• 한국지구과학회지
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• 제31권3호
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• pp.288-299
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• 2010

본 연구는 과학적 소양은 과학적 지식의 획득과 과학적 담화에 참여할 수 있는 언어적 능력을 통하여 길러진다는 전제하에 대기 중의 물의 상태변화에 관한 학생 글에서 나타나는 의미관계와 과학 언어적 특징을 알아보았다. 중학교 3학년 학생 67명이 참여하여 일상생활에서 흔히 경험할 수 있는 현상과 학교과학교육에서 체계적으로 배우는 현상 에 관한 두 개의 서술형 문항에 대한 글을 작성하였다. 연구의 결과 학생들은 '이슬점' 같은 생소한 용어뿐만 아니라 '수증기', '김' 등과 같은 친숙한 용어에 대해서도 잘못된 의미관계를 형성하고 있었고, 학교과학 교육보다 일상의 경험에서 형성된 지식에서 옳은 의미관계와 잘못된 의미관계 모두 더 많이 나타났다. 일상의 과학적 현상에 대해서는 행위와 절차를 중심으로 한 서술 양상이, 학교 교육에 의해 접하게 된 현상에 대해서는 전문용어와 명사구의 사용 양상이 보였다. 본 연구를 통하여 경험에 기초한 자발적 과정은 풍부한 의미관계 형성에, 형식적이고 이론적인 과정은 명사화를 중심으로 한 전문적이고 추상적인 서술의 측면에서 과학적 언어 능력 발달에 기여함을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권8호
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• pp.647-655
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• 2004

PISA의 두 번째 주기에 해당되는 PISA 2003에서는 문제해결 영역에 대한 평가가 새로이 도입되었다. PISA 2003 본검사 문제해결 영역에서는 (1) 의사결정, (2) 체제 분석 및 설계, (3) 문제점 해결 등의 세 가지 문제해결 유형에 따라 학생들의 범교과적 문제해결 능력을 평가하였다. 본 논문에서는 PISA 2003 본검사에 포함된 문제해결 영역문항들에 대한 우리나라 학생들의 정답률을 살펴보고, 문제해결 문항들 중 개방형 서술형 문항에 대한 학생들의 답안을 상세하게 분석하였다. 분석 결과에 따르면, 우리나라 학생들은 그림이나 그래프로 표상하는 과제에 취약하며, 긴 문장으로 제시된 지문 해석에서 어려움을 겪은 것으로 보인다. 또한, 우리 나라 학생들에게는 다소 낯선 맥락이나 소재를 활용한 과제의 경우 낮은 정답률을 기록하였다. PISA 2003 문제해결 영역을 분석한 결과가 과학교육에 주는 시사점도 논의하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권2호
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• pp.146-158
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• 2021

사범대학에 개설된 교양 강의를 통해 지속가능발전목표(SDGs)와 연계하여 지속가능발전교육(ESD)을 실시한 사례를 소개하고자 한다. SDGs 13번 목표인 '기후변화 대응'과 연계하여 설계된 수업에서 42명의 예비교사들이 표출한 탄소 발자국(carbon footprint)에 대한 인식을 분석하였다. 예비교사들은 일상생활에서 탄소를 배출하는 실천 정도에 대한 체크리스트인 탄소 다이어트 다이어리를 작성하고, 탄소 발자국 그리기 활동을 통해 자신이 배출하는 탄소의 출처와 비율을 자유롭게 표현하였다. 전기 사용, 대중교통 이용, 쓰레기 처리 항목에서는 긍정적인 실천 정도를 나타내었으나, 수도 사용에 대해서는 부정적인 방향으로 분석되었다. 탄소 발자국을 2-3가지 항목으로 표현한 예비교사들이 과반수에 달하여 자신의 일상생활에서 탄소 배출 상황을 인식하는데 한계를 나타내었다. 예비교사들은 학교현장에서 지구의 환경문제를 교육하는 주체가 될 것이며, 예비교사들의 탄소 소양(carbon literacy)은 학생들에게 직간접적 영향을 미치게 될 것이다. 17가지 SDGs와 연계되는 다양한 지속가능발전교육 프로그램이 개발되고 교육현장에 적용되어 지속가능한 지구환경교육에 기여하기를 바란다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.344-364
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• 2021

이 연구는 두 명의 초등교사가 컴퓨팅 사고를 어떻게 인식하고 이를 교육과정 재구성에 어떻게 반영하고 수업을 하게 되는지를 장기간의 걸친 교사연수과정을 통해 탐색한 것이다. 컴퓨팅 사고는 과학교육에 연계하는 새로운 교육정책 방향이기에 초등부터 나타나는 교사의 인식을 조사하고자 하였다. 교사와의 9번의 교사회의를 가졌으며 이는 매회 2시간 정도의 시간이 소요되었고, 그 시기에 교수하게 될 한 단원을 각자 인식아래 재구성을 하여 11차시의 수업과정안을 개발하였다. 자료수집은 9개월간에 걸쳐서 인터뷰, 교사회의, 수업과정안에서 수행되었으며, 이 자료는 수업 전후의 교사회의를 통한 논의, 수업과정안 등을 통해 수집되었으며, 컴퓨팅 사고를 인식하면서 나타난 초등교사의 컴퓨팅 사고의 인식은 다음과 같이 나타났다. 첫 번째, 과학교육의 목적인 과학적 소양의 정의가 확장되었음을 볼 수 있다. 즉 문제인식에서부터 창의적인 문제해결자를 양성하는 것이 과학적 소양이라고 인식하였다. 두 번째, 과학적 사고가 강조된 개념형성단계와 컴퓨팅 사고가 강조된 개념활용단계로 수업차시를 구분하였다. 세 번째, 컴퓨팅 사고는 인지적 사고과정이며, ICT는 기능적 도구라고 인식하였다. 네 번째, 컴퓨팅 사고 요소는 중복되어 반복적으로 나타나며, 순차적이지 않을 수 있다는 것이다. 마지막으로 컴퓨팅 사고의 활용을 통해 STEAM 교육을 활성화할 수 있다고 인식하고 있음을 보여주었다. 이 연구를 바탕으로 컴퓨팅 사고의 실천은 STEAM 교육의 활성화를 위한 도구로 사용될 수 있고 이를 위해서는 일회성이 아닌 지속적이고 전문적인 교사연수를 통해 컴퓨팅 사고 전문역량 강화를 할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 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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• 제17권1호
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• pp.49-59
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• 2024

본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정 개발 과정에서 고등학교 지구과학 TF팀에서 수행한 고등학교 지구과학 분야의 2022 개정 교육과정 개발의 철학적 배경과 성과 등을 탐색하였다. 연구보고서에서 다루지 못한 연구로, OECD Education 2030의 변혁적 역량과 지구과학 분야 교육과정 문서 체제의 관련성, 이해중심 교육과정에 비추어 본 지구과학 분야의 핵심 아이디어 구성과 선택과목 구성, 지구과학 분야의 탐구 기반 교수학습의 특징 등을 탐색하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 지구과학 분야를 포함하여 2022 개정 과학과 교육과정에서는 OECD Education 2030의 변혁적 역량과 과학소양을 함양할 수 있도록 학생과 교사의 행위주체성(agency)을 강조하였으며, 지구과학 분야 교육과정 문서 체제에서는 학습 나침반 바늘을 구성하는 지식·이해, 과정·기능, 가치·태도를 중심으로 핵심 아이디어와 성취기준을 구성하였다. 이해중심 교육과정에 근거하여 지구과학 분야의 핵심 아이디어를 도출하고, 지구과학 분야의 핵심 아이디어에 도달할 수 있도록 선택과목별 특성에 맞추어 과목별 영역과 지식·이해 내용요소를 구성하였다. 또한, 지식 생산 역량을 갖춘 학생 행위주체 육성을 위해 과학과 과정·기능에 부합하는 IB형 탐구 기반 교수학습을 강조하였다. 연구 결과를 토대로 국가 수준 그리고 총론 수준에서 교육 과정 대강화의 필요성, 가치·태도에 대한 과정중심 평가 방안 개발보급, 및 백워드 설계 형태의 교육과정 개발의 필요성, 과학과 탐구의 과정·기능에 입각한 탐구 기반 교수학습을 통한 학생 행위주체의 과학 역량 함양 방안 등을 결론으로 제언하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권1호
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• pp.80-87
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• 2015

해양과 인간의 상호 관계에 대한 이해로 정의되는 해양적 소양은 지구의 지속가능성에 매우 중요한 요소이다. 따라서 해양적 소양은 북미와 유럽의 해양교육에 새로운 패러다임으로 자리매김 하고 있다. 이러한 움직임을 반영하여 한국의 해양교육은 그 정체성을 확인하고 방향성을 설정하기 위한 논의가 매우 중요하다. 본 연구는 북미와 한국의 해양교육을 학교기반과 사회기반 해양교육으로 나누어 현황을 살펴본 뒤, 한국해양교육의 정체성과 관련하여 한국해양교육의 정의와 목적을 제시한다. 또한 한국 해양교육의 방향에 대해 다섯 가지 과제를 담고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권2호
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• pp.201-220
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• 2021

이 연구는 최근 연구가 활발히 진행되는 극지 과학에 대한 인식과 관심을 널리 확산하고, 극지 소양의 개념과 방향성을 설정하고자, 학교 공통교육과정에 해당하는 교과서에서 극지 내용을 다룬 현황을 분석했다. 우리나라를 포함해 극지 진출이 활발한 5개국-미국, 프랑스, 일본, 독일, 영국의 과학과와 사회(지리)과 교과서 110권으로부터 추출한 402건의 사례를 함께 분석했고, 내용적, 형식적, 수업 단계적 측면에서 양적·질적 분석을 시도했다. 분석 결과를 바탕으로 지질과학 교육으로서 극지 연구의 가치와 더불어 지구 환경 변화의 지표로서 극지 연구의 인식 확산이 필요함을 논의했다. 교과서는 극지 빙하, 극지 화산론, 고체지구물리학, 극지 기반 시설, 그리고 지질 유산의 보전과 지질 자원 등 주요한 극지 주제와 소재로 활용했다. 이를 통해 극지는 지구의 과거와 현재, 미래 환경에 중요한 단서를 지닌 연구 분야이며 좋은 지질학 교육 소재임을 알 수 있지만, 이를 체계적으로 강조할 교육학적 접근이 보완될 필요가 있다. 이를 위한 연구의 시사점으로 극지 과학 연구자와 교육자의 협력 체계 구축, 극지 소양을 위한 핵심 개념 추출과 그에 따른 내용 재구성, 교과와 연관된 새로운 극지 소재 발굴, 교과서 제시 형식의 다양화와 시각 자료 수준의 심화, 올바른 인지적 이해에 기반한 정의적 심상 고취 등을 제시했다. 교과서 속 극지 내용의 정비를 통해, 학생들의 극지 소양과 극지 과학 문화가 확산되고, 장차 지속 가능한 극지 연구의 원동력이 될 것으로 기대된다.

• 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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• 제41권2호
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• pp.155-175
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• 2020

본 연구는 우리나라 과학교육에서 통합교육의 주제로 다루어지는 환경문제와 관련하여 환경교육의 현황과 교육과정을 비교 분석하여 상호연계성과 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해 2015 개정 환경과 교육과정과 2015 개정 과학과 교육과정을 분석대상으로 선정하고, 각 교과의 교육과정과 그 변천에 대한 문헌연구와 내용분석(Content Analysis)을 수행하였다. 교육과정 분석은 선행연구를 토대로 핵심역량과 교육목표를 비교하고, 과학과 및 환경과의 공통 소양 요소인 지식, 태도, 탐구, 그리고 참여와 실천의 4가지 범주를 도출하여 분석틀을 구안하고 이를 토대로 내용체계를 재구성하였다. 연구결과 핵심역량과 목표에서 환경교과는 총론기반의 지속가능한 사회참여를, 과학교과는 과학탐구능력과 과학적 소양이 강조되는 차이가 있었다. 또한 내용체계에서는 환경교과가 학습자의 관점을 중시한다면 과학교과는 과학탐구자로의 자세를 강조하였으며, 내용지식의 체계를 중요시하는 과학교과에 비해, 환경교과는 학년간 경계가 거의 없이 과학개념이 적용되는 것으로 나타나 국가 교육과정에서 교과간 내용 지식 연계성에 대한 충분한 정보를 제공할 필요성이 제기되었다. 또한 환경교과가 참여와 실천에 목적을 둔다면 과학교과는 지속가능한 과학기술개발과 개선, 과학적 흥미와 의사결정능력을 기르는데 초점을 두고 있어 체계적인 지속가능발전 교육을 위해 과학과 및 환경과 교육과정이 상호보완 될 필요가 있으며 과학과 교육과정에서 탐구활동의 주제를 더욱 다양하고 통합적인 주제로 다룰 필요가 있음을 제안하였다. 이를 통해 탐구 중심의 통합 교과서에서 보다 과학적 문제해결과 평생학습과 참여 역량을 강조하는 교과서로 바꿀 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 지속가능발전 교육을 위해 과학과 및 환경과 교육과정의 상호보완에 대한 시사점과 함께 과학교육이 환경교육의 버거운 역할을 분담할 수 있기를 기대한다.