• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.70-70
• /
• 2010

이 연구의 목적은 귀추적 탐구 방법과 관련된 전략들을 적용하여 지구온난화에 관련되어 측정된 다양한 유형의 데이터를 관련된 사실, 원리, 법칙, 선행 연구 결과 등을 토대로 지구통합적인 관점과 지구계를 구성하는 요소들 간의 상호작용과 영향을 중심으로 재해석하고 이해하는 것이다. 지구과학(지구시스템과학)의 학문 성격, 최근 동향, 본성 및 탐구 대상의 특성에 대한 내용과 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법에 대해 학습한 후, 학생들은 인천 및 다양한 지역의 기상과 해양 자료 분석을 통하여 관찰되는 현상(결과)의 원인과 영향을 파악하는 연구 활동을 하였다. 이 과정에서 귀추적 탐구를 충분히 이해할 수 있도록, 과학 탐구에서 귀추적 탐구 방법을 사용하는 과학자들의 예시와 모의 활동을 통하여, 귀추적 탐구 방법에 사용되는 다양한 사고 전략(예, 데이터의 재구성 전략, 유추 전략, 개념적 결합 전략 등)에 대한 예시를 경험하였다. 학생들은 지구온난화에 관련되어 나타나는 현상(조사된 사항 포함)과 영향에 대해 지구시스템적으로 이해하고 재해석하기 위해 지구시스템을 구성하는 요소(예, 수권, 대기권)와 관련된 데이터 정보를 검색하고 수집하였다. 1) 지구시스템과 지구온난화에 대한 조사하고, 2) 지구온난화 및 기후변화의 변동성 확인한 후, 3) 지구온난화와 관련된 선행 연구 결과 분석하였다. 또한, 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법의 이해와 적용하는 과정에서 1) 지구 온난화 및 기후 변화의 실태 파악하고, 2) 인천 지역의 월별, 계절별 기온 변화 분석 및 경향 조사(탐색: 연구문제 규명)한 후, 3) 인천과 속초 지역의 기온, 수온의 변화 추이 및 분석 (조사: 원인 조사 과정)하였다. 4) 속초 지역의 평균해면기압변화 추이 및 분석한 후, 그 결과를 토대로 5) 문헌조사 및 선행연구 결과 분석을 통한 지구 온난화의 영향을 미치는 요인 재검토 및 확인(선택 및 설명)하여, 6) 인천지역과 속초지역의 지구온난화 원인 분석 및 문제점 보완(설명)하기 위해 7) 겨울철 지구온난화가 더 심각한지 부산지역과 포항지역의 자료 분석을 통하여 연구 결과 내용의 보완 (추가 조사 및 설명)한 후, 8) 분석 결과 및 해석 내용을 전문가와 상담 실시하였다. 이 연구는 연구를 진행하면서 얻은 결과를 교육적 측면에서 다시 정리해 보면 다음과 같다. 우선, 학생들의 지구환경적 문제 해결 과정에서 귀추적 탐구 방법을 활용한 문제 해결 능력을 향상시켰다. 아울러, 지구과학의 탐구 본성, 최근 동향, 탐구대상의 특성 등의 학습을 통해 지구과학도로서의 기본적인 소양과 자질 향상에 기여하였으며, 사회과학의 연구방법을 순수과학연구에 접목하여 과학자로서의 문제해결 능력과 시스템 사고력을 향상시켰다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제26권8호
• /
• pp.751-758
• /
• 2005

본 연구에서는 지질학 연구에 관한 과학철학적 논의를 기반으로 지구과학 탐구의 특징을 반영한 지구과학 탐구방법의 개념적 틀을 개발하고, 이 틀을 분석 도구로 하여 중학교 2학년 과학 교과서에 수록된 탐구 활동을 분석하였다. 분석틀에서는 지구과학의 탐구 방법을 논리적 추론 방법, 해석적 방법, 역사적 방법으로 구분하고, 각각에 부속하는 방법이나 방법론상의 특징들을 세분화하여 제시하였다. 분석을 위해서는 중학교 2학년 과학 교과서의 '지구의 역사와 지각 변동' 단원의 탐구 활동을 대상으로 하였다. 분석된 탐구 활동들에 논리적 추론 방법이 반영된 비율은 귀납적 방법이 23%, 연역적 방법이 22%, 귀추적 방법이 70로, 귀추적 방법이 가장 높은 반영 빈도를 보였다. 해석적 방법의 특징이 반영된 비율은 '이미 형성된 이해 구조의 역할'이 92%로 가장 높았으며, '순환적 추론'이 9%, '이해의 역사적 본성'이 17%였다. 역사적 방법은 그 반영된 비율이 높은 것으로부터 적절한 분류체계의 구성'(53%), '현대적 동일과정설의 원리 적용'(47%), '잔존물 해석'(41%), '단계이론화 과정에서 장소로써 시간을 대체'(3%), '독립된 연구 결과들의 수렴 정도 평가(3%) 순으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.610-623
• /
• 2005

본 연구는 과학적 탐구 방법의 하나로서 귀추법을 토대로 한 지구과학 탐구 활동을 고안하고 수행하는 기초를 마련하기 위한 이론 연구이다. 관련 분야의 문헌들을 탐색하여 지구과학의 본성을 지구과학 탐구의 목적과 탐구 대상의 특징이라는 측면에서 살펴 보고, 귀추법의 형식과 의미, 규칙 추리와 가설제안 과정에서 사용되는 사고 전략들, 귀추법에 바탕을 둔 수업 모형을 차례로 고찰하였다. 귀추법은 어떤 현상을 설명하기 위하여 특정한 사실이나 원리, 법칙 등과 같은 규칙을 추리해 내고 그 속에 함의된 설명적 진술이나 설명적 가설을 제안하는 과정으로서 지구 환경의 형성 원인과 과정을 연구하는 지구과학 탐구에 잘 부합하는 탐구 방법임을 논하였다. 귀추법은 또한, 확정적, 선택적, 평가적, 창조적인 성격을 지니고 있으며, 규칙 추리와 가설 제안 과정에는 자료에 대한 재구성, 발견 법적 일반화, 유추, 개념적 결합, 사전 평가에 의한 제거, 존재에 관한 전략 등이 사용되고 있음을 알 수 있었다. 이러한 귀추법을 토대로 한 교수-학습 모형으로서 귀추적 탐구 모형은 지구과학 교육 현장에 적용 하기에 적절한 것으로 판단되었고, 이에 따라 귀추적 방법을 모델로 한 지구과학 수업과 이와 관련된 연구가 이루어져야 한다는 것을 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회:학술대회논문집
• /
• 대한지구과학교육학회 2011년도 제6차 학술대회
• /
• pp.63-67
• /
• 2011

• 한국지구과학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.591-605
• /
• 2006

본 연구는 달의 일주 운동에서 관찰되는 월면 무늬의 겉보기 회전 운동에 관해서 정량적으로 기술하고 관측 결과를 제시하여 지구과학 교과 관점에서 지구 자전 현상과의 연관성을 고찰하였다. 이러한 연구를 통하여 달의 일주 운동 관측이 지구과학 교과 영역에서 수행할 수 있는 탐구활동 소재 중의 하나로 구성될 수 있다는 것을 제시하고자 한다. 월면 무늬 회전은 지표면에 서 있는 관측자가 일주 운동하고 있는 달을 보고 있을 때 달 표면에 있는 어두운 무늬들이 지평선에 대해서 회전하고 있는 것처럼 보이는 현상이다. 이 현상은 육안으로도 쉽게 관측되므로 지구과학 탐구 요소로서 의문을 품어볼 만한 자연현상임에도 불구하고 이 현상을 지구 자전과 관련된 내용으로 소개하고 있는 지구과학 전공 영역 서적을 찾아보기가 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 월면 회전 현상의 이론적인 원리를 수학적으로 상세히 유도하고, 실제관측을 통하여 이 현상이 지구과학 교과 영역의 탐구 소재로서 개발될 수 있는 가능성을 제시하였다. 또한 월면의 역회전 현상을 제시하고, 이를 수학적으로 증명하였으며 정성적인 이해가 가능하도록 설명 방법을 고안하여 소개하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.199-206
• /
• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• 천문학회보
• /
• 제38권2호
• /
• pp.101.1-101.1
• /
• 2013

심화 지구과학 교과서는 과학 계열 고등학교 학생들을 대상으로 지구과학 심화 내용에 대한 다양한 탐구 활동을 통하여 개념과 원리, 탐구 기능 창의적 문제 해결력 그리고 과학적 태도를 함양함과 동시에 대학에서 학문을 연구하는데 필요한 기본적인 능력을 기르는데 필요한 지식 및 탐구 방법을 습득할 수 있도록 실험서 형태로 내용을 구성하였다. 총 5개 대단원 중 우주 속의 지구에는 푸코진자, 시간과 역, 태양계, 달을 대상으로 한 직접 실험과 CLEA와 실제 관측 자료를 활용한 별의 일생, 성단과 변광성, 외부 은하, 그리고 허블의 법칙을 실험실에서 실습해볼 수 있도록 안내하고 있다. 2011년 8월 초판 발간으로 지금까지 20개 과학 고등학교에서 채택되어 2614명의 학생이 이용하였고, 현재 활용 실태 조사 결과를 바탕으로 수정작업이 이루어지고 있다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.501-515
• /
• 2018

본 연구에서는 지구과학의 탐구 방법으로서 복수 작업가설의 방법을 특정한 구조를 지닌 암석의 형성 과정에 대한 귀추적 추론 과정에 적용하고, 그 속에서 드러난 복수 작업가설의 방법의 특징을 탐색하였다. 연구 참여자는 한교육대학교에서 진행된 수업에 참여한 31명의 4학년 학생들이었으며, 이들은 수업 활동의 일환으로 문제 암석의 형성 과정에 대한 복수의 작업가설을 상정하고 그것들을 함께 고려하여 귀추적 탐구를 수행하였다. 학생들의 추론 과정과 결과를 스케치북 보고서에 기록하게 하고, 보고서의 내용을 분석적 귀납의 원리에 따라 분석하여 4가지 연구 주장을 도출하였다. 첫째, 학생들의 작업가설은 자원 모델을 바탕으로 상정되고 이 과정에서 종종 자원 모델의 변형이 일어난다. 둘째, 자원 모델의 활성화에는 증거의 지각적 특성이 영향을 미친다. 셋째, 관찰한 증거의 종류와 증거에 대한 다른 해석이 작업가설들에 대한 서로 다른 판단을 초래한다. 넷째, 종종 대안적인 가설들이 결합하여 또 다른 가설이 만들어진다. 이러한 연구 결과가 지구과학 교육과 관련 연구에 시사하는 점을 논의하였다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
• /
• pp.267-275
• /
• 2006

과학교육의 특성상 가장 효과적인 교수 방법은 직접 실험하고, 탐구, 체험 학습을 하는 것이나 시간적, 공간적 제약, 환경 여건, 비용 등을 고려해 볼 때 항상 직접 체험 학습 환경을 제공해 주기는 어렵다. 또한 '지구과학' 영역의 학습은 교실이나 실험실에서 지도하기 어려운 문제점이 있고, 학습 내용들이 본질적으로 가지고 있는 초실험적인 내용이 많아 교수 학습과정에서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 제한점이 많은 초등학교 과학과 '지구과학' 영역에 대하여 직접 탐구하고 체험할 수 있는 환경과 가까운 멀티미디어 웹 기반 코스웨어를 설계 개발하여 이러한 어려움을 보완한다면 과학 교육의 학습 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 과학과의 지구과학 영역 중 기상 교육을 위한 웹 코스웨어를 설계 개발하여 수업현장에 적용해보고자 한다. 본 연구에서 제시한 웹 코스웨어 학습 프로그램은 단지 디스플레이 형식의 자료에서 벗어나 여러 가지 그림, 소리, 동영상 등의 애니메이션 자료를 제시함은 물론 아동들이 직접 컴퓨터를 조작함으로써 학습목표에 보다 쉽고 재미있게 도달할 수 있도록 제작하여 과학과 교수 학습 방법의 개선을 꾀하고, 학습자들의 과학적 사고력 발달을 도모하고자 한다.

• 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.