인공지능 시대의 디지털 활용 과학교육

머리말 / 3

제1장 과학과 디지털 활용 교육 9
1.1 디지털 시대로의 전환 9
1.2 디지털 시대에 필요한 역량 12
1.3 교육 환경의 변화 21
1.4 과학과 디지털 도구와 교수법 33
1.5 2022 개정 교육과정과 디지털 교육 42
1.6 디지털 윤리 45

제2장 과학과 인간 중심(Human-Centered) 인공지능/디지털(AI/Digital) 기반 교재 63
2.1 인간 중심 AI/Digital 기반 과학교육의 이론적 기초 63
2.2 인간 중심 AI/Digital 기반 과학교재 설계와 교사 전문성 70
2.3 메타버스(Metaverse) 기반 교재 설계 및 활용 82
2.4 디지털 트윈(Digital Twin) 기반 교재 설계 및 활용 93
2.5 AI/Digital 기반 과학교육의 교육적 효과와 한계 108

제3장 생성형 AI 기반 과학학습 115
3.1 생성형 AI 기반 과학학습의 이해 115
3.2 생성형 AI 기반 과학 개념 학습 120
3.3 생성형 AI 기반 과학 글쓰기 125
3.4 생성형 AI 기반 탐구학습: 질문 생성에서 데이터 분석까지 132
3.5 생성형 AI 기반 프로젝트 학습 137
3.6 생성형 AI 기반 미디어 활용 142
3.7 생성형 AI 기반 과학학습의 방향과 과제 147

제4장 과학과 비대면 수업 도구 및 교수ㆍ학습 전략 159
4.1 과학과 대면+비대면(블렌디드) 수업 설계 159
4.2 비대면 학습 자료 연결과 실재감 구현: QR 코드, 증강현실(AR), 가상현실(VR) 활용 과학 수업 163
4.3 협력적 탐구와 데이터 공유: 디지털 협업 보드 168
4.4 실시간 쌍방향 소통과 참여형 수업 도구 173
4.5 디지털 워크북과 에이전틱 워크플로의 활용 182

제5장 과학과 디지털 탐구 도구 197
5.1 과학과 디지털 탐구 도구의 개념과 필요성 197
5.2 관찰과 측정의 디지털화 206
5.3 시뮬레이션과 가상 실험 도구 218
5.4 데이터 분석ㆍ시각화 도구 231
5.5 데이터 공유와 협력적 탐구 239
5.6 디지털 탐구의 실제: 영역별 적용 사례 247
5.7 디지털 탐구 도구 활용의 쟁점과 과제 250

제6장 과학과 디지털 활용 평가 259
6.1 과학과 디지털 활용 평가의 개념과 필요성 259
6.2 디지털 도구를 활용한 평가 전략 263
6.3 과학과 수행평가의 디지털 혁신 280
6.4 디지털 피드백 전략 296
6.5 과학과 디지털 활용 평가의 쟁점과 과제 306

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김영신 한국교원대학교 생물교육과
한국교원대학교 과학교육학 박사
현: 경북대학교 생물교육과 교수