2015 개정 과학 교육과정의 6학년 1학기 교과서에서는 일상적으로 관측되는 천문 현상인 '낮과 밤'이 생기는 원인에 대해 설명하고 있다. 교과서상에서는 낮과 밤이 생기는 원인을 설명하기 위해 우주 기반 관점의 시각 자료만 사용되고 있다. 본 연구에서는 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 추가로 제시하였을 때 지구 기반 관점과 우주 기반 관점의 공간 표상 형성에 어떤 변화가 있는지 알아보고자 하였다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 학생들에게 지구 기반 관점의 시각 자료를 제시하였을 때 학생들의 지구 기반 관점은 물론 우주 기반 관점의 공간 표상 또한 변화시킬 수 있다. 둘째, 지구 기반 관점의 시각 자료가 학생들의 공간 표상 유형이 여러 측면에서 달라질 수 있는 가능성을 확인하였다. 셋째, 같은 지구 기반 관점의 시각 자료를 학생들에게 제시하더라도 성별, 공간 표상의 수준에 따라 각 관점의 공간 표상에 미치는 효과가 다르게 나타난다.

본 연구는 포천 한탄강 지질공원에 대한 야외학습 프로그램을 개발하기 위하여 Orion의 야외학습 모형을 적용하여 개발하였다. 야외학습 지점은 포천 한탄강 지질공원의 지질명소 중 화적연과 비둘기낭 폭포로 선정하였다. 준비 단계 6종, 야외학습 단계 2종, 정리 단계 2종의 총 10종의 자료를 개발하였으며, 예비수업에 적용하고 설문 조사를 하였다. 준비 단계에서 인지적, 심리적, 지리적 요소를 고려하여 생소함의 공간을 줄이는 데 도움이 되도록 구성하였다. 야외학습 단계에서는 학생들이 교육과정과 연계된 학습 개념을 과학적 방법으로 습득하고 과학에 대한 흥미를 높일 수 있도록 설계하였다. 정리 단계에서는 학생들이 야외에서 관찰한 지질학적 현상을 정리하고 포천 한탄강 일대의 지사를 유추하는 데 도움이 되도록 구성하였다. 개발된 야외학습 프로그램을 예비수업에 적용하여 학생 설문 결과를 바탕으로 각 학습 지점에서 학생들의 과학에 대한 흥미를 키워줄 수 있는 관찰 활동에 충분한 시간을 주도록 수정하였다. 또한, 전문가 타당도 검사를 바탕으로 야외학습 단계의 학습 요소와 교육과정과의 연계를 고려하여 융합적 사고가 촉진될 수 있는 발문을 보완하였다. 본 연구에서 개발한 포천 한탄강 지질공원에 대한 야외학습 프로그램은 야외 지질학습을 통해 학생들의 과학에 대한 흥미와 과학적 태도를 높여줄 수 있었다.

이 연구는 과학 글쓰기 교육 관련 국내 연구의 동향을 분석하는 것이다. 분석 대상은 2004년부터 2021년까지 국내 과학 글쓰기 교육 관련 연구 논문 152편이다. 분석 기준은 연구 문제, 연구 대상, 연구 방법, 연구 적용방식, 그리고 연구 적용 결과로 설정했다. 분석 결과 2014년까지는 꾸준히 증가하는 경향을 보였으나, 이후부터는 감소하는 것으로 나타났다. 연구 문제들을 분석한 결과 과학 글쓰기 활동의 효과를 알아보는 연구가 가장 많은 것으로 나타났다. 연구 대상은 초·중·고등학생 대상 연구가 대부분을 차지하였다. 연구 방법 분석 결과에서는 질적 연구가 많은 비중을 차지하였고, 양적 연구와 질적 연구를 병행한 혼합연구도 많았다. 연구 적용방식에서는 정규수업에서의 적용 연구가 가장 많았다. 적용 효과에 대해 분석한 결과 과학 개념, 과학에 대한 태도, 사고력, 창의적 문제해결력 등에 대한 연구가 대부분이었다. 과학 수업에서 실험관찰 글쓰기 등 글쓰기 교육은 2007 개정 교육과정 도입 이전부터 꾸준히 이루어져 왔다. 특히 과학 글쓰기는 2007 개정 교육과정 이래 2022 개정 교육과정 총론에 이르기까지 텍스트 기반 교육으로서 중요성이 강조되고 있다. 과학교육에서 학생들이 자신의 생각을 생성하고, 공유하고, 설명하고 확장하는 데 있어 글쓰기는 중요한 학습 전략이다. 이에 과학 글쓰기 교육 관련 국내 연구 동향을 살펴보는 것은 향후 과학 글쓰기 교육의 나아갈 방향을 설정하는 데 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.

이 연구에서는 5명의 지구과학 교사를 대상으로 심층 면담을 통해 천체 관측 활동 경험이 가지는 의미를 현상학적으로 탐색하였다. 연구 참여자에게 Seidman의 3단계 면담법을 수정하여 개발한 질문지를 제공하고, 반구조화된 면담을 거쳐 자료를 수집하였다. 면담 자료의 분석을 거쳐 천체 관측 활동의 교육적 함의를 도출하였다. 교사들은 교원양성과정에서 수강한 관측 천문학 실습 강의를 통해 천문학과 관측에 대한 체계적인 기초 지식을 형성하였고, 교사가 된 이후에는 주로 동료 교사들의 도움을 얻어 실질적으로 천체 관측 활동을 수행하는 요령을 익혔다. 학생들을 대상으로 한 천체 관측 활동을 기획하고 실행하면서 교사들은 학생의 인지적 영역, 정의적 영역, 진로에 대한 인식에서 긍정적인 변화를 확인하였고, 따라서 천체 관측 활동의 교육적 가치를 높이 평가하였다. 천체 관측 활동은 교사 본인에게도 매우 큰 보람과 만족감을 주는 활동이고, 지구과학 교사로서의 자긍심을 고취하는 기능이 있는 것으로 확인되었다. 그러나 교사들은 학교 현장에서 관측 활동을 수행하는 과정에서 내적/외적인 장애 요인으로 인한 어려움을 경험하고 있었다. 교사들이 천체 관측 활동을 시도하거나 지속하기 위해서는 내적 장애 요인의 해결이 더 중요한 것으로 나타났으며, 이를 위해서는 적절한 시기의 연수를 통한 내용적 지원으로 자신감을 북돋아 주고, 교사 연구회와 같은 동료 집단에서 경험을 공유할 기회를 제공할 필요가 있다.

In this study, we propose an analytical model to elucidate the formation of electric fields between two parallel conducting plates. Using nine Gaussian surfaces, we investigated the charge redistributions and electric fields formed by parallel conducting plates when two charged plates get close together. The electric charges are redistributed via a new electrostatic equilibrium to create the electric field of each plates. As a result, the electric field start from + electrode plate to - electrode plate via inducing a new electrostatic equilibrium, implying that the application of Gaussian surfaces to only one of the electrodes of parallel-plate capacitors is deserved. The results will help undergraduate students understand the charge redistribution and the electric field formation in parallel-plate capacitors in a reasonable manner.