Earticle

본 연구는 환경교육 소재로서 플라스티글로머레이트의 가능성을 탐색하기 위해, 초등과학 영재의 인류 세 인식 변화를 살펴보았다. P대학교 부설 영재교육원 초등 5–6학년 20명이 인류세 개념과 2024년 공식 지질시대 부결 경위를 담은 균형 잡힌 읽기 자료를 읽은 뒤, 플라스티글로머레이트를 사진과 사실 중심 설명으로 접하였다. 단일집단 사전–사후 혼합설계로 비모수검정, 전문가 3인이 검토한 주제 코딩, 언어 네트워크 분석을 결합하였다. 연구 결과, 인류세 개념 지지는 유의하게 상승하였고(p < .001, r = .77) 하락 사례는 없었다. 사전에 회의적이었던 3명은 자신의 회의 근거가 물질적 증거에 의해 직접 반박되는 경험을 통해 저항 반응 없이 지지로 전환하였으며, 지지를 유지한 17명도 증거를 근거 체계에 편입하며 사고를 정교화하였다. 언어 네트워크에서는 담론의 중심이 개념 평가 어휘에서 물질적 증거 어휘로 이동하였다. 변화 촉진 요인은 실재감, 영속성·규모 인식, 정서적 각성으로 나타났다. 이러한 결과는 플라스티글로머레이트가 추상적인 인류세 담론을 구체적인 증거의 문제로 전환하며 지구과학과 환경교육을 통합하는 소재가 될 수 있음을 시사한다.

This study explored the potential of plastiglomerate as a resource for environmental education by examining changes in scientifically gifted elementary students' perceptions of the Anthropocene. Twenty gifted students (grades 5–6) read a balanced text describing the Anthropocene concept and the 2024 rejection of its formal ratification as a geological epoch, and then encountered plastiglomerate (a stone-like material formed when melted plastic fuses with sand, gravel, and shells) through photographs and factual explanations. A single group pre-post mixed methods design combined nonparametric tests, thematic coding reviewed by three experts, and semantic network analysis. Support for the Anthropocene concept increased significantly (p < .001, r = .77), with no student showing a decrease. All three initially skeptical students shifted to support after their specific grounds for skepticism were directly refuted by the material evidence, exhibiting theory change without resistance responses; the remaining seventeen incorporated the evidence into their existing reasoning. Semantic networks showed the center of students' discourse moving from concept-evaluation vocabulary to material-evidence vocabulary. The main facilitating factors were tangibility, recognition of permanence and scale, and emotional arousal. These findings suggest that plastiglomerate can translate the abstract Anthropocene discourse into a concrete matter of evidence, integrating earth science content with environmental education.

본 연구는 초등 과학 전담 교사가 생성형 AI를 과학수업에 활용하며 교육적 활용에 대한 인식을 어떻게 변화시키고, 이를 Intelligent-TPACK 관점에서 어떻게 해석 할 수 있는지 탐색하였다. 연구자 자신을 참여자로 한 자전적 내러티브 탐구를 통해 약 1년간의 교사 일지, 수업 자료, 학생 산출물, AI 상호작용 기록 및 반응 공동체논의 자료를 분석하였다. 연구 결과, 생성형 AI 활용에 대한 인식은 '만남과 탐색', '실행과 확장', '실패와 성찰', '조정과 성장'의 네 단계로 변화하였다. 연구자는 초기에는 AI를 신뢰하기 어려운 정보 제공 도구로 보았으나, 반복적 활용을 통해 수업 설계, 개별 탐구 지원, 자료구현, 과학 내용 점검 도구로 활용 범위를 넓혔다. 그러나 AI 활용이 학습 목표와 분리되거나 학생의 의존을 초래하는 문제를 경험하며, 학생의 사고 영역과 AI 지원영역을 구분하는 것이 중요함을 인식하였다. 이 과정에서 Intelligent-TK, Intelligent-TPK, Intelligent-TCK는 비동시적으로 형성되었고, 실패와 성찰을 거쳐 학습 목표·교 과 내용·학습자·AI의 역할을 통합적으로 판단하는 Intelligent-TPACK으로 재구성되었다. 특히 Ethics는 AI산출물의 신뢰성 판단을 넘어 학생의 사고와 학습 주체성이 유지되도록 수업 전반을 조정하는 실천적 기준으로 심화되었다. 본 연구는 Intelligent-TPACK을 고정된 역량이 아닌 실제 수업 경험과 성찰을 통해 지속적으로 형성·재구성되는 교사의 실천적 지식으로 이해할 필요가 있음을 시사한다.

This study explored how an elementary school science specialist teacher's perceptions of the educational use of generative AI changed through its implementation in science classrooms and how these changes could be interpreted through the lens of Intelligent-TPACK. Using an autobiographical narrative inquiry, the researcher examined teaching journals, instructional materials, student artifacts, AI interaction records, and discussions with a response community collected over approximately one year. The findings showed that the researcher's perceptions developed through four stages: "encounter and exploration," "implementation and expansion," "failure and reflection," and "adjustment and growth." Initially, generative AI was regarded as an unreliable source of information. Through repeated use, however, its role expanded to support lesson design, individualized student inquiry, instructional-material development, and the review of science content knowledge. Experiences with AI use disconnected from learning objectives, student overreliance on AI, and difficulties in evaluating AI-assisted outputs led to the recognition that teachers must distinguish between cognitive processes students should perform themselves and areas in which AI can provide support. During this process, Intelligent-TK, Intelligent-TPK, and Intelligent-TCK emerged asynchronously through different experiences and were reconstructed into Intelligent-TPACK through failure and reflection. In particular, ethics evolved beyond judging the reliability of AI-generated outputs into a practical criterion for designing, implementing, and assessing instruction in ways that preserve students' thinking and agency. This study suggests that teachers' Intelligent-TPACK should be understood not as a fixed set of competencies, but as practical knowledge continuously developed and reconstructed through classroom experience and reflection.

본 연구는 AI(인공지능) 도구를 활용한 기후 변화대응 교육이 초등학생의 기후 소양과 디지털 리터러시에 미치는 영향을 알아보는 데 목적이 있다. 초등학교 6학년 40명을 연구 집단과 비교 집단으로 구성하고, 연구 집단에는 AI 도구를 활용한 기후 변화 대응 교육을 8차시 적용하였다. 연구 결과, 연구 집단은 비교 집단보다 수업 직후 기후 소양 전체와 인지적·정의적·실천적 영역에서 통계적으로 유의하게 높은 점수를 나타냈다. 디지털 리터러시에서도 전체와 디지털 사회 인식 및 문제 해결, 정보 접근, 콘텐츠 창작, 공유, 협업, 정보 보호 및 윤리 영역에서 유의하게 높은 점수를 나타냈으나, 디지털 메타인지에서는 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 AI를 활용한 정보 탐색·검토와 문제해결 활동이 관련 검사 점수의 단기적 변화와 관련될 가능성을 보여준다. 다만 2주간의 단기 수업 직후 결과이므로 이를 지속적인 기후 소양과 디지털 리터러시의 향상으로 일반화하는 데에는 주의가 필요하다.

This study investigated the effects of climate change response education using artificial intelligence (AI) tools on elementary school students’ climate literacy and digital literacy. Forty sixth-grade students were assigned to an experimental group and a comparison group. The experimental group participated in an eight-session climate change response program using AI tools, while the comparison group received climate change instruction without AI tools. Pre- and post-tests of climate literacy and digital literacy were administered, and the data were analyzed using independent-samples t-tests. The results showed that, immediately after the intervention, the experimental group scored significantly higher than the comparison group in overall climate literacy and its cognitive, affective, and behavioral domains. The experimental group also showed significantly higher post-test scores in overall digital literacy and in digital society awareness and problem solving, information access, content creation, sharing, collaboration, and information protection and ethics. No significant difference was found in digital metacognition. These findings suggest that learning activities involving AI-supported information exploration and review, problem solving, and content creation and sharing may be associated with short-term differences in climate literacy and digital literacy test scores. However, because the intervention consisted of only eight sessions over two weeks and the post-test was administered immediately afterward, the findings should not be interpreted as evidence of sustained improvement in climate literacy or digital literacy.

한국의 국제지질자원인재개발센터(IS-Geo)는 아시아를 글로벌 자원개발 전문인력의 허브로 만들겠다는 비전을 달성하기 위해 융합교육 프로그램을 개발하고 이를 운영해 오고 있다. 이 연구의 목적은 SWOT/AHP 분석 기법을 우선순위 기반으로 활용하여 IS-Geo 융합 교육의 중장기 발전 계획을 제안하는 것이다. 이 분석에 기반한 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육 훈련 프로그램의 전문 강사진을 위한 인프라를 구축하고, 프로그램의 국제 경쟁력을 확보하기 위해 국가적 지원을 확보해야 한다. 둘째, 전문 강사 지원 프로세스의 활성화를 통해 재정 자립을 위한 수익 구조를 창출하고 이를 개선 및 안정화해야 하며, 강사 중심의 교육 서비스 정책을 통해 숙련도를 높이는 것이 필요하다. 셋째, 국가적 지원을 바탕으로 교육 프로그램 모듈을 개발하고, 특히 서로 다른 타겟층의 니즈를 충족하는 맞춤형 교육 프로세스 체계를 구축해야 할 것으로 판단된다. 마지막으로, 모듈 중심의 심화 프로그램과 지구과학분야 클러스터를 개발 및 운영해야 할 것으로 본다. 따라서 이 연구의 결과는 다각적 프레임워크를 제공함으로써 IS-Geo의 융합교육 프로그램이 지속 가능한 발전전략을 수립할 수 있는 가능성을 확인하였다.

Korea’s International School of Geoscience Resources (IS-Geo) has developed and conducted convergent educational programs to fulfill a vision of Asia as the hub of global resources development professionals. This study aims to propose a mid- and long-term development plan for IS-Geo’s convergent education by using the SWOT/AHP analysis technique on a priority basis. Recommendations founded on this analysis include the following: First, the infrastructure for the educational training program’s professional instructor ship must be created, and national support for the program procured in order to render it internationally competitive. Second, the profit structure for financial independence must be created, improved and stabilized by the activation of a support process for professional instructors. It is necessary to enhance proficiency through an instructor-centered education service policy. Third, a module of the educational program must be developed with national support. As well, a system of customized educational process which meets the needs of different target audiences. Last, a module-centered, intensified program and a geoscience cluster must be developed and managed. In conclusion, this study helps IS-Geo’s convergent education program to identify strategies for achieving sustainable development by providing a multi-perspective framework.

본 연구는 국가 환경교육정책이 지향하는 환경교육이 학교 현장에서 실천되기 위한 전제로서, 부산 학교환경교육의 운영 실태를 분석하고 환경교육의 주체인 현장 교사의 역량과 요구를 진단하고자 하였다. 이를 위해 부산광역시 유·초·중·고·특수학교 교사 502명을 대상으로 운영 실태, 역량·이해 인식, 요구에 관한 폐쇄형 문항과 개방형 4문항의 설문 자료를 수집하고, 정량 분석(기술통계·교차분석·분산분석·집단 비교)과 개방형 응답의 텍스트 마이닝(TF-IDF·Kamada–Kawai 동시출현 네트워크·내용분석)을 병렬 수행하는 수렴병렬 혼합방법으로 분석하였다. 정량·정성 자료를 통합한 다섯 가지 발견은 다음과 같다. 첫째, 최대의 구조적 어려움은 자원·교재의 결핍으로, 교재·자료 부족은 폐쇄형 응답(50.6%)과 개방형 응답(37.4%) 모두에서 1순위였다. 둘째, 담당 교사의 97.8%가 환경 전공·자격을 보유하지 않은 가운데, 교사 스스로도 전문성 부족을 주요 어려움으로 진술하였다. 셋째, 지역화 요구는 해양·하구·항만에 집중되어, 연수 주제(해양생태 35.3%, 항만 29.5%)와 교재 희망 주제(해양·바다 생태계 39.4%, 1순위)에서 공통적으로 상위를 차지하였다. 넷째, 이러한 지역화 요구는 해안 인접권과 내륙권 간 차이 없이 시 전역에 균일하게 분포하여, 부산지역 교사들의 환경정체성 인식이 권역과 무관하게 공유됨을 확인하였다. 다섯째, 교사의 요구는 연수 확대, 자료 개발, 예산 지원이 결합된 정책 지원으로 수렴되었다. 본 연구는 부산의 환경 정체성을 반영한 표준안·교재·연수·플랫폼 개발의 경험적 근거를 제시한다.

This study aimed to diagnose the operational status of school environmental education in Busan Metropolitan city, South Korea, and to identify the competencies and needs of the teachers who carry it out, on the premise that translating national environmental education policy into classroom practice requires an empirical understanding of both. A survey administered to K-12 teachers including special education teachers in Busan collected 502 responses comprising closed-ended items on operational status, teacher competencies, and needs, together with four open-ended items. The quantitative and qualitative data were analyzed in parallel and integrated through a convergent parallel mixed-methods design. Five findings emerged from the joint display of the two strands. First, the greatest structural difficulty was a shortage of resources and teaching materials, which ranked first in both the closed-ended (50.6%) and open-ended (37.4%) responses. Second, 97.8% of the teachers held no degree or certification related to environmental education and teachers themselves cited a lack of professional competence as a major difficulty. Third, localization needs converged on the ocean, estuary, and port, ranking high in both preferred training topics (ocean ecology 35.3%, sustainable cities and ports 29.5%) and proposed textbook themes (ocean and marine ecosystems 39.4%, the top choice). Fourth, these localization needs were distributed uniformly across coastal and inland districts, confirming that teachers share a common sense of Busan’s environmental identity regardless of where they work. Fifth, teachers’ needs converged on policy support combining expanded training, material development, and budgetary provision. The study provides an empirical basis for developing Busan-specific environmental education standards, teaching materials, teacher training, and an online platform that reflect the city’s environmental identity.

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.

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.

본 연구는 SSP 시나리오를 활용한 시나리오 기반 기후변화 수업이 고등학생의 기후감정에 어떠한 변화를 가져오는지를 성별 차이에 주목하여 분석하였다. 시나리오 기반 학습(SBL) 모형을 적용한 총 8차시의 수업을 설계하여 중소도시 소재 일반계 고등학교 1학년 108명(남학생 37명, 여학생 71명)에게 적용하였다. 기후감정은 8개 하위 요인으로 구성된 기후감정검사(ICE)를 번안하여 사전·사후에 측정하였으며, 대응표본 및 독립표본 t-검정, Pearson 상관분석, 계층적 군집분석을 실시하였다. 분석 결과, 전체 학생 집단에서 기후경멸, 기후열정, 기후죄책감, 기후슬픔이 유의미하게 증가하였다. 성별에 따라서는 남학생에게서 기후열정과 기후슬픔이, 여학생에게서 기후경멸, 기후무력감, 기후고립감이 유의미하게 증가하여 서로 다른 변화 양상이 나타났다. 특히 사전 검사에서 8개 요인 중 7개에 서 유의미하였던 성별 차이가 사후 검사에서는 기후불안을 제외하고 대부분 나타나지 않았다. 상관분석과 군집분석 결과 기후감정은 문제관여형 기후감정군과 회피·방어형 기후감정군의 두 군집으로 조직되었으며, 수업 이후 두 감정군 간의 경계가 주로 기후고립감을 중심으로 완화되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기후교육이 기후감정의 수준뿐 아니라 감정의 구조적 조직 방식을 함께 고려하는 감정 기반 교육으로 설계 되어야 하며, 성별 특성을 반영한 감정 지원 전략이 필요함을 시사한다.

This study examined changes in high school students’ climate emotions following a scenario-based climate change class using the Shared Socioeconomic Pathways (SSP) scenarios, with particular attention to gender differences. An eight-session class was designed based on the Scenario-Based Learning (SBL) model and implemented with 108 tenth-grade students (37 male, 71 female) at a general high school in Korea. Climate emotions were measured before and after the class using a Korean adaptation of the Inventory of Climate Emotions (ICE), which assesses eight dimensions of climate-related emotional responses. Paired and independent samples t-tests, Pearson correlation analyses, and hierarchical cluster analysis were conducted. Results showed that climate contempt, enthusiasm, guilt, and sorrow increased significantly across the whole sample. Gender-specific patterns diverged: male students showed significant increases in climate enthusiasm and sorrow, whereas female students showed significant increases in climate contempt, powerlessness, and isolation. Notably, gender differences that had been significant in seven of the eight dimensions at pretest largely disappeared at post-test, with only climate anxiety remaining significant. Correlation and cluster analyses indicated that the eight emotions were organized into two clusters, problem-engaging and avoidant-defensive climate emotions, and that the boundary between them became less distinct after the class, primarily through climate isolation. These findings suggest that climate change education should be designed as emotion-based education that addresses not only the intensity of climate emotions but also their structural organization, and that gender-sensitive emotional support strategies are needed.