엔트리를 활용한 포물선 운동 과학 시뮬레이션 개발과 교육적 활용 가능성 탐색

• 영문명: Development and Exploration Educational Application of Science Simulations for Projectile Motion utilizing ENTRY
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 김형욱(Kim Hyung Uk) 문성윤(Mun Seong Yun)
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제20권 16호, 1395~1418쪽, 전체 24쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.08.31

국문 초록

과학 시뮬레이션은 학생들이 과학 개념을 능동적으로 이해할 수 있도록 돕는 자료이다. 하지만 기존의 과학 시뮬레이션은 정해진 변수 이외의 조작이 어렵고, 그 역할이 미처 학생들이 과학실에서 하지 못한 실험을 보완하려는 것으로 제한되어 유연한 활용성의 측면에서는 한계점을 가졌다. 본 연구는 이러한 한계점을 개선하고자 2015 개정 교육과정의 소프트웨어 교육 도입과 더불어 주목받고 있는 블록기반 코딩 프로그램인 엔트리를 활용하여 포물선 운동 과학 시뮬레이션을 개발하였다. 이를 위해, 기존 개발된 포물선 운동 과학 시뮬레이션과 포물선 운동을 구성하는 물리적인 요소를 탐색하였으며, 컴퓨팅 사고 구성요소 평가 및 제작 후 분야별 전문가 평가를 통해 개발의 효과성과 타당성을 검증받았다. 개발결과, 과학 시뮬레이션 실행화면에 최고점 높이와 수평 도달거리 및 전체 낙하시간과 물체의 궤적을 확인할 수 있도록 하였으며 속도의 수평 성분과 수직 성분을 마우스 드래그로 간단하게 표현하도록 하였다. 총 9개의 컴퓨팅 사고력 구성요소 중 6개를 포함하고 있었으며, 전문가 평가에서도 전체적으로 긍정적인 평가를 받아 과학 시뮬레이션으로의 활용적인 측면에서 타당성을 확보하였다. 또한, 개발된 과학 시뮬레이션의 교육적 활용 방안으로 3가지를 제시하였는데 소프트웨어 교육과의 연계된 과학교육 수행, 게임을 통한 과학 개념의 습득 가능성, 피지컬 컴퓨팅과 연계된 융합인재교육 프로그램 활용 방법을 제시하였다. 본 연구를 통해 소프트웨어 교육과의 밀접한 관련성을 가진 새로운 영역의 과학교육 발전을 기대하는 바이다.

영문 초록

Science simulations are materials that help students actively understand scientific concepts. And yet, in the existing science simulations, it was hard to operate variables other than the set ones, and their role was limited to the supplementation of the experiments that they did not conduct at the science rooms. Thus, they had a limitation in terms of flexible applicability. To improve this limitation, this study developed science simulations for projectile motion, utilizing ENTRY, a block-based coding program, which attracts attention with the introduction of software education in the 2015 revised National Curriculum. To do so, this study explored the previously developed science simulations for projectile motion and the physical elements constituting the projectile motion and received the effectiveness and validity of the development through the expert evaluations by area after the evaluation and production of the components of computational thinking. As a result of the development, on the execution screen of the science simulations, the height of the highest point, horizontal reach, the total drop time and the trajectory of the object could be checked, and the horizontal components and the vertical components of velocity could be expressed simply by dragging the mouse. Of the nine components of computational thinking power, six were included, and also in expert evaluation, overall, they received positive evaluations and secured the validity in terms of application as science simulations. In addition, as measures for the educational application of the developed science simulations, three were proposed, including the performance of science education connected to software education, the possibility of the acquisition of scientific concepts through games, and the method for utilizing the STEAM Education Program connected to physical computing. It is expected that science education will be developed in a new domain closely related to software education through this study.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 이론적 배경

Ⅲ. 연구 방법

Ⅳ. 연구 개발 결과

Ⅴ.결론 및 제언

참고문헌

키워드

과학 시뮬레이션 엔트리 포물선 운동 융합 교육 Science simulations ENTRY Projectile motion Convergence education