Astronomy is the subject that can easily draw students' interest in studying science, therefore plays an important role in developing scientific core competence. However, it is difficult to develop spatial thinking that is required in understanding astronomical concepts through the classroom lessons. Planetarium, along with the science museum, is one of the most representative informal educational institution where astronomical concepts can be taught beyond time and space constraints. In this study, we developed the astronomy education program that is operated in the planetarium and applied the program to the elementary, middle and high-school students to investigate the effects of the planetarium lesson compared to the classroom lesson. The duration of this research was about 8 months, and the number of the students involved is 761, including participants of the 1 night and 2 days camps in the Daegu National Science Museum. The newly developed planetarium lesson is comparable to the previous classroom lesson of which topics are cardinal points, constellation, and the rotation of the earth. Test items were developed to evaluate the understanding of the astronomical concepts. The study was conducted based on the pre- and post-test with non-equivalent groups design comparing classroom and planetarium lessons. The results of this study are as follows. First, planetarium lesson is more effective for understanding astronomical concepts such as the cardinal points, earth's rotation, and the constellation than classroom lesson. Second, planetarium has a positive effect irrespective of gender and previous knowledge. Third, planetarium for high school students has the same effect as additional observation activities followed by the classroom instruction. Therefore, planetarium can be used as an alternative, effective tool when night observation is not available. In summary, planetarium is an effective tool that helps students to understand the astronomical concepts.
The purpose of this study is to analyze and evaluate the nature, role and development of pedagogical content knowledge in science teaching. Two research questions were considered: 1) What are the nature and the components of the pedagogical content knowledge in science teaching? 2) What is the value of pedagogical content knowledge and are there any routes and paths to developing pedagogical content knowledge for science teachers? In order to answer these questions instead of analyzing empirical data, former research literatures are reviewed. The results indicate that science pedagogical content knowledge is a special amalgam of science content knowledge and science method knowledge in a special context of science teaching that is uniquely the province of teacher based on their own special form of professional understanding. As a part of one's own distinctive bodies of knowledge, science teachers' pedagogical content knowledge is an important basis for professional development and competent teachers. It is knowledge of how to teach specific content in specific contexts, also it depends on each teachers' distinctive knowledge structure. Pedagogical content knowledge for science teaching is composed of five components: orientations toward science teaching, knowledge and beliefs about science curriculum, knowledge and beliefs about students' understanding of specific topics, knowledge and beliefs about assessment for teaching science, knowledge and beliefs about instructional strategies for teaching science. The development of science pedagogical content knowledge does not start until teachers have acquired a deeply principled conceptual knowledge of content, also it is promoted by the constant use of subject matter knowledge in teaching situations.
This study aimed to determine whether middle school students could understand global warming and the greenhouse effect, and explain them in terms of global radiative equilibrium. From July 13 to July 24 in 2021, 118 students in the third grade of middle school, who completed a class module on 'atmosphere and weather', participated in an online assessment consisting of multiple-choice and written answers on radiative equilibrium, the greenhouse effect, and global warming; 97 complete responses were obtained. After analysis, it was found that over half the students (61.9%) correctly described the meaning of radiative equilibrium; however, their explanations frequently contained prior knowledge or specific examples outside of the presented data. The majority of the students (92.8%) knew that the greenhouse effect occurs within Earth's atmosphere, but many (32.0%) thought of the greenhouse effect as a state in which the radiative equilibrium is broken. Less than half the students (47.4%) answered correctly that radiative equilibrium occurs on both Earth and the Moon. Most of the students (69.1%) understood that atmospheric re-radiation is the cause of the greenhouse effect, but few (39.2%) answered correctly that the amount of surface radiation emitted is greater than the amount of solar radiation absorbed by the Earth's surface. In addition, about half the students (49.5%) had a good understanding of the relationship between the increase in greenhouse gases and the absorption of atmospheric gases, and the resulting reradiation to the surface. However, when asked about greenhouse gases increases, their thoughts on surface emissions were very diverse; 14.4% said they increased, 9.3% said there was no change, 7.2% said they decreased, and 18.6% gave no response. Radiation equilibrium, the greenhouse effect, and global warming are a large semantic network connected by the balance and interaction of the Earth system. This can thus serve as a conceptual system for students to understand, apply, and interpret climate change caused by global warming. Therefore, with the current climate change crisis facing mankind, sophisticated program development and classroom experiences should be provided to encourage students to think scientifically and establish scientific concepts based on accurate understanding, with follow-up studies conducted to observe the effects.
대학생들의 야외 지질 실습 전과 후에 퇴적층 형성에 대한 이해도 변화를 파악하기 위해 충남대학교 지질환경과학과 3학년 재학생 27명을 대상으로 3일 동안, 참여 학생들에게 매일 실습 전과 후로 나누어 6번의 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 문항은 모두 주관식이며, 3일에 걸쳐 총 68문항을 제공하였다. 제시된 문항은 퇴적층 형성과 관련된 기본개념 31문항과 조사 지역의 노두관찰 37문항으로 분류 된다. 야외 실습 전과 후의 개인별 점수를 각각 비교한 결과 실습에 참여한 모든 학생들의 점수가 향상되었다. 실습 3일에 대한 전체 학생들의 평균점수는 실습 전에 28.3점, 후에 51.6점으로 실습 전보다 후에 34.2% 향상되었다. 또한 전체 학생들의 기본개념 31문항에 대한 평균점수는 실습 전에 19.8점, 후에 26.9점으로 22.9%, 조사 지역 노두관찰 37문항에 대해서는 실습전에 8.5점, 후에 24.7점으로 43.8%가 각각 향상되었다. 퇴적층은 공간적으로 넓은 장소와 시간적으로 오랜 기간 동안에 걸쳐 형성되어 학생들은 광범위한 공간적, 시간적 개념을 이해하는 것이 필요하며 대학의 지질학 교육 과정에서 야외실습은 필수적인 요소이다. 야외 실습은 학습자가 직접 자연과 같은 실제 세계를 관찰하고 조사하는 활동으로 이루어지는 학습 방법으로 교실 밖에서 일어나는 모든 학습을 총칭한다고 할 수 있다. 본 연구 결과는 야외 실습 후에 학생들의 점수가 향상된 것을 보여주었다. 이런 결과는 야외 실습이 야외에서 학습자가 주체가 되어 적극적인 참여로 학습하는 학생 중심 학습이고, 자연 환경을 학습의 장으로 하여 실물을 활용한 직접적인 조사활동과 같은 경험에 의한 체험 학습이기 때문인 것으로 해석된다. 또한 야외 실습에서 그룹 활동은 학생들이 지질조사를 하면서 발견된 문제나 내용에 대해 공유할 수 있는 토론 학습인 동시에 야외 활동에서 교수는 전문가 혹은 학습 촉매자로서 문제에 대한 해결책을 주거나 학생들에게 질문이나 토론의 기회를 주어 학생들의 지적, 정신적 향상에 영향을 미치기 때문인 것으로 보인다. 그러므로 야외 실습은 계획, 실행, 정리 단계가 매우 중요하다. 우선 장소 선정에 있어 강의실에서 토론된 주제 및 개념과 관련된 장소를 선정해야 하며, 야외에서는 학생과 학생, 학생과 교수 간의 그룹 활동, 토의 및 질문 시간을 충분히 가져야 함은 물론 실습 후에는 세미나를 통해 야외 활동에서 새롭게 발견하거나 조사 및 학습한 내용, 해결하지 못한 문제 등을 토론하고 정리하는 과정을 갖는 것이 필요하다고 판단된다.
Journal of the Korean Society of Earth Science Education
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v.15
no.1
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pp.62-75
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2022
In this study, experiential STEAM program using 3D printer was produced focusing on the content elements of 'solar' in the 2015 revised science curriculum, and in order to find out the effectiveness of the STEAM program, analyzed creative problem solving, STEAM attitude, and STEAM satisfaction by applying it to two middle school 77 students simple random sampled. The results of this study are as follows. First, a solar tactile model was produced using a 3D printer, and a program was developed to enable students to actively learn experience-oriented activities through visual impairment experiences. Second, in the response sample t-test by the difference in pre- and post-score of STEAM attitude tests, significant statistical test results were shown in 'interest', 'consideration', 'self-concept', 'self-efficacy', and 'science and engineering career choice' sub-factors except 'consideration' and 'usefulness / value recognition' sub-factors (p<.05). Third,, the STEAM satisfaction test conducted after the application of the 3D printer-based STEAM program showed that the average value range of sub-factors were 3.66~3.97, which improved students' understanding and interest in science subjects through the 3D printer-based STEAM program.
In the early model of plate tectonics, the plate was depicted as a passive raft floating on the convecting mantle and carried away by the mantle flow. At the same time, ridge push at spreading boundaries and drag force exerted by the mantle on the base of lithosphere were described as the dominant driving forces of plate movements. However, in recent studies of plate tectonics, it is generally accepted that the primary force driving plate motion is slab pull beneath subduction zones rather than other forces driven by mantle convection. The current view asserts that the density contrast between dense oceanic lithosphere and underlying asthenosphere is the substance of slab pull. The greater density of oceanic slab allows it to sink deeper into mantle at trenches by gravitational pull, which provides a dominant driving force for plate motion. Based on this plate tectonics development, this study investigated the contents of plate tectonics in high school Earth Science textbooks and how they have been depicted for the last few decades. Results showed that the early explanation of plate movement driven by mantle convection has been consistently highlighted in almost all high school textbooks since the 5th curriculum, whereas most introductory college textbooks rectified the early theory of plate movement and introduced a newly accepted theory in revised edition. Therefore, we suggest that the latest theory of plate tectonics be included in high school textbooks so that students get updated with recent understanding of it in a timely manner.
The purpose of this study was to investigate the application of GLOBE program in Korea and its perception displayed by the Science High school Teachers. The interview using a questionnaire with 12 science high school teachers in Korea was conducted. It was attempted to find a problem occurring during the practical application for getting a basic data for the development of Korean GLOBE program. The results of this study are as follows: (1) The level of GLOBE program was for upper grade levelsin elementary school and middle school. The program may not be suitable for the Science High School students in Korea. (2) To successfully apply the GLOBE program in Korea, study levels and research subjects in the program must be further developed in terms of quality and areas. Suggestions for the possibility of adopting and operating the program in Korea are made as follows: (1) To effectively manage the GLOBE school sites, there has to be a headquarter system in place and operation under, say, the Korean Earth Science Society. (2) To ensure the program's identity and goals, it is to set up a center for the Korea GLOBE program with a financial support system established.
Journal of the Korean Society of Earth Science Education
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v.13
no.1
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pp.74-89
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2020
The purpose of this study was to develop a concept test tool for seasonal change with reliability and validity, and to objectively observe and analyze sub-concepts and misconceptions related to the concept of seasonal change to explain the relationship between variables. The development process of the conceptual change concept inspection tool consisted of the development of the inspection tool development plan, the development of the inspection tool draft, the modification of the preliminary inspection and inspection tools, the development of the final inspection tool, and the implementation of this inspection. The developed test tool can be used to provide students with appropriate learning and help by examining students' degree of seasonal change concept formation and analyzing the cause of the difficulty in concept formation. As a result of regression analysis of 198 students in 6th grade using the developed test tool, it was found that the understanding of pre-learning concept and correction of misconception had a statistically significant effect on the concept learned in the seasonal change unit, and misconception had greater effect. Correction of misconceptions had a significant effect on students above the average score among the two sections created and cut based on the average score, and on the students below the average score, the understanding of pre-learning concept had a significant effect.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.6
no.4
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pp.9-14
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2020
This study examined whether the integrated education science and resource e-book developed for students with disabilities were properly implemented in terms of universal design for learning. For analysis, "Teaching and learning materials for inclusive education of students with disabilities: grade 3~6 sciences", which were instructional adaptation, were selected for students with disabilities who are unable to learn the contents of general textbooks for the 3rd to 6th grade of the elementary school science course in the 2015 revised curriculum. The science grades are composed of 40 units, including basic science inquiry, matter, life, kinetic and energy, earth and universe. The content analysis standard was based on detailed items of 9 definitions according to the 3 principles of UDL presented in CAST (2018). As a result of the study, the strategy network was the largest among the UDL principles. As for the domain of the science curriculum, the kinetic and energy was the most common. As UDL detailed items, informations presentation suitable for learners was most frequent in cognitive network. Various ways of searching for data, was most frequent in strategies network. Diverse materials optimized difficulty of contents was most frequent in affective network.
In this study, the definition, the level of difficulty, and the certainty of the understanding of 113 astronomy terminologies from 2009 revised middle school geoscience textbooks were examined. And through further interviews, the types of students' misconceptions about astronomy terminologies and their representative terms - examples of misconceptions were analyzed. The definitions of the terms presented by the students were largely classified as correct, low-level, and incorrect understanding. And low-level understanding was subdivided into high-level definition descriptions, undifferentiated concepts, and incorrect answers were subdivided into interference by scientific misconception and lack of prior knowledge. Given that the misconceptions due to terminologies can be distinguished from the prior misconception, the misconceptions due to terminologies can be effectively prevented by changing the term itself. In addition, students were aware of the advantages and disadvantages of metaphorical terms, and the recognition of their level of understanding is expected to be a good starting point considering that recognizing their own misconceptions is the first step in correcting them. Terminologies in science education is always an important subject of discussions, striving to select the right term according to the times, and scientific terms may change. It is expected that the results of this study will be the basis for discussions on the modification of terms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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