과학실험교육에서 지식공유활동의 효과성

Abstract

과학 교육에 있어 새로운 도구이며 개념인 MBL(Microcomputer Based Laboratory)실험체제를 기존 교육 시스템에 효과적으로 정착시키기 위하여 지식경영적 관점에서 MBL을 사용하는 교사들을 대상으로 하는 과학실험의 지식공유시스템을 구축하고 그 효과를 평가해 보았다. MBL 실험체제는 교사들이 사전에 예측하지 못한 상황에 대한 지식을 포함하고 있을 뿐 아니라 그 실험과정 진행 상황에서도 정형화 되지 않은 많은 지식을 발생시킨다. 따라서 MBL을 사용해본 경험이 있는 교사집단이 실험준비, 실험과정, 실험 후 단계에서 습득한 많은 암묵적 지식을 공유하기 위한 「과학실험 지식공유 시스템」은 과학실험의 여러 변인 통제와 해석, 실험조건에 따른 다양한 결과 해석에 유익한 영향을 미쳐 MBL이 기존 교육 시스템으로 정착하는 데 매우 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 지식경영적 개념에 입각한 과학실험 지식공유 시스템을 구축하기 위하여, 우선 기존 유사 사이트에 대한 구조분석을 통하여 일차적인 형식을 갖추고 지속적으로 개선하는 과정에서, MBL의 사용자인 실무 교사들의 의견을 인터뷰와 설문조사를 통해 시스템에 대한 수요조사를 하였다. 수요조사 분석 결과, 초·중등 과학 교과과정에 대한 지식맵(Knowledge Map)을 주제어와 차시별로 구성하고, 사용 센서와 각 실험의 통제 변인을 명기 할 수 있도록 실험컨텐츠를 구성하였다. 그리고 MBL실험을 통해 생성된 산재한 암묵적 지식을 명시적으로 구축하여 갱신하는 효과를 극대화하는 방향으로 웹 시스템을 구축하였다. 이러한 구조에 따라, 본 시스템에 등록한 회원은 누구나 각자 실험 컨텐츠를 등록할 수 있게 하고, 등록된 컨텐츠에 대하여는 실천공동체(CoP)의 역할을 하는 ‘MBL 연구회’에서 검증 평가하여, 「검증된 실험 컨텐츠 검색」메뉴를 통하여 과학실험지식을 공유할 수 있는 체제를 구성하였다. 개발한 웹 기반의「과학실험 지식공유 시스템」은 단순한 정보시스템이 아니라 구성원 간의 활발한 상호작용을 목적으로 하여 현장에서 발생하는 문제를 중심으로, 보다 비구조적인 정보와 노하우, 경험들을 자발적이고 능동적으로 교류할 수 있는 환경을 구성하는데 초점을 맞추었다. 구축된 「과학실험 지식공유 시스템」은 MBL을 사용하는 교사집단의 과학 실험에 대한 지식을 통합적으로 구축하고, 과학실험교육에 바람직한 MBL시스템 도입에 따른 교사들의 불안감이나, 실험의 몰이해로 야기되는 오개념 등의 문제점들을 제거함으로써, 교육적 효과를 극대화 할 수 있는 것으로 평가되었다. 특히, 통제변인에 따른 서로 다른 실험결과에 대한 예측이나 해석에 큰 도움이 되며, MBL과학실험방법에 적응하기까지의 시행착오를 줄일 수 있고, 이 실험방법의 빠른 정착과 활성화에 매우 유용하게 활용될 수 있겠다고 평가되었다.

In this study, a knowledge sharing system for teachers using MBL(Microcomputer Based Laboratory) is constructed and evaluated from the view point of knowledge management to effectively graft MBL to the existing education system. MBL is a newly introduced concept in the science education area. MBL experiment system contains a lot of unexpected situations for the teachers, and generates much more just coming up knowledge during its operation. The knowledge sharing system provided by MBL experienced groups to share many tacit knowledge concerning the preparation, processing, and post stages of experiments with other teachers was brought to be very effective for the MBL to get settled on the current education system because the sharing system was very helpful for the control of many variables as well as the analysis of the diverse experimental result. To construct the knowledge sharing system of science experiment based on the concept of knowledge management, an interview survey was performed to improve the prototype web system in the process of setting up from similar web sites analysis. The final system design and constructed to maximize the knowledge sharing effect after the survey includes knowledge map of the school science curricula according to the key words and time tables, at which MBL components and each experimental constraints are stated. Every web member could register his own contents of experiment, and the contents is evaluated by the society of MBL study, which acts like the practice community(CoP), and then listed on the「Proven contents search」menu for sharing. The developed web based knowledge sharing system of science experiment not only shared the information, but also concentrated on providing an infra structure of communication for active interchange of unstructured knowledge, know-hows and experience between members centered on problems occurred at the education field. The developed knowledge sharing system is proved to maximize the educational effect by systematically constructing knowledge of science laboratory education of teachers, by clearing uneasiness of field educators from introducing new educational MBL system, and by eliminating problems from misunderstanding the process of laboratory experiments. Especially, it is assessed to be very useful for the prediction and analysis of the different MBL experiment data according to the different control factors, so that it reduces errors and enhances fast adaptation of the introduction of new MBL environment.