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국제적 과학교육학술논문 요약과 외국 과학교육 및 국제화
[Visiting] - Kansas State University, Physics Education Research Group
본인은 과학재단 지원으로 2005년 1년간 캔자스 주립대학(www.ksu.edu) 물리학과 내 물리교육연구실(http://web.phys.ksu.edu/)에서 박사 후 연구원으로 지내면서 현대물리 학습에서 시각화가 가지는 역할에 관한 연구를 수행하였다. 미국 내 물리학과에 있는 물리교육연구실의 하나의 본보기가 될 것이라 생각되어 본 연구실의 간략한 개요와 현재 수행하고 있는 프로젝트를 중심으로 소개하고자 한다.
이 연구실은 워싱턴대학교, 메릴랜드대학과 더불어 미국 내 물리교육연구를 수행한 오래된 연구실 중 하나이다. 2005년 현재 Zollman 교수와 Rebello 교수와 3명의 박사 후 연구원, 10여명에 이르는 박사, 석사 과정생이 있는 연구실이다. 물리학과 내에 연구실이 있으며 주 연구 대상은 학부과정생들이다. 또한 수학과의 수학교육연구자 그리고 과학교육과의 예비교사 교육에도 협력적 관계를 유지하고 있다.
이 연구실에서는 물리 학습과 교수법에 관한 연구가 주요 연구 분야이다. 물리 학습과 관련해서는 물리 개념을 적용하는 인지과정을 미시적으로 분석하는 연구가 진행 중이다. 미시적 분석을 바탕으로 학생들이 물리 학습에서 가지는 어려움을 이해하고 이를 바탕으로 실제 교수 방법의 개선과 연구에 활용하고 있다.
물리 교수와 관련해서는 이미 개발된 "시각화된 양자 역학 (Visualized Quantum Mechanics)" (http://web.phys.ksu.edu/vqm/index.html) 과 현재 개발 중인 "현대의 놀라운 의학 기구(Modern Miracle Medical Machines)" (http://web.phys.ksu.edu/mmmm/index.html)가 있다.
“시각화된 양자역학”은 예비 과학 교사, 물리 비전공자를 위한 현대물리 교육과정과 실제 물리 전공학생을 위해 활용되고 있으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 양자역학 세계를 시각화시켜 가르칠 수 있도록 된 것이다.
“현대의 놀라운 의학 기구”는 일차적으로 의대생을 위한 물리과정으로 개발되고 있으나, 그 대상은 보다 넓어질 수 있을 것으로 보인다.
또 다른 한 편으로는 실제 현장의 교사들을 위한 프로젝트로 진행되는 디지털 도서관(http://www.physicspathway.org/) 작업이다. 이 프로젝트는 물리교육 전문가들의 연구와 현장 경험을 디지털 자료화하여(현재는 비디오 작업 진행 중), 현장 교사들의 수업 개선에 적극 활용할 수 있는 것이 주요 목적이다.
이 외에도 미적분학의 이해와 물리개념 이해의 상관관계 분석 등의 연구, 학생들의 입자 개념에 관한 인식 조사 국제 비교 연구, 학생의 마찰력의 이해에 관한 미시적 분석, 학생들의 현대물리에 관한 개념 조사 등 물리학의 내용을 중심으로 연구가 활발히 진행되고 있으며, 또 다른 한편으로는 이 연구를 바탕으로 현장에서 활용할 수 있는 교육과정을 개발, 연구하고 있다.
이 연구실의 특징은 물리학 내용을 중심으로 연구 주제를 설정, 진행하고 있으며, 이를 현장에서 적극 활용할 수 있는 것 역시 가치를 두고 연구하고 있다.
최재혁 (jaep22@chol.com)
서울대학교 이론물리학연구센터 연수연구원
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