2015 개정 교육과정은 초,중,고등학교 학생들의 기초소양교육을 강화하고 핵심개념과 원리를 중심으로 학습내용을 적정화하고 학생 중심의 교실 수업으로의 개선을 목적으로 하고 있다. 2015 개정 교육과정을 바탕으로 한 교과서가 집필되고 있는 중에 있으며 개발되는 교과서는 2018년부터 교육 현장에서 적용된다. 2015 개정 교육과정에 나타난 지구과학 과목 내 천문학 영역의 성취기준을 기존 교육과정과 비교해보고 새 교육과정의 핵심 역량을 살펴 교육 현장에서의 효과적인 천문학 교육에 대해 토의하고자 한다.
과학 교육에서도 플립 러닝은 혁신적인 교수 방법으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 초등 예비교사들이 플립 러닝을 위해 제작한 동영상을 분석하고, 효과적인 시각화 구성 전략을 탐색하였다. 초등 예비교사들은 지구 영역의 과학수업을 위해 구체적 사례 선택하기 전략을 사용하여 거시적인 자연현상에 대한 정보를 제공하는 데 중점을 두고 있었다. 구체적 사례를 전달하기 위해 마커와 공간변환 요소를 효과적으로 사용하였으나, 학생들의 경험과 관련지으려는 노력이 부족하였다. 또한 학생들의 심상을 강화하기 위해 간단하게 도식화하거나 극단적인 사례를 제시하는 경우는 매우 드물었다. 마지막으로 효과적인 시각화 자료를 구성하기 위해서는 다중 표상의 구체적 사례를 제시하고, 친숙한 사례나 비유 모델을 통하여 학생들의 경험과 긴밀히 연결지어 주어야 한다. 또 심상을 강화하기 위해 간단하게 도식화하기, 극단적 사례를 제시하여 새로운 상황 추리할 수 있는 기회를 부여해야 한다.
교과교육학지식(PCK)은 과학 교사의 전문성을 나타내는 지표로 인식되어 왔다. 이 연구에서는 예비 교사와 현직 교사의 주제-특정적 PCK를 비교 분석하였다. 이를 위해 과학 교사들의 PCK를 명시적으로 드러낼 수 있는 분석틀을 개발 및 적용하여 예비 및 현직 지구과학 교사를 대상으로 동일 주제에 대한 PCK 차이를 분석하였으며, 서로 다른 2개 주제에 대한 PCK가 어떻게 달라지는지를 각각 분석하였다. 연구 결과, 동일 주제에 대한 예비 교사와 현직 지구과학 교사의 PCK는 구성 요소에 따라 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 서로 다른 주제에 대한 PCK의 변화는 경향성을 나타내지는 않았으나, 구성 요소 및 교사에 따라 매우 큰 차이를 나타내었다. 이 연구를 통해 PCK의 주제-특정성을 확인하였으며, 과학 교사의 수업 전문성 개발 및 평가에 PCK분석틀 및 프로파일의 활용가능성에 대해 논의하였다.
본 연구의 목적은 다양한 학습 배경을 가진 학습자가 지구과학 문제 풀이에서 활용하는 통합 사고의 유형과 특성을 파악하는 것이다. 중학교 2학년 4명을 대상으로 학습자의 과학 학습 관련 배경을 묻는 사전 설문조사지, 지구과학 교과를 중심으로 상황적 통합 영역의 문항이 포함된 검사지를 사용하여 조사했다. 검사지는 총 200문항으로, 10회에 걸쳐 시행되었다. 통합적 사고 능력을 파악하기 위한 문항은 40문항이었고 일반 문항이 160문항이었다. 학생들마다 일반 문항 정답율과 통합 문항 정답율에 있어 일관된 연관성을 드러내지 않았다. 각 연구 대상자의 통합 사고력의 유형을 파악하기 위하여 검사 문항 풀이 후, 유형별 정답률을 분석했고, 각 문항 풀이에 활용한 사고의 특징 파악을 위하여 연구 대상자를 면담하고 그 내용을 분석했다. 그 결과 문제 풀이에 사용한 통합 사고 유형을 지식 연계형, 실생활 연계형, 통합 탐구형으로 구분할 수 있었다. 과학 교수 학습에서 학생들의 특성을 고려하여 통합 사고력을 향상시킬 수 있는 다양한 방안이 연구되어야 할 것이다.
이 연구의 목적은 과학 글쓰기를 통해 고등학생의 지구 시스템에 대한 이해와 시스템 사고 과정을 분석하는 것이다. 글쓰기 활동에 활용한 자료는 지구과학 I 교과 내용 중 지구환경 변화에 관련된 3가지 주제(지구 온난화, 화산분출, 사막화)이며 이와 관련된 과제를 개발하였다. 개발한 자료는 고등학교 2학년 학생 8명을 대상으로 투입하였으며 작성한 과학 글쓰기 내용을 바탕으로 DAET-C 체크리스트와 지구 시스템에 관련된 개념을 구성요소로 하여 인과지도를 작성한 후, 이를 근거로 하여 시스템 사고의 관점에서 분석하였다. 그 결과로 첫째, 학생들은 지구 시스템의 구성, 지구 시스템의 상호작용, 지구과학적 소양, 시스템 순으로 지구 시스템을 이해하는 것으로 조사되었다. 둘째, 학생들의 과학 글쓰기 내용을 바탕으로 각각의 주제별로 인과지도를 작성한 결과 피드백 순환 고리가 나타난 학생은 연구에 참여한 8명 중 지구 온난화 관련 주제에서는 4명, 화산 분출 관련 주제에서는 1명, 사막화 관련 주제에서는 4명의 학생이 지구 시스템에서 하위 요소 간의 상호작용을 고려하는 시스템 사고를 하고 있는 것으로 조사되었다. 결론적으로 연구에 참여한 학생들은 지구환경 변화가 지구계 하위 요소 사이의 상호작용을 통해 복잡한 과정 속에서 복합적으로 이루어지고 있다는 사고를 하고 있었으나, 지구 시스템의 순환에 대한 과정에서 시스템 사고는 미흡한 것으로 나타났다. 과학 글쓰기 활동을 활용하여 지구 시스템 교육과 시스템 사고를 향상 시킬 수 있는 다양한 연구가 필요할 것이다.
이 연구는 예비교사들이 교육실습을 통해 무엇을 느꼈으며 교육실습에 대해 어떻게 생각하고 있는지 알아보는 데 목적이 있었다. 특히 이번 연구에서는 예비교사들이 실습기간 동안 느낀 교육실습과 대학 교육과정의 관계를 분석하였다. 연구를 위해 교사 양성 기관에 재학 중인 3학년 학생 20명이 참여하였다. 연구 결과, 첫째, 교육실습을 위해 대학에서 배운 내용학 지식과 교육학 지식과 관련된 교과들이 도움이 되었다고 예비교사들은 응답하였다. 둘째, 예비교사들은 교육실습은 수업을 보는 것만으로도 도움을 줄 수 있다고 응답하였다. 셋째, 예비교사들은 교육실습을 위해 수업시연의 기회가 대학 교육과정 내에서 이루어져야 한다고 생각하였다. 그리고 다양한 교수 기술과 새로운 교수방법을 배울 수 있는 강의가 개설되기를 원하고 있었다. 넷째, 예비교사들은 수업의 완성도를 높이기 위해서는 교사와 학생간의 관계가 중요하다는 것을 이야기하였다. 그리고 이것은 교육현장에서는 그들이 생각한 것보다 더 중요하다는 것을 느꼈다고 응답하였다. 더불어 그들은 이런 교육실습을 통해 많은 것을 경험하는 것은 매우 도움이 된다고 생각하고 있었다. 이러한 결과를 통해 교육실습은 미래 교사가 될 예비교사들을 위해 매우 필수적인 과정이며 많은 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 아울러 교육실습과 관련된 교사 양성 기관의 교육과정에 대한 검토 및 수정이 요구된다고 하겠다.
21세기에는 과학의 본성에 대한 이해가 과학 교육의 중요한 목표로 강조되고 있다. 본 연구에서는 초등학교 3, 4, 5, 6학년 과학 교과서의 지구과학 영역이 과학의 본성의 다양한 주제를 얼마나 포함하고 있으며, 학년별로 과학의 본성의 각 주제가 어떤 비율로 나타나 있는지 분석하였다. Chiappetta et al.(1991)의 분석틀과 Lee(2012)의 교과서 분석 방법을 수정하여 적용하였으며, 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 교과서는 과학의 본성에 대한 4가지 주제를 모두 포함하여 진술하고는 있으나, 각 주제별 하위 항목에 대해서는 제한적으로 과학의 본성에 대해 소개하고 있는 것으로 분석되었다. 둘째, 현행 교과서는 과학의 본성의 각 주제에 대해 학년 간 균형을 이루지 못하여 진술하고 있는 것으로 분석되었다. 과학의 본성에 대한 연구를 진행하는 궁극적인 목적은 학생들이 과학의 본성에 대해 올바른 이해를 갖게 하는 것이다. 따라서 우리나라 초등학교 과학 교과서에 과학의 본성의 다양한 주제를 명시적으로 포함시키는 노력이 필요한 것으로 나타났다.
인류가 직면한 지구온난화와 같은 기후 변화에 대한 이슈는 우리의 삶에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 문제로 이를 극복하기 위해서는 탄소 순환에 대한 통합적 이해를 바탕으로 대기 중 이산화탄소 등의 온실기체 방출량 감축이 필수적이다. 이 연구의 목적은 탄소 순환 교육에 대한 국내외 연구동향을 분석하여, 미래 시민으로 성장할 학생들을 위한 탄소 순환 교육의 가치와 방향을 제시하는데 있다. 이를 위해 '탄소 순환 교육'과 관련하여 국내외 다양한 학술연구 데이터베이스 (RISS, KCI, Google 학술검색, ERIC 등)에서 수집된 52편의 연구들을 대상으로 분석하였다. 그 결과, 탄소 순환 교육을 위해 많은 연구들이 다양한 형태로 이루어져 왔으나, 개발된 프로그램의 낮은 활용 가능성과 검증의 필요성, 정밀하고 일괄적인 학생인식과 수준 조사 도구 개발의 필요성, 교수·학습 모형과 교사를 대상으로 한 관련 연구의 필요성, 교사의 탄소 순환 교육을 위한 자료의 필요성, 그리고 다양한 주제와 소재의 활용이 필요한 것으로 확인되었다. 지구온난화를 포함한 지구 환경 변화에 능동적으로 대처하기 위해서는 학생들의 탄소 순환에 대한 통합적인 이해가 중요하다. 이러한 학습 기회를 지원하기 위해 기존에 개발된 프로그램의 검증을 바탕으로 교육 현장에서 활용할 수 있도록 제공하고, 학생들의 탄소 순환에 대한 이해 수준을 높이고 오개념을 개선할 수 있도록 생활속에서 적용할 수 있는 실질적인 형태의 내용을 교육과정에 포함할 필요가 있다. 또한 교사의 전문성 향상을 위해 다양한 소재와 주제를 포함하는 탄소 순환 교육 사례에 대해 교사 연수를 통해 제공되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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