• 한국지구과학회지
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• 제39권2호
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• pp.193-207
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• 2018

본 연구의 목적은 우리나라에서 수행된 지구과학교육 분야의 개념변화 연구 동향을 분석하여 향후 개념변화 연구의 기초 자료로 제공하는 것이다. 우리나라 지구과학 개념변화 연구의 경향성을 논문의 키워드, 발표 연도, 논문 출처, 연구 목적, 연구 대상, 연구 영역, 연구 방법 측면에서 분석하였다. 연구 대상은 우리나라 지구과학교육의 개념변화연구 논문이 처음 발표된 1989년부터 2017년 7월까지, 총 126편의 지구과학교육의 개념변화 논문이었다. 본 연구의 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 개념변화 논문은 '개념변화'라는 용어를 '오개념', '선개념' 보다 더 많이 사용하였다. 둘째, 개념변화 논문은 2000년대에 많은 양적인 성장을 이루었다. 셋째, 개념변화는 석사 학위의 연구주제로 많이 이루어지고 있었다. 넷째, 오개념 조사와 그에 따른 교정을 함께 다룬 연구가 많았고, 오개념 조사로는 자유응답 검사법을, 오개념 교정 방법으로는 인지갈등 수업모형과 CAI 교수전략을 주로 활용하였다. 다섯째, 초등학생 대상 연구가 가장 많이 이루어졌다. 여섯째, 개념변화 연구의 지구과학 영역은 천문과 대기의 비중이 높았다. 마지막으로, 연구 초기에는 양적 분석 방법을 많이 사용하였지만, 2010년대에 들어서는 질적 분석 방법을 많이 사용하였다. 향후 개념변화의 연구 과제로 예비 및 현직 교사 대상의 개념변화 연구, 지질 해양 대기 등 다양한 영역으로의 연구 확대, 오개념 형성원인 파악 및 정의적 요인에 관한 연구 등을 제안하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권8호
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• pp.777-789
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• 2005

이 연구는 6학년 학생들에게서 나타나는 지층에 관한 비과학적 개념을 알아보고, 이를 과학적 개념으로 변화시키기 위하여 인지갈등 전략을 이용한 수업을 적용한 후, 학생들의 비과학적 개념에 변화가 있었는지를 조사한 것이다. 학생들의 지층에 관해 비과학적 개념을 조사한 결과, 지층이 화산 활동으로 형성되었다고 생각하는 경우, 편마암이 지층을 형성하는 암석이라고 생각하는 경우, 지층의 습곡은 위에서 누르는 힘 때문에 생긴다고 생각하는 경우 등의 비과학적 개념이 나타났다. 인지갈등 전략을 이용한 수업을 한 후, 지층에 관한 비과학적 개념의 변화를 알아보았다. 그 결과, 지층이 만들어지는 곳, 지층에서 볼 수 있는 암석, 습곡이 생기는 이유에서는 큰 효과가 나타났으나 지층의 알갱이가 다른 이유에는 거의 개념의 변화가 없었다. 따라서 개념에 따라 인지갈등 전략 수업으로 개념변화가 쉬운 개념이 있는 반면, 어려운 개념도 나타났다. 사후 검사에서 개념변화를 이루지 못한 학생들에게 비과학적 개념 형성 원인을 알아본 결과, 지구 내부에서 일어나는 현상에는 지구 내부의 열과 압력, 화산 활동 등의 큰 힘이 작용했을 것이라는 학생들의 견고한 사전개념과 교사가 수업 시간에 한 현상을 강조하면 다른 영역의 현상으로 전이되는 경향이 나타났으며, TV 등의 영상 매체의 역할이 견고한 비과학적 개념을 형성하도록 하는 것으로 나타났다. 정규수업 후 일정 시간이 지난 후에 형성되어 있는 개념을 알아보아 인지갈등을 적용했는데도 개념변화가 어려운 것은 지층에 관한 학생들의 비과학적 개념이 변하기 쉽지 않은 개념임을 말하는 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.545-557
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• 2004

본 연구는 중학생들의 계절의 변화에 관한 선개념의 유형을 파악하고 멀티미디어 학습 자료를 개발하여 그 수업이 계절의 변화에 대한 개념에 어떠한 변화를 주는지 알아보는데 목적이 있다. 계절의 변화 개념을 알아보기 위한 검사지는 10문항을 개발하였다. 대상자는 중학교 3학년 80명(실험반 57명, 통계반 23명)으로 2차시에 걸친 수업을 실시하였다. 실험반에는 멀티미디어 활용수업이 투여된 반면 통제반에는 전통적인 수업이 투여되었다. 그 결과, 본 연구에서 활용된 멀티미디어 자료는 학생들의 개념변화에 효과가 있음을 보였다.(p$<$0.01). 또한, 개념의 변화를 상세히 알아보기 위하여 6단계로 분류하여 분석한 결과, 멀티미디어 활용수업은 전통적 수업모형에 비하여 개념이 없는 학습자의 과학적 개념을 형성하거나, 비과학적 개념을 과학적 개념으로 발전시키는데 효과적일 뿐만 아니라 과학적 개념을 더욱 더 정교화 시키는데도 효과적이었다.

• 대한화학회지
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• 제43권2호
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• pp.213-224
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• 1999

본 연구에서는 중학교 2학년 학생들의 선개념을 조사하고, 개념변화 학습이론을 적용한 과학 수업을 제공함으로써 학습자의 학습 동기가 잘못된 선개념을 올바른 과학 개념으로 바꾸는데 어떠한 역할을 하는지 알아보았다. 이를 위하여 개념변화 학습이론에 근거한 수업을 받은 학습자의 선개념의 변화를 전통적인 수업을 받은 학습자의 선개념 변화와 비교하여 보았다. 연구 결과, 학생들은 중학교 1학년때 배운 물리 변화를 화학 변화의 개념과 혼동하여 화학 변화를 단순히 물리적 변화인 상태 변화로 인식하거나, 이와 관련된 잘못된 선개념들을 많이 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 화학 변화의 한 예인 연소 현상에 대해서는 초등학교 6학년부터 학습한 내용임에도 불구하고 눈에 보이지 않는 산소의 결합을 인식하지 못하였으며, 많은 문제의 상황에서 질량 보존의 법칙을 기계적으로 적용하는 특징도 보였다. 수업의 효과로는 개념변화 수업을 받은 학생들이 과학적 개념을 부분적으로 또는 완벽하게 이해를 한 비율은 50%를 넘지 못하였다. 그러나 이 비율은 교과서에 의존한 전통적인 수업을 받은 학생들의 과학적 개념 이해 비율인 39% 보다는 높은 비율이라고 할수 있다. 개념변화 수업을 받은 학생들의 올바른 과학 개념 습득 비율이 전통적 수업을 받은 학생들의 비율보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발하여 실시한 개념변화 수업은 학습자의 올바른 과학 개념 습득에 효과적이라고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.621-637
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• 2004

1970년대 초반 시작된 학생들의 과학개념에 관한 연구는 80년대 들어서면서 자연스럽게 과학개념변화연구로 발전하였다. 한편 학생의 과학 개념변화의 본질, 어려움 등에 관한 논의과정에서 학생의 개념에 대한 연구 또한 한층 더 발전되어 왔다. 특히, 최근 과학교육 연구에서 학생의 과학개념 형성과 변화에 대한 심층적인 논의의 한 가지 이론적 배경으로 정신모형(mental model)에 대한 관심이 높아지고 있다. 정신모형(mental model)은 일찍이 인지심리학 분야에서 연구되어왔으며, 과학교육분야에서 일부 연구자들에 의해서 부분적으로 논의되어왔다. 그러나 정신모형(mental model)이 학생의 개념에 관한 기존의 연구들에서 사용한 용어나 설명 등과 비교하여 어떠한 차이가 있는지를 체계적으로 밝힌 논문은 찾아보기 어렵다. 더불어 과학교육 분야에서 정신모형(mental model)에 대한 구체적인 예시와 실증적인 자료는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 학생들의 과학개념변화와 학습을 설명하는 한 가지 틀로서 정신모형(mental model)의 의미와 향후 연구방향 등에 관하여 논의하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권2호
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• pp.216-225
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• 2004

과학교육에서 개념학습이 중요한 위치를 차지히는 만큼, 개념변화에서 인지갈등의 역할은 크다. 그러나 과학교육 연구에서 인지갈등을 유발하는 방법이 과연 얼마나 효과적인지 다수의 인원으로 검증한 연구가 많지 많으며, 같은 상황임에도 학생에 따라 인지갈등과 개념변화의 정도가 다른 원인에 대한 연구도 찾아보기 어렵다. 본 연구는 이러한 의문을 해결하여 인지갈등을 올바로 이해하고, 앞으로의 개념변화 학습에 보다 효과적으로 활용하고자 인지갈등과 개념변화에 미치는 학습자 특성에 따른 차이를 알아보았다. 연구 대상은 대도시, 중소도시, 읍지역의 777명 남녀 중학생이며, 학습자 특성이란 과학 개념학습과 인지갈등 관련 문헌의 고찰과 과학교육 전문가 대상의 설문 조사를 통하여 대표적인 6가지 학습 변인으로서 지능, 인지수준, 성적, 인지양식, 성격, 과학에 관련된 태도등이다. 연구 결과, 인지갈등 전략에 의한 개념변화에서, 인지갈등의 정도는 성격과 태도 등 정의적 영역과 관계 있으며, 과학적 개념으로의 변화는 지능, 성적 등 지적 영역과 관계 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권4호
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• pp.267-276
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• 2014

본 연구의 목적은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. 연구의 대상은 경기도 안성시 소재 K 고등학교 2학년 2개 반이다. 수업 처치 전에, 판구조론에 대한 학생들의 선개념을 조사하기 위해 개념 검사가 실시되었다. 비교 집단은 전통적 수업을, 실험 집단은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업을 적용하였다. 수업 적용이 끝난 후에 실험 집단과 비교 집단의 과학 관련 태도 변화를 알아보기 위해 과학 관련 태도 검사지(TOSRA)를 사용하였다. 연구 결과, 수업처치에 따른 판구조론에 대한 개념 변화는 비교 집단보다 실험 집단에서 개념 이해도가 더 높게 향상되어 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 올바른 개념 변화에 더 효과적임을 알 수 있었고, 과학 관련 태도는 실험 집단의 경우 '과학자의 평범성', '과학 수업의 즐거움', '과학에 대한 취미로서의 관심'의 범주에서 통계적으로 유의미한 증가가 있었다. 이러한 연구 결과로 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 긍정적인 변화를 준다는 것을 확인하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권2호
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• pp.249-262
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• 2022

본 연구는 초등예비교사들의 계절변화에 대한 대안 개념에 대한 연구로 2021년 5월부터 2022년 6월까지 P교육대학교 초등예비교사 60명을 대상으로 수행되었다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들은 계절변화 원인을 설명하는데 60명의 초등예비교사 중에서 22명(36%)만이 과학적 개념을 가지고 있었고, 나머지 38명(64%)의 학생들이 대안개념을 가지고 있었다. 둘째, 초등예비교사들은 지구의 자전축의 경사가 어떻게 계절변화를 일으키는데 관련되어 있는가를 설명하는데 있어서 60명의 초등예비교사 중에서 16명(27%)만이 과학적 개념을 가지고 있었고, 나머지 44명(73%)은 대안개념을 가지고 있었다. 셋째, 초등예비교사들은 태양의 남중고도의 변화와 계절변화와의 관련성을 설명하는데 초등예비교사 60명 중에서 12명(20%)이 과학적 개념을 가지고 있었고, 나머지 48명(80%)가 대안개념을 가지고 있었다. 넷째, 계절변화에 대한 초등예비교사들이 대안개념의 종합적인 유형을 살펴보면 계절변화의 원인을 전체적으로 과학개념을 사용하여 설명하는 유형으로 분류되는 aS-bS-cS 유형은 60명의 초등예비교사 중에서 8명(13%)에 불과했으며, 나머지 52명(87%)는 계절변화를 설명하는데 모두 하나 이상의 대안 개념을 소지하고 있었다. 이상에서 살펴 본 결과 초등예비교사들은 계절변화의 원인에 대한 일반적 개념, 자전축의 경사와 계절변화, 남중고도의 변화에 따른 계절변화를 설명할 때 다양한 대안개념을 사용하고 있다고 판단된다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.167-168
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• 2006

• 한국지구과학회지
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• 제24권3호
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• pp.160-171
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• 2003

본 연구에서는 계절 변화에 관련된 개념 유형을 분석하고, 관련 개념들에 관한 토의에 의해 인지갈등을 해소하는 방법을 강조한 발생학습 전략의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 계절변화 관련 지구과학 개념 유형은 100가지 였으며, 그 중에서 66가지는 오개념을 포함한 비과학적 개념 유형이었다. 계절변화에 관련된 개념 평가도구는 R&D과정과 2번의 현장검증을 거쳐 개발되었다. 실험집단에는 지구과학개념 유형과 인지갈등을 반영한 4단계의 발생학습 전략을 적용하였다. 한편 통제집단에는 전통적인 교수 학습 전략을 적용하였다. 유의수준 .05에서 공변량분석을 실시한 결과 두 집단 간에는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 계절변화와 관련된 오개념을 지구과학적 개념으로 변화시키는 데 발생학습전략이 하나의 가능한 대안이 될 수 있음을 의미하는 것으로 볼 수 있다.