교수-학습 현장에서 일반제시형, 전달형의 자료는 컴퓨터 환경에 익숙한 학생들에게 더 이상의 효과를 주기 어렵다. 따라서 학습자 주도적인 학습자료가 필요하다. 이러한 개념에 바탕을 두어 과학 에듀게임을 설계 및 구현하여 제시하고자 한다. 게임의 주인공이 과학의 4영역인 에너지, 물질, 생명, 지구 각각의 영역을 하나의 무대로 사용하여 활동하고 과학수수께끼를 해결하면서 과학의 이론과 개념에 접근하고 미션을 완수하면서 상위개념을 획득하며 피드백을 통해 습득된 이론을 종합하고 경험의 폭을 넓히는 과정으로 설계하였다. 학습자의 흥미와 집중을 유도하기 위해 실시간 전투 RPG의 형식을 도입하였으며 향후 연구에서 스토리 보강과 각 단원의 세부 맵 보강이 요구된다.
본 연구는 2007년 개정 초등 과학교과서의 발문 사고 유형 분석을 통해 현장 수업에 교육적 시사점을 제공하고, 향후 수시 개정되는 교과서 및 교사용 지도서 개발에 정보를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위하여 2007 개정 교육과정에 따른 초등학교 3~6학년 과학 교과서에 제시된 문장 중에서, 본 연구의 조작적 정의에 부합하는 2,446개의 발문을 추출하였고, 이것을 Blosser의 분류체계를 조금 수정한 분석틀로써 발문의 유형을 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구에 추출된 2,446개 발문 중에서 제안적 발문요소가 49.2%로 가장 높게, 그리고 평가적 발문요소가 1.4%로서 가장 낮게 나왔다. 둘째, 학년별로 발문의 유형을 살펴본 결과, 모든 학년에서 제안적 발문요소가 가장 많이 나왔다. 또, 학년이 올라갈수록 재생적, 제안적, 예상적 발문요소는 점차 조금씩 줄어드는 경향을, 적용적, 확산적, 평가적 발문요소는 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 셋째, 과학과 4개 영역인 에너지, 물질, 지구, 생명 영역에 나타난 발문의 유형을 분석해 보았을 때 에너지 영역의 발문 수가 가장 많았고 그 다음이 화학 영역이었다. 4개 영역 모두 제안적 발문요소가 가장 많이 나타났다. 재생적, 예상적 발문요소는 에너지와 물질 영역이 다른 두 영역보다 조금 더 많았고 적용적, 확산적 발문요소는 지구와 생명 영역이 다른 두 영역보다 조금 더 많았다.
우리나라는 최근 기후변화로 인하여 가뭄의 빈도와 강도가 점점 증가하고 있는 추세이며, 이에 따른 농업가뭄 현상은 매년 발생하고 있는 실정이다. 2000년 이후부터 무상으로 공급되고 있는 농업용수에 대해 농민 물이용 손실을 저감하고, 물부족에 대비한 선제적인 가뭄대응의 일환으로 물절약 교육 및 홍보를 통한 농민 물절약의 중요성 인식으로 2015년에 "농업농촌부문 가뭄대응 종합대책"에 농민 절수교육 및 홍보를 통한 물절약 추진 과제가 포함되었다. 농민 물절약 교육을 통한 농민의 가뭄에 대한 경각심과 물절약 실천의 중요성을 인식시키고, 농업인의 자발적인 물절약 실천을 통한 효율적 수자원 이용을 도모하는데 그 의의가 있다. 이에 따라 2016년 농민 물절약교육 모델이 개발되었으며, 2017년에는 물절약 교육 모델의 현장적용을 위한 시범교육이 실시되었다. 또한 "2018년 정부 가뭄종합대책" 중 가뭄대책 실천의 일환으로 물절약 교육 및 홍보실시 확대 추진을 위해 2018년도에는 2016년과 2017년에 실시한 농민 물절약 시범교육을 바탕으로 물절약 교육 모델의 실용화를 위한 농민 물절약 교육 전문인력 양성을 실시하였다. 본 연구에서 진행한 물절약 교육 전문인력 양성 프로그램은 농업용수의 물공급 및 관리기관인 한국농어촌공사 지사단위 유지관리 직원을 대상으로 하였으며, 전국적으로 경기 강원권, 충청권, 호남권, 경상 제주권의 4개 권역으로 나누어 상 하반기 교육을 실시하여 총 322명의 교육인력을 양성하였다. 전문인력양성 교육은 물절약 교육에 대한 전반적인 이해와 현장적용을 위해 농민 물절약 교육 이수단계별교육 내용 및 교육 방법을 이해하고, 각 단계별 교육을 직접 실습해 보는 시간으로 구성하였다. 교육 이수 후에는 교육생의 학습에 대한 이해도 및 교육 만족도를 조사하고 기타 교육에 대한 의견수렴을 위해 설문조사를 실시하였다. 그 결과, 교육생의 대부분이 농민 대상 물절약 교육의 필요성을 매우 공감하는 것으로 나타났으며, 물절약 교육의 지속적인 실천 및 전국적인 확대를 위해 별도의 예산 및 인력지원의 필요성을 강조하였다. 교육과정을 완료 후에는 수료증을 수여하였으며, 본 연구에서 개발한 물절약 교육의 현장적용을 위한 물절약 교육 강사용 교재를 배포함으로 본 교육을 이수한 전문인력의 농민 물절약 교육에 활용하도록 하였다.
이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따라 개발하여 2021학년도까지 사용한 초등 3~4학년 과학 국정교과서와 2022학년도부터 사용하고 있는 7종의 검정교과서의 시각화 자료 유형과 역할이 다양성 측면에서 어떤 차이가 있는지 비교분석하였다. 분석 대상은 초등 3~4학년 과학 교과서의 운동과 에너지, 물질, 생명, 지구와 우주, 통합 영역 모든 단원으로 총 17단원이다. 시각화 자료의 유형과 역할을 분석하기 위하여 분석틀을 개발하여 8종의 교과서를 비교 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 국정교과서와 검정교과서 7종의 시각화 자료 총량과 일반삽화 총량에 차이가 있었다. 그러나 영역별로 일반삽화와 인포그래픽을 사용하는 양에 차이가 없었다. 인포그래픽을 많이 사용하는 영역이 생명, 지구와 우주 순서로 같았다. 둘째, 시각화 자료 유형에 따른 역할 측면에서 일반삽화는 차이가 있었으나 인포그래픽은 차이가 없었다. 세부적으로 살펴보면 모든 검정교과서의 일반삽화에서 동기유발 역할이 증가하였다. 탐구과정 안내의 역할이 줄어든 검정교과서가 3종 있었고, 2종의 검정교과서에서 적용 및 예시의 비율이 증가하였다. 셋째, 인포그래픽 하위유형별 빈도수를 살펴보면 프로세스형, 구조형, 비교분석형, 타임라인형이 전체의 86%를 차지하고 있으나 교과서별로 하위 유형에 다소 차이가 있다. 이 연구로 얻은 시사점은 다음과 같다. 첫째, 교과 내용 선정 시 탐구활동 유형, 탐구과정, 탐구기능, 소재의 변화가 선행되어야 시각화 자료의 유형이나 역할 측면에서 차별화가 이루어질 것이다. 둘째, 교과서 단원이나 차시 내 구성의 틀이 변화되어야 시각화 자료의 양이나 유형에서 다양성과 창의성이 발휘될 것이다. 셋째, 검정교과서 심사 기준 및 방식에 대한 지속적인 연구와 논의가 필요하다.
본 연구의 목적은 TIMSS 2023 과학 인지 영역 분석틀을 활용하여 2015 개정과 2022 개정의 과학과 교육과정의 성취 기준을 분석하는 것이다. 연구 대상은 2015 개정과 2022 개정 과학과 교육과정에서 초등 전 영역의 성취 기준이다. 연구 분석에는 초등과학교육을 전공한 3명의 현장 교사와 초등과학교육전문가 1명이 참여하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 2022 개정 운동과 에너지 분야에서 '알기' 영역의 비율은 2015 개정보다 약 16% 높았고, '추론하기' 영역의 비율도 약 5.8% 증가하였다. 둘째, 물질 분야에서 TIMSS 2023 인지 영역의 비율은 학년군과 교육과정의 개정 시기와 관련 없이 '알기', '적용하기', '추론하기'의 순이었다. 셋째, 생명과학 분야에서 TIMSS 2023 인지 영역의 비율은 학년군과 교육과정의 개정 시기에 따라 달랐다. 넷째, 2022 개정의 지구와 우주 분야 또한 다른 세 영역과 유사하게 '알기' 영역의 비율은 증가하였고 '적용하기' 영역은 감소하였다. 하지만 2022 개정에서 다른 세 분야의 '추론하기' 영역은 모두 증가하였는데 지구와 우주 분야에서만 감소하였다. 다섯째, 2015 개정 통합 단원과 2022 개정 과학과 사회 분야에서는 '알기' 영역의 '인식하기'와 '예 제시하기', '적용하기' 영역의 '관계짓기'와 '설명하기', '추론하기' 영역의 '종합하기' 요소만 다루고 있었다. 2022 개정 초등 전체 과학 분야에서 '알기' 영역의 비율은 52.5%, '적용하기' 영역의 비율은 33.8%, '추론하기' 영역의 비율은 13.7%였다. 결론적으로 2022 개정 초등 과학과 성취 기준에서 '알기' 영역의 의존도가 너무 높았기 때문에 '적용하기'와 '추론하기' 영역의 비율이 낮았다.
Diet composition and trophic level of Trachurus japonicus were studied using 417 specimens collected by trawls, set nets and purse seine fisheries from March 2019 to February 2020 in the South Sea of Korea. The size of T. Japonicus ranged from 7.0 to 49.8 cm in total length. T. japonicus were a carnivore that fed mainly on euphausiids and pisces. In eddition, T. japonicus fed on small quantities of cephalopods, crabs etc. T. japonicus showed ontogenetic changes in feeding habits. The proportion of euphausiids decreased inversely proportional to body size whereas the consumption of pisces gradually increased. As body size of T. japonicus increased the mean number of prey per stomach and the mean weight of prey per stomach tended to increase, but the mean number of prey per stomach was not significantly different. As a result of the feeding strategy analysis, T. japonicus were specialized feeders with pisces and euphausiids as their dominant prey. The trophic level ranged between 3.57 ± 0.54 and 3.91 ± 0.65, and increased asymptotically with size of specimens. The average trophic level of the T. japonicus was 3.79 ± 0.61.
본 연구는 코로나19 관련 데이터를 활용한 고등학생을 위한 e-PBL 프로그램을 개발하고 개발된 프로그램이 학생들의 과학과 핵심역량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 학습자와 e-PBL의 특성을 고려한 e-PBL 프로그램과 과학과 핵심역량 분석틀을 개발하여, 일반고 생명과학동아리 학생 26명에게 적용했다. 질문지를 통한 과학과 핵심역량 검사가 수업 전·후로 실시되었고, 수업 중 담화 데이터를 수집하여 분석틀로 분석하였다. 연구 결과, 개발된 프로그램은 다섯가지 과학과 핵심역량 향상에 효과가 있었다. 과학과 핵심역량 설문지 분석 결과에서는 과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제해결능력에서만 유의한 영향이 있는 것으로 나타났고, 과학적 의사소통 능력과 과학적 참여 및 평생학습 능력은 질문지에서는 유의미한 결과를 나타내지 않았지만, 담화 분석 결과에서는 유의미한 결과를 나타내었다. 특히, 과학적 의사소통 능력과 과학적 참여 및 평생 학습 능력은 프로그램 단계를 통해 가장 고르게 나타났다. 본 연구를 통해 개발한 코로나19 관련 데이터를 활용한 고등학생용 e-PBL 프로그램은 학생들의 과학과 핵심역량 향상에 효과적임을 확인했으므로 과학교육 현장에서 유용하게 사용될 것으로 기대한다.
본 연구에서는 이언 해킹(Ian Hacking)의 '현상의 창조'의 관점으로 과학자의 실행을 살펴보았다. 해킹의 관점에 따르면 과학적 현상은 규칙적인 것으로 과학자의 개입이나 실험 도구 없이는 자연 상태에 존재할 수 없다. 본 연구는 네 명의 생명과학자가 직접 경험한 '손탄다' 현상에 대한 생각과 에피소드를 분석함으로써 과학 교육적 의미를 도출하였다. 손탄다 현상은 과학자들 사이에서 통용되는 은어로써 동일한 실험 방법과 재료를 가지고 실험을 수행함에도 결과가 일정하게 나타나지 않는 현상을 일컫는다. 연구 결과 다음과 같은 네 가지 교육적 시사점을 도출하였다. 첫째, 실험에서 단순히 실험과정에 익숙해지는 것을 넘어 매순간 적절한 판단과 반응을 통해 당면한 문제를 해결하는 체화된 지식, 즉 비언어적인 지식의 중요성을 확인하였다. 이는 학생들에게 실제적인 탐구 경험을 제공하기 위해서 명제적 지식과 더불어 비언어적인 지식을 균형 있게 다루어야함을 시사한다. 둘째, 실험의 이미지를 재고하고자 하였다. 과학자의 인터뷰에 의하면 현상은 드물게 나타나며 현상을 안정화하기까지는 오랜시간이 소요된다. 반면 학교 실험의 이미지는 늘 성공적이고 안정적이므로 이에 대한 관점의 변화가 요구된다. 셋째, 과학적 실천의 구체적인 의미를 확인할 수 있었다. 본 연구는 과학자가 상황적 맥락에 맞게 지식을 적절하게 활용하는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 과학적 실천을 학교 교육에 적용시킬 방안에 대해 논의하였다. 마지막으로 손탄다 현상은 불확실성을 촉발함으로써 학생들을 과학적 참여로 이끄는 기회를 제공할 것으로 예상한다. 본 연구를 통해 학교실험 교육이 요리책식 실험을 탈피하여 학생들에게 과학적 실천을 경험시키려는 노력에 기여할 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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