본 연구는 가상현실 지질학습장을 개발하여 학교 현장에서 겪는 어려움으로 인해 소홀히 여겨지는 야외 답사를 대체하는 방안을 찾고자 하는 데 목적이 있다. 이를 위해 교육과정 내용 요소와 가상현실 개발 가능성을 검토하여 적 상산 일대를 중심으로 총 5곳의 지질학습장을 선정하였다. 가상현실 지질학습장은 학생들이 주도적으로 가상의 공간에 서 암석과 지질구조를 관찰하고 탐구할 수 있도록 구성하였으며, 구상화강편마암, 응회암, 역암, 사암, 층리, 절리 등 학 습 요소를 포함하였다. 개발한 학습장이 갖는 교육적 가치를 알아보고자 중학교 1학년 학생 7명에게 적용하고 반-구조 화된 면담을 실시하였으며, 학생 반응 결과를 언어 네트워크를 이용하여 단어 간 의미 있는 관계를 분석하였다. 그 결과로 학생들은 가상현실일지라도 현실감을 느낄 수 있었으며, 이는 곧 암석의 특징을 이해하고 기억하는 데 긍정적인 영향을 주고 있었다. 이는 가상현실 야외지질학습 프로그램을 통해 야외에서 이루어지는 현실감을 학생들에게 간접적으 로 경험하게 함으로써 학습에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 본 연구를 바탕으로 무주군이 지닌 지질 학습 자원이 가상현실을 통해 학교 현장에서 유의미한 학습 자료로 활용되기를 기대한다.

본 연구는 과학전람회에 출품된 지구과학 부문 탐구주제를 분석하여 학교에서 이루어지는 지구과학 탐구활동을 살펴봄으로써 지구과학 출품작 중 주제 특성을 파악하는 데 기여하는 데 목적을 지닌다. 이를 위해 과학전람회 누리집 에 게시된 지구과학 부문 출품작 중 2000년부터 2020년까지 21년 동안 다루어진 자료 총 566점을 대상으로 하였으며, 분석틀을 기준으로 언어네트워크를 분석하였다. 그 결과 지구과학 출품 작품으로 지질과학이 가장 활발하게 탐구가 이 루어졌다. 특히, 층서/퇴적/화석/지사학 영역과 관련된 중생대 백악기 시대의 화석이 주를 이루었다. 이들과 함께 천문 및 우주과학, 대기과학 영역에 해당하는 핵심어가 작은 규모의 네트워크를 이루고 있었다. 천문 및 우주과학은 주로 태 양과 달, 지구를 주제로 갖는 태양 흑점, 달 위상 등 탐구활동에서 소행성, 금성과 목성과 같은 태양계 구성 천체의 역 학적 특징에 대해 다루고 있었다. 대기과학은 대기물리를 중심으로 대기 관측/분석기술, 대기역학, 대기질감시 등에 대해 다루어졌으며, 해양과학은 물리해양학과 지질해양학 등에 관해 탐구가 제한적으로 이루어진 것으로 나타났다. 본 연 구를 바탕으로 학교 현장에서 지구과학 탐구주제를 선정하고 탐구활동을 수행하는 데 도움이 되기를 기대한다.

본 연구에서는 전라북도 군산시 백악기 산북동층의 전석에서 발견된 소형 새 발자국 화석을 간략히 기재하고, 척추동물 발자국 화석을 포함한 산북동층 퇴적 시기를 확인하기 위해 산북동층 응회암질사암에서 쇄설성 저어콘을 분 리하여 S H RIMP U -Pb법 절대연령 분석을 실시하였다. 소형 새 발자국 화석은 보존상태가 양호하지 않으나, 보행렬을 이루는 두 개의 발자국과 세 개의 개별 발자국으로 구분된다. 이들은 물갈퀴가 없고, 비대칭이며 가느다란 세 개의 발 가락으로 걷는 소형 새 발자국이다. 보행렬을 이루는 발자국은 Koreanaoris dodsoni?, 개별 발자국은 Koreanaornis ichnosp.로 동정하였다. 본 연구는 산북동층 사족동물 발자국 화석 군집이 수각류, 조각류, 익룡과 새 발자국으로 구성 되어 있었음을 의미한다. 절대연대 분석 결과, 산북동층 퇴적시기의 최대지질연대는 112.5±5.8 Ma로 중생대 백악기 압 트절(Aptian)에 해당하며, 경상분지 진주층 하부에 대비될 수 있다. 그러므로 산북동층의 백악기 소형 물떼새 발자국 화 석(Koreanaornis)은 국내에서 가장 오래된 것으로 추정된다.

본 연구에서는 군산시 옥서면, 산북동, 비응도와 야미도, 신시도, 선유도 일대를 중심으로 야외지질학습을 위한 적절한 지질명소를 탐색하고 교육적 활용 방안을 논의하였다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정의 지질 학습요소를 분 석하고 연구 지역에 관한 선행 연구를 바탕으로 현장 답사를 통해 7곳의 지질명소를 선정하였다. 이 일대는 중생대 쥐 라기부터 백악기 무렵 한반도 화성 활동의 결과로 형성된 화성암류와 백악기 퇴적암류, 공룡 발자국 및 식물 화석, 연 흔, 습곡 등 한반도 중생대 지질을 이해하는데 교육적 가치를 지니고 있다. 지질명소의 학습요소를 교육과정과 비교한 결과, 초등학교 고학년 수준에서 고등학교 수준의 학습요소를 내포하고 있으며 특히 고등학교에서 다루어지는 학습요소 를 두루 갖추고 있었다. 이에 따라 군산시 일대 지질명소와 각 장소에서 이루어질 수 있는 교육 활동을 제안하였다.

이 연구의 목적은 진안·무주 국가지질공원의 안내 표지판에 제시된 용어에 대한 학생들의 이해 정도를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 학생 219명(초등학교 147명, 중학교 41명, 고등학교 31명)을 대상으로 지질공원에 대한 인식 수준, 안내 표지판의 유용성에 대한 인식, 그리고 국가지질공원에 설치된 안내판에 제시된 용어에 대한 이해 정도를 알아보기 위한 설문을 실시하였다. 이때 학생들의 용어에 대한 이해정도를 알아보기 위해 지질명소에 설치된 대표적인 안내 표지판 10개를 선정하고 전체 내용을 텍스트 형태로 변환하였으며, 전문가 3인과의 논의를 통해 핵심 용어 256개를 추출한 후 학생들에게 제시하여 이해 정도를 파악하였고, 이에 대한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들의 지질 공원에 대한 인식 수준은 매우 낮은 것으로 나타나 이에 대한 홍보와 교육적 접근이 필요해 보인다. 둘째, 학생들은 안내판에 대해 흥미를 보이지 않았으며 내용이 많고 어려워 이해도가 낮은 것으로 나타났다. 셋째, 256개의 용어 중에서 학생들이 이해하기 어려워하는 용어의 수는 초등학생 80개, 중학생 53개, 고등학생 31개로 나타나 학교 급이 높아지면서 감소하는 경향을 보였다. 이때 용어를 이해하기 어려운 이유는 초등학생은 교육과정에서 아직 배우지 않은 용어이기 때문이며, 중·고등학생은 전문 용어와 한자어에 대한 이해의 어려움 때문인 것으로 나타났다. 따라서 지질공원의 안내 표지판은 학생 및 방문객들이 보다 이해하기 쉽도록 한자어를 쉽게 풀어 쓰거나 전문 용어에 대한 추가 설명이 필요할 것으로 보인다.

본 연구는 전북 서해안권 국가지질공원 지질명소의 안내 표지판에 기술된 용어를 분석하였다. 안내 표지판에 기술된 용어들 중 명사만을 추출하여 표준국어대사전, 지구과학 학술용어집, 2015개정 교육과정에 따른 교과용 도서 개발을 위한 편수 자료를 기준으로 등재 여부를 확인하여 8가지 유형으로 분류하였다. 추출된 용어 중 71개(10.8%)의 용어는 어느 용어집에도 등재되지 않은 [유형 8]에 해당하는 용어들이었다. 이 유형의 용어들은 대부분이 [명사]+[명사] 또는 [명사]+[접사]가 결합하여 파생된 합성어로 그 의미를 명확하게 해석하여 이해하기란 쉽지 않은 것으로 판단되었다. 또한 256개(46%)의 용어가 전문 분야에서 사용되는 전문 용어로 확인되었다. 따라서 국가지질공원 안내 표지판의 제작에 있어 일반인들과 학생들이 더 쉽게 읽고 이해할 수 있도록 전문 용어를 가급적 쉽게 풀어서 기술하고 전문 용어를 사용할 경우에는 용어에 대한 주석을 달아 부연 설명을 통해 충분한 교육적 효과를 얻을 수 있도록 해야 할 것이다.

본 연구의 목적은 국가지질공원 추진 과정에서 지역주민, 지질 전문가 및 지방자치단체 공무원 사이에서 나타나는 갈등 프레임의 양상을 규명하는 데 있다. 이를 위하여 각각 부안과 고창에서 실시된 국가지질공원 추진 관련 주민 공청회의 진행 과정을 참여자들의 사전 동의를 얻어 녹음한 후 텍스트 형태로 전사하였다. 이후 문헌연구를 통해 갈등 프레임을 분석하기 위한 기준 프레임을 개발하였으며, 이를 토대로 3명의 연구자에 의해 갈등 프레임을 분석하였다. 이렇게 분석된 갈등 프레임은 다시 언어네트워크 분석을 활용하여 지역별로 갈등 프레임 간의 구조적 특성을 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 먼저, 부안 지역에서는 ‘Sagree’ 프레임, ‘Snot’ 프레임, ‘Sdisagree’ 프레임이 높은 위세중심성을 보였고, 언어네트워크의 중심에 위치한 ‘Snot’ 프레임에 Cmexample 프레임, Gharm 프레임, Cmeconomy 프레임 등이 긴밀하게 연결되었다. 반면 고창에서는 ‘Aresource’ 프레임, ‘Cmexample’ 프레임, ‘Gharm’ 프레임이 높은 위세중심성을 보였고, 언어네트워크의 중심에 위치한 ‘Aresource’ 프레임에 ‘Cmexample’ 프레임, ‘Gharm’ 프레임, ‘Cmproblemsolution’ 프레임 등이 긴밀하게 연결되었다. 이를 통해 부안 지역에서는 아직 이해당사자 사이의 갈등이 진행되고 있고, 고창 지역에서는 자신들의 자원을 자랑스럽게 인식하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 부안의 이해당사자들은 갈등 해소에 있어서 경제적 이득에 초점을 둔 반면, 고창의 이해당사자들은 문제 해결에 초점을 두었다. 본 연구의 결과는 국가지질공원 추진에서 나타날 수 있는 갈등 관계를 해소하기 위한 중요한 정보를 제공했다는 점에서 의의가 있다.

이 연구는 변산반도 내에 화산암이 분포하는 지역을 중심으로 지질학적 가치를 분석하여 지질명소 및 지질유산 의 가능성을 조사한 것이다. 그 결과 외변산에 위치한 궁항, 솔섬, 모항 등 3곳과 내변산에 위치한 직소폭포, 굴바위, 선계폭포, 울금바위 등 4곳, 총 7곳의 지질명소를 제안하였다. 지질명소 중에서 솔섬과 모항은 지질유산적 가치가 높기 때문에 보존과 동시에 지질학습의 장소로 적극 활용해야 한다. 이외에도 적벽강과 채석강은 자연적 경관이 뛰어난 관광 지로 유명하며 학술적 가치가 입증되었다. 이렇듯 변산반도 내에 지질유산이 다양하게 분포하고 있어 국가지질공원으로 충분한 가치가 있다고 판단된다.

본 연구는 고창군 일대의 지질학적 특성을 고려한 지질명소를 탐색하고 국가지질공원의 가능성을 조사한 것이다. 고창군 일대의 지질명소는 문헌 연구 및 현장 조사를 통해 탐색하였다. 그 결과 선운산도립공원 내에 있는 진흥굴, 도솔암 마애불, 용문굴, 낙조대와 천마봉 등 4곳과 그리고 병바위, 구과상 유문암, 고창고인돌 3곳, 총 7곳의 지질명소를 제안하였다. 이외에도 지질학적, 교육적 가치가 뛰어난 지역인 하전 갯벌과 명사십리 해빈 등이 있다. 더불어, 다양한 지질관광 교육프로그램이 개발된다면 고창군 일대는 국가지질공원으로 지정될 자격을 갖추고 있다고 판단된다.

이 연구는 예비과학교사들의 암석에 대한 이해수준에 따른 육안분류 능력을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 광물과 암석에 대한 비과학적 개념과 관련된 설문지를 개발한 후 예비 과학교사 132명에게 응답하게 하였고, 수집된 자료는 라쉬 모형을 이용하여 암석에 대한 이해수준에 따라 숙달 집단과 미숙달 집단으로 구분하였다. 이렇게 구분된 집단의 육안분류 능력을 알아보기 위해 17종(화성암 6종, 퇴적암 5종, 변성암 6종)을 제시한 후 각자의 기준에 따라 암석을 분류하도록 하였다. 분석 결과 예비 과학교사들은 주로 조직, 색깔, 입자 크기 등을 분류기준으로 사용하였다. 또한 화성암을 분류하는 것은 비교적 쉽게 해결하였지만 퇴적암과 변성암은 동일한 기준을 사용하여 분류하는데 혼동하고 있었다. 한편 암석에 대한 이해수준과 생성원인에 따른 분류능력은 유의미한 상관관계를 보였지만 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 유의미한 상관관계가 없었다. 하지만 생성원인에 따른 분류 능력과 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 높은 상관관계를 보였다.

본 연구의 목적은 언어네트워크분석을 이용하여 야외지질학습에서 학생들의 퇴적암에 대한 개념 구조 변화를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 고등학생 15명을 대상으로 퇴적암에 대한 정의, 분류, 생성과정 및 특징을 묻는 개방형 문항을 개발하였으며, 이 텍스트 자료를 언어네트워크분석법을 통해 분석하였다. 그 결과 첫째, 야외지질학습을 통해 학생들의 퇴적암에 대한 개념 구조는 사전에 비해 사후에 크게 확장되었다. 둘째, 학생들의 개념 구조를 구성하는 하위 클러스터는 서로 긴밀하게 연결되어 있는 '작은 세상 네트워크'를 형성하였다. 셋째, 학생들의 개념 구조의 규모는 수개월이 지난 후 감소하였지만, 하위 클러스터의 연결 상태는 그대로 유지하고 있었다.

본 연구의 목적은 과학영재들의 소집단 활동에서 집단 내 의사소통 지위와 언어네트워크와의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 7개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론활동을 하였다. KrKwic과 UCINET 6.0 for Windows를 활용하여 집단 내 의사소통 지위와 언어네트워크를 분석하였다. 그 결과 집단 내 선도자의 언어네트워크는 방관자들에 비해 높은 단어 사용 빈도, 낮은 컴포넌트 비율, 높은 밀도를 나타내었다. 이는 선도자들이 방관자들에 비해 응집된 지식을 소유하고 있으며, 문제해결을 위해 방관자들보다 많은 양의 지식을 인출하고 있음을 의미한다. 이런 결과는 과학영재들의 인지수준의 평가와 소집단 활동에서의 집단 구성에 활용할 수 있을 것이다.

이 연구는 전북 부안군 변산반도 국립공원 내 적벽강 지역의 야외지질 학습자료를 개발하려는 것이다. 또한 이를 중학교 학생들을 대상으로 교육적 효과를 최대화하기 위해 적용하였다. 적벽강 지역의 중생대 백악기 퇴적층은 해안 절벽에 형성된 큰 규모의 뚜렷한 퇴적구조와 암석을 관찰할 수 있어 지구과학 교과 야외학습 자료로 개발할 만한 가치가 있다. 또한 이 지역은 중등 과학과 교과과정의 일반적 내용, 심화학습 프로그램과 관련된 다양한 지질구조를 관찰할 수 있다. 5단계 야외학습 모델이 중학교 지구과학 수업에서 20명에게 적용되었다. 이 연구는 야외학습 과정에 따른 학생들의 반응을 분석하였다. 결과적으로 개발한 학습자료를 이용한 야외지질학습은 학생들의 과학에 대한 정의적 인식을 높였고 학습 활동에 긍정적 효과가 있었다.

본 연구의 목적은 화성암의 반상조직에 대한 초임 지구과학교사들의 내용교수지식을 확인하고, 지구과학 수업에서 학생들의 시행착오를 방지할 수 있는 교수 방안을 제안하기 위한 것이다. 이를 위하여 반상조직에 대한 기본인식, 생성조건 및 생성과정, 교수-학습지도에 관한 인터뷰 가이드를 구성하였고, 초임 지구과학교사 5명(고등학교 3명, 중학교 2명)을 대상으로 개방적 토론식 면담을 실시하였다. 반상조직에 대한 초임 지구과학교사들의 인식을 분석한 결과는 다음과 같다. 반상조직이 모든 화성암에서 발견됨에도 불구하고 대부분의 초임 지구과학교사들은 산출상태에 집중하여 화산암과 심성암에서는 반상조직이 발견될 수 없다고 인식하고 있다. 반상조직의 생성 변수로서 냉각 속도, 핵형성 밀도, 성장속도, 성장기간 등의 요인이 고려되어야 하지만, 초임 지구과학교사들은 생성 온도와 냉각속도 등의 요인을 주로 생성 변수로서 인식하고 있다. 반상조직은 반정과 석기의 상대적인 결정의 크기나 입도를 고려하는 것이 바람직하지만 성분의 차이로 구별하려는 경향이 있다. 그리고 초임 지구과학 교사들은 보웬의 반응계열과 연관지어 각 반정과 석기의 성분이 반드시 다를 것이라고 인식하고 있다.

본 연구는 애니메이션 모듈을 활용한 수업이 학생들의 별의 일주운동 개념변화에 얼마나 효과적인지 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 별의 일주운동을 학습하지 않은 학생 4명을 연구 대상으로 선정하였다. 애니메이션 모듈은 Flash MX를 사용하여 3차원적 공간개념을 이해하기 쉽게 개발하였다. 또한, 개별학습이 용이하도록 교사가 육성 녹음한 내용을 삽입하였고, 보충 학습자료를 제시하였다. 애니메이션 모듈은 태양계의 운동 단원으로 지구의 운동, 달의 운동, 행성의 운동으로 구성되었다. 애니메이션 모듈을 적용하기 전에 질문지와 면담을 통해 학생들의 별의 일주운동에 대한 선개념을 분석하였다. 애니메이션 모듈을 활용한 학습 후 사후 검사를 실시하고 사전 검사와 비교하여 개념 변화를 알아보았다. 그 결과, 중위도 방위별 별의 움직임을 제대로 표현하지 못한 3명의 학생은 모든 방향에 걸쳐 정확하게 나타냈다. 그리고 4명의 학생들이 별의 일주운동 모습이 모든 방향에서 직선 형태로 움직인다고 생각하였다. 또한, 중위도에서 별이 움직이는 각도가 직각으로 움직인다고 생각했던 4명의 학생 모두 비스듬하게 움직이는 것으로 개념이 변화하였다.

교실에서 이루어지는 암석과 광물에 대한 지구과학 수업은 잘 설계된 학교 암석원에서 암석과 광물 표품의 야외 조사를 통해 향상될 수 있다. 암석과 광물 표품은 바르게 감정되고 표시되고 설치되어야 한다. 암석원은 조경 차원에서가 아니라 학생들이 자유롭게 탐구 할 수 있어야 한다. 선정된 표품의 구성은 그 지역의 전형적인 기반암 뿐 만 아니라 한국의 대표 시료여야 한다. 전주시 초 중 고등학교 130개 학교 중 암석원이 설치된 곳은 35개교로 26.9%에 해당된다. 암석원이 설치된 학교가 늘어야하고 전시된 표품 또한 증가해야한다. 현재 설치된 암석원도 다음과 같은 사항이 개선되어야 한다. 어떤 표품은 암석이 잘못 감정되어 안내되고 있다. 어떤 암석은 이중으로 전시하고 있을 뿐 만 아니라 중요한 암석이 누락돼 있다. 전시되는 암석과 광물의 구성과 수는 교육과정과 깊은 관련이 있어야 하고 그 주변의 대표적인 기반암이 반영되어야 한다.

우리는 전향력 발생원리를 설명하기 위한 새로운 방법을 개발하고, 이를 5명의 10학년 학생들에게 적용하여 나타난 반응을 분석하였다. 중등과학 교과서에서 전향력 실험을 위해 회전원판이 자주 사용된다. 그런데 회전원판에 대한 명확한 설명이 없기 때문에, 회전원판이 북극을 중심으로 자전하는 지구를 나타낸다고 오해할 가능성이 높다. 이 연구는 회전원판이 임의의 위도에 접하는 평면이라는 사실에 중점을 두었다. 학생들은 회전원판의 이런 특징을 이해하면서 전향력을 쉽게 이해할 수 있었다. 덧붙여 우리는 회전원판과 전향력의 관계를 이해할 수 있게 도와주는 방법을 제시하려 하였다. 이 방법은 학교 교육에서 전향력의 특징을 좀 더 명확히 이해하는 데 도움이 될 것이다.

이 연구는 전북 부안군 변산반도 국립공원 내 봉화봉 지역의 야외지질 학습 자료를 개발하려는 것이다. 또한 이를 과학고 학생들을 대상으로 교육적 효과를 최대화하려고 적용하였다. 봉화봉 지역의 중생대 백악기 퇴적층은 해안 절벽에 형성된 큰 규모의 뚜렷한 퇴적구조를 관찰할 수 있어 지구과학 교과 야외학습 자료를 개발할 만한 가치가 있다. 이 지역은 또한 중등교육 교과과정의 일반적 내용과 심화학습 프로그램과 관련된 다양한 지질구조를 관찰할 수 있다. 5 단계 야외학습 모델이 과학고등학교 지구과학 관련 동아리 학생 15명에게 적용되었다. 이 연구는 야외학습 과정에 따른 학생들의 반응을 질적 분석하였다. 활동 과정에서 질적 분석 연구는 학생과 교사와의 토론과 면접을 통해 수행되었다. 결과적으로 학습자료를 이용한 야외 탐사활동은 자기주도적 학습능력과 지구과학의 실제적인 학습이해를 증진시키는데 효과적이었다.