이 연구는 2023년 8월의 이른바 슈퍼블루문의 과학기사에서 나타난 정확한 커뮤니케이션의 중요성 및 대중 천문학의 현주소를 살펴보고 향후 개선 방안에 대한 기초 자료를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 위해 천문우주에 대한 지식 정도를 기준으로 비전문가, 준전문가, 전문가로 연구 대상을 구분지어 천문과학 정보의 자료 해석 능력을 조사하고, 해석 과정에서 발생한 오류들에 대해 심층 인터뷰를 통해 원인을 분석하였다. 또한 과학정보의 제공을 위해 노력하는 연구기관과 이를 확산하기 위해 노력하는 언론매체에 대한 호감도와 신뢰도를 조사하고, 이번 사례와 같이 올바르지 않은 과학정보가 확산되었을 경우에 기존 호감도와 신뢰도에서 어떤 변화가 일어나는지에 대해서도 알아보았다. 천문우주에 관한 과학정보의 해석에서는 인지적 측면에 따라서도 차이가 있었지만 이와 별개로 소통이라 부를 수 있는 언어학적인 요소 혹은 문해력의 영향도 무시할 수 없었고, 특히 기존에 연구대상에 내재된 오개념들이 발현되어 정확한 정보 해석에 오류를 가져올 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 연구대상들은 확산된 과학정보에 오류가 포함되었음을 인지한 후에 연구기관과 언론매체에 대한 호감도가 각각 12.30%, 17.58% 하락하였고, 신뢰도는 연구기관이 19.40% 하락, 언론매체가 24.49% 하락하였다. 오류의 발생 원인과 관계없이 연구기관과 언론매체 모두에 대한 호감도 및 신뢰도가 전반적으로 하락한다는 점을 감안하면 정확한 과학정보 제공의 중요성이 더욱 강조된다. 이를 개선해 연구기관 및 언론매체가 일반 대중들의 신뢰를 바탕으로 정확한 천문우주의 과학정보를 확산하기 위해서는 천문우주관련 연구기관에서 생성한 오류 없는 정보가 언론매체 혹은 과학커뮤니케이터에게 정확히 전달될 수 있는 시스템 구축이 필요하며 지속적인 모니터링을 통해 잘못된 과학정보가 발생한다면 이를 빠르게 회수하고 수정하는 시스템의 개발이 필요하다.

연구의 목적은 지구과학교육의 주요한 대상인 자연이 가지고 있는 특성으로, 그것의 외재적 유용성인 도구적 가치를 넘어선, 그 자체의 내재적 가치에 어떻게 접근하는가를 탐색하는 것이다. 무엇보다도 심리적 요소들이 포함된 실험 전체 전이과정에서 활동적 고유한 가치(Activity-based inherent value) 라고 하였다. 환경윤리의 핵심에는 가치, 그리고 무엇이 지속할 만한 가치가 있는지에 대한 공리적 질문이다. 그것은 단순히 지속을 넘어선 문제이다. 그 해답은 지속적인 자연환경의 가치로, 내재적인 가치, 즉 생명 애호가로서 유산가치(Leopold의 생명공동체의 건강함을 표현하는, 통일성, 안전성, 아름다움 등) 로, 특히 아름다움을 보전해야 하는 교육이다. 나아가 내재적 가치 대신 지속 가능한 가치로 가치평가 영역을 공시적 차원에서 통시적 차원인 윤리적 가치로 격상시켜야한다. 환경윤리학에서는 지식 자체의 아름다움을 보여주는 내재적 가치를 유산가치(bequest value)라고 한다. 연구는, 기존의 경험을 무시하는 선험적인 내재적 가치와, 경험 중심의 활동 중심적 고유한 가치를 구분하였다. 또한 지구과학교육에서 과학적 실험으로, Eratosthenes의 지구크기측정 실험으로 활동 중심의 고유한 가치원리를 탐색하였다. 과학적 세계관에 따른 가치원리는 가치판단의 근거가 된다. 무엇보다도 실험결과를 추론하는 과정에서 미적 가치가 개입되는 실험의 활동적 가치 체험을 통하여, 내재적 가치가 발현되고 있었다. 교육적 시사점으로 우리가 지속가능한 사회와 자연을 만들어가는 근간이 되는 도구적 가치보다는 고유한 가치를 내면적으로 전이 될 수 있도록 돕는 가치-교육이 되어야한다.

본 연구는 수학과와 과학과를 중심으로 데이터 시각화 역량 범주 관점에서 2022 개정 교육과정의 성취기준 및 성취기준 해설을 분석하여 그 특징을 과목과 학년군별로 알아보는 데 목적이 있다. 연구를 실행하기 위해 선행연구들을 조사하였으며, 연구자들은 수집 및 전처리 역량, 기술 역량, 사고 역량, 상호작용 역량이라는 4개의 데이터 시각화 역량 범주를 중심으로 데이터 시각화의 핵심 역량 범주를 정리하였다. 이를 바탕으로 데이터 시각화 관점에서 성취기준을 분석하기 위한 틀을 제작하였으며, 이를 활용하여 2022 개정 교육과정(교육부 고시 제2022-33호, 별책 8과 9)의 문서를 검토 및 분석하였다. 수학과 성취기준 및 성취기준 해설 191개와 과학과 성취기준 및 성취기준 해설 230개를 분석하여 데이터 시각화 역량과 관련된 요인을 추출하고 정리하였다. 정리된 요인들을 학습 기간을 고려하여 표준화한 후, 히트맵을 활용하여 시각화하고 정성적으로 분석하였으며, Mann-Whitney의 U 검정과 독립표본 Kruskal-Wallis 검정을 통해 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 수학과의 경우 학년군별로 유의미한 차이가 나타나지 않았으며, 성취기준별로는 사고 역량이 기술 역량(p=.002) 및 상호작용 역량(p=.001)에 비해 유의미하게 낮은 것으로 나타났다. 또한 학년군이 올라갈수록 기술 역량과 상호작용 역량으로 수렴하는 경향을 보였다. 과학과의 경우, 학년이 올라갈수록 더 많은 성취기준을 다룬다는 것을 확인할 수 있었으며(대응별 비교, 5~6학년군 대 7~9학년군 p=.001; 5~6학년군 대 10학년군 p=.029; 3~4학년군 대 7~9학년군 p=.022), 성취기준별로는 사고 역량이 다른 모든 역량에 비해 유의미하게 낮은 것(대응별 비교, 기술 역량 p=.024; 수집 및 전처리 역량 p=.012; 상호작용 역량 p=.010)으로 나타났다. 또한 학년군이 올라갈수록 사고 역량을 제외한 나머지 역량으로 수렴하는 경향이 있었다. 이를 통해 첫째, 데이터 시각화 역량은 교육과정에서 4개의 데이터 시각화 역량 범주로 분류할 수 있으며, 둘째, 수학 및 과학 과목의 데이터 시각화 역량은 학년군이 올라갈수록 특정 역량으로 수렴되는 경향을 보이며, 셋째, 데이터 시각화 역량 중 사고 역량은 비교적 비중이 적게 다루어진다는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결론을 바탕으로 2022 개정 교육과정에서 데이터 시각화 역량에 대한 시사점을 제언하였다.

이 연구의 목적은 지구과학 데이터 활용 프로젝트 학습 프로그램을 개발하고, 프로그램이 학생들의 지식정보 처리 역량, 의사소통과 협업 역량에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 이를 위해, ADDIE 수업 설계 모형을 적용하여 프로그램을 개발하고, 중학교 2학년 학생 75명을 대상으로 적용하였다. 프로그램의 효과를 확인하기 위해 지식정보 처리 역량 검사, 의사소통과 협업 역량 검사 결과를 대응 표본 t 검정으로 분석하였고, 프로그램의 흥미와 어려움을 확인하기 위해 성찰일지를 분석하였다. 연구 결론은 다음과 같다. 첫째, 지구과학 데이터 활용 프로젝트 학습 프로그램은 '태양계의 행성 여행', '나는 해수 전문가', '갯벌 체험 프로그램 계획하기'라는 세 가지 주제로 구성되어 있다. 둘째, 프로그램 적용 후 전체 학생들의 지식정보 처리 역량이 유의미하게 향상되었다, 셋째, 프로그램 적용 후 전체 학생들의 의사소통 및 협업 역량이 유의미하게 향상되었다. 연구 결과를 바탕으로 프로그램을 통해 학생들에게 성공적인 경험을 제공하기 위한 교사의 구체적이고 지속적인 지원 방안, 정보 교과와의 협업을 통한 프로그램 활용의 어려움 극복, 미시적으로 학생들의 상호작용을 분석하는 연구가 필요함을 제안하였다.

본 연구에서는 고등학생들의 기상 데이터 분석 과정에서 나타나는 오류와 오류의 발생적 맥락에 대해 탐색하였다. 연구를 위해 A 고등학교 74명의 학생들이 제작한 222개의 기상 데이터 탐구 활동 내용을 수집하고, 데이터 수집 및 해석, 데이터 표현, 데이터 해석 과정에서 나타난 세부 오류 유형을 탐색하였다. 연구의 결과로 데이터 해석 과정에서는 학생들이 기상요소의 계절적 변동과 주기적 패턴에 대한 이해가 다소 미흡하다는 것을 확인하였다. 또한, 데이터 표현 과정에서는 그래프의 단위 표현, 범례 설정, 추세선 활용 등에서 다양한 유형의 오류가 있음을 확인하였다. 오류가 발생하는 원인으로는 저작 도구의 특징, 오개념과 인지적 편향 등이 있었다. 연구 결과를 바탕으로 미래 사회 과학 교육의 중요한 화두인 빅데이터 활용 교육에 대한 교육적 시사점을 도출하였다. 그리고 이와 관련한 후속 연구를 제언하였다.

이 연구에서는 천문·우주의 디지털 자료를 중심으로 한 STEAM 프로그램을 개발하고, 무선 표집된 초등학교 6학년 학생 167명에게 적용하여 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 프로그램의 수업 효과를 알아보고자 하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 창의적 문제해결력에 대한 STEAM 프로그램의 수업 전·후 통계적 검정에서 유의미한 결과를 나타내었다(p < .05). 이는 디지털 중심의 문제 해결 과정에서 학생들이 융합적 사고와 아이디어 생성의 절차적 과정을 통해 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력 향상에 도움을 주었음을 시사한다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차이에 의한 대응표본 t-검정에서 모든 항목에서 유의미한 결과가 나타났다(p <.05). 디지털 수업 자료를 분석하고 픽셀아트 작품 제작을 통한 발표 과정을 통해 흥미, 소통, 유용성 등에서 STEAM 태도에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단되며, 이는 향후 첨단 기술을 활용한 융합 교육 프로그램 개발의 필요성을 강조한다. 셋째, STEAM 프로그램 적용 후에 실시한 수업 만족도 검사에서는 '만족도' 구인은 평균 3.55, '흥미'는 3.35, 그리고 '수업 전반의 난이도'는 3.46을 나타내었으며, 기존 수업과의 차이점으로는 '미래 사회 직업정보 획득'이 강조되었다. 다만, 디지털 변환과 해석 과정에서 수업의 흥미도가 다소 낮아진 부분을 고려하여, 향후 수업에서는 체험 활동을 고려한 적절한 수업시수 배분이 필요할 것으로 판단되며, 향후 개발된 프로그램의 일반화를 위해 다양한 학교급, 적용 시기, 난이도를 고려한 후속 연구가 필요할 것이다.

총괄평가는 학생들이 학습목표를 얼마나 잘 달성했는지에 대한 정보를 제공하므로, 정확한 평가를 위해서는 우수한 평가 문항을 개발해야 하며 이는 교사가 갖추어야 할 역량 중 하나이다. 본 연구는 초등 예비교사들이 총괄평가 문항을 분석하고 출제 의도와 문항 개발 과정의 어려움을 분석하고자 한다. 연구는 초등교사 양성 대학에 재학 중인 2학년 학생 45명을 대상으로 실시되었다. 3인 1조로 10개 문항을 개발하도록 하였고, 문항의 출제의도, 답안지, 문항 개발시 어려웠던 점을 작성하도록 요구하였다. 수집된 자료 중 총괄평가 문항은 Klopfer의 교육 목표 분류 체계가 포함된 이원목적분류표에 따라 평가 문항을 분석하였고, 총괄평가 출제 의도와 평가 문항 개발 시 어려웠던 점은 질적 자료 분석과정을 거쳐 귀납적으로 정리·분석하였다. 연구결과, 초등 예비교사들은 과학 내용 요소는 골고루 반영하고 있었으나, 문항 평가 영역에서는 골고루 반영하지 못했다. 가장 어려워했던 점은 난이도 조절이었다. 출제 의도에서는 문항 개발 시 고려해야 할 사항을 거의 대부분 고려하였으나 실제 개발된 문항에는 반영되지 않았다. 이러한 결과로부터 총괄평가 문항개발에는 지식과 경험이 중요하며 초등 예비교사들에게 체계적인 강의가 필요하다는 것을 제언한다.