• 한국지구과학회지
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• 제28권6호
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• pp.673-685
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• 2007

이 연구의 목적은 과학 영재학생들이 작성한 지질답사 보고서를 분석하여 학생들의 지구계 이해정도와 지구계 의미 생성 방법을 탐색하는 것이다. 이 연구의 분석에 사용된 보고서는 시화호 지질 답사에 참여했던 8학년 과학영재 학생 20명의 보고서 중에서 8개(남 4, 여 4)를 선정한 것이다. 시화호 지질 답사는 학생들이 더욱 유의미한 야외 경험을 할 수 있도록 준비, 지질답사, 정리의 세 단계로 진행되었다. 보고서 분석에 사용한 틀은 Seven Earth Systems Understanding(Mayer, 1991)와 Thematic types(Keys, 1999)이었다. 분석 결과 대부분의 학생들의 지질답사 보고서에서 지구계 이해의 가장 구별 되는 특징인 지구를 감상하고 지구의 소중함을 느끼는 등의 지구적 소양을 상당히 반영하고 있었으며, 지구계 의미생성을 위해 의미 강화, 의미 연장, 의미 정교화 등을 사용하여 의미 확장을 시도하고 있었다. 종합적으로, 일부 학생들은 관찰한 것을 개념화 하는데 있어 해석적 혹은 추론적 문장을 사용하는 등 높은 수준의 글쓰기 형태인 '지식 변형'(knowledge-transforming)을 보였으며, 대부분의 학생들은 관찰적 혹은 사실적/한정적인 문장을 사용하는 초보적 글쓰기 형태인 '지식 이야기'(knowledge-telling)의 특성을 보여주었다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권3호
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• pp.173-191
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2A호 RGB (Red-Green-Blue)영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제3권3호
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• pp.228-238
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• 2010

The purpose of this study is to examine the effects which applies teaching program that search solution to prevent global warming in middle school gifted class. This program of total 10 class was theoretical and experimental class and the students presented after collecting the synthetic data about climate-change and roleplayed what they debated to firm their country's opinion about Kyoto Protocol. Finally, students as policymaker made mock Kyoto Protocol by discussion. Impression papers and images about climate-changes was made by students in last class. In discussion of making up mock Kyoto Protocol, developed and developing nations had an argument about carbon dioxide emissions because of their economic benefits. In the course of allocating mutual $CO_2$ reduction, they needed yield and negotiation among nations. Although they mainly took passive position about $CO_2$ reduction, atmosphere that all the country make greater effort for the future global environment was formed. Like this, students had more concepts over climate change by making mock Kyoto Protocol. And they could equipped global scientific literacy and responsibility by participating in social decision making process of solving global environmental issues.

• 한국지구과학회지
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• 제33권7호
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• pp.672-682
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• 2012

이 연구의 목적은 지구계와 환경 문제에 대한 초등 영재학생들의 인식을 조사하는 것이다. 대학부설영재교육원 소속 28명의 초등학교 학생들을 대상으로 13개의 지구 환경 문제에 대한 지식수준, 심각성, 확실성, 체험 가능성에 관한 인식을 조사하였다. 학생들이 그린 지구 이미지를 분석하기 위하여 Draw-An-Earth Test 체크리스트를 개발하여 사용하였으며, 이미지를 구성하는 요소와 이미지에 담긴 의미를 분명하게 파악하기 위하여 인터뷰를 실시하였다. DAET 체크리스트와 인터뷰 분석 결과 지구계의 구성요소에서 80개, 지구계의 상호작용에서 11개, 지구계의 소양 영역에서 4개의 요소가 확인되었다. 학생들은 지식 수준과 관련하여 대기 오염, 지구온난화, 수질 오염에 가장 잘 알고 있다고 하였으며, 지구온난화, 대기오염, 수질 오염을 가장 심각한 문제라고 하였다. 또한 산성비, 대기 오염, 수질 오염에 대하여 확실성이 높게 나타났으며, 산성비, 대기오염, 산림파괴에 대하여 체험가능성이 높게 나타났다. 이 연구를 통하여 교수 학습 측면에서 초등 과학 영재들이 지구계와 환경문제에 대하여 어떻게 인식하고 있는지 이해할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권6호
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• pp.441-454
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• 2021

본 연구에서는 교육과정 개정에 따른 지구과학 내용 영역과 핵심개념의 변화에 대한 고등학생의 인식을 조사하고, 국내외 지구과학과 교육과정의 천문 영역 학습 요소 비교·분석을 통해 2022 개정 교육과정 고등학교 지구과학 선택과목의 천문 영역 내용구성(안)을 제안하고자 하였다. 이를 위해 2015 개정 교육과정으로 전환하면서 지구과학 교과목에 도입된 내용 영역 및 핵심개념에 대한 고등학생의 인식을 조사하여 분석하였다. 또한, 4명의 지구과학교육 전문가들이 우리나라를 비롯한 미국, 캐나다 British Columbia(BC)주, 일본, 국제 바칼로레아 디플로마 프로그램(IBDP) 교육과정에 제시된 천문 영역 학습 내용을 비교·분석하였다. 설문 조사 결과, 지구과학 내용 영역 중 학생들이 가장 큰 매력을 느끼는 내용은 천문 영역으로 나타났다. 천문 관련 핵심개념에 가장 큰 흥미를 느낀다고 응답한 고등학생들은 2015 개정 교육과정에서 천체관측 관련 내용이 삭제된 것에 대해 많은 아쉬움을 나타내었다. 국내외 교육과정을 비교한 결과, 우리나라와 IBDP 교육과정이 가장 많은 양의 천문 영역 학습 내용을 다루고 있었다. 캐나다 BC주와 IBDP의 경우, 천문 영역을 독립된 과목으로 개설하며, 우리나라와 가장 유사한 일본의 교육과정은 지구과학 과목에서 천문 영역의 내용을 다루고 있다. 연구결과에 따르면, 천문교육 강화를 위해 학생들이 흥미를 가질 수 있는 학습 요소와 변별력을 확보할 수 있는 천문 관련 내용으로 지구과학 일반 선택과목을 구성할 필요가 있는 것으로 나타났다. 천문 영역은 다양한 학문의 배경지식이 요구되며 교과 연계 학습이 필요하므로 일반적인 천문학의 지식체계를 따라 진로 선택과목을 구성할 필요가 있다. 연구결과를 토대로 천문교육을 통한 과학소양교육 실현에 초점을 두고 2022 개정 교육과정 지구과학 선택과목의 천문 영역 내용 구성(안)을 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-39
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• 2019

본 연구는 고등학교 '통합과학' 교과와 연계하여 CLAMP(Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) 고기후 탐구를 통해 기후변화 교육을 할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발했다. PDIE 교수 설계 모형에 따라 2015 개정교육과정과 과학 교과서를 분석했고, 전문가 패널과 pilot test를 통해 10차시의 수업자료를 개발했다. STEAM 수업 과정에 따라 상황제시 단계에서는 학교 부근의 광엽수종에서 잎을 수집하여 LMA(Leaf Margin Analysis) 기후 탐구활동으로 학습목표를 제시했다. 창의적 설계 단계에서는 연구 지역의 지질과 화석에 대해 학습했고, CLAMP 입력자료(잎화석의 인상학적 31가지 특성)를 분류하는 실습을 했다. 감성적 체험과 새로운 도전 단계에서는 야외학습으로 화석을 채집하고, CLAMP 방법으로 고기후를 탐구하며 신생대의 기후 변화 경향과 원인에 대해 토의하는 과정에서 기후소양을 함양하게 하였다. 개발 프로그램의 타당도 검증은 전문가 패널 간의 신뢰도 구축 과정을 통해 모든 항목에서 개발 목적에 적합하다는 평가(CVI .84)를 받았다. 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용하기 위해서 불일치 사항을 보완하고, 적합성을 검토하기 위해 예비수업을 실시했다. 참여한 학생들의 수업만족도는 4.48이었고, 이들의 의견을 반영하여 프로그램을 완성했다. 이 연구는 고등학생들에게 기후변화에 대한 실천적 지식과 대응 행동 의지를 갖게 하고, 기후소양 함양에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권1호
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• pp.84-98
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• 2011

이 연구에서는 장르 분석 및 레지스터 분석을 통해 중학생들의 지구과학 주제 글쓰기의 언어적 특징을 분석하였다. 연구 자료는 7, 9학년 학생들을 대상으로 '지구 온난화'와 '암석의 분류' 주제 글쓰기를 실시하여 얻은 학생들의 글쓰기를 대상으로 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 장르별 글쓰기에 익숙하지 않았으며 특히 논설장르 글쓰기에 많은 어려움을 보였다. 둘째, 내용과 논리관계의 특징으로 정의나 분류와 같이 한 부분을 다른 부분과 관련시키는 관계적 술어보다는 행동 및 하는 것을 의미하는 현상적 술어와 부가적 논리 관계가 많이 나타났다. 셋째, 상호관계적 표현의 특징으로 글 속에서 글의 주체, 글쓴이의 감정, 주관적 의견들이 많이 드러났으며, 학생들은 자신의 생각에 대해서 확신을 가지지 못하고 불확실성을 드러내었다. 넷째, 텍스트 구성의 특징으로 대부분의 학생들이 부가 접속사를 통해 단편적인 정보들을 나열하였으며, 체계적이며 논리적인 글을 쓰는데 익숙하지 않았다. 연구 결과를 바탕으로 과학적 소양의 함양을 목표로 하는 과학 학습에서 과학 글쓰기가 강조되어야 하며 국가 교육과정차원에서 체계적인 계획뿐만 아니라 과학 글쓰기에 대한 교사들의 인식이 향상되어야 함을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.175-188
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• 2008

이 연구의 목적은 우리나라 과학교육 현장의 환경과 현실에 적합한 지구계 주제 중심의 지구과학 모듈을 개발하여 현장에 적용하고 그 효과를 분석하는 것이다. 모듈의 개발을 위해 98명의 인문계 고등학교 학생들을 대상으로 선택된 13개의 지구환경문제에 대한 인식 조사를 실시하였다. 개발된 모듈의 적용에 따른 효과를 조사하기 위해 고등학교 2학년 2개 학급의 76명을 대상으로 정규 지구과학 수업 시간에 적용하였고, 학생들의 활동의 관찰, 면담, 설문지를 통하여 자료를 수집하고 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 모듈은 고등학교 지구과학 I 교과서의 '지구의 구성' 단원에서 다루고 있는 내용을 모두 포함하며, 그 내용을 중심으로 모듈의 주제를 선정하고 세부 활동을 개발하여 구성하였다. 총 7차시(3주)분량의 모듈을 개발하였고, 개발된 모듈을 구성하는 각각의 활동들은 교과서에 순서에 따라 서로 연계가 될 수 있게 구성되었으며, 고등학교 교육과정 해설서에서 제시되어 있는 학습 목표들과 일치하도록 구성하였다. 모듈의 전반부는 지구 환경을 구성하는 요소인 기권, 수권, 암권, 생물권을 이해하고 그 요소들의 특징을 학습하고, 전지구적인 관점에서 이들 요소들의 상호작용이나 인간 활동과의 연계성을 다룬다. 대부분의 활동들은 모둠별 협동학습을 통하여, 학생 주도적인 활동이 되도록 개발되었다. 모듈의 후반부는 4차시로 구성되어 있으며, 지구계에서 일어나는 에너지 순환과 물질의 순환(물, 탄소, 이산화탄소 등)을 통하여 지구계 내의 상호작용을 이해하는 것을 활동 목표로 하였다. 둘째, 개발된 모듈을 정규 지구과학 수업 시간에 적용한 결과를 살펴보면, 개발된 모듈을 통하여 지구환경의 구성요소와 각 권들과 관련된 개념의 학습에 효과적인 것으로 조사되었고, 학생들이 활동들을 통하여 지구계를 구성하는 암권, 수권, 기권, 생물권의 특성과 세부 개념들에 대해 학습하는데 도움이 되었다고 응답하였다. 개발된 지구계 주제 중심 모듈의 학습을 통해서 학생들의 지구환경과 구성요소에 대한 지식을 습득하고, 이해가 향상되었다. 지속적으로 지구계나 지구환경문제를 다루는 모듈이 개발된다면 학생들의 지구과학적 소양의 함양을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.881-901
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• 2011

과거 과학관은 단순히 수집품 전시와 관람객들이 직접 조작할 수 있는 체험에 그쳤지만 근래 과학관은 과학관에 대한 일반인 및 학생들의 높아지고 있는 교육적 기대를 충족시키기 위한 교육을 시도하고 있다. 즉, 도슨트를 양성하고 이를 활용함으로서 관람객들의 교육적 만족도를 높이는데 노력하고 있다. 도슨트는 다양한 관람객들에게 전시품 등을 설명하고 안내하는 사람으로 관람객들의 과학에 대한 이해도를 높이는데 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 국내외 과학관을 대상으로 도슨트 양성프로그램의 장단점을 파악하여 도슨트의 전문성을 위한 국내 도슨트 양성 방향을 모색하였다. 이 연구 목적을 위해 연구 대상으로 도슨트 활동과 도슨트 양성 프로그램이 진행되고 있는 국내 4곳과 국외 4곳을 선정하고, 이 연구대상으로부터 수집한 자료(도슨트 양성프로그램, 도슨트 양성 및 관리 책임자와 활동 중인 도슨트의 현장 인터뷰, 전자메일, 그 외 문서자료)를 분석하여 비형식교육기관인 과학관의 교육적 역할에 있어서 도슨트 양성과 운영이 국내 과학교육에서 얼마나 결정적인 의미를 갖는지 알아보았다. 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학의 대중화 목적을 위한 과학관교육의 활성화를 위해서는 관람객과 직접적으로 상호작용하는 도슨트를 일반적 자원봉사자와 차별화하여 모집 양성해야 한다. 둘째, 도슨트 전문성을 위해서 이론적인 전시내용을 벗어난 현장에서의 실질적인 전시해설 전략을 습득할 수 있는 경력 도슨트와의 멘토링을 통해 양성 및 전문 프로그램을 개발 및 운영해야 한다. 셋째, 도슨트 교육을 위한 교재가 개발되어 학교교육에서 실행하지 못하는 과학적 소양의 요소-전시물을 이용한 과학탐구 경험을 통한 과학윤리의 습득-을 과학관에서 경험할 수 있도록 도슨트의 전문화를 실천해야 한다는 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.40-53
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• 2002

이 연구의 목적은 만 15세 학생들의 과학적 소양을 평가하는 학생 성취도 국제 비교 연구인 PISA 2000의 지구 환경 과학 영역에 해당하는 13개 문항에 대한 우리 나라 여학생과 남학생의 성취도 차이, 여학생과 남학생에게 유리한 문항의 특징, 우리 나라 학생들이 가지는 지구 과학 관련 오개념 등을 파악하는 것이다. 이를 위해 13개 지구 환경 과학 문항의 정답율 및 문항 반응 이론에 의한 정답 반응율을 분석하였다. 분석 결과, 남학생의 평균 정답율이 여학생의 평균 정답율보다 통계적으로 의미 있는 차이를 보이며 높게 나타났으나, 성취 능력이 높은 집단에서는 여학생이 남학생보다 전반적으로 높은 성취 수준의 경향을 보였다. 특히, 문항의 유형에 따라 여학생과 남학생의 정답 반응 경향이 뚜렷하게 차이가 났는데, 성취 능력이 높은 여학생의 경우 서술형 문항에서 가장 높은 성취도 결과를 나타냈다. 여학생에게 유리하게 작용한 문항은 긴 문장의 서술이 필요하거나 과학의 과정과 관련되는 경향을 보였고, 남학생에게 유리하게 작용한 문항은 과학적 지식을 묻거나 자료 해석과 관련되는 경향을 보였다. 한편, 우리 나라 학생들 중에는 지구의 자전축, 적도의 방향, 온실 효과의 원인 등 지구 환경 과학 관련 오개념을 지니고 있는 학생들이 매우 많다는 것도 밝혀졌다.