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DNA, 유전자, 단백질의 통합적 이해를 위한 분자생물학 탐구 실험 프로그램 개발 및 적용 - ALDH2 다형성을 중심으로
Development and Application of the Laboratory-Oriented Molecular Biology Inquiry Program for Coherent Understanding of DNA, Gene, and Protein - Focusing on ALDH2 Polymorphism

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Authors
우정임
Advisor
이준규
Major
사범대학 과학교육과(생물전공)
Issue Date
2015-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
DNA 유전자 단백질의 통합적 이해분자생물학 탐구 실험 프로그램분자생물학 탐구 경험분자생물학 탐구 학습 모델ALDH2 다형성 확인 탐구 실험 수업 모듈단일 염기 다형성
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 과학교육과(생물전공), 2015. 8. 이준규.
Abstract
본 연구의 목적은 분자생물학 실험 경험이 부족한 일반계 고등학생들의 전공 분야 기초 소양 함양을 위해 분자생물학 탐구 실험 프로그램을 개발하는데 있다.
먼저, 우리나라 교육과정과 교과서에 포함된 분자생물학 관련 내용 요소 및 탐구 활동 조사, 고등학교 생명과학 교사들의 분자생물학 탐구 활동에 대한 인식 조사, 국내외 분자생물학 탐구 학습 프로그램 및 실험 기법을 탐색하였다. 연구 결과, 교육과정과 연계한 분자생물학 개념, 분자생물학 탐구 능력 향상, 적절성과 안전성, 분자생물학 실험 기구 및 기법 학습, 학습 주제 및 실험 재료 선정에 있어서 학습 동기 유발, 진로 탐색 등 분자생물학 실험 경험이 없는 일반계 고등학생들 대상의 분자생물학 탐구 실험 수업을 효과적으로 수행하기 위한 전략을 수립할 수 있었다. 수립한 분자생물학 탐구 실험 교수?학습 접근 전략 내용과 프로젝트 기반 학습, 탐구 기반 학습 모형의 구성 요소를 비교?분석하여 일반계 고등학생들의 분자생물학 탐구 실험을 위한 학습 모델을 개발하였다. 즉, 교육과정과 일상생활 연계, 학습 동기 유발, 탐구 경험, 지식의 구조화, 반성, 효과의 6단계로 구성된 분자생물학 탐구 학습 모델을 개발하였으며, 분자생물학 탐구 실험 수업 자료를 개발하였을 때 효과적으로 적용할 수 있는 수업 모델인 것으로 나타났다.
DNA, 유전자, 단백질을 통합적으로 이해하기 위한 실험 콘텐츠로서, ALDH2 다형성 확인을 위한 DNA 추출, 젤 전기영동에 의한 DNA 확인, PCR에 의한 DNA 증폭, 유전자 DNA 확인, 제한 효소 처리, ALDH2 단일 염기 다형성 확인의 6종류의 수업 모듈을 개발하였다. 개발한 탐구 실험 수업 모듈을 다양하게 재구성하여 DNA, 유전자, 단백질의 통합적 이해를 위한 분자생물학 탐구 실험 프로그램Ⅰ~Ⅲ을 개발하였으며, 이를 일반계 고등학교에 적용한 후 학생들의 설문지, 유전개념 검사지, 활동지 소감, 면담 결과를 분석하여 그 효과를 검증하였다.
개발한 수업 모듈의 일부와 정규 교과와 연계한 프로그램Ⅰ을 적용한 3학년 75명의 설문지 분석 결과, 분자생물학 탐구 실험 프로그램Ⅰ이 분자생물학 실험 경험이 없는 고등학생들도 수행할 수 있는 것으로 분석되었다. 학생들의 프로그램에 대한 이해와 교과 성적과의 상관관계가 있는 것으로 분석되어(p<.05), 일반계 고등학생들의 정규 교과 탐구 활동에 효과적임을 알 수 있었다.
개발한 실험 수업 모듈 전체를 단기간 프로젝트로 재구성한 프로그램Ⅱ를 24명의 방과후 학교 교실 1, 2학년에게 적용한 결과, 분자생물학 학습 경험이 없는 학생들도 수행 가능하고 생물 관련 전공 및 진로 선택에 효과적인 것으로 나타났다. 각 모듈 간의 상관관계가 비교적 높은 것으로 분석되어(p<.05), 일반계 고등학생 대상 프로젝트 형태 분자생물학 탐구 프로그램으로 효과적으로 사용될 수 있는 것으로 분석되었다.
개발한 수업 모듈 전체와 직업 현장과 연계하여 개발한 프로그램Ⅲ을 과학 동아리 교실 39명에게 두 차례 연간 적용하였다. 적용 결과, 일반계 고등학생들의 유전개념이 유의미하게 향상되었고(p<.05), 분자생물학 분야의 탐구 능력 향상 및 과학 분야의 구체적인 진로 탐색 프로그램으로 효과적으로 사용된 것으로 나타났다.
이와 같은 연구 결과로부터, DNA, 유전자, 단백질의 통합적 이해를 위해 개발한 분자생물학 탐구 실험 프로그램이 일반계 고등학교 교실에 적용 가능하고 효과적인 수업 자료임을 알 수 있었다. 본 연구는 그동안 일반계 고등학교 교실에서 수행하기 힘들다고 생각되어 온 분자생물학 분야의 탐구 실험에 대하여 효과적인 프로그램을 개발한 점과 과학 분야의 구체적인 진로 체험 프로그램을 개발한 점에서 향후 일반계 고등학교 과학 탐구 프로그램 개발의 시사점이 될 것으로 보인다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/120757
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Appears in Collections:
College of Education (사범대학)Dept. of Science Education (과학교육과)Biology (생물전공)Theses (Ph.D. / Sc.D._생물전공)
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