[논문 리뷰] The Development of an Inquiry-based Curriculum Specifically for the Introductory Algebra-based Physics Course

Beth Thacker, Abel Diaz외 1명|ArXiv.org|2007. 02. 28.

Science Education and Pedagogy참고 문헌 4인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 다양한 학문적 배경과 진로를 가진 학생들을 위해 특화된 탐구 기반 교육과정을 소개한다. 기존 자료를 수정하고 원본 단원을 통합함으로써, 학생 중심의 탐구와 탐색을 통해 개념적 이해도 향상과 참여도를 높이는 실험 기반 수업 모델을 개발하였다. 이는 일반적 또는 미적분 기반 교육과정에 대한 맞춤형 대안을 제공한다.

ABSTRACT

We discuss an inquiry-based curriculum that has been developed specifically for the introductory algebra-based physics course, taking into account the needs, backgrounds, learning styles and career goals of the students in that class. The course is designed to be taught in a laboratory-based environment, however parts of the materials can be used in other settings. As instructors we found ourselves drawing on materials developed for the calculus-based course and for other populations (materials developed for pre-service teachers, for example), parts of which were appropriate, but not a complete curriculum as we would like to teach it, developed specifically for students in the introductory algebra-based physics course. So we have modified and adapted parts of existing materials and integrated them with our own new units and our own format, creating a course aimed specifically at these students.

연구 동기 및 목표

• 알제브라 기반 물리학 수강생을 위해 특별히 설계된 탐구 기반 교육과정의 부재를 해결하기 위해.
• 알제브라 기반 물리학 수업에서 비물리학 전공 학생들의 고유한 필요, 학습 스타일 및 진로 목표에 부응하기 위해.
• 기존 자료와 신규 단원을 통합하여 일관성 있고 조화로운 수업 경험을 제공하는 통합 교육과정을 개발하기 위해.
• 활동 중심 학습을 지원하면서도 실험실 외 환경에서도 활용 가능한 유연한 실험 기반 모델을 만들기 위해.

제안 방법

• 미적분 기반 물리학 및 예비 교사 교육을 위해 개발된 기존 탐구 기반 자료를 수정하고 적용하기 위해.
• 알제브라 기반 물리학 수강생의 인지 수준과 배경에 맞게 새로 제작된 단원을 통합하기 위해.
• 학생 질문, 예측, 실험, 설명의 단계를 강조하는 탐구 기반 학습 사이클을 중심으로 교육과정을 구성하기 위해.
• 실험실 환경에서 구현 가능한 활동을 설계했지만, 구성 요소들이 모듈식이므로 비실험실 환경에서도 활용 가능하도록 하였다.
• 절차적 문제 해결이 아닌 지도 기반 탐구를 통해 개념적 이해에 초점을 맞추기 위해.
• 알제브라 기반 물리학의 학습 목표와 일치시키면서도 비과학 전공 학생들에게도 접근 가능하도록 유지하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 학문적 배경을 가진 알제브라 기반 물리학 수강생을 대상으로 탐구 기반 교육과정을 효과적으로 어떻게 적응시킬 수 있는가?
• RQ2 알제브라 기반 물리학의 인지적 및 개념적 요구사항과 일치시키기 위해 기존 탐구 자료에 어떤 구체적인 수정이 필요한가?
• RQ3 기존 자료와 새로 제작된 지도 단원을 통합하여 일관성 있고 학생 중심의 교육과정을 어떻게 개발할 수 있는가?
• RQ4 실험실 기반의 탐구 중심 접근 방식이 알제브라 기반 물리학 수업에서 개념적 이해도와 참여도를 어느 정도 향상시키는가?

주요 결과

• 개발된 교육과정은 수정된 탐구 기반 단원과 원본 단원을 조화롭게 통합하여 알제브라 기반 물리학 수강생에게 맞춤화된 일관성 있고 학생 중심의 학습 경험을 성공적으로 제공하였다.
• 이러한 교육과정은 미적분 기반 물리학이나 교사 교육을 위한 자료를 그대로 사용할 경우, 목표 학생 집단에 대해 부분적으로만 적합한 한계를 해결하였다.
• 탐구 기반 접근 방식은 암기식 문제 해결이 아닌 탐색, 예측, 설명에 중점을 두어 학생의 참여도를 향상시켰다.
• 모듈식 설계 덕분에 다양한 환경에서의 구현이 가능하여 실험실 기반 및 비실험실 수업 환경 모두에서 활용 가능하였다.
• 비물리학 전공 학생들에게도 접근 가능하면서 개념적 이해를 지원하는 종합적인 프레임워크를 제공하였다.
• 저자들은 의도적인 교육과정 설계를 통해 교육 목표와 학생의 학습 필요 간의 일치도 향상된 것을 보고하였다.