Earticle

이 연구는 테크놀로지 활용 과학 수업을 위한 분산 인지 이론 기반 수업 전략을 신뢰도와 타당도가 확보 된 절차에 따라 개발한 설계·개발 연구이다. 수업 전략 개발을 위해 설계·개발 연구 방법론 절차에 따라 개발 연구와 타당화 연구를 진행하였다. 개발 연구에서는 선행 문헌 검토와 사전 전문가 검토 방법으로 초기 수 업 전략을 개발하였다. 타당화 연구에서는 내적 타당 화(전문가 타당화, 사용성 평가)와 외적 타당화(현장 적용 평가) 방법으로 수업 전략을 타당화하고 최종 수 업 전략을 개발하였다. 최종 수업 전략은 3개의 수업 원리와 9개의 수업 전략, 38개의 세부 지침으로 구성 하였다. 이 연구를 통해 연구자는 테크놀로지 활용 과 학 수업을 위한 수업 전략의 적합성, 블록과 교수·학습 과정안의 유용성, 인지적 도구로서 테크놀로지의 활용 가능성, 테크놀로지 활용 교수 역량 함양을 위한 교사 의 노력 필요, 수업 전략 적용에 영향을 미치는 조건을 고려한 수업 설계를 제안하였다.

This study is a design and development study that developed instructional strategies based on distributed cognitive theory for science classes using technology according to procedures that ensured reliability and validity. To develop instructional strategies, development study and validation study were conducted according to design and development research methodology procedures. In the development study, an initial instructional strategy was developed through prior literature review and prior expert review. In the validation study, the instructional strategy was validated using internal validation (expert validation, usability evaluation) and external validation (field application evaluation) methods, and the final instructional strategy was developed. The final instructional strategy consisted of 3 instructional principles, 9 instructional strategies, and 38 detailed guidelines. Through this study, the researcher suggested the suitability of instructional strategies for science classes using technology, the usefulness of blocks and teaching and learning processes, the possibility of using technology as a cognitive tool, the need for teachers' efforts to cultivate teaching capabilities using technology, and the needs lesson plan that takes into account conditions affecting the application of instructional strategies.

이 연구의 목표는 지구과학의 혁명 과정으로 설명 되는 20세기 베게너의 대륙이동을 정당화하는 과학자 들의 과학 활동을 살펴보면서 새로운 과학 이론의 제 안 전략과, 이론 선택의 과정이 어떻게 이루어지는지 를 방법론적으로 분석하는데 있다. 베게너의 대륙 이 동설 이전에는 지구는 정적인 지구모형으로 지각의 상 하 운동만을 고려하였다. 하지만 대륙이동설은 지구의 동적 모형으로 지각의 수평운동을 제안하여, 수많은 문제들을 제거하였다. 따라서 이 연구는 현재의 판구 조론이 형성되기까지 수많은 과학자들의 합리적인 활 동을 탐색하고자 한다. 또한, 대륙이동설은 기존의 정 적모형인 지구수축설과 충돌한다. 즉, 지구가 이미 완 성되고, 고정되고, 불변하는 정적인 모델이 아닌, 지구 가 생성되고 변화하는 역동적인 모델을 제시함으로써 기존의 기계론적 세계관에서 벗어난다. 이러한 결과, 옛 지질학은 약화되고 새로운 지구물리학이 탄생하게 되었다. 그리고 대륙이동설과 학문후속세대에 의한 지 속적인 탐구는 지구과학의 혁명을 가져왔다. 이는 지 구과학교육에서 학생들을 위한 다양한 방법론의 교육 자료로서, 학생들의 세계관의 변화를 위한 교육 자료 로서 좋은 탐구대상이라고 할 수 있다.

The purpose of this study is to examine the scientific activities of scientists justifying Wegener's continental drift in the 20th century, which is explained as a revolutionary process in earth science, and methodologically analyze the strategy of proposing new scientific theories and how the process of theory selection is carried out. Previously, the Earth was a static model and only the vertical movement of the crust was considered. However, the theory of continental drift proposed horizontal movement of the crust as a dynamic model of the Earth, eliminating numerous problems. Therefore, this study seeks to explore the rational activities of numerous scientists until the current plate tectonics theory was formed. Additionally, the theory of continental drift is in conflict with the theory of Earth shrinkage, which is an existing static model. In other words, it deviates from the existing mechanistic world view by presenting a dynamic model in which the Earth is created and changes, as opposed to a static model in which the Earth is already completed, fixed, and unchanged. As a result, old geology was weakened and new geophysics was born. The theory of continental drift and continued exploration by subsequent generations of scholars brought about a revolution in earth science. This can be said to be a good subject of investigation as educational material for various methodologies for students in earth science education, and as educational material for changing students' worldview.

세계적으로 역량중심 교육이 주목됨에 따라, 교육 부는 2015 개정 교육과정에서 창의융합형 인재가 갖춰 야 할 미래 사회 핵심역량 6가지를 제시하였다. 본 연 구에서는 2015 개정 교육과정에 제시된 미래 사회 핵 심역량을 함양하고, 천문 영역 실험·실습의 한계를 보 완하기 위해 HTE-STEAM 별자리 교육 프로그램을 개 발하였고 그 효율성을 파일럿 테스트를 통해 확인하였 다. 개발한 프로그램은 학교 밖 교육 현장인, 충청북도 청주시 소재의 G 도서관에서 초등 3~6학년 학생들을 대상으로 적용하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫 째, HTE-STEAM 별자리 교육 프로그램은 STEAM 태 도 검사의 ‘자아 개념’을 제외한 모든 구인에서 통계 적으로 유의미한 효과를 보였으며, 특히 ‘이공계 진로 선택’, ‘배려’, ‘소통’에서 높은 효과를 보였다. 따라서 미래 사회 핵심역량 중 ‘창의적 사고 역량’과 ‘의사소 통 역량’, ‘공동체 역량’의 함양에 긍정적인 결과를 도 출하였다. 둘째, HTE-STEAM 별자리 교육 프로그램은 시공간이라는 어려운 개념을 다루었으나, 수업 내용의 난이도가 쉽다고 응답한 학생들이 많고, 배운 공간개 념을 응용하여 교구를 활용한 것으로 보아, 학생들의 하늘과 우주의 공간 구조에 대한 이해에 효과적이었 다. 덧붙여, 본 프로그램은 2022 개정 교육과정에서 추 가된 하늘의 공간적 구조에 대한 성취기준을 충족하는 교육 프로그램으로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 따 라서 HTE-STEAM을 기반으로 한 별자리 교육 프로그 램은 미래 사회 핵심 역량의 함양에 긍정적인 효과를 보였으며, 학교 환경에서 천문 영역의 야간 관측 실습 을 보완하는 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.

With the global rise in interest in competency-based education, the Ministry of Education of the Republic of Korea outlined six core competencies in the 2015 revised curriculum, essential for future society's 'creative and convergent talent'. This study introduces an HTE-STEAM constellation education program designed to develop the core competencies outlined in the 2015 revised curriculum and address the limitations of hands-on astronomy education. The program's effectiveness was assessed through a pilot test. The program was implemented at G Library, an out-of-school education site in Cheongju-si, Chungcheongbuk-do, targeting students from 3rd to 6th grade. The study's results include: First, the HTE-STEAM program significantly impacted all aspects of the STEAM attitude test except for 'self-concept', particularly influencing 'science and engineering career choice', 'consideration', and 'communication'. Thus, it has led to positive outcomes in the cultivation of future society's core competencies, including 'creative thinking skills', 'communication skills', and 'community skills'. Secondly, the HTE-STEAM constellation education program, despite covering the challenging concept of spacetime, was deemed easy by many students. Observations of students applying the spatial concepts they learned by using teaching aids suggest that the program was effective in enhancing students' understanding of the spatial structure of the sky and the universe. Additionally, this program aligns with the 2022 curriculum's updated standards for understanding the sky's spatial structure. Consequently, the HTE-STEAM constellation education program positively cultivates future society's core competencies and serves as a valuable complement to night observation practices in schools.

본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정 개발 과 정에서 고등학교 지구과학 TF팀에서 수행한 고등학교 지구과학 분야의 2022 개정 교육과정 개발의 철학적 배경과 성과 등을 탐색하였다. 연구보고서에서 다루지 못한 연구로, OECD Education 2030의 변혁적 역량과 지구과학 분야 교육과정 문서 체제의 관련성, 이해중 심 교육과정에 비추어 본 지구과학 분야의 핵심 아이 디어 구성과 선택과목 구성, 지구과학 분야의 탐구 기 반 교수학습의 특징 등을 탐색하였다. 주요 연구결과 를 살펴보면, 지구과학 분야를 포함하여 2022 개정 과 학과 교육과정에서는 OECD Education 2030의 변혁적 역량과 과학소양을 함양할 수 있도록 학생과 교사의 행위주체성(agency)을 강조하였으며, 지구과학 분야 교 육과정 문서 체제에서는 학습 나침반 바늘을 구성하는 지식･이해, 과정･기능, 가치･태도를 중심으로 핵심 아 이디어와 성취기준을 구성하였다. 이해중심 교육과정 에 근거하여 지구과학 분야의 핵심 아이디어를 도출하 고, 지구과학 분야의 핵심 아이디어에 도달할 수 있도 록 선택과목별 특성에 맞추어 과목별 영역과 지식･이 해 내용요소를 구성하였다. 또한, 지식 생산 역량을 갖 춘 학생 행위주체 육성을 위해 과학과 과정･기능에 부 합하는 IB형 탐구 기반 교수학습을 강조하였다. 연구 결과를 토대로 국가 수준 그리고 총론 수준에서 교육 과정 대강화의 필요성, 가치･태도에 대한 과정중심 평 가 방안 개발보급, 및 백워드 설계 형태의 교육과정 개발의 필요성, 과학과 탐구의 과정･기능에 입각한 탐구 기반 교수학습을 통한 학생 행위주체의 과학 역량 함 양 방안 등을 결론으로 제언하였다.

In this study, we investigated the philosophical background and progress of the 2022 revised curriculum development in the high school earth science field. Research that was not covered in the research report includes the relevance of the transformative competency of OECD Education 2030, and that core ideas and achievement standards are organized around knowledge understanding, process functions, and value attitudes that constitute the learning compass needle. In addition, the composition of core ideas and Earth science electives in light of the understanding-centered curriculum, and IB type inquiry-based teaching and learning. Main research results include that the 2022 revised Earth science curriculum emphasized the student agency to foster the transformative competency and scientific literacy, and the curriculum document system in the field of earth science uses a learning compass needle. In addition, based on the understanding-centered curriculum, core ideas of Earth science were derived, and elective courses were organized to help students reach these core ideas. Also, IB-type inquiry-based teaching and learning was emphasized to foster student agency with knowledge construction competency. Based on the research results, slimming of the national and general level curriculum, the need to develop process-centered assessment methods for value and attitudes, the need for curriculum backward design, and ways to develop student agency through inquiry-based teaching and learning were suggested.

이 연구는 대학생들을 대상으로 외계행성 교육을 받기 전, 후의 인식 변화를 알아보기 위해 비구조화된 면담을 실시하고 주제분석법을 활용하여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 외계행성 교육 프로그 램은 학생들의 외계행성에 대한 지식을 증진시키고, 우주에 대한 관심과 호기심을 높이는 데 긍정적인 영 향을 미쳤다. 둘째, 학생들은 외계행성 탐사의 중요성 과 외계행성 탐사에 대한 다양한 방법에 대한 이해도 가 깊어졌다. 셋째, 학생들은 외계행성 탐사가 인류에 게 다양한 측면에서 중요한 의미가 있으며, 외계행성 에 대한 교육이 필요하다고 인식하였다. 이러한 결과 는 향후 외계행성과 관련된 교육 프로그램의 개발과 적용에 있어 중요한 시사점을 제공할 수 있다.

This study conducted unstructured interviews with college students to explore changes in their perceptions before and after receiving education on exoplanets. The analysis utilized thematic analysis. The results are as follows: First, the exoplanet education program enhanced students' knowledge about exoplanets and increased their interest and curiosity about space. Second, students deepened their understanding of the importance of exoplanet exploration and the various methods of such exploration. Third, students recognized that exoplanet exploration holds significant importance for humanity in various aspects and acknowledged the need for education on exoplanets. These findings can provide important insights for the development and application of future educational programs related to exoplanets.

이 연구의 목적은 기후 행동이 참여자에게 미치는 영향은 무엇인지, 고등학교에서 기후 행동 교육이 어 려운 이유는 무엇인지를 알아보는 것이었다. 이를 위 해 기본적 질적 연구(basic qualitative research) 방법을 택하였으며 연구참여자는 활동 당시의 중학생 5명이 다. 연구 결과는 다음과 같다. 중학생 때의 기후 행동 으로 참여자의 진로는 구체적으로 변하였고 기후 소양 은 함양되었다. 그리고 고등학교에서 기후 행동 교육 은 충분하지 않았다. 기후 행동 교육을 하는 환경 과목 은 많은 학생의 선택을 받지 못하여 개설이 어려웠으 며 대학 입시에 대한 부담으로 창의적 체험활동 시간 에 기후 행동 교육을 하는 것은 비현실적이었다. 이 연 구의 논의점은 다음과 같다. 기후 행동은 진로를 구체 화하고 기후 소양을 함양하는 데 일조하기 때문에 중 학생에게 장려할 필요가 있다. 또한 기후 행동은 지속 성이 중요하기 때문에, 기후 소양을 꾸준히 유지할 수 있도록 초 ․ 중 ․ 고등학교의 교육과정에 기후 행동 교육 을 전문적으로 할 수 있는 과목을 개설할 필요가 있다.

The purpose of this study was to find out what impact climate action has on study participants and why climate action education is difficult in high schools. For this purpose, a basic qualitative research method was selected, and the study participants were five middle school students at the time of the activity. The results of this study are as follows. Due to the climate action in middle school, the participants' career path changed specifically and their climate literacy was cultivated. And climate action education in high schools was not enough. Environmental subjects that provide climate action education were difficult to open because they were not chosen by many students, and it was unrealistic to provide climate action education during creative experiential activities due to the burden of college entrance exams. The discussion points of this study are as follows. Climate action needs to be encouraged among middle school students because it helps shape career paths and cultivate climate literacy. Additionally, because sustainability is important in climate action, there is a need to establish specialized courses in climate action education in the curriculum of elementary, middle, and high schools so that climate literacy can be maintained consistently.