COVID-19를 주제로 한 고등학생 대상 ICT 활용 생물정보학 프로그램 개발 및 적용

• 영문명: Development and Application of Bioinformatics Program Using ICT for High School Students Under the Theme of COVID-19
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 최지원 윤용근 허희정 천재순
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제23권 9호, 249~268쪽, 전체 20쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2023.05.15

국문 초록

목적 본 연구는 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)를 주제로 한 고등학생 대상 정보통신기술(ICT, Information & Communication Technology) 활용 생물정보학 프로그램을 개발하고 적용하여, 학생들의 지식정보처리역량과 과학 흥미도에 미치는 영향에 대해 분석하고자 한다. 방법 프로그램을 개발하기 위해 적합한 ICT 활용 교수⋅학습 유형을 기반으로 하여 5가지 주제로 구성된 15차시 프로그램을 개발하였다. 완성된 프로그램은 8년 이상의 교육 경력을 가진 현직 과학 교사 7인에게 내적 타당도를 받았다. 개발된 프로그램은 2022년 1월에 G시 G고등학교 겨울방학 특강 수업에서 1학년 학생 6명에게 적용하였다. 프로그램의 효과를 확인하기 위해 지식정보처리역량과 과학 흥미도에 대한 사전-사후 검사와 반구조화 면담을 실시하였다. 사전-사후 검사 결과는 윌콕슨 부호 순위 검정 방법을 사용하여 분석하였고, 면담 내용은 전사하여 지식정보처리역량과 과학 흥미도의 하위요인별로 분류하고 범주화하여 의미를 도출하였다. 결과 프로그램은 코로나 바이러스 수용체 ACE2(angiotensin converting enzyme 2)의 동족체인 ACE(angiotensin I converting enzyme) 유전자 실험, 코로나 백신 및 치료제 카드뉴스 제작, 생물정보학 카드뉴스 제작, NCBI(National Center for Biotechnology Information)를 활용한 ACE와 코로나 바이러스의 유전자 분석, 그리고 COVID-19를 주제로 한 생물정보학 신문 제작의 순서로 구성된다. 지식정보처리역량과 과학 흥미도의 사전-사후 검사를 실시한 결과, 사전-사후 차이가 통계적으로 유의미한 것으로 확인되었다(p<.05). 지식정보처리역량의 하위요인별 사전-사후 검사 결과, 하위요인 ‘자료판단’의 평균이 가장 많이 향상되었다. 또한 과학 흥미도의 하위요인별 사전-사후 검사 결과, 하위요인 ‘과학에 대한 흥미와 즐거움’의 평균이 가장 많이 향상되었다. 면담 결과, 학생들은 COVID-19를 주제로 한 ICT 활용 생물정보학 프로그램을 통해 여러 가지의 산출물을 제작하는 능력과 과학에 대한 내적 흥미도 향상에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 확인되었다. 결론 본 연구에서는 일반 고등학교 수준에 적용 가능한 수업으로 구성되어 생물정보학과 관련된 수업에서 다양한 형태의 기초 교수-학습 지도안으로 제공될 수 있을 것이며, 추후 생물정보학 관련 교육 연구에 참고 될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 과학 교과에서 디지털 시대에 적합한 ICT 활용 수업의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

영문 초록

Objectives The purpose of this study is to analyze the effect of the students' knowledge and information processing capabilities and scientific interest by developing and applying ICT (Information & Communication Technology) bioinformatics program for high school students under the theme of COVID-19. Methods The 15th class program consisted of 5 topics was developed based on the appropriate teaching and learning types using ICT. The completed program was received internal validity from seven incumbent science teachers with more than eight years of educational experience. The developed program was applied to six first-year students in a special winter vacation class at G High School in G City in January 2022. In order to confirm the effect of the program, pre-post-test and semi-structural interviews were conducted on knowledge information processing capabilities and scientific interest. The pre-post test results were analyzed using the Wilcoxon signed rank test method. And the interview contents were transcribed and classified by sub-factors of knowledge information processing capacity and scientific interest to derive meaning. Results The program consists of the experiments of ACE(angiotensin I converting enzyme) gene which is the homolog of the coronavirus receptor, ACE2 (angiotensin converting enzyme 2), and COVID-19 vaccine and medicine card news production, bioinformatics card news production, and ACE and coronavirus gene analysis using NCBI (National Center for Biotechnology Information). As a result of conducting a pre-post test of knowledge information processing capability and scientific interest, it was confirmed that the pre-post difference was statistically significant (p<.05). As a result of the pre-post inspection by sub-factor of knowledge information processing capability, the average of the sub-factor ‘information analysis’ is the most improved. In addition, as a result of the pre-post-test for each sub-factor of scientific interest, the average of the sub-factors ‘interest and enjoyment in science’ was improved the most. As a result of the interview, it was confirmed that students showed a positive effect on improving their ability to produce various outputs and internal interest in science through the ICT-based bioinformatics program under the theme of COVID-19. Conclusions This study is consisted of classes applicable to the general high school level and can be provided as various forms of basic teaching-learning guidance in classes related to bioinformatics, and is expected to be referred to in future bioinformatics-related educational research. In addition, it can be used as basic data for ICT utilization classes suitable for the digital age in science subjects.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 연구 결과 및 논의

Ⅳ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

코로나바이러스감염증-19 생물정보학 정보통신기술 활용 수업 지식정보처리역량 과학 흥미도 COVID-19 bioinformatics ICT utilization classes knowledge information processing capabilities science interest