• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.951-962
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• 2009

지구계 교육 연구와 문헌을 고찰하며 지구계 교육의 소재로서 순환에 초점을 맞추어 선행 연구들을 정리하였다. 개정 교육과정의 10학년 과학 교과에 포함된 지구계 단원과 연관하여 지구계의 의미와 지구계 과학의 기초 개념에 대해 설명하였다. 지구계 교육의 기원에 대해 미국을 중심으로 하여 적용 과정을 살펴보고, 교육 목표와 개념 및 이해 내용을 소개하였다. 우리나라 교육과정에 반영된 지구계 교육 내용을 검토하고, 지구과학I 교과서에서 순환에 대한 내용을 비교분석 하였다. 지구계 교육이 국민공통기본 교육 내용으로 굳건하게 정착되기 위해서 교육자들의 지구계에 대한 이해와 지구계 교육의 필요성에 대한 인식이 요구된다고 제안한다.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권1호
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• pp.170-180
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• 2010

지구과학의 여러 영역 중에서 특히 천문학은 시공간적 변화를 추상적으로 다루어야 하는 경우가 많다. 이런 천문 영역을 효과적으로 학습할 수 있는 방법으로 개념스케치-간결한 설명, 기호 및 용어를 사용하여 학습할 내용의 주요 특징, 원리, 절차, 관계 등을 나타낸 그림-를 활용하였다. 본 연구에서는 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 지구과학 천문 영역에서 개념스케치의 작성 및 토론을 수업에 적용하고 그 효과를 분석하기 위하여 실험 집단과 비교 집단을 선정하여 개념스케치를 활용한 소집단 토론 수업과 전통적인 수업을 각각 실시하였다. 그런 다음 면담 대상자를 선정하여 질문지 검사와 심층 면담을 실시하였다. 자료를 분석한 결과, 개념스케치를 활용한 소집단 토론수업은 상위권과 하위권 학생들의 개념 이해 정도에 효과가 있었으며, 특히 학생들의 적극적인 수업 참여를 이끌어내는 수업 방식이었다. 학생들은 자신의 생각과 의견을 동료들과 교환하는 토론 과정을 거치면서 학습 내용을 장기간 기억할 수 있는 효과를 얻을수 있었고, 무엇보다도 친숙한 느낌을 주는 그림 그리기 활동이 학생들의 수업 흥미도를 높여 주었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권3호
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• pp.305-316
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• 2020

이 연구에서는 대학생들이 인식하고 있는 외계행성에 대한 개념을 빅데이터 분석을 하기 위해 외계행성 교육 프로그램과 교육을 받기 전, 후의 개념 변화를 알아보기 위한 질문지를 개발하여 적용하였다. 이를 통한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육을 받기 전에는 외계행성을 단순히 '태양계 바깥(외계)의 행성' 정도의 맥락으로만 이해하고 있었으나, 교육을 받은 후에 중요 키워드 중심으로 '태양계 바깥 항성 주위를 공전하는 행성' 개념으로 확장되었다. 둘째, 대학생들은 매스컴에서 접했던 간접 경험을 토대로 도플러효과, 식현상, 중력렌즈를 활용한 관측한다는 정도의 간단한 답변을 하여 관측 방법에 대한 개념이 매우 부족하였다. 그러나 학생들은 외계행성 탐사와 관련된 내용을 교육 받으면서 외계행성 탐사에 대한 인식이 구체화되었다. 셋째, 대학생들은 외계행성 탐사의 중요성을 단순히 외계생명체의 발견을 넘어서서 태양계를 비롯한 행성의 생성과정과 연구 방법, 인류의 발전으로 확장시키고 있었다. 넷째, 대학생들은 외계행성과 관련된 내용을 지구과학 교육과정에서 소개한다면 과학지식 뿐만 아니라 흥미와 호기심을 일으킬 수 있으므로, 교육과정에서 외계행성에 대한 교육이 필요하다고 인식하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.173-185
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• 2022

이 연구의 목적은 2022 개정 교육과정의 고시를 앞두고 2007 개정 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지의 초등 과학과 교육과정 중 지구와 우주 영역에 대해 반성적으로 검토하고 향후 교육과정 개정을 위한 과제를 제안하는 것이다. 이를 위하여 지구과학교육 전문가와 학교 현장의 초등교사를 대상으로 초등 과학과 교육과정에서 지구와 우주 영역 내용 요소와 내용 체계, 성취 기준과 탐구 활동 구성, 교육과정의 종적·횡적 연계성에 대해 FGI를 실시하였다. FGI를 통해 귀납적으로 도출한 개선 방향에 논리적 일관성을 확보하고자 자유 응답 문항과 가중치를 부여한 계층 분석 문항을 포함하였다. 분석 결과, 2015 개정 교육과정까지 초등 과학 지구와 우주 영역의 학년(군)별 단원 구성이 '지구계'의 각 권역별로 고르게 배분되어 있지 않고, 기초 개념이 부족한 것으로 나타났다. 학습 내용과 기능을 중심으로 서술한 성취 기준은 과학과 핵심역량이 구체적으로 드러나도록 진술할 필요성이 있으며, 다양한 형태의 탐구활동 유형과 학생 스스로 답을 찾는 과정이 포함되도록 탐구 활동을 구성할 필요성이 있다고 제안하였다. 계층 분석을 위한 문항에서는 내용 요소의 감축보다는 필수 내용 요소 포함, 흥미 중심의 현상 학습보다는 이해 중심의 개념 학습, 과목 간 통합 이전에 분과 기초 개념 학습, 학습 내용의 반복과 심화보다는 종적, 횡적 연계성의 확대를 제안하였다. 이 연구에서 제안한 내용이 초등 과학 '지구와 우주' 영역과 관련된 전문가들의 공통된 견해로 일반화하기에는 제한점이 있다. 그러나 2022 개정 교육과정의 주요 비전이 다양한 교육 주체의 참여를 통한 의견 수렴이므로 추후 교육과정의 개정 방향에 고려해야 할 여러 가지 의견 중 하나로 검토할 필요가 있음을 제안한다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.687-703
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• 2011

편각은 판구조론 이해의 바탕이 되는 개념이며 실생활에서 지도와 나침반을 이용하여 자신의 위치를 결정할 때도 쓰이는 중요한 개념이다. 이에 제 7차 교육과정에서 사용되고 있는 6종의 지구과학 II 교과서에서 편각에 대한 설명이 어떻게 기술되어 있는지 확인하고 고등학생들이 오개념을 가질 수 있는 가능성을 조사하였다. 개념 검사지를 통해 실제로 나타나고 있는 고등학생들의 오개념을 확인하고 교과서와의 연관성을 알아보았다. 그 결과 고등학생들은 특히 자북극과 관련하여 오개념을 가지고 있었고 이는 교과서의 편각에 대한 설명 부족과 함께 잘못된 삽화와 밀접한 관계가 있었다. 따라서 편각에 대한 정확한 이해를 위해서는 비쌍극자 효과를 추가한 편각의 설명이 필요하고 이에 따른 삽화의 제시가 필요함을 확인하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제9권3호
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• pp.323-340
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• 2016

이 연구의 목적은 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구의 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 지구의 공전 궤도와 $5^{\circ}$ 기울어진 달의 공전 궤도를 나타내는 달의 위상 변화 관찰 교구를 개발하였다. 그리고 이 교구의 효과를 확인하기 위해 제주시내 초등학교 6학년 110명의 학생을 실험집단과 비교집단으로 나누어 연구를 실시하였다. 실험집단 55명의 학생은 이 연구에서 개발한 달의 위상 변화 관찰 교구를 활용하여 수업을 진행하였고 비교집단 55명의 학생은 현행 교과서 활동으로 수업을 진행하였다. 실험집단과 비교집단의 학생들에게 달의 위상 변화에 대한 사전, 사후, 지연 개념검사와 개념수준별 반구조화된 면담을 실시하였다. 학생들의 응답에 따라 '위상 인지', '우주적 관점', '지구적 관점', '인지 불가'로 개념 수준을 구분하였다. 사전개념검사에서 t-검정 결과 실험집단과 비교집단은 동질 집단임을 확인할 수 있었다. 사후개념검사와 지연개념검사에서 실험집단은 비교집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 또한 실험집단은 비교집단보다 상위 개념 수준인 '위상 인지'에 속하는 학생 수가 많았다. 반구조화된 면담 결과 '위상 인지'와 '우주적 관점'에 속한 실험집단 학생들은 비교집단 학생들보다 달의 위상 변화에 대해 더 과학적으로 설명하였다. 이를 통해 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구가 효과가 있음을 확인할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권4호
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• pp.352-362
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• 2008

본 연구에서는 통합교과적 접근이 필요한 지구과학 개념에 대한 예비 교사들의 이해를 알아보기 위하여 식 현상에 대한 예비 교사들의 정신 모형을 탐색하였다. 본 연구에는 30명의 중등 예비 지구과학 교사와 36명의 초등 예비교사들이 참여하였다. 정신 모형의 분석을 위해서 서로 다른 맥락의 질문지에 대한 예비 교사들의 응답 및 질문지를 토대로 한 심층 면담 과정에서 나타난 현상론적 초안과 전략적 국면을 분석하였다. 연구 결과, 식 현상에 대해 예비 교사들은 4개의 서로 다른 수준의 정신 모형을 가진 것으로 분석되었다: (1) 차폐 모형, (2) 공전궤도면 모형, (3) 혼성모형, 그리고 (4) 그림자 모형, 차폐 모형은 결함이 있는 모형이며, 공전궤도면 모형은 불완전한 모형, 그림자 모형은 과학적으로 옳은 모형이다. 혼성 모형은 두 개 이상의 정신 모형을 동시에 사용한다. 중등 예비 교사의 경우는 공전궤도면 모형이 40%로 가장 우세한 반면, 초등 예비 교사의 경우는 차폐 모형이 67%로 가장 많았다. 국면의 수준이 정신모형의 수준을 결정하며, 국면의 수준은 현상론적 초안에 의해 결정되는 것으로 분석되었다. 이 연구를 통해 정신 모형의 상황 의존성을 확인하였으며, 식 현상에 대한 낮은 수준의 정신 모형들이 개념적 모형으로 바뀌기 위해서는 광학과 기하학이 통합된 새로운 접근이 필요함을 알 수 있었다. 또한 정신 모형의 규명을 통한 예비 과학 교사의 주제 특정적 교과교육학 지식의 향상 가능성을 시사하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.254-261
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• 2017

이 연구는 계절 변화에 대한 초등학생들과 벨리즈 초등교사의 선개념을 조사하고 계절 변화의 원인을 이해하는데 도움이 되는 실험을 고안한 것이다. 계절 변화에 대한 선개념을 알아보기 위해 계절변화를 학습하지 않은 초등학교 6학년 91명의 학생과 벨리즈 초등교사 10명을 대상으로 개방형 질문지와 인터뷰를 실시하였으며, 귀납적 분석법을 이용하여 범주화하였다. 초등학생과 벨리즈 초등교사는 계절 변화의 원인을 지구의 자전, 태양과 지구 사이의 거리, 지구의 공전, 환경오염이나 기후변화 등으로 생각하고 있었다. 그리고 이러한 오개념은 공간 인식에 대한 어려움, 교과서나 교재의 부정확함 등에 기인하는 것으로 나타났다. 계절 변화에 대한 부정확한 선개념을 바로 잡고 계절 변화 수업을 개선하기 위하여 지구 자전축의 기울기에 따른 태양의 남중 고도와 낮과 밤의 길이를 측정하고, 이를 비교하는 실험을 고안하였다. 이 실험은 태양의 남중 고도와 낮의 길이 변화와 같은 자연 현상을 모형을 통해 측정할 수 있도록 하여 계절변화의 원인을 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권5호
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• pp.886-901
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• 2004

본 연구는 새롭게 고안된 "지구중심운동 태양계 실험 모형"이라는 실험모형을 통해서 초등 예비교사와 초등학교 교사의 "천문개념 변화"에 초점을 맞추었다. 전주에 소재하고 있는 전주교육대학 졸업반 학생 31명과 전북에서 근무하는 초등교사 30명을 연구 대상으로 하였다. 먼저 학생들의 사전개념을 조사하고, 이 실험 모형을 활용한 수업전후에 개념검사를 실시하였다. 검사도구는 모두 10문항으로 내행성의 운동, 내행성의 위상과 크기, 외행성의 운동, 혜성의 운동으로 구성되었다. 분석 방법은 사전 검사에서 천문개념에 대한 유년적 개념을 확인하고, 사후 검사에서 초등 예비교사와 초등학교 교사의 개념이 어떻게 변화되었는지를 조사하였다. 결과적으로 지구 운동 중심 태양계 모형이 내행성의 운동과 내행성의 위상과 크기변화, 외행성의 운동에 관한 내용에서는 올바른 과학적 개념 형성에 효과가 있었다.