본 연구에서는 수정된 버전의 InVEST Volcanic Concept Survey 검사지를 통해 예비 지구과학교사들의 화산시스템에 대한 이해를 탐구하였다. 그 결과, 화산 과정을 이해하는 예비 지구과학교사들은 극히 제한적이라는 결과를 얻었다. 즉, 화산관련 용어의 단순개념을 묻는 질문들은 높은 점수의 응답들을 얻은 반면에 화산분출의 구조를 묻는 고도의 사고를 요구하는 깊은 개념적 연결의 질문들은 낮은 점수의 응답들을 얻었다. 특히, 환경과의 영향 및 위험 예측에 대한 문항에 대해서는 매우 낮은 이해를 나타내었다. VCS 결과는 개념구조의 틀 안에서 예비 지구과학교사들이 화산 개념을 잘 이해하고 있는지를 과학교육 연구자들에게 알려주는 측정 기준으로서의 교육적 가치를 향상시킬 것이다.

본 연구의 목적은 잘 알려진 광물과 암석의 한국어, 조선어, 영어, 중국어, 일본어 용어의 유래를 분석하는 것이다. 광물과 암석의 영어와 중국어는 모두 표준화되어 있지만, 일본어, 조선어, 한국어 중 일부분은 표준화되어있지 않다. 한국의 많은 연구자들은 이러한 상황을 인식하고 용어를 표준화하기위해 노력하고 있지만, 대부분의 광물과 암석 용어는 연구되지 않은 채 사용되고 있다. 광물 용어는 28가지 지질학적 성질 중 주로 화학 조성, 색, 모양, 물질을 기초로 명명되었으며, 암석 용어는 30가지 지질학적 성질 중 주로 광물 조성, 성인, 물질, 모양을 기초로 명명되었다. 124종의 영어 용어 중 23종이 사람 이름이나 지역 이름에서 기원한 것이고, 동양에서는 오직 3종만이 지역 이름에서 명명되었다. 동양 용어는 동일 영어 용어에 비해 더 복합적인 지질학적 성질로 구성되는 경향이 있다. 복합적인 지질학적 성질을 가진 광물 용어의 경우, 영어는 2종, 동양 용어는 평균 28종으로 동양 용어가 압도적으로 많으며, 암석 용어의 경우, 영어는 5종, 동양 용어는 평균 9.25종으로 동양 용어가 많은 것으로 분석된다. 일부의 한국어 용어는 일본어나 영어 용어를 어떠한 고려도 하지 않고 그대로 반영되었기 때문에 학생들이 이해하기 매우 어렵다. 그러므로 선행적으로 용어의 의미와 적절성에 대해서 논의되어야 한다.

본 연구의 목적은 고등학생들의 과학 경험의 정도를 정량화하는 측정 도구를 제시하는 것이다. 측정 도구를 구성하는 요인들은 선행연구를 통해 학교 안 과학 경험은 일반 활동 경험, 과학 탐구 경험, 실험 기구 경험으로 나눌 수 있었다. 학교 밖 과학 경험은 일반 활동 경험, 취미 활동 경험, 현장 견학 경험으로 세분화 할 수 있었다. 각각의 요인을 구성하는 문항은 선행연구에서 사용된 과학 경험 측정 도구에서 일부를 발췌하고 더불어 과학 경험에 대한 개방적인 설문지를 통하여 얻은 답변 중 빈도가 많은 답변과 중등 교과서의 탐색적 분석을 통해 선정하였다. 사전 설문조사와 선행 연구를 바탕으로 개발한 측정 도구는 예비 검사를 실시한 후, 고등학교 1학년 학생 413명을 대상으로 검사를 실시하였다. 개발한 측정 도구의 내용타당도는 현직 중등교사 2명과 과학교육전문가 2명이 각 문항이 측정하고자 하는 목적에 부합하는지 검사하였고, 구인타당도는 요인분석을 통해 검사하였다. 측정 도구의 신뢰도는 Cronbach α를 통하여 추정하였다. 측정 도구 6개 영역의 요인에 대하여 타당도와 신뢰도 분석 결과 과학 경험을 측정하는 도구로서 적절한 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 집단논리적사고력검사의 이용 목적에 따라 일반화가능도이론을 적용하여 문항과 피험자만을 고려한 단일국면의 오차원, 그리고 문항과 피험자, 그리고 영역을 고려한 다국면의 오차원을 분석하는 데 있다. 연구는 지방 소재 초 중 고등학생 총 1016명을 대상으로 이루어졌으며, 21문항의 GALT 완본을 40분 동안 실시하고, 이 중 축소본에 해당하는 12문항을 별도로 추출하여 일반화가능도이론을 이용한 신뢰도 분석에 이용하였다. 자료의 분석을 위해 일반화가능도이론을 적용하여 p×i설계와 p×(i:h)설계로 나누어 G 연구와 D 연구를 실시하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 완본과 축소본을 p×I설계로 D 연구를 수행한 결과 완본의 경우 21문항을 평가했을 때 0.87로 적정 수준의 일반화가능도 계수인 0.80을 상회하였으며, 13문항에서도 적정 수준의 일반화가능도 계수에 도달하였다. 축소본의 경우 12문항을 평가했을 때 0.77로 적정 수준의 일반화가능도 계수에 미치지 못하였으며, 최소 15문항 이상에서 신뢰도가 적정 수준에 도달하였다. 둘째, 축소본을 p×(I:H)설계로 D 연구를 수행한 결과 6영역에 대해 영역별로 2문항씩 구성될 경우 0.71로 적정 수준의 일반화가능도계수인 0.80 보다 낮게 측정되었으며, 최소 영역별 5문항 이상에서 신뢰도가 적정 수준에 도달하였다.

최근 들어 과학관과 학교 교육과정의 연계가 강조되고 있으나 과학관이 학교 교육과정을 어느 정도 반영하고 있는지를 가늠할 수 있는 기준은 부족한 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 과학관의 교육과정 반영의 정도를 객관적으로 판단할수 있는 기준을 개발하고 이를 이용하여 과학관 패널 전시 설명문을 평가하는데 있다. 이를 위해 중등학교 성취기준에 따른 평가 도구를 개발하였으며, 이를 이용하여 충청도지역의 세 과학관에서 지구과학 패널 전시 설명문의 교육과정 반영도와 교육과정 도달 수준을 측정하였다. 연구 결과 과학관 지구과학 패널 전시 설명문의 교육과정 반영도는 38.7%로 측정되었으며, 교육과정 도달 수준은 5.0 만점에서2.82로 평가되었다. 차후 과학관 전시물의 패널 전시 설명문의 수준을 결정하는 과정에서 교육과정의 성취기준에 대한 교육과정 반영도와 도달 수준의 평가 결과가 활용될수있기를 기대한다.

본 연구의 목적은 조암광물의 광학적 특징에 대한 웹 컨텐츠를 개발하고 적용하는데 있다. 개발된 웹 콘텐츠는 학습 목표와 교수 학습 내용을 명료하게 보여주고 학습 내용의 접근과 항목간의 이동을 원활히 하는 시스템을 구축하는 한편 중고등 학교 교과서에서 가장 많이 인용되는 8종의 조암광물에 대한 광학적 특징을 동영상과 사진으로 제시하여 학생들의 광물에 대한 이해도를 높였다. 개발된 웹 컨텐츠를 수업에 적용한 후 MALSM를 이용한 교수-학습 자료로서의 질적 수준과 학습 효과를 분석한 결과 대부분의 학생들은 수업목표, 학습내용, 수업전략, 화면구성, 이용의 편의성, 학습자료 항목에서 긍정적인 반응을 보였다. 웹 컨텐츠를 이용한 수업을 받은 학생 중에서 약 62%의 학생들이 편광현미경으로 박편상의 조암광물을 동정할 수 있었다.

본 연구의 목적은 야외지질학습 환경에서 과학 영재학생들이 학습의 성취를 가능하게 하는 요인들을 분석하는 데 있으며, 이를 위해 2007년도 한국지구과학올림피아드 겨울학교에 참가한 19명의 참가 학생들을 대상으로 야외지질학습에 관한 인식과 태도의 유형을 분석하였다. 야외지질학습에 관한 인식과 태도의 유형을 분석한 결과 인식의 유형은 탐구적 관점에서 경험적 탐구로 이해하고 있으며, 과학철학의 관점에서 인간 중심적 견해와 실증주의적 관점, 그리고 도구주의적 관점으로 이해하고 있었다. 태도의 유형으로 학생들의 겨울학교 참여 목적은 주로 지구과학에 관한 지식 습득에 있었으며, 과학자를 희망 진로로 선택하는 경향은 부모들 보다 학생들에게서 더 높은 경향이 나타났다. 야외지질학습에 관한 학업적 자아개념은 대체로 긍정적으로 나타나며, 긍정적 정서와 부정적 정서를 모두 경험하는 것으로 나타났다.

이 연구의 목적은 과학관 전시의 교육 과정 반영에 대한 평가 기준을 개발하고 적용하는 것이다. 이 목적을 구현하기 위하여 초등 과학과 지구과학 성취기준에 근거한 평가 기준을 개발하였고 이를 국립중앙과학관 전시에 적용하여 과학관 전시의 교육 과정 반영도와 평가 척도를 측정하였다. 연구결과 국립중앙과학관의 초등 과학과 교육 과정 중 지구과학 내용의 반영도는 52%이고 평가 척도는 3.53으로 평가되었다. 특히 지질 영역과 천문 영역에서는 높은 반영수준을 보였다. 이러한 결과는 국립중앙과학관이 비형식 교육 기관으로서 학교 과학 교육과 비교적 잘 연계되고 있음을 보여준다. 과학관은 학교 과학 교육과 연계되어야 하며, 그 과정은 과학관이 교육 과정을 충실히 반영하는 것으로부터 시작되어야 한다. 이를 위해 과학관이 교육 과정을 반영하는데 지표가 될 기준이 필요하다. 이러한 관점에서 이 연구의 결과는 과학관과 학교 과학 교육의 연계 수준을 진단하고 발전 방향을 설정하는데 필요한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.