Earticle

이 연구는 2023년 8월의 이른바 슈퍼블루문의 과학 기사에서 나타난 정확한 커뮤니케이션의 중요성 및 대중 천문학의 현주소를 살펴보고 향후 개선 방안에 대한 기초 자료를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 위해 천문우주에 대한 지식 정도를 기준으로 비전문가, 준 전문가, 전문가로 연구 대상을 구분지어 천문과학 정 보의 자료 해석 능력을 조사하고, 해석 과정에서 발생 한 오류들에 대해 심층 인터뷰를 통해 원인을 분석하 였다. 또한 과학정보의 제공을 위해 노력하는 연구기 관과 이를 확산하기 위해 노력하는 언론매체에 대한 호감도와 신뢰도를 조사하고, 이번 사례와 같이 올바 르지 않은 과학정보가 확산되었을 경우에 기존 호감도 와 신뢰도에서 어떤 변화가 일어나는지에 대해서도 알 아보았다. 천문우주에 관한 과학정보의 해석에서는 인지적 측 면에 따라서도 차이가 있었지만 이와 별개로 소통이라 부를 수 있는 언어학적인 요소 혹은 문해력의 영향도 무시할 수 없었고, 특히 기존에 연구대상에 내재된 오 개념들이 발현되어 정확한 정보 해석에 오류를 가져올 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 연구대상들은 확산 된 과학정보에 오류가 포함되었음을 인지한 후에 연구 기관과 언론매체에 대한 호감도가 각각 12.30%, 17.58% 하락하였고, 신뢰도는 연구기관이 19.40% 하락, 언론매 체가 24.49% 하락하였다. 오류의 발생 원인과 관계없이 연구기관과 언론매체 모두에 대한 호감도 및 신뢰도가 전반적으로 하락한다는 점을 감안하면 정확한 과학정 보 제공의 중요성이 더욱 강조된다. 이를 개선해 연구기관 및 언론매체가 일반 대중들 의 신뢰를 바탕으로 정확한 천문우주의 과학정보를 확 산하기 위해서는 천문우주관련 연구기관에서 생성한 오류 없는 정보가 언론매체 혹은 과학커뮤니케이터에 게 정확히 전달될 수 있는 시스템 구축이 필요하며 지 속적인 모니터링을 통해 잘못된 과학정보가 발생한다면 이를 빠르게 회수하고 수정하는 시스템의 개발이 필요하다.

The purpose of this study is to provide basic data on the importance of accurate scientific communication and the current status of popular astronomy based on science articles that occurred during the so-called Super Blue Moon astronomical phenomenon in August 2023. To this end, the subjects were divided into non-experts, quasi-experts, and experts based on the degree of knowledge of the astronomical universe to investigate the data interpretation ability of astronomical science information and to analyze the causes of errors in the interpretation process through in-depth interviews. We also investigated the favorability and reliability of research institutes that strive to provide scientific information and the media that strive to spread it and also investigated the changes in existing favorability and reliability when incorrect scientific information spreads, as in this case. Although there were differences in the interpretation of scientific information about the astronomical universe depending on the cognitive aspect, the influence of linguistic elements or literacy, which could be called communication, could not be ignored. In particular, it was confirmed that misconceptions inherent in the existing research subjects could be expressed, leading to errors in accurate information interpretation. In addition, after recognizing that errors were included in the spread of scientific information, the subjects' favorability toward research institutes and the media fell 12.30% and 17.58%, respectively, while reliability fell 19.40% for research institutes and 24.49% for media outlets. Regardless of the cause of the error, the importance of providing accurate scientific information is further emphasized, considering that the overall favorability and reliability of both research institutes and the media decline. In order for research institutes and media outlets to spread accurate scientific information about the astronomical universe based on the public's trust, it is necessary to establish a system that can accurately deliver error-free information generated by research institutes related to astronomical space to media or science communicators and to develop a system that quickly retrieves and corrects incorrect scientific information through continuous monitoring.

연구의 목적은 지구과학교육의 주요한 대상인 자연이 가지고 있는 특성으로, 그것의 외재적 유용성인 도구적 가치를 넘어선, 그 자체의 내재적 가치에 어떻게 접근하는가를 탐색하는 것이다. 무엇보다도 심리적 요 소들이 포함된 실험 전체 전이과정에서 활동적 고유한 가치(Activity-based inherent value) 라고 하였다. 환경윤 리의 핵심에는 가치, 그리고 무엇이 지속할 만한 가치 가 있는지에 대한 공리적 질문이다. 그것은 단순히 지속을 넘어선 문제이다. 그 해답은 지속적인 자연환경 의 가치로, 내재적인 가치, 즉 생명 애호가로서 유산 가치(Leopold의 생명공동체의 건강함을 표현하는, 통 일성, 안전성, 아름다움 등) 로, 특히 아름다움을 보전 해야 하는 교육이다. 나아가 내재적 가치 대신 지속 가능한 가치로 가치평가 영역을 공시적 차원에서 통시적 차원인 윤리적 가치로 격상시켜야한다. 환경윤리학에 서는 지식 자체의 아름다움을 보여주는 내재적 가치를 유산가치(bequest value)라고 한다. 연구는, 기존의 경험 을 무시하는 선험적인 내재적 가치와, 경험 중심의 활동 중심적 고유한 가치를 구분하였다. 또한 지구과학 교육에서 과학적 실험으로, Eratosthenes의 지구크기측 정 실험으로 활동 중심의 고유한 가치원리를 탐색하였 다. 과학적 세계관에 따른 가치원리는 가치판단의 근 거가 된다. 무엇보다도 실험결과를 추론하는 과정에서 미적 가치가 개입되는 실험의 활동적 가치 체험을 통하여, 내재적 가치가 발현되고 있었다. 교육적 시사점으로 우리가 지속가능한 사회와 자연을 만들어가는 근간이 되는 도구적 가치보다는 고유한 가치를 내면적으로 전이 될 수 있도록 돕는 가치-교육이 되어야한다.

The aim of the study is to explore how to approach the inherent value of nature, which is the main object of earth science education, beyond its instrumental value, which is its external usefulness. Above all, it is said to be an activity-based inherent value in the entire transfer process of the experiment, which includes psychological elements. At the core of environmental ethics is value and the utilitarian question of what is worth continuing. It is a matter of more than simply continuation. The answer is the sustainable value of the natural environment, an education that must preserve its beauty as an inherent value, that is, as a heritage value as a lover of life. Furthermore, the area of valuation must be upgraded from synchronic to diachronic ethical values, with sustainable values instead of intrinsic values. In environmental ethics, the intrinsic value that shows the beauty of knowledge itself is called bequest value. The study distinguished between a priori intrinsic value that ignores existing experience and intrinsic value that is experience-oriented and activity-oriented. In addition, the intrinsic value principle centered on activities was explored through scientific experiments in earth science education and Eratosthenes's earth size measurement experiment. The value principle according to the scientific worldview serves as the basis for value judgment. Above all, intrinsic value was being revealed through the active value experience of the experiment, in which aesthetic values were involved in the process of inferring the experiment results. As an educational implication, it should be value-education that helps us internally transfer intrinsic values rather than instrumental values, which are the basis for creating a sustainable society and nature.

본 연구는 수학과와 과학과를 중심으로 데이터 시 각화 역량 범주 관점에서 2022 개정 교육과정의 성취기준 및 성취기준 해설을 분석하여 그 특징을 과목과 학년군별로 알아보는 데 목적이 있다. 연구를 실행하 기 위해 선행연구들을 조사하였으며, 연구자들은 수집 및 전처리 역량, 기술 역량, 사고 역량, 상호작용 역량 이라는 4개의 데이터 시각화 역량 범주를 중심으로 데 이터 시각화의 핵심 역량 범주를 정리하였다. 이를 바 탕으로 데이터 시각화 관점에서 성취기준을 분석하기 위한 틀을 제작하였으며, 이를 활용하여 2022 개정 교 육과정(교육부 고시 제2022-33호, 별책 8과 9)의 문서 를 검토 및 분석하였다. 수학과 성취기준 및 성취기준 해설 191개와 과학과 성취기준 및 성취기준 해설 230 개를 분석하여 데이터 시각화 역량과 관련된 요인을 추출하고 정리하였다. 정리된 요인들을 학습 기간을 고려하여 표준화한 후, 히트맵을 활용하여 시각화하고 정성적으로 분석하였으며, Mann-Whitney의 U 검정과 독립표본 Kruskal-Wallis 검정을 통해 정량적으로 분석 하였다. 분석 결과, 수학과의 경우 학년군별로 유의미 한 차이가 나타나지 않았으며, 성취기준별로는 사고 역량이 기술 역량(p=.002) 및 상호작용 역량(p=.001)에 비해 유의미하게 낮은 것으로 나타났다. 또한 학년군 이 올라갈수록 기술 역량과 상호작용 역량으로 수렴하 는 경향을 보였다. 과학과의 경우, 학년이 올라갈수록 더 많은 성취기준을 다룬다는 것을 확인할 수 있었으 며(대응별 비교, 5~6학년군 대 7~9학년군 p=.001; 5~6 학년군 대 10학년군 p=.029; 3~4학년군 대 7~9학년군 p=.022), 성취기준별로는 사고 역량이 다른 모든 역량 에 비해 유의미하게 낮은 것(대응별 비교, 기술 역량 p=.024; 수집 및 전처리 역량 p=.012; 상호작용 역량 p=.010)으로 나타났다. 또한 학년군이 올라갈수록 사고 역량을 제외한 나머지 역량으로 수렴하는 경향이 있었다. 이를 통해 첫째, 데이터 시각화 역량은 교육과정에 서 4개의 데이터 시각화 역량 범주로 분류할 수 있으 며, 둘째, 수학 및 과학 과목의 데이터 시각화 역량은 학년군이 올라갈수록 특정 역량으로 수렴되는 경향을 보이며, 셋째, 데이터 시각화 역량 중 사고 역량은 비 교적 비중이 적게 다루어진다는 것을 확인할 수 있었 다. 이와 같은 결론을 바탕으로 2022 개정 교육과정에서 데이터 시각화 역량에 대한 시사점을 제언하였다.

This study examines the performance expectations (PEs) and clarification statements of each PE in the 2022 revised national science and mathematics education standards from a data visualization competency perspective. First, the authors intensively reviewed data visualization literature to define key competencies and developed a framework comprising four main categories: collection and pre-processing skills, technical skills, thinking skills, and interaction skills. Based on the framework, the authors extracted a total of 191 mathematics and 230 science PEs from the 2022 revised science and mathematics education standards (Ministry of Education Ordinance No. 2022-33, Volumes 8 and 9) as the main data set. The analysis process consisted of three steps: first, the authors organized the data (421 PEs) by the four categories of the framework and four grade levels (3-4th, 5-6th, 7-9th, and 10th grade); second, the numbers of PEs in each grade level were standardized by the accomplishing period (1-3 years) of each PE depending on the grade level; lastly, the data set was represented by heatmaps to visualize the relationship between the four categories of visualization competency and four grade levels, and the differences between the competency categories and grade levels were quantitatively analyzed using the Mann-Whitney U test and independent sample Kruskal-Wallis tests. The analysis results revealed that in mathematics, there was no significant difference between the number of PEs by grade. However, on average, the number of PEs categorized in 'thinking skills' was significantly lower than those in the technical skills (p = .002) and interaction skills categories (p = .001). In science, it was observed that as grade level increased, PEs also increased (pairwise comparison: Grades 5-6 vs. 7-9, p = .001; Grades 5-6 vs. Grade 10, p = .029; Grades 3-4 vs. 7-9, p = .022). Particularly, the frequency of PEs in 'thinking skills' was significantly lower than in the other skills (pairwise comparison: technical skills p = .024; collection and pre-processing skills p = .012; interaction skills p = .010). Based on the results, two implications for revising national science and mathematics standards and teacher education were suggested.

이 연구의 목적은 지구과학 데이터 활용 프로젝트 학습 프로그램을 개발하고, 프로그램이 학생들의 지식 정보 처리 역량, 의사소통과 협업 역량에 미치는 효과 를 확인하는 것이다. 이를 위해, ADDIE 수업 설계 모 형을 적용하여 프로그램을 개발하고, 중학교 2학년 학 생 75명을 대상으로 적용하였다. 프로그램의 효과를 확인하기 위해 지식정보 처리 역량 검사, 의사소통과 협업 역량 검사 결과를 대응 표본 t 검정으로 분석하였 고, 프로그램의 흥미와 어려움을 확인하기 위해 성찰 일지를 분석하였다. 연구 결론은 다음과 같다. 첫째, 지구과학 데이터 활용 프로젝트 학습 프로그램은 ‘태 양계의 행성 여행’, ‘나는 해수 전문가’, ‘갯벌 체험 프 로그램 계획하기’라는 세 가지 주제로 구성되어 있다. 둘째, 프로그램 적용 후 전체 학생들의 지식정보 처리 역량이 유의미하게 향상되었다, 셋째, 프로그램 적용 후 전체 학생들의 의사소통 및 협업 역량이 유의미하 게 향상되었다. 연구 결과를 바탕으로 프로그램을 통 해 학생들에게 성공적인 경험을 제공하기 위한 교사의 구체적이고 지속적인 지원 방안, 정보 교과와의 협업 을 통한 프로그램 활용의 어려움 극복, 미시적으로 학 생들의 상호작용을 분석하는 연구가 필요함을 제안하 였다.

The purpose of this study is to develop a project-based learning program utilizing Earth science data and to evaluate its effects on students' knowledge-information processing competency and communication and collaboration competency. To achieve this, the ADDIE instructional design model was employed to create the program, which was then implemented with 75 second-year middle school students. The program's effectiveness was assessed using paired sample t-tests on the results of tests measuring knowledge-information processing competency and communication and collaboration competency. Additionally, reflection journals were analyzed to identify students' interest in and difficulties with the program. The study's conclusions are as follows: first, the Earth science data-based project learning program comprises three themes: ‘Journey through the Planets of the Solar System,’ ‘I am a Marine Expert,’ and ‘Planning a Tidal Flat Experience Program.’ Second, following the program's implementation, there was a significant improvement in the overall students' knowledge-information processing competency. Third, the program also led to a significant enhancement in students' communication and collaboration competency. Based on these findings, the study suggests the need for specific and continuous teacher support to provide students with successful experiences through the program, overcoming challenges in program implementation through collaboration with the information subject, and conducting research that microscopically analyzes students' interactions.

본 연구에서는 고등학생들의 기상 데이터 분석 과정에서 나타나는 오류와 오류의 발생적 맥락에 대해 탐색하였다. 연구를 위해 A 고등학교 74명의 학생들이 제작한 222개의 기상 데이터 탐구 활동 내용을 수집하 고, 데이터 수집 및 해석, 데이터 표현, 데이터 해석 과정에서 나타난 세부 오류 유형을 탐색하였다. 연구의 결과로 데이터 해석 과정에서는 학생들이 기상요소의 계절적 변동과 주기적 패턴에 대한 이해가 다소 미흡 하다는 것을 확인하였다. 또한, 데이터 표현 과정에서 는 그래프의 단위 표현, 범례 설정, 추세선 활용 등에 서 다양한 유형의 오류가 있음을 확인하였다. 오류가 발생하는 원인으로는 저작 도구의 특징, 오개념과 인 지적 편향 등이 있었다. 연구 결과를 바탕으로 미래 사 회 과학 교육의 중요한 화두인 빅데이터 활용 교육에 대한 교육적 시사점을 도출하였다. 그리고 이와 관련 한 후속 연구를 제언하였다.

This study explored the errors and context occurred during high school students' data analysis processes. For the study, 222 data inquiry reports produced by 74 students from ‘A’ High School were collected and explored the detailed error types in the data analysis processes such as data collection and preprocessing, data representation, and data interpretation. The results of study found that in the data interpretation process, students had a somewhat insufficient understanding of seasonal variations and periodic patterns about weather elements. And, various types of errors were identified in the data representation process, such as basic unit in graphs, legend settings, trend lines. The causes of these errors are the feature of authoring tools, misconceptions related to weather elements, and cognitive biases, etc. Based on the study's results, educational implications for big data education, a significant topic in future science education, were derived. And related follow-up studies were suggested.

이 연구에서는 천문·우주의 디지털 자료를 중심으로 한 STEAM 프로그램을 개발하고, 무선 표집된 초등 학교 6학년 학생 167명에게 적용하여 창의적 문제해결 력 향상을 위한 STEAM 프로그램의 수업 효과를 알아 보고자 하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 창의적 문제해결력에 대한 STEAM 프로그램의 수업 전·후 통계적 검정에서 유의미한 결과를 나타내었다(p < .05). 이는 디지털 중심의 문제 해결 과정에서 학생들이 융합적 사고와 아이디어 생성의 절차적 과정을 통해 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력 향상에 도움을 주었음을 시사한다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차이에 의한 대응표본 t-검정에서 모든 항목 에서 유의미한 결과가 나타났다(p <.05). 디지털 수업 자료를 분석하고 픽셀아트 작품 제작을 통한 발표 과 정을 통해 흥미, 소통, 유용성 등에서 STEAM 태도에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단되며, 이는 향후 첨단 기술을 활용한 융합 교육 프로그램 개발의 필요성 을 강조한다. 셋째, STEAM 프로그램 적용 후에 실시 한 수업 만족도 검사에서는 ‘만족도’ 구인은 평균 3.55, ‘흥미’는 3.35, 그리고 ‘수업 전반의 난이도’는 3.46을 나타내었으며, 기존 수업과의 차이점으로는 ‘미래 사 회 직업정보 획득’이 강조되었다. 다만, 디지털 변환과 해석 과정에서 수업의 흥미도가 다소 낮아진 부분을 고려하여, 향후 수업에서는 체험 활동을 고려한 적절 한 수업시수 배분이 필요할 것으로 판단되며, 향후 개발된 프로그램의 일반화를 위해 다양한 학교급, 적용 시기, 난이도를 고려한 후속 연구가 필요할 것이다.

In this study, we developed a STEAM program based on digital astronomical and space resources and applied it to 167 randomly selected elementary school students to examine the effectiveness of the STEAM program in enhancing creative problem solving skills. The results of this study are as follows: first, the statistical analysis of pre-test and post-test scores for creative problem-solving skills related to the STEAM program showed significant results (p<.05). This suggests that the STEAM program contributed to improving creative problem-solving skills through the procedural process involved in generating ideas and convergent thinking during the digital problem-solving. Second, the paired sample t-test based on the pre-test and post-test of the STEAM attitude test also showed significant results (p<.05). Analyzing digital materials and presenting pixel art projects positively influenced STEAM attitudes in terms of interest, communication, and usefulness. This underscores the need for developing integrative education programs utilizing advanced technologies in the future. Third, in the class satisfaction test conducted after the application of the STEAM program, the satisfaction factor scored an average of 3.55, interest scored 3.35, and overall class difficulty scored 3.46. The main difference from traditional classes was the focus on 'acquisition of future career information.' However, given the slight decrease in interest during the digital transformation and interpretation process, it is recommended that future classes allocate sufficient time for experiential activities. To generalize the developed program, future studies should consider various school levels, implementation periods, and difficulty levels.

총괄평가는 학생들이 학습목표를 얼마나 잘 달성했는지에 대한 정보를 제공하므로, 정확한 평가를 위해서는 우수한 평가 문항을 개발해야 하며 이는 교사가 갖추어야 할 역량 중 하나이다. 본 연구는 초등 예비교사들이 총괄평가 문항을 분석하고 출제 의도와 문항 개발 과정의 어려움을 분석하고자 한다. 연구는 초등 교사 양성 대학에 재학 중인 2학년 학생 45명을 대상 으로 실시되었다. 3인 1조로 10개 문항을 개발하도록 하였고, 문항의 출제의도, 답안지, 문항 개발시 어려웠던 점을 작성하도록 요구하였다. 수집된 자료 중 총괄 평가 문항은 Klopfer의 교육 목표 분류 체계가 포함된 이원목적분류표에 따라 평가 문항을 분석하였고, 총괄 평가 출제 의도와 평가 문항 개발 시 어려웠던 점은 질적 자료 분석과정을 거쳐 귀납적으로 정리‧분석하였 다. 연구결과, 초등 예비교사들은 과학 내용 요소는 골고루 반영하고 있었으나, 문항 평가 영역에서는 골고루 반영하지 못했다. 가장 어려워했던 점은 난이도 조절이었다. 출제 의도에서는 문항 개발 시 고려해야 할 사항을 거의 대부분 고려하였으나 실제 개발된 문항에 는 반영되지 않았다. 이러한 결과로부터 총괄평가 문항개발에는 지식과 경험이 중요하며 초등 예비교사들 에게 체계적인 강의가 필요하다는 것을 제언한다.

Summative assessment provides information on how well students have achieved learning objectives, making the development of high-quality assessment items essential for accurate evaluation. This is one of the competencies that teachers must possess. This study aims to analyze summative assessment items created by pre-service elementary teachers, examining their intentions and the difficulties encountered in the item development process. The study involved 45 second-year students enrolled in an elementary teacher training university. They were grouped into teams of three and tasked with developing ten items, documenting the purpose of each item, the answer key, and the challenges faced during item creation. The collected summative assessment items were analyzed using a two-dimensional purpose classification table that includes Klopfer's taxonomy of educational objectives. The intentions behind the summative assessments and the difficulties faced during item development were inductively organized and analyzed through qualitative data analysis. The results revealed that pre-service elementary teachers adequately reflected scientific content elements but did not evenly cover assessment domains. The most challenging aspect for them was adjusting the difficulty level. Although they considered most factors that should be taken into account during item development, these considerations were not reflected in the actual items. These findings suggest that knowledge and experience are crucial in developing summative assessment items, and systematic lectures are necessary for pre-service elementary teachers.