Earticle

이 연구는 과학적 모델을 적용한 두 차례 야외지질 학습(관악산과 한탄강 형성과정)에서 학생들이 보여주 는 표상적 능력에 대한 이해를 목적으로 하였다. 수도 권 소재 대학부설 영재원 10명의 학생들이 자발적으로 참여하였다. 야외학습환경과 교실학습환경에서 학생 들이 작성한 서면 자료, 수업 과정에 대한 모든 영상 녹음 및 음성 녹음 자료, 수업 종료 후 면담 자료를 수 집하였다. 표상적 능력 수준을 구분하는 분석틀로 학 생들의 표상 능력의 단계를 구분하고 과학적 모델 형 성 과정에서 표상적 능력의 수준과 최종모델과의 결과 론적인 해석을 덧붙였다. 그 결과 학생들의 표상적 능 력은 1~6수준까지 다양하게 나타났다. 다만, 학생들은 야외학습환경에서 교실학습환경보다 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력을 보였다. 즉, 야외학습환경에서 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력으로부터 시작되 어 교실학습환경에서 학생들이 표상적 능력의 수준을 높인 것을 결과론적으로 보였다. 궁극적으로 학생들의 표상적 능력을 이해하는 것은 과학적 모델 형성과정에 서 현상을 설명하기 위한 도구로써 학술적인 의미를 지녔다.

The purpose of this study was to understand students’ representational competence while they engaged in learning in geological field trips with scientific models and modeling(Mt. Gwanak and the Hantan-river were formed). Ten students agreed to participate in this study voluntarily. They were attending the Institute of Gifted Education in the Seoul Metropolitan area. The data were collected for all students’ activities during field trips and modeling activities using simultaneous video and voice recording, the interview after classes, written data(note) made by the students. The analysis framework that distinguished levels of representational competence and added the resulting interpretation with the final models in the process of scientific models. Results suggested that representational competence levels varied from one to six. However, students showed relatively low levels of representational competence in outdoor learning environments than indoor learning environments. In other words, it began with a relatively low level of representational competence in outdoor class. Then students developed a higher level of representational competence indoor class. Ultimately, we need to understand students’ representational competence implies a tool to explain phenomena in the process of modeling activities.

본 연구는 우리 사회를 구성하는 일반 시민으로 성 장할 대학생들을 대상으로 미래의 지구 환경에 대한 인식을 조사하였다. 비과학 전공의 대학생들은 자연물 과 인공물의 복합적 공간으로 인식하고 있는 비율이 매우 낮았다. 또한 현재에서 미래로 지구 환경의 변화 에 대해 부정적으로 인식하는 비율이 높았다. 대학생 들이 상상하는 미래의 지구 환경의 이미지에서 자연과 함께 생존하는 인간이 그려질 수 있도록 환경 인식이 달라져야 한다. 인간이 자연과 공존할 수 있는 방향으 로 더불어 공존하는 방법을 찾아 실천하는 환경 교육 이 이루어져야 할 것이다. 또한 비과학 전공의 대학생 들은 미래의 지구 환경을 인간이 수정하는 공간으로 내면화 하는 비율이 높았다. 이러한 결과는 인간 행동 에 의해 지구 환경이 수정될 수 있다는 관점을 나타내 는 것으로 해석되며 대학에서 제공해야 하는 환경 교 육의 방향을 제시한다. 환경에 대한 교육이나 환경으 로부터의 교육이 아닌 환경을 위한 교육으로 대학의 환경 교육 방향이 전환되어야 한다. 대학 교육과정에 서 전공 여부에 차별 없이 모든 대학생들에게 지구 환 경 교육의 기회를 제공하여야 한다. 우리의 아들딸들 이 지구에서 지속적으로 살아가기 위해서는 지속 가능 한 지구 환경 교육이 절실하게 필요하다.

The recognition for future global environment was studied targeting the university students who will be grown as general public composing our society in this study. The rate recognizing as the complex space of natural objects and artifacts is very low for non-science majored university students. Also, the rate recognizing global environment change from now to the future as negative. The environment recognition should be changed as that the university students can imagine the human live together with the nature in the image of future global environment. The environment education find out and practice the method that human can co-exist together to the direction of co-exist with the nature. Also, the rate internalizing future global environment as the space the human amends for non-science majored university students. This result is interpreted as shown the point of view that the global environment can be improved by the human activity, and it suggests the direction of environment education the university should supply. The environment education direction should be converted from the eduction of environment or the eduction from environment to the education for environment. The opportunity for global environment education should be provided to all university students without the discrimination on the major in the university education course. Sustainable global environment eduction is necessary for our son and daughter live on the earth continuously.

최근 빅데이터에 기반한 교육의 활성화가 요구됨에 따라, 이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정에서 ‘태양계’, ‘별과 우주’ 내용 요소를 중심으로, WWT 빅 데이터를 활용한 천문교육 STEAM 프로그램을 개발하 고, 이에 대한 효과성을 알아보고자 무선 표집된 1개의 중학교 176명의 학생들에게 이를 적용하여 창의적 문 제해결, STEAM 태도 및 STEAM 만족도를 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 천문 데이터 시각화 플랫폼인 WWT(World Wide Telescope) 빅데이 터를 활용하여 학생들이 적극적이고 자발적으로 학습 에 참여할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 둘째, 창 의적 문제해결 측정 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서 ‘과제집중’ 구인을 제외한 ‘아이 디어 수정’, ‘이미지화’, ‘비유’, ‘아이디어 생성’, ‘정교 성’ 구인에서 유의미한 통계적 검정 결과(p < .05)를 얻 었다. 셋째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서는 ‘배려’, ‘유용성·가치 인식’ 구인을 제외한 ‘흥미’, ‘소통’, ‘자아 개념’, ‘자아 효능 감’, ‘이공계 진로선택’ 구인에서 유의미한 통계적 검 정 결과(p < .05)를 얻었다. 넷째, STEAM 프로그램 적 용 후에 실시한 STEAM 만족도 검사에서는 하위구인 들의 평균값의 범위가 3.16 ∼ 3.90으로, WWT 빅데이 터를 활용한 STEAM 프로그램을 통해 학생들의 과학 교과에 대한 이해와 관심이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

This study developed a big data-based STEAM (Science, Technology, Engineering, Art & Mathematics) program using WWT (World Wide Telescope), focusing on content elements of ‘solar system’, ‘star and universe’ in the 2015 revised science curriculum, and in order to find out the effectiveness of the STEAM program, analyzed creative problem solving, STEAM attitude, and STEAM satisfaction by applying it to one middle school 176 students simple random sampled. The results of this study are as follows. First, we developed a program to encourage students to actively and voluntarily participating, utilizing the astronomical data platform WWT. Second, in the paired t-test based on the difference between the pre- and post-scores of the creative problem solving measurement test, significant statistical test results were shown in ‘idea adaptation’, ‘imaging’, ‘analogy’, ‘idea production’ and ‘elaboration’ sub-factors except ‘attention task’ sub-factor (p < .05). Third, in the paired t-test based on the difference between the pre- and post-scores of the STEAM attitude test, significant statistical test results were shown in ‘interest’, ‘communication’, ‘self-concept’, ‘self-efficacy’ and ‘science and engineering career choice’ sub-factors except ‘consideration’ and ‘usefulness / value recognition’ sub-factors (p < .05). Fourth, in the STEAM satisfaction test conducted after class application, the average values of sub-factors were 3.16∼3.90. The results indicated that students’ understanding and interest in the science subject improved significantly through the big data-based STEAM program using the WWT.

이 연구는 핵심역량중심교육 관점에서 초등과학 교 과서에 나타난 지층관련 내용을 분석하고, 교육대학교 1학년 학생 50명을 대상으로 학생들의 지층개념을 조 사하였다. 연구결과, 초등교과서의 지층관련 지식은 대부분 ‘A는 B이다’와 같은 선언적 문장구조를 가지 고 있다. 위와 같은 지식의 형식은 과학수업에서 학생 들 간 토의와 토론의 주제로 사용하는데 한계를 지님 으로써 핵심역량교육 관점에서 불리하다. 교육대학교 학생들의 지층개념과 관련하여 조사대상자의 70%는 진흙, 모래, 자갈 등의 퇴적물들을 단단한 퇴적암으로 변화시키는 속성작용의 원인으로‘상부의 퇴적층에서 가하는 압력과 압력으로 생긴 열이다’고 응답하였다. 또한 지질시대의 자연환경에 대한 정보를 지층을 통해 얻을 수 있는지에 대해서는 약 20%가‘지층에서 나타 난 화석을 통해서만 얻을 수 있다’고 응답했다. 약 80%의 학생들은 지층을 통해 얻을 수 과거 지질시대 의 자연환경 정보를 얻을 수 있다고 응답하였으나, 얻 을 수 있다고 주장하는 자연환경에 대한 정보는 지층 의 단단함 등 오개념이 비율이 높았다. 결론적으로 지 층개념에 대한 교수/학습을 통해 핵심역량교육의 학습 효과를 높이기 위해서는 초등과학교과서에 제시된 지 층 관련 지식의 형태와 내용을 검토할 필요가 있다.

The purpose of this study is to analyze the contents related to the strata in the elementary science textbooks and to investigate the strata concepts of preservice elementary teachers. As a result of the study, most of the strata knowledge in elementary textbook has an explicit sentence structure, such as A is B. it is limited to being used as a subject of discussion and debate among students in science classes. Formal knowledge, although its meaning is clear, is disadvantageous as a material for core competency education. Regarding strata concepts, 70% of preservice elementary teachers thoughts that heat and pressure were the only key factors in turning sediments into hard rocks. Regarding whether information about the natural information in the geological period can be obtained through the strata, 20% thought that information on the natural environment could be obtained only through fossils and not from the strata. Even 80% of preservice elementary school teachers who thought that informations on the past natural environment could be obtained from the stratum showed a lot of scientific misconceptions in the information contents. In conclusion, in order to increase the effect of core competency education through elementary science education, it is necessary to review the form and contents of strata knowledge presented in elementary science textbooks.

이 연구는 과학교육 전문가 델파이 조사를 통하여 미래 초등 과학 교과용 도서의 방향성을 도출하는 기 초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 18명 의 전문가 명의 패널을 구성해 2차에 걸친 델파이 조 사를 실시하였다. 델파이 조사의 각 문항에 대한 평균, 중앙값, CVR 값을 분석하여 미래 사회를 위한 과학교 육의 변화의 우선순위와 각 항목별 구현방법의 타당도 를 검증하였다. 또한 이를 종합하여 미래 초등 과학 교 과용 도서의 방향을 도출하였다. 델파이 연구를 통해 도출된 미래 초등 과학 교과용 도서의 방향을 종합하 면, 미래 초등 과학 교과용도서는 ‘즐겁고 재미있는 과 학 공부’를 할 수 있고 ‘탐구 수행 중심 학습’이 가능하 며 ‘어른이 되어서도 즐기고 참여하는 과학 문화’를 준 비할 수 있도록 개발되어야 한다. 이를 위해서는 실생 활 속 소재를 활용하여야 하며 접근성이 높은 소재와 준비물을 활용한 쉽고 호기심을 자극하는 실험을 제시 할 필요가 있다. 또한 과학이 실생활과 연계성이 높은 학문이며 이는 앞으로의 진로와도 연관성이 있음을 학 습할 수 있는 교과용도서를 개발하여야 할 것이다.

The purpose of this study is to provide basic data to derive the direction of future elementary science curriculum books through delphi study of science education experts. To this end, a panel of 18 experts was formed and two delphi investigations were conducted. By analyzing the mean, median, and CVR values for each item in the Delphi survey, the priorities of changes in science education for the future society and the validity of each item's implementation method were verified. In addition, by synthesizing this, the direction of future elementary science textbooks was derived. As a result, the future elementary science textbook can be 'fun and interesting science study', 'exploration performance-oriented learning' and ‘science that enjoys and participates even as an adult’. It should be developed to prepare for culture. For this, it is necessary to use materials in real life, and it is necessary to present an experiment that stimulates curiosity and easy access using materials and preparations with high accessibility. In addition, it is necessary to develop a textbook for learning that science is a discipline that is highly connected with real life, and that it is also related to future career paths.

이 연구는 지구과학 예비교사와 초등 예비교사들이 과학 교과독서를 통해 과학도서와 독서에 대해 어떠한 의미를 부여하고 과학 교과독서 과정에서 과학교육에 대한 생각이 어떻게 반영되는지 비교하는 데 목적이 있었다. 연구를 위해 우리나라 중부지방에 위치한 교 사 양성 대학에 다니는 지구과학교육을 전공하는 3학년 학생 24명과 초등교육을 전공하는 2학년 학생 25명 을 연구대상으로 선정하였다. 연구결과, 첫째, 지구과 학 예비교사들은 교과독서를 과학 내용 지식을 습득하 는데 많이 활용하였으나, 초등 예비교사들은 수업에 활용하기 위한 목적과 과학적인 흥미, 궁금증 해결을 위한 것으로 이용하고 있었다. 둘째, 지구과학 예비교 사와 초등 예비교사들은 과학 관련 도서를 과학 교육 에 활용하는 데에서도 생각 차이를 보이고 있었다. 지 구과학 예비교사들이 과학도서를 수업에 활용하는 것 에 대해 드물게 서술한 반면, 초등 예비교사들은 과학 수업에 대해 적극적으로 서술하였다. 셋째, 과학 교과 독서 관점에서 지구과학 예비교사들에 비해 초등 예비 교사들이 더 적극적으로 교과독서의 의미를 부각시키 고 있었다. 과학에서의 독서활동이 많은 효과가 있다 는 연구결과들을 비춰보면 학교 현장 수업에서 교수전 략으로서 과학 교과독서에 대한 연구가 폭넓게 이루어 져야 할 것으로 생각된다.

The purpose of this study was to compare what meanings of earth science pre-service teachers and primary pre-service teachers about science books and reading through science disciplinary reading and how their thoughts on science education are reflected in the science disciplinary reading process. For the study, 24 third-year students majoring in earth science education and 25 second-year students majoring in primary education were selected as subjects for the study at a teacher training college located in the central part of Korea. As a result of the study, first, earth science pre-service teachers used disciplinary reading a lot to acquire knowledge of science content, but primary pre-service teachers used it for the purpose of using it in class, scientific interest, and curiosity solution. Second, earth science pre-service teachers and primary pre-service teachers showed differences in their thinking in using science related books for science education. While earth science pre-service teachers rarely described the use of science books in their classes, primary pre-service teachers actively described science classes. Third, from the perspective of science disciplinary reading, primary pre-service teachers were more actively emphasizing the meaning of disciplinary reading compared to earth science pre-service teachers. In light of the research results that the reading activity in science has a lot of effect, it is thought that a wide range of research on science disciplinary reading should be conducted as a teaching strategy in school field classes.