• 과학교육연구지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.53-65
• /
• 2022

야외에서 이루어지는 과학 탐구학습은 이론적으로 학습한 내용의 구조화 및 적용에 긍정적 효과를 나타내며, 개방적인 사고를 유발함으로써 다양한 탐구활동의 경험을 유발한다. 또한 현장의 다양성과 특수성을 통해 제공되는 실제 경험은 학습자의 정의적 영역에도 긍정적으로 작용한다. 특히 경험적 학습의 맥락에서 생물에 대한 야외 학습프로그램은 실물 관찰 및 생태적 학습 경험의 제공 측면에서 필수적인 과정에 해당한다. 반면, 야외 탐구활동을 위해서는 전문적인 기본 소양과 해결되어야 하는 선행과제들이 존재하며, 이로 인해 실제 교육현장에서 잘 이루어지지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 야외 탐구와 관련된 전문소양을 보조할 수 있는 인공지능을 직접 학생들이 생성하고 활용하여 쉽고 빠르게 의사결정할 수 있으며, 다양한 식생 분포로 생태학적 가치를 지니고 있는 해안사구 식물을 탐구 대상으로 하는 야외 학습 프로그램을 개발하고자 하였다. 이를 위해 관련 문헌들을 고찰하여 활동 프로그램을 구성하였으며, 개발한 프로그램의 경험이 초등 과학영재 학생들에게 어떤 영향을 주는지 사례 적용을 통해 확인하였다. 활동 프로그램의 적용 결과 개발한 프로그램은 초등 과학영재 학생들의 동기수준, 과제집착력, 태도 변화에 긍정적인 영향을 줄 수 있었다. 결론적으로 인공지능을 활용하여 해안사구 식물을 탐구하는 야외 프로그램을 개발할 수 있었으며, 개발된 프로그램은 초등학생의 정의적 영역에 긍정적 효과를 제공할 수 있을 것이다.

• 대한지리학회지
• /
• 제51권6호
• /
• pp.893-914
• /
• 2016

본 연구의 목적은 경주 양동마을의 지속가능발전을 주제로 탐구기반 야외조사활동 프로그램을 개발하고 현장적용 연구를 통해 프로그램을 평가하는 것이다. 효과적인 탐구기반 야외조사활동의 설계를 위해서는 탐구질문, 조사대상 지역, 모바일 테크놀로지의 역할, 학습활동 및 산출물 설계, 교사의 역할에 대한 이해가 중요하다. 양동마을은 2010년 세계문화유산으로 지정된 이후 급격한 변화를 겪고 있으며, 학생들은 양동마을에서 가옥의 변화를 조사하고, 주민들을 인터뷰하고, 마을에서 변해야 하는 것과 변하지 말아야 하는 것을 조사한다. 학생들의 야외 데이터 수집을 지원하기 위해 모바일 테크놀로지(예, Collector for ArcGIS)가 활용되었다. 프로그램은 2016년 2월 고등학교 답사동아리 학생들(N=21)이 참여해 현장적용 연구가 진행되었다. 학생들의 사전-사후활동, 야외에서의 데이터 수집활동이 관찰되었으며, 학생들이 수집한 데이터와 제작한 산출물을 분석하였다. 프로그램 참여를 통해 학생들은 양동마을에 대한 지식과 가치가 높아졌을 뿐 아니라 과정에 대해서도 만족과 즐거움을 표시했다. 모바일 테크놀로지의 활용은 탐구기반 야외조사활동에서 학습활동의 실제성을 높여주고, 학생들 간 협력을 원활하게 하며, 공유가 가능한 디지털 형태의 산출물 생산을 지원한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.818-831
• /
• 2007

지구과학 탐구에서 귀추적 탐구의 중요성을 인식하고, 이를 모델로 한 지구과학 수업에 대한 이론적인 접근이 진행되어 왔다. 또한, 구체적인 지구과학 탐구의 장으로서 야외 지질 학습 현장에 대한 귀추적 탐구의 연구 사례는 매우 중요하다. 이 연구에서는 귀추적 학습 모형을 바탕으로 구성된 야외 지질 학습 프로그램을 중학교 과학 영재 학생들에게 적용하여 학생들의 귀추적 추론 사례와 그 과정에 사용된 사고 전략 및 교사의 교수법적 중재가 학생들의 귀추적 추론에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 야외 지질 학습을 진행하는 동안 암석의 구별,함께 나타나는 서로 다른 암석의 생성 과정 설명,변성암의 절리 형성 과정 설명,답사 지역 지형의 형성 과정 설명 등의 사례를 귀추적으로 추론하였다. 또한,학생들은 노두에서 관찰한 사실들을 설명할 수 있는 적절한 규칙을 찾아내는데 다양한 사고 전략들을 사용하였다. 이를 통해 야외 지질 학습 과정에서 학생들에게 과학자들이 수행하는것과 유사한 탐구 및 추론 과정을 경험하게 함으로써 학생들의 귀추적 추론 능력을 함양시킬 수 있음을 보여주었다. 한편, 야외 지질 학습 과정에서 교사의 교수법적 중재는 학생들의 귀추적 추론 과정을 지원하였으며, 특정한 사고 전략을 유도하기도 했지만, 추론의 내용까지 보장해 주지는 못하였다. 학생들은 관찰한 사실들을 설명하기 위한 규직을 추리할 때,그들이 기존에 가지고 있던 잘못된 배경 지식에 근거하고 있었다. 따라서 학생들이 야외 지질 학습 과정에서 올바른 가설을 수립하여 답사 지역의 지질을 해석하고,설득력 있는 귀추적 추론을 위한 규칙을 추리하도록 하기 위해서 교사는 학생들의 귀추적 추론 능력을 길러 주는 것뿐만 아니라,학생들에게 정확한 배경 지식과 정보를 제공해 줄 수 있어야 한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.531-554
• /
• 2020

본 연구는 귀추적 탐구 중심 야외 지질 답사 교육의 실제에 대한 설명을 제공하기 위해, 명시적 지질학 지식 및 탐구 학습 도입 전·후의 지질 답사에서 나타난 학생들의 귀추 수행 특징을 살펴보았다. 이를 위해 사전 평가, 초기 답사, 명시적 지질학 지식 및 탐구 학습, 후기 답사, 사후 평가 등의 순서로 진행되는 21차시의 프로그램을 개발하여 중학생 9명에게 적용했다. 연구 자료로서 야외 지질 답사 수업 녹화·녹음 자료 및 학생 활동지가 수집되어 질적으로 분석되었다. 연구 결과, 초기 답사에서 학생들은 지질학적 중요도가 낮은 단서를 포착했고, 해당 단서의 생성 원인에 대한 가설 생성을 요구받자 일상 경험 및 일반 과학 지식을 규칙으로 활용했으며, 생성된 가설을 규칙의 과학성이나 임의적 기준에 의해 평가했다. 한편, 후기 답사에서 학생들은 지질학적 핵심 단서를 포착했고, 자발적으로 해당 단서와 관련된 지질학적 사건 가설을 지질학 개념을 규칙으로 차용해 생성했으며, 생성된 가설을 관찰 증거와 규칙의 정합성을 바탕으로 과학적으로 평가했다. 이러한 결과를 종합하여, 지질 답사에서 능숙한 귀추 수행을 위해 학습자의 지질학 지식과 탐구(귀추) 역량이 미치는 영향을 경로로 제시했다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.22-22
• /
• 2010

우리들은 초 중등교육을 통해 암석의 종류와 특징, 지질형태와 퇴적구조, 그리고 화석에 대해 지속적으로 교육 받아왔다. 그러나 암석이나 노두를 보고 학교에서 배운 지식을 바르게 적용할 수 있는 학생은 매우 드물다. 또한 아름다운 경관을 보며 지질학적으로 형성과정을 해석할 수 있는 사람도 매우 드물 것이다. 여기서는 지질경관에 대한 정보를 어떻게 제공하고 있는가에 대한 연구 성과를 정리해보고 문제점을 도출하고자 한다. 현재까지 지질경관을 알려주는 연구 성과를 크게 나누면 3종류가 있다. 첫째, 지질학습장의 개발 및 활용에 관한 연구이다. 이 부류의 수집된 자료는 학위논문(29편)과 전문학술지(27편)로 현재 56편이나 검색에 따라 더 늘어날 것이다. 이들은 야외 노두에 대한 효과적인 지질학습을 위한 자료개발을 위주로 하고 있다. 이러한 내용들은 전문가 양성에는 대단히 좋은 프로그램이지만 청소년이나 일반대중들에게 너무 어려운 내용으로 구성되어 있다. 또한 교육청에서 주관하는 탐방계획으로 "경기도 지구과학교사 연구회"가 있는데, 주로 경기도 한탄강유역을 대상으로 하고 있다. 이 연구회 자료에서는 지역의 특성을 살린 야외지질학습장을 개발하고 현장에 적용하기 위한 노력을 볼 수가 있다. 두 번째로 과학전람회 자료로서 현장교사와 학생들의 야외학습에 대한 인식이 잘 나타나 있다. 수집된 자료는 총 55편으로 야외지질조사를 통해 관찰 자체에 중점을 두었는데, 최근에는 노두관찰에 덧붙여 탐구학습 태도와 창의성을 함양하는 쪽으로 옮겨가고 있다. 세 번째 자료는 일반대중을 위한 서적이다. 이 서적들은 저자들의 전공에 따라 그 내용이 다소 다르다. 즉 일반여행안내 책자는 노두나 암석은 소개하고 있으나 지질학적 설명이 전혀없으며(예, 남도해안 2000리), 지리학자들의 저술에는 지형의 형성을 지질학적으로 설명하려 애쓴 흔적이 보인다(예, 한국지리이야기). 다음으로 지구과학들의 저술은 전형적인 지질답사 안내서에 가까워 내용 자체는 좋으나 흥미가 다소 떨어진다(예, 가족이 함께 떠나는 지질여행, 제주도 지질여행). 지질학과 흥미를 적절히 혼합한 책으로 '우리 땅 과학 답사기'정도가 있다. 최근 한국암석학회에서는 "우리의 명산"을 지질과 경관의 관점에서 해석하려는 심포지엄을 2차례 가졌다. 그러나 그 내용면에서는 경관지질이라는 개념을 정립했다고 보기에는 다소 미흡 하나, 황상구 교수의 주왕산에 관한 내용은 앞으로 경관지질 연구에 대한 발전의 여지를 보여주었다. 앞으로 지질경관에 대하여 지질학적 야외답사나 과학지식 습득에 국한시키지 말고, 그 지역의 특성을 살린 관광 또는 민속과 연계하여 지구과학적 학습효과와 더불어 인성교육에 도움이 되는 학습 콘텐츠를 개발하도록 노력해야 할 것이다. 일반 대중이 우리나라의 빼어난 지질 경관을 손쉽게 이해하고 즐기게 되면, 세계자연유산이나 세계지질공원을 지정 받는 과정도 더 쉬워질 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.169-174
• /
• 2006

현대 교육은 단순한 암기 위주가 아닌 첨단 컴퓨터를 이용한 실험 실습 위주의 직접 보고 듣고 느끼는 방향으로 진보하고 있다. 실험 실습에 의한 과학교육은 사용자의 탐구능력 향상과 과학적 태도 향상에 중요한 역할을 하게 될 것이며 기존의 암기위주나 단순한 수치에 의한 개념 학습을 탈피하여 Data collection 기술과 분석의 활용을 통해 사용자가 과학을 좀 더 이해하고 사용할 수 있도록 하는 능력을 증진하게 한다. 이를 위한 과학교육의 한 방법으로 MBL(Microcomputer Based Laboratory)은 실험자가 실험실이나 야외에서 각종 기구를 사용해 데이터를 습득할 수 있도록 도와주는 컴퓨터 기반 과학 실험 시스템으로서 미국, 영국 등 과학 교육 분야에서 추구하고 있는 세계적인 추세라고 할 수 있다. 이러한 MBL 시스템의 구성은 센서를 통해 얻어지는 자료를 컴퓨터에 전달하는 매개체인 인터페이스, 과학 실험에서 발생하는 데이터를 직접 전기적 신호로 변환하여 인터페이스에 전달하는 센서, 인터페이스에서 전달되는 전기적 신호를 컴퓨터 화면에 나타내어 주는 컴퓨터용 전용 프로그램으로 구성된다. 이러한 MBL을 과학교육에 활용한다면 학생들이 스스로 과학적으로 탐구하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양하는 데 많은 도움이 될 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.27-39
• /
• 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
• /
• 제44권3호
• /
• pp.222-235
• /
• 2023

본 연구는 가상현실 지질학습장을 개발하여 학교 현장에서 겪는 어려움으로 인해 소홀히 여겨지는 야외 답사를 대체하는 방안을 찾고자 하는 데 목적이 있다. 이를 위해 교육과정 내용 요소와 가상현실 개발 가능성을 검토하여 적 상산 일대를 중심으로 총 5곳의 지질학습장을 선정하였다. 가상현실 지질학습장은 학생들이 주도적으로 가상의 공간에서 암석과 지질구조를 관찰하고 탐구할 수 있도록 구성하였으며, 구상화강편마암, 응회암, 역암, 사암, 층리, 절리 등 학습 요소를 포함하였다. 개발한 학습장이 갖는 교육적 가치를 알아보고자 중학교 1학년 학생 7명에게 적용하고 반-구조화된 면담을 실시하였으며, 학생 반응 결과를 언어 네트워크를 이용하여 단어 간 의미 있는 관계를 분석하였다. 그 결과로 학생들은 가상현실일지라도 현실감을 느낄 수 있었으며, 이는 곧 암석의 특징을 이해하고 기억하는 데 긍정적인 영향을 주고 있었다. 이는 가상현실 야외지질학습 프로그램을 통해 야외에서 이루어지는 현실감을 학생들에게 간접적으로 경험하게 함으로써 학습에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 본 연구를 바탕으로 무주군이 지닌 지질 학습자원이 가상현실을 통해 학교 현장에서 유의미한 학습 자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.311-324
• /
• 2021

최근 화성시의 국가지질공원 인증 추진을 위해 10개의 지질명소가 개발되었으며, 이 중에서 제부도 지질명소는 다양한 지질·지형(경관)·생태유산이 분포하여 고정리, 우음도 지질명소와 함께 수도권 남부의 새로운 지구과학 교육 장소로 개발 잠재성이 크다. 이번 연구에서는 화성지질공원 제부도 지질명소의 야외조사를 통해 지질유산의 특징을 기재하고, 화성지질공원 내 다른 지질명소와의 비교·분석을 통해 지질교육 명소로서 개발 가능성을 평가하였다. 또한, 지질공원 및 지질명소에서의 현장교육이 현행 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조하는 핵심개념과 교과역량 중심 교육에 실질적으로 미칠 수 있는 효과를 제부도 지질명소에 적용해 제시하였다. 제부도 지질명소에는 규암, 편암, 천매암 등 다양한 변성암류가 분포하며, 쇄설성암맥, 석영맥, 단층, 절리, 엽리, 편리 등의 지질구조들도 함께 관찰되어 지질다양성이 풍부하다. 또한, 해안가를 따라서는 역빈과 사빈, 해안사구, 갯벌 등 해안 퇴적지형과 연흔 등의 퇴적구조가 발달하고 있으며, 해식절벽, 해식동굴, 시스택 등의 해안침식지형과 함께 바다갈라짐 등 다양한 해안지형을 관찰할 수 있다. 제부도 지질명소는 기존에 현장교육에 활용되고 있는 화성지질공원의 고정리 공룡알화석산지 및 우음도 지질명소와 지질 및 지형학적으로 차별점을 가지므로 새로운 지질교육 현장으로서 충분한 가치를 지닌 것으로 판단된다. 아울러 제부도 지질명소에는 갯벌체험장과 같은 지질교육 및 지질관광 연계 콘텐츠가 풍부하고, 해안산책로, 전망대와 같은 탐방인프라 또한 잘 조성되어 있어 다채로운 교육프로그램 개발이 기대된다. 더 나아가 각 지질명소별 특성을 중심으로 최적화된 지질공원 교육을 수행함으로써 1) 학교에서 지질공원으로 학습 공간의 확장, 2) 구체적인 내용 요소의 이해도 향상과 핵심개념 사이의 연계, 3) 지구시스템 전반으로 교육 영역의 확대가 이루어질 수 있어 과학과 교육과정의 핵심역량인 사고력, 탐구력, 문제해결력을 향상시킬 수 있고, 지질공원 교육의 주체로 참여하는 경험을 통해 의사소통 능력 및 참여와 평생학습능력 강화에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.