물리교육학과 개요 한국교원대학교 물리교육과는 1984년 인가되어 1985년 학부과정을 시작으로 1986년 3월에 대학원 과학교육과(물리교육전공) 석사과정, 1987년 11월에 대학원 과학교육과(물리교육전공) 박사과정, 1989년 11월 교육대학원 과학교육과(물리교육전공) 석사과정이 신설되어 운영되고 있으며, 2002년 현재 물리교육과는 교수 6명, 학부생 90명, 석사과정 15명, 박사과정 5명, 그리고 교육대학원 석사과정 19명으로 총 129명이 소속되어 있다. 물리교육과의 교육목표는 물리학 전반에 걸친 기본 개념들을 이론 및 실험적으로 폭넓게 이해하고, 중등교육 현장에서 효과적으로 활용될 수 있는 물리교재 및 과학학습 모델을 개발할 수 있는 탐구능력과 인간적인 모습으로 학생들에게 친숙하게 다가갈 수 있는 물리교사를 양성하는 데 중점을 두고 있다. 이를 위해 물리교육과는 교과내용학과 교과교육학을 병행하여 심도있게 가르치고 있는데, 먼저 교과내용학은 물리학의 전 영역에 걸쳐 학생이 졸업할 때까지 체계적으로 교육을 받을 수 있도록 교육과정을 편성하였고, 또한 학생들의 학습성취도를 알기 위해서 중간고사나 기말고사 이외에도 전학년에 걸쳐 수시로 시험을 실시하여 학생들의 학습수준을 일정하게 유지하도록 하고 있다. 그리고 실험실습은 각 학년의 교과내용과 연계하여 실시함으로써 지식습득에 있어 이론과 실기가 병행하도록 하고 있다. 교과교육학 분야는 수업시 학생들에게 물리적 지식의 전달을 용이하게 하기 위한 다양한 과학교육이론과 교육매체제작에 대한 수업뿐만 아니라 학생들이 올바른 교직관을 가질 수 있는 인성교육 등을 통하여 다양한 방법으로 접근하고 있다. 또한 물리교육과 학생회에서도 자체적인 학생 봉사활동 등을 통하여 건강한 가치관을 가질 수 있도록 노력을 기울이고 있다. 이와 같이 물리교육과에서는 전문지식과 실험 등을 폭넓게 배우고 다양한 연구방법을 숙달케 하여 인성과 전문지식을 갖춘 우수한 교원이 나올 수 있도록 노력하고 있다. 분야별 연구내용 물리교육과는 교과교육학으로는 물리교육분야가 연구되고 있으며 교과내용학으로는 이론물리분야와 실험물리분야로 나누어지고 있다. 교과내용학에서도 물리에 관한 연구뿐만 아니라 교원 대학이 사범대학 계열인 특성을 살려 교육에 관련된 연구가 이루어지고 있다. 물리교육분야는 권재술과 김범기를 중심으로 한 물리교육연구실의 다양한 분야에 걸쳐서 연구가 이루어지고 있다. 주로 교육대학원과 일반 대학원 학생들을 활용하여 연구가 진행된다. 대학원생들이 거의 대부분 현장의 교사들로 구성되어 있기 때문에 현장의 요구에 부응하는 연구를 권장하고 있다. 물리교육과에서 이루어지고 있는 물리교육 연구는 크게, 학습이론, 교육과정, 교재개발로 볼 수 있다. 학습이론에 있어서는 최근의 구성주의적 관점을 수용하는 입장에서 연구하고 있으며, 학생의 인지적 발달 수준과 물리학습과의 관계에 대한 연구, 인지갈등과 물리학습과의 관계에 관한 연구 등이 이루어지고 있다. 인지발달 수준과 관련된 연구로는 우리나라 학생들의 논리적 사고력 수준, 인지수준과 탐구능력과의 관계, 인지 수준이 학습효과에 미치는 영향 등의 연구가 이루어지고 있다. 인지갈등과 관련된 연구에서는 인지갈등의 정도를 측정하는 지필검사 도구를 세가지 유형으로 개발하였다. 이 도구는 앞으로 인지갈등과 관련된 연구를 활성화시키는 역할을 할 것으로 기대하며, 인지갈등과 개념의 획득과의 관계, 그리고 인지갈등에 관계되는 제반 변인을 확인하는 데 쓰일 수 있을 것이다. 교육과정 영역에서는 교육과정의 변천, 교과서의 내용과 내용의 위계 분석, 학생의 인지발달 수준과 교과서의 내용수준 등을 비교하는 연구가 이루어지고 있다. 특히, 7차 교육과정과 관련하여 교육과정의 체제, 수행평가 방법 등의 연구도 병행하여 수행하고 있다. 교재개발과 관련해서는 주로 멀티미디어를 이용한 물리교재의 개발에 중점을 두고 있다. 특히, 인터페이스를 사용한 물리시험을 많이 개발하고 있으며, 물리교육과 연구실에서 독자적으로 개발한 인터페이스를 이용한 물리시험 교재 개발과 그 활용에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이론물리분야는 윤성현을 중심으로 이론물리연구실을 구성하고 물리적인 질문으로서 엄밀한 수학적 취급을 요하는 문제에 주로 관심이 있다. 이 시대의 주된 관심 사항은 축퇴된 속박상태와 특히 산란상태의 단열 곡률과 천(Chern)의 수가 갖는 성질을 간단한 모델 시스템을 통해서 이해하는 것이다. 또한 중고등학생이나 대학생들이 어려움을 느끼고 있는 주요 물리개념과 원리를 파악하고 이를 개선하기 위한 교수학습 자료 및 방법의 개발에도 노력을 기울이고 있다. 실험물리분야는 입자물리실험실, 전산물리 및 고체물리연구실과 양자광학연구실이 있다. 입자물리 실험실에서는 김상현을 중심으로 물리교육이나 나아가서는 과학교육에 필요한 웹콘텐츠를 연구 개발하고 있다. 교사의 정규교육이나 학생의 개인학습에 필요한 학습자료를 수집 분석하고 웹상에서 구현될 수 있도록 학습자료를 웹디자인한다. 웹환경에서 사용할 수 있도록 컴퓨터그래픽 애니메이션 기술과 프로그래밍 기술을 통하여 웹환경에서 사용자의 학습효과를 최대한 향상시킬 수 있는 방안을 연구한다. 사용자 환경에 맞추어 PC 기반의 웹콘텐츠는 물론이고 디지털 방송시대를 대비하여 세톱박스(Settop box)환경 및 HDTV환경 기반의 웹콘텐츠를 동시에 연구 개발하고 있다. 제작된 콘텐츠들은 ASP, PHP, SQL를 이용하여 실험실 보유의 웹서버와 DB 서버에서 DB화한다. 이를 위하여 자체 서버시스템 매니지먼트기술과 네트워크기술을 연구한다. 제작된 교육용 웹콘텐츠들은 교육네트워크 등을 통하여 전국의 중등교육 현장에서 사용하도록 보급하며 사용자의 학습효과를 수시로 분석한다. 전산물리 및 고체물리 연구실에서는 장세중을 중심으로 중등학교 물리 및 일반물리 수준의 실험에 대해 연구하고 있다. 특히 멀티미디어나 인터페이스를 사용한 MBL, CBL 등에 대한 연구는 1990년부터 시작되었으며 광스위치, 조도센서, 온도센서, 힘센서, 압력센서, 자기센서 등을 사용하여 40여종의 기본적인 물리실험이 가능한 인터페이스를 개발하였다. 현재는 사용자가 인터페이스를 써서 실험을 디자인하고 원하는 대로 데이터를 분석할 수 있으며 시뮬레이션도 간단히 작성할 수 있는 소프트웨어를 개발중이다. 양자광학연구실은 김중복을 주축으로 원자와 레이저의 양자 상호작용을 연구하고 있다. 결맞음 광으로는 파장 가변형 반도체 레이저를 사용하고 1족의 알칼리 원자들과의 상호작용에 관하여 연구하고 있다. 또한 진공 챔버에서 광자기포획(MOT) 방법에 의해 세슘 원자를 포획하였으며 이를 이용하여 정지한 원자에서 연구도 수행하고 있다. 2002년 현재는 전자기유도흡수 현상에 관한 이론과 실험 연구 및 초저속 광파와 원자 결맞음에 관한 연구를 주로 하고 있으며 레이저 광을 매개로 하는 3준위 이상의 원자계에서의 양자간섭 현상에 대한 연구를 진행하고 있다. 또한 빛과 관련된 전자기, 광학분야의 내용을 보다 바르고 쉽게 교수 - 학습하기 위한 물리교육 관련 연구도 함께 진행해 오고 있는데, 광학관련 오개념 연구 및 새로운 실험자료 개발 등의 교수 - 학습 전략의 개발을 위한 기초 연구와 함께 웹기반 교수 - 학습 자료를 개발하고 있다. |
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