Earticle

초록

영어

The purpose of this study was to develop an inquiry program using quantitative analysis of a deep-ocean circulation model experiment and to examine the inquiry performance patterns of preservice science teachers. Four high school Earth Science textbooks based on the 2022 revised national science curriculum were analyzed, and quantification, relational interpretation, extension, and evaluation were established as development criteria for a 5E-based inquiry program. The program used video analysis software to generate three types of quantitative data—a time-depth graph, a contour map, and a plot profile—and required participants to compare and interpret them, explain relationships between the physical properties and movement of water masses, apply these relationships to deep-ocean circulation, and evaluate the explanatory scope and limitations of the model. The program was implemented with 21 preservice science teachers, and their worksheets were analyzed qualitatively through matrix-based within-case and cross-case comparisons. The results showed that participants transformed qualitatively observed water-mass movement into quantitative data, compared the data, and interpreted the results in relation to density differences caused by temperature and salinity. They also applied the identified relationships to actual ocean circulation and environmental change and examined the explanatory scope and limitations of the model. However, measurement values varied depending on judgments about measurement locations, and interpretations and predictions differed when the relationships were applied to new environmental conditions. Based on these findings, the study suggests clarifying measurement criteria, examining data reliability, and providing opportunities for learners to check their explanations and predictions against previously generated data during the evaluation phase.

한국어

이 연구의 목적은 심층 순환 모형실험의 정량적 분석을 활용한 탐구 프로그램을 개발하고, 이를 예비 과학교사에게 적용하여 나타나는 탐구 수행 양상을 살펴보는 데 있다. 이를 위해 2022 개정 과학과 교육과정에 따른 고등학교 지구과학 교과서 4종의 심층 순환 모형실 험을 분석하고, 그 결과를 바탕으로 정량화, 관계화, 확장 및 평가를 프로그램 개발 준거로 설정하여 5E 교수·학습 모형에 따라 탐구 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램은 영상 분석 프로그램을 활용하여 시간-깊이 그래프, contour map, plot profile 세 가지 정량 자료를 산출하고, 이를 비교·해석하여 수괴의 물리적 성질과 이동 양상의 관계를 설명한 뒤 실제 해양의 심층 순환에 적용하고 모형의 설명 범위와 한계를 평가하도록 구성하였다. 프로그램은 예비 과학교사 21명에게 적용하였으며, 이들이 작성한 탐구 활동지는 행렬화와 사례내·사례 간 비교에 기반한 질적 분석을 통해 분석하였다. 연구 결과 예비 과학교사들은 정성적으로 관찰한 수괴의 이동을 정량 자료로 전환하여 비교하고, 이를 수온과 염분에 따른 밀도 차이와 관련지어 해석하였다. 또한 모형실험에서 확인한 관계를 실제 해양의 심층 순환과 환경 변화에 적용하고 모형과 실제 해양의 차이를 바탕으로 모형의 설명 범위와 한계를 검토하였다. 한편 정량 자료의 산출 과정에서는 측정 위치에 대한 판단에 따라 측정값에 차이가 나타났으며, 새로운 환경 조건에 관계를 적용하는 과정에서도 참여자에 따라 서로 다른 해석과 예측이 나타났다. 이를 토대로 정량 자료의 산출 과정에서 측정 기준과 자료의 신뢰성을 함께 검토하고, 평가 단계에서 학습자가 자신의 설명과 예측을 앞서 산출한 자료와 대조하여 점검할 수 있도록 프로그램을 보완할 필요가 있음을 제언하였다.

목차

ABSTRACT
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 연구 방법
1. 전체 연구 절차
2. 단계별 연구 방법
Ⅲ. 연구 결과 및 논의
1. 정량적 심층 순환 탐구 프로그램
2. 프로그램 적용에서 나타난 예비 과학교사의수행 양상
Ⅳ. 결론 및 제언
국문요약
References

키워드

저자

• 노자헌 [ Ja-Heon Noh | 서광초등학교 교사 ]
• 김종희 [ Jong-Hee Kim | 전남대학교 교수 ] Corresponding Author

참고문헌

발행기관

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• 간행물명

  대한지구과학교육학회지 [Journal of the Korean Society of Earth Science Education]

• 간기

  계간

• pISSN

  2005-5668

• eISSN

  2289-0386

• 수록기간

  2008~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 450 DDC 550