ICT 활용 교수-학습 방법 연구 - 중등과학

목차

I. 서 론
1. 연구의 배경
2. 연구의 목적 및 필요성
3. 연구 내용
4. 연구 방법
II. ICT와 교육
1. ICT의 개념
2. ICT의 교육적 특징
3. ICT 활용 교육 환경의 요건
4. ICT 활용 수업의 특징
5. ICT의 교육적 활용 유형
6. ICT 활용 수업의 유형
7. ICT 활용 수업 환경
III. ICT 활용을 위한 교수-학습 모형
1. 협동학습
2. 문제중심학습(PBL: Problem-Based Learning)
3. 상황학습(Situated Learning)
IV. 과학교과와 ICT 활용
1. 과학교과에서 ICT 활용의 필요성
2. 과학교과 내용의 특징
3. 과학교과 교수-학습 모형
4. 중학교 과학교과의 ICT 활용 가능 내용 분석 전략
V. ICT 활용 교수-학습 모형 개발
1. ICT 활용 교수-학습 모형 개발의 고려 요소
2. ICT 활용 교수-학습 모형 개발의 방향
3. ICT 활용 교수-학습 모형의 실제
VI. 교수-학습 모형의 적용
1. 수업 준비
2. 수업 전개
VII. 결론 및 제언
참 고 문 헌
부 록

본문내용

빛의 간섭과 회절
수업요약
빛이 입자적인 성질 이외의 파동성을 갖고 있음을 현상관찰을 통해서 알아보고, 컴퓨터 인터페이스 실험장치를 이용한 자료이력기록(data-logging)활동을 통하여 영의 실험을 정량적으로 분석을 할 수 있다.
학습목표
이중슬릿에 의해 생기는 무늬를 관찰하여 빛이 파동성을 갖고 있음을 알 수 있다.
필요자원
통신
인터넷 사이트
H/W
컴퓨터, LCD 프로젝터, 인터페이스, 조도센서
S/W
비주얼베이식, 한글, 엑셀
기타
레이저포인터, 이중슬릿, 단일슬릿, 스크린, 줄자, 거리이동장치(딱풀), 클램프, 받침대
<1차시: 과학실>
단계
절차
수업활동
예상되는 학생반응
시간
ICT활용
도입
수업소개
.이중슬릿을 통한 빛은 스크린에 어떤 무늬를 만들까를 질문하고 자유로운 발표유도
.발표정리를 통한 선개념 정리
- 슬릿의 모양대로 스크린에 맺히는 상의 무늬도 같은 모양으로 만들어진다.
.이중슬릿
- 슬릿의 모양과 크기가 똑같은 무늬가 맺을 거라고 예상할 것이다.
- 또는 슬릿과 모양은 같고 크기에서만 차이가 나는 무늬가 맺힐 것이라고 예상할 것이다.
5분
.프로젝션과 멀티미디어를 이용한다.
[여러모양의 슬릿을 통과한 빛이 스크린에 만드는 상을 멀티미디어 자료를 이용해 다양한 형태의 무늬로 보여준다.]
.생각해보기 만화를 프로젝션을 통해서 제시한다.
[이중 슬릿을 통과한 빛이 만드는 무늬 모양의 이유에 대해서 세 친구가 자신의 생각을 주장하는 만화]
.학생들이 생각하는 각각의 사례들을 멀티미디어와 시뮬레이션을 이용하여 스크린에 재생한다.
.학생들이 동의하는지 확인하고, 동의하지 않는 경우에는 그 학생들의 생각을 실험을 통해 확인해 볼 것을 제안한다.
.물결파의 경우에 좁은 틈을 통과해서 생기는 무늬는 어떠한지 질문하고 두 개의 좁은 틈을 통과한 물결파가 만나면 어떻게 될것인지 조별로 토론해 보도록 한다.
.기초개념을 간단히 정리한다.
.파동의 간섭
- 보강간섭
- 소멸간섭
.파동의 회절
.왜 그렇게 생각하는 지 자신의 생각을 조원들과 토론하고 정리한다.
10분
기초개념전달
수업분위기 조성
문제 및
자료
제시
문제제시
.영의 실험을 통해서 문제를 제시한다[인지갈등과 호기심 유발].
- 레이저포인터의 빛을 이중슬릿에 통과시켜 무늬의 모양을 관찰하게 한다.
- 슬릿간격과 슬릿과 스크린사이의 거리는 무늬와 서로 어떤 관계가 있는지 관찰하게 한다.
- 슬릿이 만드는 무늬의 강도는 어떤 분포를 가질까라는 질문을 한다.
.자신의 생각과 다른 명암이 조차되는 무늬가 맺히기 때문에 학생들은 매우 의아해 할 것이다.
5분
.직접 시범을 보인다.
.슬릿을 돌렸을 때는 무늬가 어떻게 생기는지 질문해본다.
.슬릿간격과 슬릿과 스크린 사이의 거리를 변화시키면서 무늬를 예측하게 한다.
자료제시
.시범을 통해서 무늬를 확인해준다.
.그리고 직접 해볼 것을 제안하면서 컴퓨터 인터페이스를 이용한 이중슬릿 실험장치에 대해서 간단히 설명하고 준비된 실험서에 따라 실험을 실시하도록 한다.
.레이저광선이 눈에 직접 들어오지 않도록 주의시킨다.
.시범실험에서 제시된 무늬를 확인하고, 자료이력기록 프로그램을 조원들과 협력하여 세팅한다.
10분
.준비된 여러 가지 무늬의 그림들을 프로젝션을 통해서 보여준다.
.프로젝션을 이용하여 실험장치에 대한 설명을 그림과 함께 ppt 화면으로 보여준다.
문제해결
탐구활동
의견교환 및 수렴
.컴퓨터 인터페이스 측정장치를 이용하여 데이터를 수집하고 이를 프로그램 상에서 분석하여 그래프와 실험 값을 구하도록 지도한다.
.조별로 예상 결과를 토론하고 측정을 통하여 실험값을 정리한다.
15분
.프로젝션을 이용하여 교사가 시범으로 측정하는 활동을 볼 수 있게 한다.
<2차시: 컴퓨터실>
결과표현
결과해석
및 작성
영의 이중슬릿 실험 결과를 해석하여 탐구보고서를 작성하게 한다.
.영의 이중슬릿 실험결과 통해 알게된 개념을 해석하고 그 결과를 작성하게 한다.
.조별로 조원들이 협력하여 컴퓨터를 이용하여 결과를 작성하여 저장한다
15분
.교사의 공유폴더에 저장되어 있는 탐구보고서를 네트워크 환경을 통해 열어서 이용한다.
결과발표
조별로 작성한 결과를 발표하게 한다.
.조별 대표자가 나와서 결과를 발표한다.
15분
.조별 작성한 결과를 프로젝션을 이용해서 설명하고 다른 조와 비교해본다.
결론
정리
1.빛은 입자성 이외도 소리나 물결파처럼 파동성을 가지며 이로 인해 간섭현상이 생김을 알 수 있다.
2.또한 이 간섭현상에는 보강간섭과 소멸간섭이 있으며 스크린에 생긴 간섭무늬를 통하여 알 수 있다.
3.간섭무늬에 대한 공식을 이용하여, 빛의 파장이나 슬릿폭 또는 슬릿 간격을 구할 수 있다.
.결론 정리
.미해결 문제 및 도전 문제 정리
10분
.프로젝션을 이용하여 결론을 정리하고, 형성평가 문제를 제시한다.
과제제시 및
차시예고
[과제] 다음 시간까지 그림자 가장자리가 선명하지 않고 흐려지는 이유에 대해서 생각해보자.
[차시예고] 단일 슬릿을 통과한 빛은 어떤 무늬를 만들고 빛이 반사될 때 어떤 규칙이 있는지 알아보자.
5분
.과제를 제시하고 참고 인터넷 사이트를 제시한다.
.프로젝션을 이용하여 제시한다.
연 구 진
연구책임자
이 태 욱 한국교원대학교 교육연구원장 [e-mail]
방 명 숙 한국교육학술정보원 연구위원 [e-mail]
연 구 자
권 재 술 한국교원대학교 물리교육과 교수 [e-mail]
이 철 현 한국교원대학교 교육연구원 특별연구원 [e-mail]
장 순 규 경북문경정보산업고등학교 교사 [e-mail]
김 연 수 한국교원대학교 물리교육과 박사과정 [e-mail]
권 담 청주용암중학교 교사 [e-mail]
신 수 범 한국교원대학교 컴퓨터교육과 박사과정 [e-mail]
정 진 유 충북교육과학연구원 장학사 [e-mail]
김 형 주 한국교육학술정보원 선임연구원 [e-mail]
박 양 주 한국교육학술정보원 연구원 [e-mail]

키워드

ICT,   중등과학,   교육