으로 예상된다.