• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.97-98
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• 2005

• 한국지구과학회지
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• 제21권2호
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• pp.93-102
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• 2000

본 연구는 지구계 교육을 고찰하고, 내용을 분석한 후, 우리 나라에서 지구계 교육의 적용 가능성을 알아보는 데 그 목적이 있다. 먼저 지구계 교육을 고찰하여 교육적 의의를 알아보았다. 지구계 교육의 현장적용 가능성을 알아보기 위해 우리 나라 현행 중학교 교과서 2종과 지구계 교육의 활동 프로그램과 내용을 비교 ${\cdot}$ 분석하고, 지구계 교육의 목표, 내용 구성, 수업 전략 등에 관한 교사 설문을 실시하였다. 중학교 1학년 2학급 96명에게 지구계 교육의 활동프로그램을 투입한 후 면담을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 지구계 교육은 지구적 소양의 향상에 기여하며, 지구계를 중심으로 과학 과목을 간학문적으로 통합하여, 학생들이 자연을 통합적으로 탐구할 수 있도록 돕는다. 2. 현행 우리 나라 교과서의 내용에서 지구계나 하위계와 같은 관점은 나타나지 않지만, 하위계 간의 상호 작용과 그로 인한 변화에 대해 설명하고 있다. 3. 교사 설문 결과 지구계 교육의 시스템적 접근(system approach)이나 내용 구성, 수업 전략 등에서 긍정적인 반응을 나타내고 있다. 4. 학생 면담결과 지구계를 구성하는 하위계와 각 하위계 간의 상호 작용에 대해 잘 인식하고 있는 것으로 나타나 지구계 교육의 적용이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 지구계 교육은 지구와 과학에 대한 새로운 인식을 심어 주는 효과적인 수업으로서, 나아가 통합 과학교육 과정을 구성하기 위한 새로운 방안으로서 우리 나라에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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

• 한국과학교육학회지
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• 제35권1호
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• pp.37-52
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• 2015

이 연구는 판구조론(plate tectonics)에 대한 지구적 인지과정(geocognition)의 검사 문항을 중학생, 고등학생 및 대학생들에게 적용하여 문항별 응답 반응을 Rasch 모델에 근거하여 횡단적으로 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 판구조론에 대한 학습 발달과정 및 교육과정 개발을 위한 기초 자료를 제안하고자 하였다. 판구조론의 개념적 구인은 '판과 관련된 지구 내부 구조의 이해, 판 경계에서 특징적인 지형, 판 경계의 지질 현상'으로, 지구적 인지과정의 구인은 시간적 추론, 공간적 추론, 과거역산적 추론, 시스템 사고로 선정하였다. 판구조론의 개념적 구인을 문항의 소재로 하여 지구적 인지과정의 추론 능력을 조사하는 통합적 형태로 9개의 평가 문항을 개발하였다. 문항의 그림 자료들은 모두 GeoMapApp을 활용하여 작성하였다. 전체 문항에 대한 학생들이 얻은 점수에 따라 학생들의 수준을 구분하고 이를 각 문항의 과제 곤란도와 비교하여 측정하는 Rasch 모델을 적용하여 학생들의 문항 반응 결과를 측정하였다. Rasch 모델 분석으로 중학생, 고등학생 및 대학생의 Wright map을 각각 작성하여 학생들의 능력과 문항 곤란도를 서로 비교하였고, Differential Item Functioning 분석을 통해 세 학교급 학생들의 문항 반응 결과를 종합하여 수행하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 과학 교육과정에서 판구조론에 대한 지구적 인지과정은 중학생, 고등학생에게 모두 평가 가능한 구인임을 알 수 있었다. 둘째, 중학교 ~ 대학교에 이르는 횡단적 분석에서 학생들의 발달 양상이 가장 두드러진 지구적 인지과정의 요소는 공간적 추론이었다. 셋째, 판구조론에 대한 지구적 인지과정은 적절한 교수활동의 도움과 지구과학 내용 지식을 비계(scaffolding)로 하여 더 높은 수준으로 발달할 수 있다. 넷째, 지구적 인지과정은 과제의 내용과 분리된 일반적 추론 능력이 아니라 과제의 내용과 연관된 내용-특이적(content-specific) 추론임을 알 수 있었다. 이 연구에서 수행한 횡단적 분석의 결과를 바탕으로 지구과학 교육과정에서 판구조론의 내용 체계를 재구성하기 위한 제언을 제시하였다.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.27-48
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• 2018

이 연구의 목적은 우리나라를 포함한 5개국(캐나다, 뉴질랜드, 싱가포르, 미국, 한국)의 과학과 교육과정에 대한 연계성의 비교 분석을 통해서 우리나라 2015 개정 교육과정의 연계성에 대한 시사점과 제안을 도출하는데 있다. 국가교육과정정보센터(NCIC)에서 수집한 각 나라의 교육과정 문서를 분석 대상으로 핵심 개념인 '시스템'과 '에너지'의 내용 요소와 종적 횡적 연계성을 비교 분석하였다. 연구 결과에 따르면 핵심 개념인 시스템과 에너지는 국제적으로 교육과정 연계성을 위해 적용되고 있다. 대부분의 국가에서 시스템은 과학과 기술 또는 다른 내용과 통합하기 위한 틀로 사용되고 있다. 특히, 지구와 우주과학 내용 영역의 횡적과 종적인 연계성을 강화하는데 적용되고 있다. 핵심 개념인 시스템에 대한 비교 결과는 뉴질랜드의 경우 수준을 토대로 학년과 교과 사이의 연계성을 위해 시스템과 인간 활동 간의 상호관련성, 시스템의 상호작용, 시스템의 특성에 초점을 두고 있다. 캐나다나 싱가포르의 경우, 과학과 기술 내용에 대한 연계성을 강화하기 위해 통합적으로 구성되어 있다. 그러나 2015 개정 교육과정은 시스템과 에너지 개념이 특정 학년과 내용 영역에만 한정되어 있어서 연계성의 부족한 것으로 나타났다. 교육과정은 그 수준에 따라 다양한 학년을 위해 체계적으로 개발되어 있지 않다. 결론적으로 한국의 과학과 교육과정은 충분한 학생의 학습에 대한 충분한 이해와 학습발달과정과 연계성에 대한 연구가 필요하다. 아울러, 학생들의 핵심역량과 능력을 배양하고 과학 교육을 향상시키기 위해 횡적과 종적인 연계성을 기초로 교육과정을 구성하는 것이 중요하다.

• 과학교육연구지
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• 제41권3호
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• pp.426-446
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• 2017

본 연구의 목적은 암석에 관한 문제를 해결하는 대학생들의 사고 과정을 분석하여 지구과학의 귀추적 추론에서 결정적 증거(CE)와 결정적 자원 모델(CRM)의 역할과 중요성을 살펴보는 것이었다. 한 교육대학교에서 과학 심화 전공 과목을 수강하는 20명의 4학년 학생들이 연구에 참여하였다. 이들에게 많은 구멍이 발달한 퇴적암의 지질학적 과정을 귀추적으로 추론하여 모델로 나타내게 하고, 그 과정을 모델링 중심의 귀추적 추론에 관한 도식에 따라 분석하였다. 그 결과, 문제를 성공적으로 해결한 학생들의 추론은 다양한 알갱이와 많은 구멍을 CE로 삼아 퇴적암의 생성 과정과 풍화 작용을 CRM으로 각각 활성화하고 이들을 결합하여 과학적으로 타당한 설명 모델(SSEM)을 구성하는 특징이 있었다. 반면 문제 암석에 관하여 SSEM을 제안하지 못한 추론에서는 학생들이 많은 구멍이라는 증거로부터 화성암(현무암)의 생성 과정을, 다양한 알갱이라는 증거로부터 퇴적 작용을 자원 모델(RM)로 활성화하고, 이들로부터 자신들의 설명 모델(EM)을 구성하였다. 학생들이 SSEM을 구성하여 암석에 관한 지구과학 문제를 수월하게 해결하기 위해서는 문제 상황에 맞는 CE가 무엇인지 알고, 암석의 특징에 관하여 통합적 또는 시스템적으로 접근하며, 복수의 RM을 활용하고, 증거에 비추어 RM이나 EM을 평가할 필요가 있음을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제28권1호
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• pp.24-31
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• 2008

본 연구는 고등학교 지구과학 I 에서 다루고 있는 지구의 구성 단원 중에서 물의 순환을 이해하는데 적용하는 개념들을 분석하고자 하였다. 학생들은 물 순환의 과정과 구성요소들을 하나의 체계로 통합하는 지구 시스템 관점에서 인식하기 어려워하며 단선적 사고로 물의 순환을 이해하고 있었다. 물의 순환 과정에서 기권과 수권의 작용에 대한 인식은 높으나 암권과 생물권에서의 영향에 대한 인식이 매우 부족한 것으로 나타났으며, 물 순환의 순환적인 본질에 대한 이해가 부족하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권5호
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• pp.938-953
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• 2012

이 연구의 목적은 중학생들의 기후변화에 대한 이해 증진과 미래의 기후변화에 대한 예측을 통해 기후변화에 대응하고 실천할 수 있는 능력을 길러 주기 위한 중학교 과학과 기후변화 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 그 효과를 분석하는 것이다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 과학과 교과시간을 위한 기후변화 교육 프로그램이 개발되었다. 중학교 과학과 기후변화 교육 프로그램은 8개의 주제가 기후변화의 현상과 원인, 영향 및 대응방안 등의 교육내용을 중심으로 중학교 교과 교육과정에 활용될 수 있도록 개발되었으며, 기후변화가 가지는 지구시스템 과학 교육의 특성과 지속가능 발전 교육의 통합적인 특성을 반영하도록 개발하였다. 둘째, 개발된 중학교 과학과 기후변화 교육 프로그램을 적용하여 효과를 분석하였다. 효과를 분석해 본 결과, 중학교 과학과 기후변화 교육프로그램은 학생들의 기후변화에 대한 지식 이해 수준 및 기후변화에 대한 인식 및 태도, 실천의지의 향상에 기여했음을 보여주었다.