Earticle

본 연구에서는 예비 지구과학 교사가 과학 데이터 윤리 수업을 설계하고 운영하는 과정을 살펴보았다. 고등학교 교육실습에 참가한 3명의 예비 지구과학 교 사에게 과학 데이터 윤리 수업을 요청하고 교수학습 지도안, 수업 영상, 면담 자료 등을 수집했다. 수집한 자료를 바탕으로 예비교사가 실행한 수업에 나타나는 데이터 윤리 요소, 데이터 윤리 수업에 대한 인식, 수 업 운영의 어려움을 파악했다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 예비교사의 수업에는 진실성, 투명성과 포 용성, 책임과 위험 관리 측면의 요소가 공통으로 나타 난다. 이는 데이터 표현과 해석 과정에서 고려해야 하 는 왜곡과 오류, 편향 등과 관련된 요소에 해당한다. 둘째, 예비교사는 과학 연구 윤리의 관점에서 데이터 윤리를 재개념화하며 이를 사회적 문제와 연결 지어 생각하게 된다. 또한, 이를 수업에서 구현하기 위해 데 이터 기반의 탐구가 필요하다고 생각하게 된다. 셋째, 수업 운영 측면에서 수업 소재 선정, 학생의 동기유발 방안, 사고를 촉진하는 발문 전략, 가치와 태도에 대한 평가 등에서 어려움을 겪는다. 연구 결과를 바탕으로 교사의 과학 윤리 수업의 실행을 지원하는 방안을 탐 색하며 이와 관련한 후속 연구를 제언했다.

This study explored how pre-service earth science teachers designed and implemented lessons on science data ethics. Three pre-service teachers who participated in a one-month high school teaching practicum were tasked with developing and conducting lessons on this topic. Data were collected from instructional plans, lesson videos, and interviews. The research findings are as follows. First, the lessons incorporated elements of integrity, transparency and inclusiveness, and responsibility and risk management. These elements concern distortions, errors, and biases that arise in data representation and interpretation. Second, the teachers reconceptualized data ethics from the perspective of scientific research ethics and linked it to broader social issues. They also highlighted the need for data-based inquiry as a way for students to experience and internalize ethical considerations. Third, the teachers faced challenges in lesson implementation, such as selecting suitable subject matter, maintaining student motivation, designing effective questioning strategies to foster reasoning, and assessing students’ values and attitudes. Based on these results, this study explored ways to support the implementation of science ethics lessons by teachers and suggested directions for future research in this area.

이 연구의 목적은 선행조직자를 이용한 연역적 탐구 기반 단원 설계가 초등학생들의 계절 변화 개념 이해와 그 지속성에 미치는 효과를 검증하는 것이다. 이 를 위해 초등학교 6학년 4개 학급(85명)을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 선행조직자를 도 입하여 연역적 탐구 구조로 재설계한 단원을, 통제집 단에는 전통적인 귀납적 탐구 구조의 단원을 약 5주간 적용하였다. 수업의 효과를 확인하기 위해 사전·사후· 지연 검사를 실시하고, 사후 검사 시 개념도를 수집하 여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 수업 직후 실시한 사후 검사에서는 두 집단 간 개념 이해도 에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 그 러나 개념도 분석 결과, 실험집단 학생들은 통제집단 에 비해 계절 변화의 원인과 현상을 더 위계적이고 통 합적인 구조로 이해하고 있었다. 둘째, 4주 후 실시한 지연 검사에서는 실험집단이 통제집단보다 통계적으 로 유의미하게 높은 성취를 보였으며, 효과 크기 또한 큰 수준으로 나타났다. 이러한 결과는 선행조직자를 활용한 연역적 탐구 기반 단원 설계가, 단기적인 효과 를 넘어 학생들이 학습한 개념을 안정적인 장기 기억 으로 전환하고 그 이해를 지속시키는 데 더 효과적임 을 시사한다. 이러한 결과를 바탕으로, 향후 연구에서 는 과학교육 전문가가 아닌 일반 교사를 수업 실행 교 사로 선정하여 수업자 변인의 영향을 최소화하고, 개 념의 구조화 과정을 파악하기 위해 차시별 개념도와 학생 인터뷰를 활용한 종단적 질적 연구가 필요함을 제언하였다.

The purpose of this study was to verify the effects of a deductive inquiry-based unit design that incorporates an advance organizer on elementary students’ conceptual understanding of seasonal changes and the retention of that understanding. For this study, a unit redesigned with a deductive inquiry structure incorporating an advance organizer was implemented for approximately five weeks with 85 sixth-grade students, who were divided into an experimental group and a control group. The control group was taught using a traditional inductive inquiry-based unit. To evaluate the effectiveness of the instruction, data were collected and analyzed from pre-, post-, and delayed tests, as well as concept maps created by students during the post-test.The results of this study are as follows. First, in the post-test administered immediately after the instruction, there was no statistically significant difference in conceptual understanding between the two groups. However, an analysis of the concept maps revealed that the experimental group students understood the causes and phenomena of seasonal changes with a more hierarchical and integrated structure compared to the control group. Second, in the delayed test administered four weeks later, the experimental group demonstrated significantly higher achievement than the control group, with a large effect size. These results suggest that the deductive inquiry-based unit design that incorporates an advance organizer is more effective for long-term retention by helping students transition their learned concepts into long-term memory, beyond short-term effects. Based on these findings, it is suggested that future research should be conducted with general teachers instead of science education experts to minimize teacher-related variables. Additionally, a longitudinal qualitative study utilizing sequential concept maps and student interviews is proposed to investigate the process of conceptual structuring in greater detail.

This study examines the 2024 Basic Plan for Gifted Education by C Office of Education in light of the sub-goals of the 5th Comprehensive Plan for the Promotion of Gifted Education and explores the perceptions and needs of elementary science gifted education teachers. Data were collected from the 2024 Basic Plans of 17 metropolitan and provincial offices of education across Korea, along with interviews involving seven elementary science teachers in charge of gifted education at C Office of Education. Document analysis was conducted using an analytical framework grounded in the 5th Comprehensive Plan and prior research indicators, and interview data were interpreted through qualitative text analysis. The findings show that C Office of Education’s Basic Plan largely reflects national policy directions while adapting them to the regional context. However, specific implementation strategies were insufficient in several areas, including talent identification, tailored support, institutional specialization, teacher professionalism, and sustainable foundations, revealing gaps in applicability to practice. Teachers further recognized limitations in feasibility and policy continuity, emphasizing the need for substantive training systems, institutional support, physical infrastructure, incentives, and consistent policy execution. These results highlight the importance of institutionalizing teacher participation and support systems to narrow the gap between national gifted education policy and local educational practice.

본 연구는 C 교육청의 2024년 영재교육 기본계획을 제5차 영재교육진흥종합계획의 세부 목표에 비추어 분석하고, 초등 영재 담당 교사의 인식과 요구를 탐색 하는 데 목적이 있다. 자료는 전국 17개 시·도교육청의 2024년 영재교육 기본계획을 수집하고, C 교육청 소속 7명의 교사를 대상으로 면담을 진행하였다. 문서 분석은 제5차 종합계획과 선행연구 지표에 근거한 분석틀 을 적용하였고, 면담 자료는 질적 텍스트 분석으로 해 석하였다. 연구 결과, C 교육청 기본계획은 국가 정책 의 기조를 전반적으로 수용하면서도 지역 맥락에 맞추 어 운영 방향을 설정한 특징을 보였다. 그러나 잠재력 발굴, 맞춤형 지원, 교육기관 특성화, 교원 전문성 강화, 지속가능성 기반 마련 등 여러 영역에서는 구체적실행방안이 부족하거나 현장 적용과의 간극이 확인되 었다. 또한 교사들은 실행력과 연속성 부족을 비판적으로 인식하며, 실질적 연수 체계와 제도적 기반, 물리 적 인프라, 보상·동기유발, 정책 연속성을 요구하였다. 이러한 결과는 영재교육 정책과 현장 간의 간극을 해소하기 위해 교사 참여와 지원 체계의 제도화가 필요함을 시사한다.

본 연구는 G교육대학교 영재교육원 초등과학영역 학생들이 작성한 자유탐구 보고서를 분석하여 자유탐 구의 교육적 의미와 개선 방향을 탐색하는 데 있다. 이 를 위해서 4~6학년의 보고서 41편을 횡단적 분석하고 3년 연속 자유탐구 활동에 참여한 학생들의 보고서 21 편을 종단적 분석하였다. 그 결과 첫째, 자유탐구 탐구 영역을 분석한 결과, 횡단적 분석에서는 생물 영역에 선호도가 높았으나 종단적 분석에서는 물리와 화학 영 역의 선호도가 높았고, 지구과학 영역에 대한 낮은 선 호도가 일관되게 나타났다. 둘째, 탐구 주제 선정 동기 는 ‘생활 경험’과 ‘수업 발전’이 높은 비중을 차지하였 으며, 자유탐구 경험이 축적될수록 내재적 동기가 탐 구 활동에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 셋째, 탐구 유형은 실험 중심 탐구가 가장 보편적으로 나타났으 며, 일부는 만들기 중심 탐구로 편중되어 있었다. 넷 째, 자유탐구 보고서 분량은 평균 20페이지 내외였고, 학년이 올라갈수록, 자유탐구 참여 횟수가 늘어날수 록 증가하였다. 다섯째, 자유탐구 보고서의 내용적 특 징을 분석한 결과, 영재학생들은 실험 결과의 신뢰성 을 높이기 위해 반복 실험, 대조군 설정, 조작적 정의 를 활용하였고, 탐구의 순환적 특성을 인지하고 있었 다. 이러한 연구 결과는 과학영재학생들은 자유탐구 를 경험할수록 실제적인 과학자로서 경험을 하고 있 음을 보여주었다. 향후 자유탐구의 교육적 효과를 높 이기 위해서 주제 영역과 탐구 방법에 대한 다양한 예 시 자료 제공 및 안내, 학생의 호기심 및 주제 탐색 능 력 증진을 위한 다양한 경험 제공이 요구된다. 또한 자유탐구의 반복적 경험은 과학적 탐구 역량과 과학 에 대한 흥미를 높이는데 도움이 되므로 학생들의 자 기주도적 탐구 역량 신장을 위해서 과학영재교육에서 뿐만 아니라 학교 과학교육에서도 자유탐구가 정착될 필요가 있다.

The purpose of this study are to explore the educational significance of free inquiry and suggest directions for improvement by analyzing inquiry reports written by elementary science students at the G university gifted education center. For this purpose, 41 reports from 4th-6th grade students were examined through cross-sectional analysis, and 21 reports from students who participated in free-inquiry activities for three consecutive years were examined through longitudinal analysis. The findings were as follows; First, preferences for inquiry domains differed: biology was most favored in the cross-sectional analysis, whereas physics and chemistry were preferred in the longitudinal analysis, with earth science consistently showing low preference. Second, the primary motives for selecting inquiry topics were “everyday experiences” and “advancement of classroom learning,” and as students accumulated free-inquiry experience, intrinsic motivation was found to exert an increasing influence on their inquiry activities. Third, experiment-based inquiry was the most prevalent type, with some cases disproportionately oriented toward making-based inquiry. Fourth, the average length of free-inquiry reports was approximately 20 pages, with report length increasing both by grade level and by years of participation. Fifth, analysis of content characteristics showed that students employed repeated trials, control groups, and operational definitions to enhance the reliability of their experimental results, while recognizing the cyclical nature of inquiry. These findings suggest that as gifted science students engage in free inquiry, they gain authentic experiences resembling the practices of professional scientists.

본 연구의 목적은 AIDT 활용 역량에 대한 초등 예 비 교사의 인식과 요구 사항 분석하는 것이다. 본 연구 의 결과는 초등예비교사 대상으로 AIDT 교육과정 개 발의 기초자료로도 활용될 수 있으며, 궁극적으로 초 등교육의 디지털 전환을 위한 실천적 기반을 마련하는 데 기여할 수 있을 것이라 여겨진다. 연구의 대상은 초 등예비교사 100명을 대상으로 설문을 통해 조사하였 다. 초등과학 ‘지구와 우주’ 영역의 내용에 대해서 AIDT 활용 방법을 안내하고 관련 AI를 활용하여 학습 하였다. AIDT 활용 역량에 대한 초등 예비 교사의 인 식과 요구 사항을 알아보기 위해 설문을 작성하여 실 시한 결과를 분석(RPN) 하였다. 본 연구는 2025년 3월 1일부터 6월 30일까지 한 학기 동안 학습 후 설문을 실시하였다. 이에 대한 연구 결론은 다음과 같다. 첫 째, 초등 예비 교사들은 AIDT를 활용한 교육이 전문성 향상과 교직 수행 능력 제고에 핵심적이라고 인식하고 있다. 교사 전문성·성장 필요성과 직무 필수성·정책 정 합성에 대한 요구가 가장 높게 나타났다. 둘째, 초등 예비 교사들은 AIDT(AI 기반 교수설계도구) 활용 역 량 강화를 위한 교육적 요구는 ‘기초 이해 및 활용 능 력’이다. 이는 예비 교사들이 AIDT의 기본 개념이나 기능에 대해 전반적으로 이해도가 낮으며, 기초적인 이론 및 실습 중심의 역량 강화 교육이 시급함을 보여 준다. 연구 결론을 중심으로 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 초등학교 현직교사들을 대상으로 전교과에서 AIDT를 적용하는데 대한 인식과 요구사항을 알아보았 으면 한다. 둘째, 초등학생들을 대상으로 AIDT를 적용 한 후 학생들의 인지적, 정의적 영역에 변화에 대한 검 증을 할 필요가 있다고 본다. 셋째, 교육활동에서 AI활 용에 대한 현직교사들의 활용 능력향상을 위한 정책에 대한 연구가 필요하다.

The purpose of this study is to analyze the perceptions and needs of elementary school pre-service teachers regarding their competency in using AIDT (Artificial Intelligence Design Tools). The results of this study can be used as basic data for developing AIDT curricula for pre-service elementary teachers, and it is believed that it will ultimately contribute to establishing a practical foundation for the digital transformation of elementary education. The subjects of the study were surveyed among 100 pre-service elementary teachers. They were guided on how to use AIDT in the content area of 'Earth and Space' in elementary science and learned using related AI tools. To understand pre-service teachers' perceptions and needs regarding AIDT utilization competency, a questionnaire was developed and the results were analyzed (RPN). The survey was conducted after a semester of learning from March 1 to June 30, 2025. The conclusions of the study are as follows. First, pre-service elementary teachers perceive that education using AIDT is key to enhancing professionalism and teaching capability. The highest demands were observed regarding the necessity of teacher professionalism and growth, job essentiality, and policy compliance. Second, pre-service teachers' educational needs for strengthening AIDT (AI-based instructional design tools) competency showed that 'basic understanding and utilization ability' is the priority. This indicates that pre-service teachers generally have a low understanding of the basic concepts and functions of AIDT, and there is an urgent need for training to enhance foundational theories and practices. Based on the study's conclusions, the following suggestions are made. First, it is recommended to explore the perceptions and needs of current elementary school teachers regarding the application of AIDT across all subjects. Second, it is necessary to verify the changes in the cognitive and affective domains of elementary students after applying AIDT to them. Third, research is needed on policies to enhance the utilization ability of current teachers in using AI in educational activities.

본 연구는 초등학생의 계절변화 원인에 대한 개념 수준, 지구·우주 기반 관점의 관련성, 그리고 오개념 유형과 비율을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 연구 대상은 B광역시 O초등학교 6학년 73명이었다. 본 연 구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 관점별 개념 수준에서 우주 기반 문항의 환산 평균은 32.08점(50점 만점), 지구 기반 문항은 31.11점, 합산 평균은 63.19점(100점 만점)이었다. 우주 기반과 지구 기반 점수의 대응표본 t-검정 결과 p값은 0.379로 통계적으로 유의하지 않아 두 관점의 집단 평균에서는 차이가 나타나지 않았으나, 73명 중 42명(57.5%)이 두 관점 점수 차이가 5점 이상으로 나타나 관점 간 불균 형이 내재함을 보여주었다. 둘째, 문항별 개념 분석에서 우주 기반 문항은 자전 개념에서 높은 성취를 보였으나, 공전궤도, 자전축 기 울기, 계절별 지구 위치 등 추상적 개념에서는 낮았다. 지구 기반 문항은 태양 고도, 낮 길이, 기온 변화처럼 관찰 중심의 개념점수는 높았으나, 남중고도, 태양과 지구 거리 등 관계적 개념은 점수가 낮았다. 이는 학생 들이 경험 중심 개념은 익숙하나 천체 운동이나 개념 간의 관계를 이해하는 추상적 영역에는 한계가 있음을 시사해 준다. 셋째, 오개념 분석 결과 7가지 주요 유형이 확인되 었고, ‘태양-지구 간 거리 변화로 계절이 생긴다’가 약 78%로 가장 많았다. 그 외 ‘지구 자전축이 수직’, ‘태 양빛을 정면으로 받는 쪽이 여름’, ‘태양 온도 변화’, ‘지구 자전이 계절 생성’, ‘공전 중 자전축 방향 변화’, ‘낮 길이는 항상 같다’ 등이 나타났다. 이러한 결과는 학생들이 일상적 경험과 감각에 의 존해 계절변화를 해석하고, 특히 자전·공전·자전축 기 울기 등 천체 운동 개념 이해에 어려움을 겪고 있음을 보여준다. 따라서 교수·학습 설계 시 학생의 초기 개념 을 진단하고, 지구 공전 모형·태양 고도 실험·가상현실 (VR) 시뮬레이션 등 시각·체험 중심 자료를 활용해 과 학적 개념 재구성을 유도하는 전략이 필요하다.

This study aimed to analyze elementary school students’ conceptual understanding of the causes of seasonal changes, the relationship between Earth-based and space-based perspectives, and the types and proportions of their misconceptions. The participants were seventy-three 6th-grade students at O Elementary School in B Metropolitan City. The conclusions of the study are as follows. First, in the analysis of conceptual levels by perspective, the converted mean score for the space-based items was 32.08 points out of 50, the Earth-based items averaged 31.11 points, and the combined total was 63.19 points out of 100. A paired-sample t-test comparing the space-based and Earth-based scores produced a p-value of 0.379, indicating no statistically significant difference in the group means. However, 42 students (57.5%) showed a difference of five points or more between the two perspectives, revealing an underlying imbalance. Second, in the item-level analysis, students showed high achievement on the space-based items related to Earth’s rotation, but low performance on more abstract concepts such as orbital motion, axial tilt, and the Earth’s position by season. For the Earth-based items, scores were high on observable concepts such as solar altitude, day length, and temperature changes, but low on relational concepts such as the meridional (noon) altitude and the distance between the Sun and Earth. Third, analysis of misconceptions identified seven major types. The most frequent was the idea that “seasonal changes are caused by variations in the distance between the Sun and the Earth,” held by about 78% of the students. Other misconceptions included: “the Earth’s axis of rotation is vertical,” “the side of the Earth receiving sunlight directly is summer,” “the Sun’s temperature changes with the seasons,” “the Earth’s rotation produces the seasons,” “the axial direction changes during revolution,” and “the length of daytime is always the same.” These findings indicate that students tend to interpret seasonal changes based on everyday experiences and sensory perceptions, and they particularly struggle to understand celestial motions such as rotation, revolution, and axial tilt. Therefore, instructional design should begin by diagnosing students’ initial conceptions and employ strategies that promote the reconstruction of scientific concepts.

본 연구는 생태환경 보드게임 설계 수업에서 과학 영재 학생과 일반 학생들이 생성한 질문의 특성을 비 교한 것이다. 특히, 질문의 특성을 세 가지 차원(사고 유형, 인지적 복잡성, 개념 수준)으로 분석하여 그 관 계를 탐색하고자 한다. 연구 대상은 B광역시 소재 과 학영재교육원에 재학 중인 초등학교 5학년 학생 20명 과 일반 초등학교 5학년 학생 20명이며, 이들은 총 6차 시의 생태환경 보드게임 설계 수업을 통해 자발적으로 전체 146개의 질문을 생성하였다. 수집된 질문들은 각 각 세 가지 분석틀을 활용하여 사고 유형, 인지적 복잡 성, 그리고 개념 수준에 따라 분류되고, 수치화 되었 다. 질문 분석은 과학교육 전공 교수 1인, 박사 1인, 현직 교사 1인에 의해 독립적으로 수행되었으며, 평가자 간 신뢰도 검증 결과, Cohen’s Kappa 계수가 세 분석틀 모두에서 .80 이상으로 나타나 높은 신뢰도를 확보하 였다. 자료 분석은 일원분산분석(ANOVA), 대응표본 t 검정, Mann–Whitney U검정, Two-step 군집분석 등을 통해 수행되었다. 연구 결과, 첫째, 질문의 인지적 복 잡성과 개념 수준은 학생 집단 간 특성보다는 사고 유 형에 따라 유의미하게 달라지는 것으로 나타났다. 둘 째, 과학영재 학생은 일반학생에 비해 이해 및 통합 유 형의 질문을 더 많이 생성하였다. 셋째, 동일한 질문 유형 내에서 과학영재 학생과 일반 학생이 생성한 질 문의 수준은 인지적 복잡성 및 개념 수준에서 통계적 으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이는 일반 학생 도 체계화된 질문 훈련을 통해 높은 수준의 질문을 생 성할 수 있음을 보여준다. 이러한 결과는 학생의 고차 원적 질문 생성을 돕기 위해 질문 중심의 수업 환경이 제공되어야 하며, 교수법적 접근을 통한 체계적인 질 문의 훈련이 필요함을 시사한다.

This study compares the characteristics of questions generated by science gifted students and general students during an ecological board game design class. In particular, it aims to explore the relationships among three dimensions of questioning characteristics: cognition type, cognitive complexity, and conceptual level. The participants were 20 fifth-grade students enrolled in a science gifted education center in B Metropolitan City and 20 general fifth-grade students. Through a total of six sessions of ecological board game design, the students voluntarily generated 146 questions. The collected questions were classified and quantified according to the three analytical frameworks: cognition type, cognitive complexity, and conceptual level. Question analysis was independently conducted by one professor in science education, one doctoral researcher, and one in-service teacher. Inter-rater reliability was verified, with Cohen’s Kappa coefficients exceeding .80 across all three frameworks, ensuring high reliability. Data analyses were performed using one-way ANOVA, paired-sample t-test, Mann– Whitney U test, and two-step cluster analysis. The findings of the study are as follows. First, cognitive complexity and conceptual level of questions varied significantly depending on cognition type rather than the student groups (science gifted or general). Second, science gifted students generated more questions of understanding and integration types(in cognition type) compared to general students. Third, within the same cognition type of question, no statistically significant differences were found between the two groups in terms of cognitive complexity and conceptual level. These results suggest that general students are also capable of generating high-level questions through systematic training in questioning. Consequently, the study implies the necessity of providing a question-centered learning environment and adopting instructional approaches that foster systematic training in questioning to promote students’ competency of generating higher level questions.

본 연구는 2022 개정 과학과 교육과정 ‘지구와 우 주’ 영역의 ‘지구의 운동’ 단원에 3차원적 성취기준 분 석 방법을 적용해 ‘교육과정 살펴보기’ 사례를 제시하 였다. 이는 단원의 깊이 있는 교수·학습 설계의 과정을 구체적으로 보여줌으로써 현장 교사들의 수업 전문성 향상에 기여하고자 함이다. 기존 연구들에서 3차원적 성취기준 분석 방법의 4단계 제안에 따른 전체 사례가 모두 제시되지 않았다는 점을 고려하여 본 연구에서는 전체 절차를 사례로 제시하였다. 특히 단원 설계에 적 합한 프레임을 선택하고 전체 과정 중 3차원적 성취기 준 분석 과정을 집중적으로 보여줌으로써 깊이 있는 학습의 첫 단계인 ‘교육과정 살펴보기’ 단계에 대한 올바른 이해를 돕고자 하였다.

This study applied the three-dimensional achievement standards analysis method to the ‘Earth's Motion’ unit in the ‘Earth and Space’ section of the 2022 revised science curriculum and presented a case study of ‘Curriculum Review.’ This study aims to contribute to the enhancement of teaching expertise of field teachers by specifically demonstrating the process of in-depth teaching and learning design for the unit. Considering that previous studies did not present complete cases following the four-step proposed three-dimensional achievement standards analysis method, this study presented the entire process as a case study. In particular, by selecting an appropriate frame for unit design and focusing on the three-dimensional achievement standards analysis process throughout the entire process, we aimed to facilitate a proper understanding of the ‘Curriculum Review’, the first step of in-depth learning.

이 연구는 교원양성대학에 재학 중인 초등 예비교사 59명을 대상으로, 과학 수업 실연 전후의 ‘성공적인 과학 수업’과 ‘과학 수업 설계의 중점’에 대한 관 점 변화를 분석하였다. 이 연구는 15주간의 ‘초등 과 학교육방법론’ 강의를 수강하면서 과학 수업 실연의 전후 관점 변화를 비교 대상으로 하였으며, 자료는 개방형 설문을 통해 2023년과 2024년에 수집되었다. 분석은 언어 네트워크 분석과 귀납적 범주 분석을 병행하였다. 분석 결과, ‘성공적인 과학 수업’의 언어 네트워크에서는 탐구, 자기주도, 상호작용, 발문과 같은 중심성이 강화되었으며 귀납적 범주 분석에서는 과학 개념 이해, 과학적 태도 함양, 수업 설계 요 소, 교사의 실행 전략이 주요 범주로 나타났다. ‘과학 수업 설계의 중점에서는 학생, 탐구, 자기주도가 중 심적으로 연결되었고 귀납적 범주 분석에서는 인지적 성장 촉진, 학습자 중심수업, 과학 수업의 구조적 완성도, 실제적 수업의 실행이 핵심 범주로 도출되었 다. 이 연구는 이러한 결과를 바탕으로 초등 과학 수업 실연의 교육적 의미와 향후 과학 수업 실연 설계의 시사점을 제언하였다.

This study analyzed changes in the perspectives of 59 elementary pre-service teachers on ‘successful science class’ and ‘key considerations in science class design’ before and after science simulated teaching practice. The study compared perspectives before and after the science simulated teaching practice, conducted as part of a 15-week course on Elementary Science Teaching Methodology. Data were collected through open-ended questionnaires in 2023 and 2024. The data were analyzed using semantic network analysis and inductive category analysis. The semantic network analysis of ‘successful science class’ indicated increased centrality of concepts such as inquiry, self-directed learning, interaction, and questioning. The inductive category analysis revealed four major themes: understanding scientific concepts, fostering scientific attitudes, considering lesson design elements, and teachers’ instructional strategies. For ‘key considerations in science class design,’ concepts such as student, inquiry, and self-directed learning emerged as central. The inductive category analysis identified four themes: promoting cognitive growth, learner-centered instruction, structural completeness of science classes, and practical implementation. These findings highlight the educational significance of science simulated teaching practice for elementary pre-service teachers and provide implications for future science class design.

본 연구는 키워드 네트워크 분석을 활용하여 과학 과 생태전환교육 분야의 국내 연구 동향을 분석하는 데 목적이 있다. 이를 위해 2001년부터 2025년 6월까 지 발표된 과학과 생태전환교육 관련 국내 학술논문 116편을 분석 대상으로 선정하였다. 논문은 초등교육 과 중등교육 수준으로 구분하였으며, 주요 키워드의 출현 빈도, 동시 출현 관계, 중심성, 하위 집단 구조를 분석하였다. 연구 결과 첫째, 과학과 생태전환교육 관 련 연구는 환경교육, 지속가능발전교육, 기후변화교육 등 다양한 용어로 전개되어 왔으며, ‘생태전환교육’이 라는 용어는 2020년 정책적 맥락에서 처음 등장한 이 후, 2024년부터 과학교육 연구에 도입되기 시작하였 다. 둘째, 초등교육 수준의 연구는 학생의 태도, 환경 소양, 인식 등 정의적·인지적 변화에 초점을 둔 반면, 중등교육 수준의 연구는 교육과정 및 교과서 분석, 예 비교사의 인식에 중점을 두었다. 셋째, ‘교육과정’, ‘과 학교과서’, ‘지속가능발전교육’, ‘분석’ 등의 키워드는 높은 연결중심성과 매개중심성을 나타내며, 다양한 연 구 주제를 연결하는 핵심 개념으로 기능하였다. 넷째, 주요 키워드의 하위 집단 분석 결과 ‘프로그램 개발 및 효과’, ‘교육과정 및 교과서 내용 분석’, ‘학습자 인 식 및 태도 변화’의 세 가지 클러스터로 구성되었으며, 이는 학교급에 따라 접근 방식과 연구 초점이 차이가 있음을 보여준다. 이러한 결과는 과학과 생태전환교육 연구가 점차 구조화되고 있으며, 향후에는 단편화된 주제들을 통합하고 학습자의 사고와 행동에 총체적인 변화를 유도하는 변혁적 교육 실천으로 확장될 필요가 있음을 시사한다.

The purpose of this study is to analyze research trends in science and ecological transition education in Korea using keyword network analysis. To this end, 116 domestic academic papers published between 2001 and June 2025 were selected for analysis. The papers were categorized into elementary and secondary education levels, and the frequency, co-occurrence, centrality, and sub-cluster structures of major keywords were examined. First, research in science and ecological transition education has been conducted under various terms, including environmental education, education for sustainable development (ESD), and climate change education. The term “ecological transition education” first emerged in policy discourse in 2020 and began to appear in science education research from 2024. Second, studies at the elementary level primarily focused on affective and cognitive changes in students—such as attitudes, environmental literacy, and awareness—while secondary-level research emphasized curriculum and textbook analysis, as well as pre-service teachers’ perceptions. Third, keywords such as “curriculum,” “science textbook,” “education for sustainable development,” and “analysis” demonstrated high degree and betweenness centrality, functioning as core concepts that connect diverse research topics. Fourth, sub-cluster analysis revealed three distinct thematic groups: curriculum and textbook content analysis, program development and effectiveness, and learner perception and attitude change. These findings indicate that research in science and ecological transition education is becoming increasingly structured. Future studies should aim to integrate fragmented themes and expand toward transformative educational practices that promote holistic changes in learners’ thinking and behavior.

본 연구는 과학(지구과학) 교과의 인공지능·디지털 전환 및 AI 디지털교과서(AIDT)의 본격화에 따라 학 교 현장에서 요구되는 구성원 역량을 5개의 구인(교사 전문성 및 교수학습 혁신, 학생 역량 및 학습자 중심 혁신, 학교 조직 및 리더십, 이해관계자 참여 및 사회 적 연계, 지원체제 및 데이터 기반 혁신)과 10개 하위 요인(34문항)으로 구조화하여 전국 단위로 진단한 탐 색적 연구이다. ‘찾아가는 학교컨설팅’ 사업에 참여한 유효표본 16,578명의 응답을 바탕으로 5점 리커트 척 도 합성지수를 산출하고, 일원분산분석을 통해 학교급 (초‧중‧고)과 교사직급(일반‧수석‧부장‧학교경영자) 간 차이를 비교하였으며, 개방형 응답을 질적 증거로 삼 아 결과를 분석하였다. 분석 결과, 교사 전문성에서는 ‘주제별 심화 실천’과 ‘교과별 전문성 개발 루틴’이 상 대적으로 높고, 교실혁명 핵심 역량은 개선 여지가 확 인되었다. 학생 영역은 수업·평가 차원의 디지털 혁신 반영이 학생 디지털 문해력 인식보다 높아 제도 변화 가 역량 내면화를 선행하는 비대칭이 관찰되었다. 조 직·리더십은 전반적으로 높으나 교육과정 평가·환류는 낮아 폐루프의 제도화가 과제로 도출되었다. 학부모 이해는 중간을 소폭 상회하되 변산이 커 맥락별 이질 성이 존재했다. 지원체제는 기술적 애로 지원이 높은 반면 데이터 기반 현장연구 지원은 낮게 인식되었다. 집단 비교에서는 초등이 다수 요인에서 중‧고등을 유 의하게 상회했고, 학교경영자·부장은 조직·운영·기술 지원에서, 수석교사는 교실혁명 핵심 역량에서 상대적 으로 높았다. 이에 따라 코칭 기반 교수·학습 주기(설 계–공개–피드백–재설계), 학년·교과별 핵심 디지털 과 제군과 피드백 시각화, 학교 수준의 평가·환류 절차 제 도화, 경험 중심의 학부모 참여 설계, 최소 핵심 데이 터셋·데이터 코칭·표준·윤리의 내재화가 정책적 전략 으로 제안된다.

This study explores the competencies required of school members in the context of AI-driven digital transformation and the implementation of the AI Digital Textbook (AIDT) on the science (Earth Science) subject. The framework was structured into five domains (teacher expertise and instructional innovation, student competency and learner-centered innovation, school organization and leadership, stakeholder engagement and social linkage, and support systems and data-driven innovation), ten sub-factors, and 34 items, which were assessed through a nationwide survey. A total of 16,578 valid responses of ‘On-Site School Consulting Program’ were analyzed by calculating composite indices based on a five-point Likert scale and conducting one-way ANOVA to examine differences across school levels (elementary, middle, high) and teacher positions (general, master, head, administrator). Qualitative evidence from open-ended responses was also incorporated. The findings indicate that teacher expertise was relatively strong in topic-based practice and subject-specific routines, but lower in classroom innovation competencies. In the student domain, instructional and assessment innovation outpaced the internalization of digital literacy, revealing an asymmetry between institutional change and competency formation. While organizational leadership scored high overall, curriculum evaluation and feedback remained weak, underscoring the need for a closed-loop system. Parental understanding was above average but showed high variability across contexts. Support systems were well recognized in technical assistance but less so in data-driven research support. Group comparisons revealed that elementary schools scored significantly higher than middle and high schools in many areas, with administrators and head teachers excelling in organizational and operational support, and master teachers scoring higher in classroom innovation. Based on these findings, policy strategies are suggested, including the institutionalization of coaching-based instructional cycles (design–sharing–feedback–redesign), the development of gradeand subject-specific digital tasks with visualized feedback, the formalization of school-level evaluation and feedback processes, experience-centered parental engagement, and the integration of core datasets, data coaching, standards, and ethics into practice.