• 제목/요약/키워드: 과학적 사고과정

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대학의 융복합 수업이 학습자의 창의적 발상에 미친 사례 연구 : '우디'의 인디게임 개발 일지를 중심으로 (A Case Study of University Convergence Classes on Learners' Creative Ideas : Focusing on the development journal of the indie game of 'Woody')

  • 김성희;이경욱
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.153-160
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    • 2021
  • 최근 대학에서는 뉴노멀(new-normal)시대, 빅데이터를 기초로 AI시대에 필요한 융복합적 사고, 창의적 사고를 하는 학습자 양성에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다. 본 연구에서는 이러한 대학의 교육적 필요가 충족되기 위해 필요한 과학교양교육의 확대방안을 제안하려고 한다. 이를 위해서 첫째 대학의 융복합 교육현황과 학습자의 창의적 발사에 필요한 요소를 살펴보았다. 둘째, 대학의 융복합 강좌를 수강한 학습자가 융복합적 사고, 창의적 사고, 게이미피케이션이 구현된 의 개발 사례에 대해 살펴보았다. 이를 토대로 대학의 융복합 수업이 학습자의 창의적 발상과 그 역량 강화를 제고시킬 수 있는 방법으로 과학교양교육의 교육과정을 재구성해서 운영하는 방법이 있다.

과학 영재와 일반아의 창의적 추리과정 시 나타나는 신경 전류원의 차이 (Differences in Neural Current Sources of Science Gifted and Normal Children in Creative Reasoning)

  • 권석원
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제34권1호
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    • pp.131-141
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    • 2015
  • 본 연구에서는 과학 영재와 일반아의 창의적 추리과정시 나타나는 두뇌사고 패턴을 sLORETA 분석 기법을 통해 분석하고, 신경생리적 특성을 파악하여 과학 영재아 판별의 기초와 활용 가능성을 알아보는 것이다. 본 연구를 위한 대상자는 과학영재아 6명과 동일 학군 및 학년에 속한 일반아 6명으로 총 12명의 오른손잡이로 하였다. 창의적 추리과정을 위해 사용된 과제는 레이븐 도형점진행렬검사를 사용하였고, 안정상태와 과제 수행간 뇌파를 측정하였다. 뇌파는 19개의 전극을 통해 수집된 16초간의 데이터를 통해 분석하였으며, sLORETA 분석 기법을 통해 8개의 주파수 대역(Delta, Theta, Alpha-1/2, Beta-1/2, Gamma, Omega)에 대한 평균 전류밀도값을 그룹별로 비교하였다. 그룹간 두뇌 활성 주파수 대역을 비교한 결과 눈감고 안정 상태에서 과학영재아가 일반아에 비해 알파-2 대역에서, 레이븐 과제 수행시 과학 영재아가 일반아에 비해 알파-1과 감마 대역에서 강한 활성이 관찰되었다. 연구 결과 나타난 알파 및 감마 대역 활성과 우반구로의 기능적 편측화(Lateralization)는 창의적 문제 해결시 영재아에게 나타나는 대표적 특성 중 하나이며, 배외측전전두피질(DLPFC)의 활성은 과학영재아의 높은 유동지능을 반영하는 결과라 볼 수 있다.

목표지향적 정보처리에서 무의식적 사고의 효과 (The Effect of Unconscious Thought on Goal-Dependent Decision Making)

  • 김민정;이영애
    • 인지과학
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    • 제22권4호
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    • pp.405-427
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    • 2011
  • 원자력과 같은 과학기술 정보를 처리할 때 무의식적 사고가 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. 원자력의 위험과 이익을 의식적으로 비교하면서 결론에 이르는 일반적인 방법에서 벗어나, 무의식적 사고 과정을 거치는 방법으로 올바른 판단이 가능한지를 검토하였다. 참여자들은 원자력에 관한 정보를 제공받고 가장 긍정적인 기사와 부정적인 기사를 판단하였다. 결정을 내리기 전 무의식적 사고 조건의 참여자들은 방해 과제로 이전 숫자를 기억하는 과제(2-back task)를 하고, 의식적 사고 조건의 참여자들은 매우 신중하게 생각하고, 즉각 조건의 참여자들은 즉시 판단하였다. 무의식적 사고의 효과를 극대화하기 위해 실험 1에서 이전 연구들을 분석하여 실험 재료와 절차를 조정하고, 정보와 소음을 함께 제시하여 참여자들의 판단에 영향을 미치는 의식적 처리를 부하시켰으나, 무의식적 사고의 효과가 관찰되지 않았다. 실험 2에서 정보를 제공하기 전이 아니라 정보를 모두 제공한 후 과제의 목적을 알려주어 무의식적 사고의 목표지향적 특성을 부각시켰을 때 무의식적 사고의 효과가 관찰되었다. 이러한 결과는 판단 과정에서 과제의 목적을 분명히 제시하면 무의식적 사고가 적극적으로 활용됨을 시사한다.

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창의적 과학방법으로서 철학의 비판적 사고: 신경철학적 해명 (The Critical Thinking of Philosophy as a Creative Method of Science: Neurophilosophical Explication)

  • 박제윤
    • 한국과학교육학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.144-160
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    • 2013
  • 본 논문은 '창의적 과학탐구 방법으로 철학의 비판적 사고가 어떤 기능을 하는지'를 신경학적으로 설명하려는 하나의 가설적 제안이다. 지금까지 창의적 과학연구 방법은 주로 포퍼(Popper), 쿤(Kuhn), 헴펠(Hempel), 라카토슈(Lakatos) 등 과학철학자들이 제안한 과학의 논리적 '탐구과정'과 관련된 가설적 주장들이었다. 그러한 주장들은 어떠한 연구과정 또는 접근법이 창의성을 발휘하게 하는지를 모색하게 한다. 본 연구자는 그러한 탐구 경향 혹은 접근법을 "창의성 과정 접근법(Process Approach of Creativity: PAC)"이라 부르겠다. 그러나 본 연구자의 관점에 따르면, PAC를 모색하는 연구자들은 실질적으로 창의적 이론이 어떻게 도출되는지에 관심을 두지 않는다. 반면에 본 논문은 서양에서 새로운 이론을 창안했던 과학자들의 '철학적 사고 능력'에 초점을 맞춘다. 그들은 과학 연구 이외에도 대부분 철학을 공부한 경험이 있으며, 자신의 학문에 대한 비판적 사고를 할줄 아는 학자들이었다. 본 연구자의 관점에 따르면, 철학의 비판적 사고는 자신이 갖는 (낡은) 과학이론에서 핵심적 기초 개념과 원리에 대한 회의와 의문을 제기하게 하여, 새로운 창의적 이론을 얻게 한다. 본 연구는 이것을 신경철학의 관점에서 설명하려 한다. 신경철학의 창시자인 처칠랜드 부부(Paul and Patricia Churchland)의 "상태공간 표상이론(the state space theory of representation)"의 관점에서 전망해보면, "창의적 이론"이란 새로운 포괄적 설명과 예측을 제공하는 새로운 국소 대응도(topographic maps)의 연결망이다. 그 전망에서, 철학의 비판적 질문의 태도는 낡은 국소대응도 연결망의 오류를 역전파(back-propagation) 또는 피드백(feedback)으로 수정하게 할 것이며, 따라서 새로운 대응도 연결망을 탐색하게 만들 원동력이라고 본 연구자는 가정한다. 이 가정에서, 과학자들은 특별히 비범한 창의성(extraordinary creativity)을 위해 자신의 학문적 기초 가정들을 철학적으로 돌아보는 것이 중요하다. 철학의 비판적 태도는 낡은 기초 가정들의 대응도를 흔들어 과학자들이 새로운 개념체계의 국소 대응도를 형성하도록 해주기 때문이다. 이러한 측면에서 본 연구자는 "창의성 비판적 사고 접근법(Critical Thinking Approach of Creativity: CTAC)"을 제안한다.

오감을 이용한 벼 관찰활동에서의 만3세 유아의 과학과정기술 변화에 관한 연구 (The Effect of Fieldwork of Growing Rice on Promoting Children's Scientific Skills)

  • 김연아;김경은
    • 한국보육지원학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.91-111
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    • 2015
  • 본 연구에서는 유아가 오감을 이용한 벼 관찰활동을 통해 유아의 과학과정기술이 어떻게 변화하는지 살펴보고자 실시되었다. 연구참여자는 경기도 오산시에 소재한 Y어린이집에 재원중인 만3세 유아 10명이었다. 유아의 과학과정기술의 변화를 살펴보기 위하여 Spradley(1980)의 참여관찰 분석과정을 최정열(2000)이 수정 보완한 분석과정을 사용하였다. 분석자료에는 유아 인터뷰 자료, 유아관찰일지, 교사 관찰기록 등이 사용되었다. 연구결과 오감을 이용한 벼 관찰활동은 유아의 과학과정기술에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 유아는 초기에 비해 후기로 갈수록 벼에 대해 예측하기, 관찰하기, 분류하기, 비교하기, 측정하기 능력이 향상되었다. 본 연구결과는 유아의 과학적 사고 신장을 위한 교수방법의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

비대면 및 대면 상황의 논의기반 탐구(ABI) 과학 수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고 비교 분석 (Comparative Analysis of Epistemic Thinking in Middle School Students in Argument-Based Inquiry(ABI) Science Class of No Face-to-Face and Face-to-Face Context)

  • 이지화;조혜숙;남정희
    • 대한화학회지
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    • 제66권5호
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    • pp.390-404
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    • 2022
  • 이 연구는 비대면 및 대면 상황의 논의기반 탐구 과학 수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고의 특징 및 변화를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 광역시 소재의 중학교 2학년 4개 학급 113명 학생을 대상으로 비대면 상황의 5개 주제와 대면 상황의 5개 주제의 논의기반 탐구 과학 수업을 적용하였다. 비대면 및 대면 상황의 논의기반 탐구 과학 수업 진행에 따른 중학생들의 인식론적 사고 특징 및 변화를 알아보기 위하여 모둠별 의문 만들기 단계의 논의과정에서 나타나는 논의 활동의 특징과 변화를 비교 분석하였다. 연구결과, 비대면 상황의 논의기반 탐구 수업은 대면 상황의 논의기반 탐구 수업과 비교하여 내용에 대한 이해와 증거제시 타당성 항목에서 높은 수준의 사고가 나타났다. 대면 상황의 수업에서는 비대면 상황의 수업보다 주장제시 타당성과 논의과정의 전개 항목에서 높은 수준의 사고를 보였다. 비대면 상황에서는 직접적인 의사소통이 아닌 글을 바탕으로 논의가 이루어지고 이로 부터 지식에 대한 이해를 높일 수 있었고, 대면 상황에서는 모둠원들과 직접적인 의사소통으로 인한 대인 관계에 의해 영향을 받는 사고가 주로 나타났다.

21세기 과학적 소양 평가기준 개발 및 교과서 내용 분석에의 적용 (Development and Application of $21^{st}$ Century Scientific Literacy Evaluation Framework on Korean High School Science Text Books)

  • 문공주;문지영;조미영;정윤숙;김성원
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.789-804
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    • 2012
  • 본 연구는 21세기 과학적 소양을 탐색하기 위한 평가 기준을 개발하고, 이를 교과서 내용 분석에 적용하였다. 21세기 과학적 소양의 하위 영역으로 과학적 사고습관(habits of mind), 과학에서의 가치관(character and value), 과학 본성의 이해(science as human endeavor)를 설정하고, 각 하위 영역에 대한 평가 요소와 평가 기준을 개발하였다. 개발된 평가 기준은 21세기 과학적 소양이 교육 상황에서 실제 실현되고 있는가를 확인할 수 있는 지표이다. 개발된 평가 도구를 사용하여 2009 개정 교육과정에 기반을 둔 과학 교과서 내용에서 21세기 과학적 소양의 3개 영역에 관련된 내용이 포함되어 있음을 확인하였다. 이 중 과학적 사고 습관에 관련된 내용이 가장 높은 비율을 차지하였으며 과학에서의 가치관과 과학본성의 이해에 관련된 내용은 상대적으로 부족한 것을 알 수 있었다. 개발된 21세기 과학적 소양 평가 기준은 교과서 내용 분석 외에도 교실 수업 평가, 교사 평가, 교수-학습 자료의 평가에 활용하여 현장 과학 수업 실행에 대한 실질적인 이해를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

온라인 문제기반 과학 탐구과제 평가준거 개발 (Development of Evaluation Criteria for Online Problem-Based Science Learning)

  • 최경애;이성혜;채유정
    • 한국과학교육학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.879-889
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    • 2017
  • 본 연구에서는 문제기반 탐구학습으로 설계된 초등학교 및 중학교 온라인 과학 과목을 대상으로 고차적인 사고력을 평가할 수 있도록 개발된 평가문제에 대해 목표 분류학에 기반하여 평가하고자 하는 사고력을 도출하고 이를 구조화함으로써 평가준거를 개발하고자 하였다. 평가준거의 개발 과정은 다음과 같다. 먼저, 선행 연구 및 문헌분석, 전문가 타당화를 거쳐 6개의 평가요소 즉, 지식, 논리 분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력, 문제해결, 창의적 사고를 도출하였다. 다음으로, 평가요소의 정의, 하위 요소 및 평가 기준 등을 연구진이 수립하였고 2차에 걸친 전문가 타당화를 통해 수정, 보완하여 평가 기준안을 개발하였다. 마지막으로, 이와 같이 개발된 평가 기준안을 실제 온라인 탐구 과제 24종에 적용하여 과제별 평가 루브릭을 개발하였으며, 이 과정에서 수정, 보완할 영역을 도출하고, 개선하여 최종 평가 기준안을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 평가 기준안은 평가문제가 평가하고자 하는 내용과 함께 그 문제가 요구하는 사고기능이 무엇인지 확인함으로써 내용 영역의 학습과 함께 사고기능의 개발효과를 확인할 수 있는 평가준거가 될 것이며, 다양한 탐구 중심의 학습 방법과 과학적 사고력, 과학적 문제 해결력 등의 핵심역량을 요구하는 교육 현장에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

지질 답사 보고서에 나타난 고등학생들의 내러티브 특성: 내러티브적 사고와 학업 성취도의 관계 (Narrative Characteristics in High School Students' Geological Field Trip Reports: the Relationship Between the Narrative Mode of Thought and the Academic Achievement)

  • 정수임;신동희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.735-750
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    • 2015
  • 이 연구는 고등학생들의 지질 답사 보고서에 나타난 내러티브 텍스트와 Bruner가 제시한 두 가지 사고 양식 - 패러다임적 사고와 내러티브적 사고 그리고 학업 성취도가 어떻게 관련되는 지 살펴보고자 했다. 연구의 주요 목표는 특정한 상황에서 나타난 내러티브 텍스트의 사용여부로 학생들의 내러티브적 사고 경향을 구별하고, 우세한 사고 경향에 따라 인지적 성취 결과에 차이가 나는지 분석하는 것이다. 고등학교 2학년 학생 145명의 지질 답사 보고서의 텍스트 분석과 함께 답사지에 대한 회상 검사, 학업 성취도, 면담을 통하여 양적, 질적 연구를 수행했다. 텍스트 분석 결과, 학생들의 보고서에는 설명적, 논증적 텍스트와 함께 내러티브 텍스트가 상당 수 발견되었는데 이는 야외 답사지에서 학생들이 느끼는 심리적 상황과 지구과학 학습 및 현행 교육과정의 특징과 관련이 있는 것으로 추측된다. 내러티브 텍스트로 보고서의 내용을 재구성한 학생들은 그렇지 않은 학생들에 비하여 3개월 후에 실시한 회상 검사에서 높은 점수를 받았으나, 지구과학 I의 학업 성취도에서는 여학생들의 경우에만 더 높은 성취도가 나타났다. 내러티브 텍스트의 사용 여부로 내러티브적 사고와 패러다임적 사고 경향을 판단할 수 있는지 학생들과의 면담을 병행하여 조사한 결과, 내러티브 텍스트 사용과 사고 경향이 일치하지 않는 학생의 사례가 나타났다. 학습 내용에 따라 내러티브적 사고와 패러다임적 사고를 유연하게 사용할 수 있는 학생은 학습에 성공적이며 학업 성취도에서 좋은 결과를 나타내는 것으로 조사되었다.

地理 敎育課程의 再脈絡化 (Recontextualizing geography curriculum:society;student and discipline of geography)

  • ;서태열
    • 대한지리학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.438-449
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    • 1994
  • 본 논문에서는 우선 地理敎育課程의 개발 및 계획의 방향을 설정하는데 결정적인 영향을 미치는 거시적 지표들 즉 교육과정 locator를 찾아 지리교육과정을 맥락화할 수 있는 틀을 구축한 다음, locator들 의 변화된 양상들을 고려함으로써 지리교육과정의 재맥락화 즉 미래의 방향 탐색을 시도해 보았다. 이를위해 Dewey, Tyler, Cirricione & Decarolie로 이어온 교육과정구성에 대한 아 이디어 즉 교육과정의 전반적 성격을 규정지우고 교육과정의 변화를 가늠하는데 유용한 거 시적 지표로서 학생, 사회, 교과(subject)를 사용한다는 아이디어를 근거로 하여, 이 세가지 요인들을 地理敎育課程이라는 敎科敎育課程의 측면에서 보아 학생, 사회, 지리학으로 재정리 하여 지리교육과정의 좌표(locator)로 활용하였다. 먼저 지리 교육과정의 좌표들에서 나타난 변화의 양상들을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 교육과정 좌표로서 사회와 관련된 변화의 양 상이다. 국제화 및 세계화, 정보화, 과학화는 한편으로 현대인의 일상생활에 과학과 기술이 보다 강력한 영향을 미치는 사회를, 다른 한편으로 에너지문제, 환경문제, 인구문제등의 인 류사회의 문제가 특정 지역의 문제이자 세계의 문제로 등장하는 사회를 등장시켰다. 이러한 변화는 사회적 변화에서 야기되는 문제 및 쟁점들을 사회와 학생 그리고 학문을 즉각적으로 연결시켜, 학문의 관심이자 사회적 관심으로서 연구되고 학습되어 질 것을 요구하고 있다. 둘째, 학생과 관련된 측면에서의 변화를 보면, 특히 사회적인 측면과 맞물려, 내용에 있어서 형평성과 접근성의 향상 특히 개인적, 사회적 유관적합성에 대한 요구가 높아지고 있다. 학 습에서는 학습자를 수동적인 교수내용의 수용자로 보지않고 스스로 의미를 구성해나가는 적 극적인 행위자로 보는 구성주의(constructivism)는 그동안 교수-학습에 대한 중심적 견해인 전달주의(transmissionism)를 극복하는데 좋은 이론적 배경을 제시하고 있다. 다음으로 학문 적 측면의 변화를 보면, 학문 연구에 있어서 인식론적 토대의 다양화와 학문과 사회와의 관 계가 강조되는 지식사회학의 등장은 학문이나 과학을 고정적이거나 독단적인 최종적 산물로 보지않고 절대적 진리에 도달하기위한 유연한 도구이자 정신활동으로 보게함으로써, 주제 및 연구방법에서 획일성보다 다양성과 창조성이 강조되고 있다. 그리고 연구에 있어서 주제 의 다양성을 통해 보다 현실생활에 밀접하게 연결되어야 할 필요성은 학문이나 과학의 사회 성에 대한 새로운 인식을 가져다 주고 있다. 이러한 지리교육과정의 좌표의 변화된 측면들 을 고려하여, 지리교육과정의 새로운 방향은 다음의 세가지로 모색될 수 있다. 첫째, 爭點中 心 地理敎育課程이다. 사회쟁점에 대한 접근은 쟁점의 이해와 문제해결에의 지리적 관점의 활용을 통해 학습내용의 시사성과 사실성을 높힐 수 있다. 이때 문제해결능력을 통해 현대 시민의 자질 및 능력을 기를 수 있음은 물론, 다른 한편으로 실제세계 즉 학생의 실생활, 사 회, 국가, 세계에서 일어나는 일들과의 관련성을 갖게 함으로써, 내적 동기화와 외적인 자극 을 강력하게 결합할 수 있을 것이다. 이는 개인적 유관적합성과 사회적 유관적합성을 동시 에 확보하는 데 유리할 것이다. 둘째, 思考中心 地理敎育課程이다. 지리교육은 학생들을 지 식 및 기능의 숙달자가 되도록 할 것이 아니라 기본적 문장해독력의 수준을 넘어 능력있는 사고자로 길러내는 것을 목표로 하여야 한다. 이러한 사고자로서 학습자를 보는 관점은 구 성주의를 그 이론적 토대로 삼을 수 있다. 셋째, 衡平性과 接近性을 제고하는 地理敎育課程 이다. 학생들에게 일생동안 그들의 삶을 통해 그리고 그들의 삶을 위해 지리적으로 질문을 계속 던질 수 있는 능력, 그리고 그렇게 하려는 욕구를 길러주고 주입시켜 줄 수 있는 측면 이 중요하게 고려되어야 한다. 보다 유의미하고 창조적인 지리학습은 지리적 지식 그 자체 라기보다 학생들의 매일의 생활 및 미래 생활에 대한 지리적 견해와 관점, 그리고 그에 대 한 개인적인 지리 연구(탐구)방법을 갖도록 하는 것이다. 결국, 지리교육은 단순히 지리적 지식의 요구량을 증대시키는 것이 아니라 학생들로 하여금 그들의 삶속에서 하나의 과학으 로서 지리학을 활용하는 능력을 증대시키도록 함으로써 그 교육적 의미를 회복하는 것이다. 이때 지리교육과정은 지리교육에 영향을 미치는 학생, 사회, 학문의 세가지 측면들을 균형있 게 반영하게 될 것이다.

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