지구과학은 자연과학 중에서 야외 현장에서 자연 현상의 관찰과 조사를 기초로 하는 학문이다. 특히 지질학 분야는 야외 조사를 통해 학생 스스로 탐구하고 문제를 발견함으로써 자연에 대한 흥미와 관심을 갖게 하여 지질학적 현상을 이해하게 한다. 그러나, 충북 지역에서 개발된 야외지질학습장의 부재와 입시위주의 교육환경으로 인하여 교사들은 한정된 범위에서 야외 현장 학습을 계획 및 실시하고 있다. 본 연구에서는 교사들에게 실제 야외학습의 패러다임을 사용한 야외학습장을 개발하여 지구과학 교육과정 중 야외학습의 교육적 자료로 제공 될 수 있도록 하였으며, 이러한 학습장을 토대로 지구과학교육에 야외학습을 쉽게 응용 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 다양한 암석과 지질구조를 가지고 있고, 지리적으로 접근이 편리한 단양군 일대를 야외학습장으로 선정 하였다. 단양군 일대의 야외지질 학습코스에는 앨걸마운드, 어란석, 주상도 작성(석회암층군과 충식석회암), 두족류화석, 부정합관계에 놓인 역암층의 5개의 관찰지점이 있으며 실제 현장에서 각 관찰 지점별로 학생들이 활동할 수 있도록 야외지질 학습 자료를 제시하였다.
남해 해상 국립공원의 신수도는 다양한 형태의 지질구조와 화성활동, 화석 등을 관찰할 수 있어 지질학습과 지질관광에 적합한 곳이다. 본 연구에서는 2015개정 과학과 교육과정의 핵심 요소를 분석하여 신수도의 8지점 지질명소를 탐색하고 3D 파노라마 야외학습장을 개발하였다. 신수도의 지질명소 탐색을 통한 3D 파노라마 야외학습장은 3단계 야외학습 모형에 따라 개발하였다. 8차시로 구성된 3D 파노라마 야외학습장은 모둠별 협동 학습으로 구성하여 자율적인 탐구 활동이 이루어지도록 하였다. 석회암 단괴, 박리작용, 염풍화 작용, 천공 조개 구멍, 퇴적구조와 퇴적환경, 공룡의 서식지, 화산활동을 통한 지질학습과 더불어 창의와 인성을 학습할 수 있는 융합 교육이 실현될 수 있도록 구성하였다. 5명의 전문가에 의해 델파이 분석방법을 활용하여 수정 및 보완되었고, 개발 목적과 방향에 대한 타당성을 검증받았다. 3D 파노라마 야외학습장에 대한 전반적인 만족도는 4.52로, 전체적으로 야외학습에 대한 높은 만족도를 나타내었다. 3D 파노라마 야외학습장과 관련한 학생들의 면담 의견을 반영하여 개인의 수준을 고려하고 안전교육을 강화하여 신수도의 야외학습장을 완성하였다. 신수도의 3D 파노라마 야외학습장은 지질학습 및 관광을 하면서 과학적 이해와 더불어 심미적으로 감상하고 추억을 생성할 수 있는 지질학습 및 관광의 좋은 사례가 될 것이다.
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.
야외 학습의 많은 이점에도 불구하고, 중 고등학교에서는 야외 지질 활동이 잘 이루어지지 않고 있다. 최근에 지질 답사 지역이 많이 개발되고 있으나, 대부분 지질학적 층서에 관한 서술적 설명으로 기재되어 있어 중 고등학생들에게 적합하지 않다. 따라서 전문적인 내용보다는 지구과학 교사가 손쉽게 학생들을 데리고 야외로 나갈 수 있는 야외 학습 프로그램이 필요한 실정이다. 본 연구는 중 고등학생을 위한 야외 지질 학습장을 개발하고 이를 효과적으로 수행할 수 있는 교수 학습 전략을 제시하여 일선 지구과학 교사들에게 도움을 주고자 한다.
본 연구는 대도심에 위치하는 야산을 지질학습장으로 활용할 수 있는가에 대한 조사이다. 이를 위해 광주광역시 서구에 위치한 높이 305 m의 금당산을 대상으로 인문 및 자연지리, 지질학적 특성, 지형요소, 경관, 야외학습을 위한 편의성 등을 검토하였다. 금당산 주변의 반경 5 km 이내에 거주하는 인구는 약 62만 명 정도이며, 이 중 학생과 교원은 약 17만 명이다. 연구지역은 강수일이 적고, 온화한 날씨가 많아 학습장으로 활용하기에 적합한 기후를 가지고 있다. 금당산에 접근하는 도로망과 대중교통도 매우 편리하다. 금당산에서는 다양한 암석과 지질구조를 관찰할 수 있다. 연구지역의 기반을 이루는 광주화강암은 중생대 쥐라기의 심성암체이다. 이 지역에는 백악기의 그래노파이어(미문상화강암)와 층상응회암, 라피리응회암, 유문암과 같은 여러 가지 화산암이 분포한다. 다양한 중성 및 산성 암맥이 절리를 따라 관입하고 있다. 금당산에는 U자형의 지형, 다양한 크기와 방향의 절리, 단층, 엽리, 나마, 토르, 단애, 그루브, 암괴류, 암괴원, 풍화층과 새프롤라이트와 같은 다양한 지형요소가 있다. 금당산 주능선에서는 무등산 전체 모습과 시가지 전경, 풍암 호수와 월드컵경기장, 일출과 석양과 같은 아름다운 경관을 감상할 수 있다. 또한 지질학과 연계할 수 있는 생태학습 시설이나, 야외학습을 위한 편의시설이나 응급의료시설도 잘 갖추어져 있다. 결론적으로 금당산은 지질학습장으로서 매우 양호한 조건을 갖추고 있다.
다양한 지질명소가 국내에 분포하고 있음에도 불구하고, 지질명소를 야외학습장으로 활용하지 못하고 있다. 이 연구의 목적은 상세한 지질조사를 통해 서낭바위 일대를 야외학습장으로 활용 가능하게 하는데 있다. 서낭바위는 강원도 죽왕면 송지호해수욕장 부근에 위치하며, 송지호에서 남동쪽으로 약 1km 떨어져 있다. 서낭바위 일대는 중생대 백악기 속초화강암과 이를 부정합으로 충적층이 덮고 있는 단순한 암석분포를 보인다. 서낭바위 일대는 초중등학생과 일반인들에게 화강암 암상, 구성광물, 풍화과정뿐만 아니라, 절리(N50E/80SW, N40W/84NW), 단층(N42W/83SW), 엽리(N32E/54SE), 암맥(N35E/40SE, N26W/63SW)과 같은 지질구조와, 토르, 타포니, 그루부, 나마와 같은 지형들을 학습할 수 있는 장소이다. 그러므로 서낭바위 일대는 작은 규모의 공간에서 여러 지질 및 지형학적 현상들을 학습하고 서낭바위의 성인을 토론할 수 있는 최적의 야외학습장이다.
지구상의 광물, 암석, 화석 그리고 지질구조, 지형 등의 개개의 지형 지질학적 요소의 특성과 다른 대상과의 상호관계를 지질다양성이라고 한다. 지질다양성은 지형 지질에 내재되어 있는 본질적, 문화적, 심미적, 경제적, 기능적, 연구 및 교육적 가치를 이해하고 보전함으로써 유지 할 수 있다. 이 연구는 지질다양성에 대한 흥미와 이해를 높이기 위해 학술적 보전 가치가 있는 강원도 영월지역을 선정하여 그 특징을 분석하고 지질다양성을 효율적으로 활용하는 방안을 제언하고자 한다. 강원도 영월지역의 지질다양성에 대한 조사는 지형경관 자원과 지질특성의 희소성, 대표성, 학문적 가치 및 활용가치에 중점을 두고 전문가와 협의하여 보존가치가 있고 지리적으로 접근하기 편리한 노두 8곳을 선별하였다. 선별된 8곳의 노두는 고생대의 암석과 지층, 뚜렷한 퇴적구조, 화석, 규모가 크고 전형적인 하천지형이 나타나는 곳으로 지질유산(지형 지질)의 내재적 가치와 지구과학적 이해를 도울 수 있는 대상지이다. 대상지의 지질다양성에 대한 조사를 토대로 야외 지질학습장과 지질공원 및 지질명소, 과학적 특별흥미지역 등을 개발하여 제공함으로써 지형 지질에 대한 자기주도적 학습 능력 신장과 지구과학에 대한 흥미와 이해를 증진시키는 장을 마련해 줄 수 있을 것이다. 또한 과학적 가치와 더불어 사회적, 문화적 가치를 부여하여 보전함으로써 지질유산(지형 지질)에 대한 새로운 시각이 생길 것이다.
이 연구는 야외 지질 학습에 대한 관찰 및 가설을 분석하여 야외 지질 학습에 대한 방향을 찾아보고자 하는 기초 연구의 성격을 가진 질적 연구이다. 야외 지질 학습장에서의 학습 내용을 분석함으로써 관찰, 가설의 관련성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 지질학습의 특성상 초등학생들은 대부분 시각에 의존하여 관찰하며, 퇴적 지층 지역의 관찰은 암석 관찰에, 가설은 지질 구조에 관한 가설을 많이 생성하였다. 둘째, 관찰 분류들로 분석 한 결과, 이 연구에서 추가한 관찰 행동 영역인 비교 관찰의 빈도가 높게 나타났으며, 2가지 관찰 행동의 조합으로 나타난 사례의 빈도도 높았다. 셋째, 관찰 유형을 기준으로 보면 해석적 관찰 및 비교 관찰과 조합된 과학적 설명 가설의 비율이 가장 높게 나타났다. 이것은 암석과 지질 구조를 해석하고 다른 것과 비교하여 자신의 사고를 합리화 하려는 경향으로 볼 수 있다. 가설 유형을 기준으로 분석한 결과 과학적 설명 가설이 가장 많은 비율을 차지하였고, 사전 지식이나 선개념을 적용하여 해석하고 설명하려는 경향이 있다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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