Analysis of Carbon Cycle Concepts based on Earth Systems Perspective of High School Students

고등학생들의 지구시스템 관점에 기반한 탄소 순환 개념 분석

The purpose of this study is to analyze carbon cycle concepts based on earth systems from the perspective of high school students. The subjects for this study were seven students who have completed Earth-science I curriculum. to analyze of carbon cycle concepts based on earth systems perspective, the methods of word association, casual map and drawing were used. The results of this study were as follows: first, 5 out of 7 students have suggested carbon cycle concepts less than three. Second, the carbon cycle concepts on the change of state were 2. Also, the carbon cycle concets on process were 8. Third, 2 out of 7 students present 2 feedback loops, 3 out of 7 students 1 feedback loops, but 2 out of 7 students couldn't present the feedback loops associated with carbon cycle. Finally, As for carbon cycle concepts through drawing, 1 out of 7 students drew 9 concepts, 3 out of 9 students drew 7 concepts and the rest of them drew 5, 4, 3 concepts respectively. These results suggest that concept and feedback loop thinking skills on carbon cycle are a low level. Therefore, It is suggested that more educational programs be developed on various topics in order for high school students to improve their system thinking skills as well as knowledge integration of earth systems.

본 연구의 목적은 고등학생들의 지구시스템적 관점에 기반한 탄소 순환 개념을 분석하고자 한다. 이를 위한 연구 대상자로 고등학교 학생들 중 지구과학I 교과를 이수한 학생으로 본 연구에 참여 의사를 밝힌 7명의 학생들을 선정하여 지구시스템적 관점에 기반한 탄소 순환 개념을 분석하였다. 탄소 순환 개념 분석을 위해 학생들에게 탄소 순환과 관련된 단어 연상, 인과 지도 그리기, 그림 그리기를 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 연상된 개념은 7명 중 5명이 3개 이하로 나타났다. 두 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 상태 변화와 과정의 개념은 상태 변화 2개, 과정 8개로 나타났다. 세 번째, 학생들의 탄소 순환 관련 연결 고리는 2명의 학생이 2개, 3명의 학생이 1개의 연결 고리를 나타내었고, 2명의 학생은 연결 고리를 나타내지 못하였다. 네 번째, 그림 그리기를 통해서 본 탄소 순환 관련 개념은 1명의 학생이 9개, 3명의 학생이 7개, 나머지 학생들은 각각 5개, 4개, 3개의 개념을 그림으로 표현하였다. 이는 연구 대상 7명의 학생 중 1명은 시스템 사고를 잘 수행하고 있으며, 6명은 탄소 순환에 대한 적은 개념과 연결 고리로 시스템 사고가 미흡함을 보여준다. 학생들에게 지구 시스템과 연결된 지식이나 시스템 사고를 향상시키기 위해서는 고등학교 교육과정의 다양한 교육프로그램이 개발되어야 할 것이다.