입자 모델 개발을 위한 코딩 프로그램 활용 수업의 교육적 가치 탐색: 증발과 끓음을 중심으로

• 영문명: Exploring the Educational Value of Coding Program-Based Lessons for Particle Model Development: Focusing on Evaporation and Boiling
• 발행기관: 한국교원대학교 융합교육연구소
• 저자명: 이두나(Doona Lee) 김성기(Sungki Kim) 백성혜(Seoung-Hey Paik)
• 간행물 정보: 『융합교육연구』제11권 제1호, 1~25쪽, 전체 25쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.03.31

국문 초록

본 연구의 목적은 증발과 끓음 현상을 미시적 입자 관점에서 이해하는 데 존재하는 한계를 해결하고, 입자 모델 개발을 위한 코딩 프로그램 활용 수업의 교육적 가치를 탐구하는 데 있다. 이를 위해 먼저 증발과 끓음과 관련한 교육과정과 교과서를 분석하였고, 이를 토대로 입자 모델 개발 프로그램을 마련하였다. 이후 경기도에 위치한 인문계 고등학교에 재학 중인 5명의 학생을 대상으로 프로그램을 적용하였다. 교육적 효과는 개념 변화 효과와 개념 변화 이외의 효과로 나누어 분석하였다. 개념 변화는 검사지를 활용하여 측정하였으며, 개념 변화 이외의 효과는 토론 내용 분석을 통해 분석되었다. 분석 결과, 학생들은 각기 다른 수준의 입자 모델을 개발하였으나, 개발된 모델마다 한계점이 존재하였다. 입자 모델 개발의 최종 결과물에는 한계가 있었지만, 개념 검사 결과를 통해 학생들의 개념이 과학적 개념으로 전환되거나 기존의 개념을 더 정교하게 이해한 것으로 나타났다. 또한, 개념 변화 효과 이외에도 학생들의 미시적 관점에서 증발과 끓음에 대한 이해 수준이 높아졌음을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 미시적 입자 관점을 가르치는 데 있어 입자 모델 개발 과정에서 코딩 프로그램을 활용하는 교육적 접근의 가치를 확인할 수 있었다.

영문 초록

The purpose of this study is to address the limitations in understanding evaporation and boiling from a microscopic particle perspective and to explore the educational value of coding-based instruction for particle model development. To achieve this, the study first analyzed the curriculum and textbooks related to evaporation and boiling and developed a particle model development program based on the findings. This program was then applied to five students attending a general high school in Gyeonggi Province. The educational effects were analyzed by dividing them into conceptual change effects and other educational effects beyond conceptual change. Conceptual change was assessed using a questionnaire, while other effects were analyzed through discussions. The analysis revealed that students developed particle models at different levels, but each model had its own limitations. Although the final particle model outputs had constraints, the concept assessment results indicated that students either transitioned to a scientific understanding of the concepts or refined their existing knowledge. Furthermore, beyond conceptual change, students demonstrated an improved understanding of evaporation and boiling from a microscopic perspective. This study confirms the value of using coding programs in the process of particle model development as an educational approach to teaching microscopic particle concepts.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 연구 결과 및 논의

Ⅳ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

입자 모델 증발 끓음 미시적 입자 관점 코딩 Particle Model Evaporation Boiling Microscopic Particle Perspective Coding