본 논문은 서해 군산분지 퇴적층 내에서 발견되는 다양한 화성암들을 탄성파 반사상에 따라 분류하고 그 공간 적 분포 양상을 도시하는 과정에 대해 상술한다. 연구지역인 서해 대륙붕 군산분지의 북동소분지, 남서소분지, 남동소분 지 내에서 총 6종류의 분출 화성암 반사상과 3종류의 관입 화성암 반사상이 중생대 후기 백악기, 신생대 에오세 및 전 기 마이오세, 신생대 제4기 층에서 발견되었다. 분출 화성암은 그 크기, 외형, 내부 층리구조에 따라 (1) 높이 200 m 이 하의 고깔형 화산체들로 1회성 단성화산 분화를 통해 형성된 것으로 추정되는 단성화산체(E.mono), (2) 단성화산체들이 모여 높이 500m 이내의 하나의 화산체를 형성하는 단성화산복합체(E.comp), (3) 높이 1 km 이상 직경 15 km 이상으 로 내부에 복수의 층이 인지되는 성층화산체(E.strato), (4) 기반암 저지대의 정단층 주변에서 고반사 특성을 보이는 열 극 분출암(E.fissure), (5) 저각 사면부와 내부에 직경 약 2 km 화도 구조를 보여주는 마르-다이아트림(E.maar), (6) 퇴적 층을 교란하는 직경 1 km 이내 파이프형 구조를 갖는 열수분출공(E.vent)으로 구성된다. 관입 화성암은 상부 퇴적층의 변형구조를 통해 인지되며, (1) 수평형, 계단형, 종지형 등 다양한 수직/수평 관입 기하를 나타내는 암맥 및 암상(I.dike/ sill), (2) 직경 1-3 km의 뿔 또는 기둥 모양 관입암체인 화성암주(I.stock), (3) 상부 퇴적층을 광범위하게 변형시키는 폭 10 km 이상의 관입암체인 저반/병반(I.batho/lac)으로 구성된다. 분출 화성암은 주로 군산분지 남서소분지 내 백악기 및 신생대 고제3기 에오세 층 내에서 인지되며, 관입암체는 주로 남동 및 남서 소분지 내에서 발견된다. 열수분출공은 군 산분지 전역에서 발견되며 활동시기는 전반적으로 중기 마이오세 이후로 일부는 현재까지 활동중인 것으로 보인다.

이 연구는 강원도 고성군 지역에 분포하는 뒤배재 화산체와 서낭바위를 대상으로 화성암 지역의 지형과 지질학습을 위한 야외지질학습장을 개발하는 것이다. 그리고 고등학교 1학년을 대상으로 그 교육적 효과를 알아보았다. 연구절차는 Orion의 모형에 근거하여 준비 단계, 야외학습 단계 및 정리 단계 순이며, 교육과정에 제시된 지질학습 요소를 바탕으로 야외지질학습장을 개발하였다. 야외학습 전에 학생들은 광물, 암석 등에 대하여 단순히 암기하고 있으며, 화강암과 현무암이 분포하는 지형의 형성과정에 대한 이해도는 매우 낮았다. 특히, 화강암과 현무암이 한 마그마에서 동시에 형성되는 것으로 이해하고 있다. 야외학습 후, 학생들은 광물, 암석 및 지질구조 등에 대한 단순한 지식은 학습이 잘 되었으나, 화강암과 현무암의 생성시기를 인식하지 못하여, 두 암석의 지형적 특성을 제대로 설명하지 못하였다. 이유는 중학교에서 화강암과 현무암의 생성과정에 대한 단순한 개념은 학습하였으나, 두 암석이 생성되는 지질시대 차이에 대한 의미는 학습하지 않았기 때문인 것으로 해석된다.

이 연구의 목적은 현무암과 화성암과 같은 화성암을 관찰할 때 화성암 지역에 살고 있는 학생들과 그렇지 않은 학생들 사이의 특징을 비교하기 위한 것이다. 연구를 위해 제주도에 살고 있는 5학년 학생 68명, 울릉도에 살고 있는 5학년 학생 28명, 그리고 화산지역과 직접적 관련이 없는 지역의 5학년 학생 61명을 선정하였다. 이 연구는 다음과 같이 진행되었다. 현무암과 화성암을 관찰하게 한 후 학생들은 관찰한 사실을 모두 적었다. 그리고 관찰이 끝난 후 관찰이외에 현무암과 화성에 대해 알고 있는 사실 모두를 적도록 하였다. 연구를 통해 알게 된 사실은 다음과 같다. 첫째, 화성암 관찰에 있어서 학생들은 지역적 특성 변인에 의한 유의미한 통계적 차이는 보이지 않았다. 둘째, 화성암과 관련하여 학생들이 관찰 이외에 알고 있는 지식의 양 또한 지역적 특성과 관련되어 유의미한 차이를 보이지 않았다. 셋째, 화성암에 대해 관찰 사실 이외에 알고 있는 지식을 질적으로 분석한 결과, 많은 학생들은 화성암의 근원물질이나 생성과정에 대해 알고 있었으나 지역적인 특성을 고려한 진술은 많이 나오지 않았다. 이러한 연구 결과를 통해 우리는 학교에서 이루어지는 과학 수업이 현상을 탐구하는 것뿐만 아니라 현상과 관련된 여러 가지 구체적인 사례들과 함께 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다.

이 연구는 7차 고등학교 지구과학 II 교과서의 내용 중 화성암의 조직 개념에 대한 본문 진술을 분석하고 문제점을 지적하고 그 개선 방안을 모색하였다. 과학 교과서의 개념 진술이 정확하지 않아 학습자들에게 오개념을 유발하거나 재강화할 가능성이 있는 여러 진술문이 발견되었다. 화산암에 대하여 세립질, 유리질 또는 반상 조직을 기술하고 있으며, 심성암에 대하여 완정질, 입상, 조립질 및 등립질 조직 등 다양한 조직을 제시하고 있다. 이들은 화성암 조직 분류체계 기준의 혼란에 관련된 것들이었다. 화성암의 조직에 대한 정확한 개념을 전달하기 위한 화성암 분류 기준의 개선방안들을 제시하였다. 화성암을 구성광물의 입도, 상대적인 크기와 결정도에 따라 화산암에는 비현정질 또는 반상 조직을, 심성암에는 현정질 또는 완정질, 등립상 조직을 사용하여야 한다.

이 연구는 36명의 예비과학교사들을 대상으로 화성암의 육안분류 능력을 조사하였다. 이를 위해, 유문암, 안산암, 현무암, 화강암, 섬록암, 반려암들을 암석표본으로 설정하여 질문지와 함께 투여하였다. 예비과학교사들이 육안관찰로 화성암을 분류하기 위해 필요하다고 제안한 도구의 종류는 평균 3개였으며, 이 중, 돋보기와 조흔판, 망치, 모스경도계가 많았다. 전시된 6종의 화성암표본들 중, 예비과학교사들은 화성암을 육안감정하기 위해 현무암과 화강암 표본을 주로 선택하였다. 그러나 선택한 암석표본에 따라 육안감정의 정답률은 큰 차이를 보였다. 유문암표본을 선택한 10명 중 정답은 한명도 나타나지 않았으나, 현무암을 선택한 36명의 모든 학생들은 옳게 응답하였다. 안산암의 경우 8명이 선택하여 62%, 화강암은 32명이 선택하여 62%, 섬록암은 13명이 선택하여 7% 그리고 반려암은 9명이 선택하여 44%가 옳게 응답하였다. 화성암 표본들을 육안 감정함에 있어서, 현무암의 경우에는 다공질조직, 그리고 화강암의 경우에는 암석조직, 색깔, 그리고 일상생활경험에 의존하는 학생들이 많았다. 그러나 일부학생들은 암석표본에서 밝은색과 중간색 그리고 반암을 구분하는데 어려워하였다.