중등 화학 예비 교사를 대상으로 한 원격 제어 ‘산-염기 적정’ 실험 활동의 개발과 효과 탐색

• 영문명: Development and Exploration of Remote-Controlled 'Acid-Base Titration' Experiment Activities for Middle School Chemistry Prospective Teachers
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 조휘상(Hwisang Cho) 양희선(Heesun Yang) 윤지현(Jihyun Yoon) 강성주(Seong-Joo Kang)
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제24권 5호, 855~868쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.03.15

국문 초록

목적 본 연구의 목적은 원격 제어 기술을 활용한 실험 활동을 개발하고 중등 화학 예비 교사들에게 적용하여 개발한 ‘산-염기 적정’ 화학 탐구실험이 새로운 실험 방법으로서의 가능성을 알아보는 것이다. 방법 중부권 소재 대학에서 화학교육을 전공하는 20명의 예비교사로 이루어진 연구 참여자들에게 총 4차시의 수업에서 실험 장비를 원격으로 작동시키면서 화학 실험 상황을 관찰하며 실시간 데이터를 수집하는 활동을 수행하도록 설계했다. 이후에는 원격 제어 실험 경험을 바탕으로 온라인 상황에서 참여자들이 경험한 탐구, 고립감 해소, 그리고 실재감에 대한 설문 및 반구조화된 면담을 진행하였다. 결과 원격 제어 실험은 '장비의 원격 제어'와 '데이터 처리의 원격 제어'로 나누어졌다. '장비의 원격 제어'는 Blynk를 통해 실험 장비에 신호를 보내면, 이 신호가 무선으로 전송되어 실험실의 장비가 작동되도록 구성하였다. '데이터 처리의 원격 제어'는 센서에서 측정된 자료를 예비 교사들이 원격 제어 기능을 사용하여 엑셀 파일에 실험 자료를 저장하고 처리하도록 구성하였다. 본 연구에서 개발한 원격 제어 기반의 탐구실험 프로그램은 (1) 온라인 실험 상황에서도 관찰, 측정 등과 같은 기초 탐구 기능과 자료 해석, 결론 도출 등과 같은 통합 탐구 기능의 경험을 중등 화학 예비 교사들에게 제공하며, (2) 학습자-학습자 상호작용과 학습자-콘텐츠 및 인터페이스 상호작용과 같은 실시간 학습자 중심의 상호작용이 가능함을 확인하였고, (3) 높은 수준의 교수⋅인지⋅감성적 실재감을 갖추고 있는 것으로 나타났다. 결론 원격 기반의 실험 수업임에도 불구하고, 예비 교사들에게 과학 탐구 활동에 대한 경험과 상호작용의 기회를 제공함으로써 중등 화학 예비 교사들의 고립감 해소 및 실재감을 제공해 줄 수 있었던 것으로 나타났다. 이를 통해 온라인 상황에서 탐구 수업 설계와 실행의 전체 과정을 조망할 수 있는 청사진을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

영문 초록

Objectives This study aims to develop experimental activities using remote-control technology and apply them to prospective middle school chemistry teachers to explore the potential of the developed 'acid-base titration' chemistry inquiry experiment as a new experimental method. Methods The participants, consisting of 20 prospective teachers majoring in chemistry education from a university in the central region, engaged in a 4-session experiment where they remotely operated equipment, observed chemical experiment situations, and collected real-time data. Subsequently, based on their remote-controlled experiment experiences, surveys and semi-structured interviews were conducted to assess participants' experiences related to inquiry, alleviation of isolation, and a sense of realism in online settings. Results Remote-controlled experiments were divided into 'remote control of equipment' and 'remote control of data processing.'Remote control of equipment' involved sending signals to experimental devices through Blynk, wirelessly transmitting these signals to operate laboratory equipment. 'Remote control of data processing' allowed participants to use remote control functions to store and process experimental data in an Excel file. The developed remote-controlled inquiry experiment program in this study (1) provided prospective middle school chemistry teachers with experiences of basic inquiry functions such as observation and measurement, as well as integrated inquiry functions such as data interpretation and conclusion derivation, even in online experimental situations; (2) confirmed real-time learner-centered interactions, including learner-learner interactions and learner-content/ interface interactions; and (3) demonstrated a high level of presence in terms of teaching, cognitive, and affective realism. Conclusions Despite being a remote-based experiment class, it was evident that providing prospective teachers with opportunities for experiences and interactions in scientific inquiry activities could alleviate isolation and enhance a sense of realism. This study is expected to offer insights into designing and implementing the entire process of inquiry teaching in an online context.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 연구 결과 및 분석

Ⅳ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

원격 제어 실험 활동 온라인 상황에서 고립감 해소 실재감 중등 화학 예비 교사 Remotely controlled experiment activities Relief of isolation and Sense of presence in online situations. Middle school Chemistry Prospective teachers