한국초등과학교육학회지:초등과학교육 (Journal of Korean Elementary Science Education)

  • 제40권3호
  • /
  • Pages.390-406
  • /
  • 2021
  • /
  • 1598-3099(pISSN)
  • /
  • 2733-8436(eISSN)
한국초등과학교육학회 (The Korean Elementary Science Education Society)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

GeoMapApp 자료를 이용한 화산과 지진 학습에서 초등학생의 공간 능력에 따른 공간적 사고의 발현 양상

Structuring of Elementary Students' Spatial Thinking with Spatial Ability in Learning of Volcanoes and Earthquakes Using GeoMapApp-Based Materials

  • 투고 : 2021.07.20
  • 심사 : 2021.08.12
  • 발행 : 2021.08.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

이 연구는 화산과 지진 단원의 수업에 GeoMapApp을 활용한 학습 자료를 적용하고, 공간 능력이 서로 다른 초등학생들이 인지한 공간 개념, 표현한 공간적 표상의 도구, 지형 구조를 표현하는 데 적용한 공간적 추론을 추출하여 공간적 사고의 과정을 분석하였다. 공간 능력 상위 집단 학생들은 인지한 공간 개념 정보를 수평 거리에 따라 구간을 나누어 화산과 지진의 지형 구조에 관한 심리적 이미지를 형성하는 내적 공간 표상을 활용하거나, 인식한 공간 개념을 그대로 연결하는 공간적 추론의 사례를 보였다. 또한, 지진 자료를 보고 공간 개념을 변형하여 공간적 추론을 수행하는 예도 있었다. 공간 능력 하위 집단 학생들은 공간 개념을 직접 지형 구조로 연결하는 공간적 추론을 보이거나, 공간 개념을 부분적으로 인식하여 지형을 파악하는 공간적 추론 사례를 보였다. 연구 결과를 근거로 초등학생들이 GeoMapApp 자료에서 거리, 높이, 깊이와 같은 공간 개념을 정확히 인식해야 더 나은 공간적 사고를 구현할 수 있음을 밝혔다.

This study investigated how elementary students with different spatial ability constructed spatial thinking process about on volcanoes and earthquakes with GeoMapApp-based materials. Students' spatial thinking process was analyzed in terms of spatial concept recognized, tools of spatial representation, and their spatial reasoning to construct topographic structure. The student group with high-scored spatial ability showed the spatial reasoning based on internal representation of building mental images through sectional division of horizontal distance, directly connected with spatial concept, or distorting spatial concept. The student group with low-scored spatial ability built the spatial reasoning directly connected with spatial concept instead of transforming into internal representation, and partially recognized spatial concept on either distance or depth. Based on the results, we argued identifying spatial concepts such as distance, height, or depth from the GeoMapApp data would be funda- mental for the better spatial thinking.

키워드

참고문헌

  1. 마경묵(2010). 지리과 교실수업 평가에서의 공간적 사고의 평가도구 개발. 고려대학교 대학원 박사학위논문.
  2. 맹승호, 이기영(2015). 판구조론의 학습발달과정 개발을 위한 지구적 인지과정 평가의 횡단적 문항 반응 분석: Rasch 모델. 한국과학교육학회지, 35(1), 37-52. https://doi.org/10.14697/jkase.2015.35.1.0037
  3. 박재용, 이기영(2015). 지질 전개도를 활용한 수업이 고등학생의 공간 시각화 능력과 지질 공간 능력에 미치는 영향. 한국지구과학회지, 36(3), 280-299. https://doi.org/10.5467/JKESS.2015.36.3.280
  4. 송동혁, 맹승호(2019). 초등학생들의 공간적 사고와 시각화 능력 함양을 위한 GeoMapApp 활용 화산 단원 수업 및 평가의 사례. 초등과학교육, 38(1), 116-129.
  5. 이기영(2013). 플래시 파노라마 기반 가상야외답사의 활용이 중학생의 공간 시각화 능력, 개념 이해와 인식에 미치는 영향. 한국지구과학회지, 34(2), 162-172. https://doi.org/10.5467/JKESS.2013.34.2.162
  6. 이효녕, 조현준, 박미란(2012). 공간능력의 차이에 따른 10학년 학생들의 판 운동 관련 개념에 대한 이해 분석. 한국지구과학회지, 33(4), 360-375. https://doi.org/10.5467/JKESS.2012.33.4.360
  7. Black, A. A. (2005). Spatial ability and earth science conceptual understanding. Journal of Geoscience Education, 53(4), 402-414. https://doi.org/10.5408/1089-9995-53.4.402
  8. Bodzin, A. M., Anastasio, D., Sharif, R., & Rutzmoser, S. (2016). Using a web GIS plate tectonics simulation to promote geospatial thinking. Journal of Geoscience Education, 64(4), 279-291. https://doi.org/10.5408/15-122.1
  9. Giorgis, S. (2015). Google earth mapping exercises for structural geology students-A promising intervention for improving penetrative visualization ability. Journal of Geoscience Education, 63(2), 140-146. https://doi.org/10.5408/13-108.1
  10. Grossner, K. (2012). Finding the spatial in order to teach it. In K. A. Kastens, & C. A. Manduca (Eds.), Earth and mind II: A synthesis of research on thinking and learning in the geosciences (pp. 87-89) Geological Society of America Special Paper.
  11. Kali, Y., & Orion, N. (1996). Spatial abilities of highschool students in the perception of geologic structures. Journal of Research in Science Teaching, 33(4), 369-391. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2736(199604)33:4<369::AID-TEA2>3.0.CO;2-Q
  12. Linn, M. C., & Petersen, A. C. (1985). Emergence and characterization of sex differences in spatial ability: A meta-analysis. Child Development, 56(6), 1479-1498. https://doi.org/10.1111/j.1467-8624.1985.tb00213.x
  13. Michel, E., & Hof, A. (2013). Promoting spatial thinking and learning with mobile field trips and eGeo-Riddles. In T. Jekel, A. Car, J. Strobl, & G. Griesebner (Eds.), GI_Forum 2013: Creating the GISociety (pp. 378-387). Wichmann Verlag.
  14. National Research Council. (2006). Learning to think spatially. The National Academies Press.
  15. Plummer, J. D. (2014). Spatial thinking as the dimension of progress in an astronomy learning progression. Studies in Science Education, 50(1), 1-45. https://doi.org/10.1080/03057267.2013.869039
  16. Ryan, W. B. F., Carbotte, S. M., Coplan, J. O., O'Hara, S., Melkonian, A., Arko, R., Weissel, R. A., Ferrini, V., Goodwillie, A., Nitsche, F., Bonczkowski, J., & Zemsky, R. (2009). Global multi-resolution topography synthesis. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 10, Q03014.
  17. Titus, S., & Horsman, E. (2009). Characterizing and improving spatial visualization skills. Journal of Geoscience Education, 57(4), 242-254. https://doi.org/10.5408/1.3559671
  18. Tversky, B. (2005). Visuospatial reasoning. In K. J. Holoyoak & R. G. Morrison (Eds.), The Cambridge handbook of thinking and reasoning (pp. 209-241). Cambridge University Press.