고등학생을 대상으로 4D-프레임을 활용한 DNA 모형 프로그램의 개발 및 효과성 분석

• 영문명: Development and Effectiveness Analysis of DNA Model Program Using 4D-Frame for High School Students: Focusing on Learner-centered Questions and Concept Learning
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 김동규 윤용근 허희정 천재순
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제22권 20호, 495~520쪽, 전체 26쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.10.31

국문 초록

목적 본 연구에서는 고등학생을 대상으로 4D-프레임을 활용한 DNA 모형 프로그램을 개발하고 학습자 중심 질문 생성과 개념 학습 및 파지 효과를 분석하고자 한다. 방법 고등학교 2학년 학생 147명을 대상으로 과학과제연구 교과 시간에 실험군은 4D-프레임을, 통제군은 종이 모형 제작 세트를 활용한 DNA 모형 제작 활동 수업을 실시하였다. 수업 효과성 분석은 수업 중과 수업 한 달 후 학습 활동지를 모두 작성한 93명의 학생들을 대상으로 하였다. 학습자 중심 질문 생성과 개념 학습 및 파지 효과는 학습 활동지에 적은 질문과 답변을 기반으로 질문 분석틀과 언어 네트워크를 이용하여 분석하였다. 수업 만족도는 독립표본 t-검정을 실시하였다. 결과 수업 중 학습 활동지와 수업 한 달 후 학습 활동지에서 학습자 중심 질문 생성을 분석한 결과, 지식차원과 인지과정차원, 모두 실험군이 통제군에 비해 높은 수준의 질문 유형 분포를 보인다. 통계적 처리 결과, 수업 중 학습 활동지에서 실험군과 통제군이 두 차원 모두 통계적으로 유의미한 차이를 보이나, 수업 한 달 후 학습 활동지에서는 지식차원에서만 통계적으로 유의미한 차이를 보인다. 수업 중 학습 활동지의 개념 학습 분석 결과, 실험군이 통제군보다 더 많은 개념 학습과 개념 간 연상을 하였으며, 한 개념 당 더 많은 개념을 빠르게 연상하여 효율적인 연상 확장을 보인다. 수업 한 달 후 학습 활동지의 개념 학습 분석 결과, 실험군이 통제군에 비해 더 많은 개념과 개념 간 연상을 기억하고 있다. 또한 개념 간 연상 확장이 빠르게 일어나 파지 효과가 크다. 수업 만족도는 실험군의 평균(4.16±0.58)이 통제군(3.84±0.51)보다 높으며, 독립표본 t-검정 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있다(p<.01). 이를 통해 4D-프레임을 활용한 DNA 모형 프로그램이 기존의 종이 모형 제작 활동 프로그램보다 더 큰 만족도를 제공함을 확인할 수 있다. 결론 DNA의 구성 요소들을 탐색하고 떠올리며 원소 단위부터 전체 형태까지 주도적으로 제작할 수 있는 4D-프레임을 활용한 DNA 모형 프로그램을 개발하였다. 해당 프로그램을 적용한 결과, 4D-프레임을 활용한 실험군이 단순히 붙이기만 하면 되는 종이 제작 세트를 활용한 통제군에 비해 좀 더 높은 수준의 지적 사고와 인지 활동이 담긴 학습자 중심 질문을 생성하고, 더 많은 개념 학습 및 파지 효과를 보인다. 또한, 실험군이 좀 더 유의미하게 높은 수업 만족도를 보인다. 후속 연구로, 본 프로그램이 학생들에게 높은 수준의 지적 사고와 인지 활동이 담긴 질문을 생성하고 추상적 개념의 효과적인 이해와 숙지를 돕는 학습이 가능하며, 흥미와 만족도를 증진시킬 수 있는 수업과 교구 개발을 위한 연구에 참고될 수 있을 것으로 기대한다.

영문 초록

Objectives The purpose of this study is to develop a DNA model program using 4D-Frame for high school students and to analyze learner-centered question creation, concept learning and knowledge retention effects. Methods The prograsm was applied to 147 second-year students. DNA model production activity class using 4D-Frame was applied to the experimental group and DNA model production activity using the paper model was applied to the control group. Class effectiveness analysis was conducted on 93 students who completed both in-class learning activity sheet and one month after class activity sheet. Learner-centered question creation, concept learning, and knowledge retention effects were analyzed using a question analysis frame and a statistical program based on questions and answers written in the learning activity sheet. For class satisfaction analysis, an independent sample t-test was conducted. Results As a result of analyzing the creation of learner-centered questions from in-class learning activity sheet and one month after class activity sheet, the experimental group shows more higher level of question type proportion than the control group at both the knowledge type and cognitive process type. As a result, there is a statistically significant differences between the experimental group and the control group in both types in the in-class learning activity sheet. But there is a statistically significant differences between the experimental group and the control group only in the knowledge type in the one month after class learning activity sheet. As a result of concept learning analysis from in-class learning activity sheet, the experimental group shows more concept learning and inter-concept associations, and efficient association expansion by rapidly associating more concepts per concept than the control group. As a result of concept learning analysis from one month after class learning activity sheet, the experimental group remembers more concepts and inter-concept associations than the control group. Also, the association expansion between concepts of the experimental group occurs more rapidly than that of the control group, resulting in a great knowledge retention effect. Class satisfaction is higher in the average of the experimental group (4.16±0.58) than in that of the control group(3.84±0.51), and there is a statistically significant difference between them as a result of the independent sample t-test (p<.01). Through this, it can be confirmed that DNA model program using 4D-Frame provides greater satisfaction than the existing DNA model program using the paper. Conclusions A DNA model program using 4D-Frame that can be explored and recalled the components of DNA and lead the production from elemental units to entire forms is developed. As a result of applying the program, the experimental group using 4D-Frame creates more learner-centered question with a higher level of intellectual thinking and cognitive activity and shows more concept learning and knowledge retention effects than the control group using paper-making set, which simply needed to be pasted. In addition, the experimental group shows more significantly higher class satisfaction. As a follow-up study, It is expected that this program will be referenced in research to develop classes and teaching tools that can create questions containing high levels of intellectual thinking and cognitive activities for students, enable learning to effectively understand and familiarize abstract concepts, and enhance interest and satisfaction.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 결과 및 논의

Ⅳ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

4D-프레임 모형 고등학생 학습자 중심 질문 개념 학습 파지효과 4D-Frame Model high school student learner-centered question concept learning knowledge retention