In this study, we analyzed the development of high school students’ argumentation through their writings on socio-scientific Issues (SSI) related to the Climate Change Unit in the Earth Science I curriculum. Pre- and post-writing assignments on the two main causes of global warming were analyzed and compared. In addition, an in-depth interview of the focus group was conducted with 7 students who showed a distinct change in the level of argumentation. According to the results, 16 of 52 students remained at the same argumentation level in pre- and post-writing assignments, and students remaining at Level 2 among five levels had difficulty in understanding the Toulmin’s argument pattern (TAP) structure. Using the TAP structure, 29 of 52 students demonstrated increased argumentation levels in the post-writing assignments. The conclusions include that writing lessons on SSI using the TAP in Earth science classes can improve the level of high school students’ argumentative writing, and that the level of students’ argumentation can develop with the elaboration of their level of falsification. Also, it is suggested that the science curriculum should increase students' science writing competencies by specifying science writing as one of the goals.

이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학 선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학 기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지 구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석 (two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수 준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.

본 연구의 목적은 고등학교에서의 지구과학 I 이수 여부에 따른 대학교 신입생들의 ‘위기의 지구’에 대한 인지 프레임을 비교하여 이것이 교육과정을 반영하고 있는지 확인하는 것이다. 이를 위해 정규 교육과정을 거쳐 고등학교를 졸업한 67명에게 위기의 지구에 대해 그림으로 표현하고 그에 대해 설명하도록 했으며, 그림으로부터 각각의 의미 단 위를 추출하였다. 수집된 데이터는 언어네트워크 분석법을 통하여 단어 분석과 프레임 분석을 하고 이를 시각화 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 이수 집단과 비이수 집단에서 모두 ‘위기의 지구’에 대한 인지프레임을 구성할 때, 지구 환경을 구성하는 각 영역을 서로 연결시켰으며 상호 영향을 미치면서 변화하는 관계로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 두 집단 모두 위기의 지구에 대한 인지프레임을 구성할 때 인간 활동과 관련지어 인식하고 있으며 특히 이수 집 단에서 인지프레임을 구성할 때 교육과정을 충분히 반영했다고 할 수 있다. 다만 대부분의 학생들이 ‘위기의 지구’에 대해 지구 외적인 현상보다는 지구 내부의 현상과 강하게 연결시키고 있으므로 지구 내부뿐만 아니라 전 우주적인 관점에서 인식할 수 있도록 하고, 위기의 지구 문제 해결에 대한 당위성을 이해할 수 있도록 학교 현장에서의 노력이 필 요하다.

본 연구의 목적은 2009 개정 과학 교육과정의 지구과학 I 목표와 교과서의 학습 목표와의 일치성을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 교육과정의 목표와 교과서의 학습 목표를 능력, 공통 개념, 행위 동사로 구분하였으며, 이 자료를 언어네트워크분석을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 능력 요소와 관련하여 교과서는 인지적, 정의적 영역을 주로 강조하였다면 교육과정은 이외에도 탐구능력을 함께 강조하였다. 공통 개념은 교과서가 교육과정보다 더 다양한 요소가 사용되었다. 행위 동사 요소는 '이해'를 가장 많이 사용하였으나 대부분 인지 체제 수준으로 제시한 것에 그치고 있다.

본 연구의 목적은 고등학교 교육과정에서 사용되고 있는 지구과학 불일치 용어를 조사하고 그 대안을 탐색하는 데 있다. 고등학교 지구과학 교과서에서 같은 의미를 지니면서 다른 용어를 사용하는 경우 이를 불일치 용어로 정의하였다. 불일치 용어를 참고문헌과 선행 연구의 용어와 비교한 후, 284명의 교사와 학생을 대상으로 선호도를 조사하였다. 연구 결과 불일치 용어는 고등학교 교과서는 물론 참고문헌에서도 다수 조사되었다. 선호도 조사 결과 의미가 쉽게 전달될 수 있는 용어, 이전에 학습한 용어, 외래어 표기법에 맞는 용어에 대한 선호도가 높았다. 그리고 고유명의 표기가 다르거나 서로 다른 문헌과 배경 지식에 기반하고 있는 불일치 용어는 외래어 표기법과 학회 발간물에 근거하여 대안을 모색할 수 있다. 따라서 공인된 이론에 근거하고 의미 전달이 쉬운 지구과학 용어를 공유하여 사용함으로써 혼란을 해소할 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 I의 단열변화 주제에 관한 교과서별 내용을 분석하여 향후 교과서 집필 방향에 시사점을 제공하기 위한 것이다. 연구를 위하여 8종의 고등학교 검인정 과학 교과서 중, 일선 학교에서 많이 사용하고 있는 6종의 교과서를 분석 대상으로 선정하였다. 교과서 분석에는 전주시 소재의 교원 양성 대학교에 재학 중인 예비교사 35명이 참여하였다. 먼저 연구자가 사전에 6종의 분석대상 교과서를 살핀 후, 분석관점을 단열변화에 대한 개념 정의, 단열변화에 대한 삽화, 단열변화에 대한 실험의 세 부분으로 범주화하였다. 이를 바탕으로 6종의 교과서를 분석한 후 각 범주별로 가장 우수한 교과서를 선정하였다. 연구 결과 단열변화에 대한 개념정의는 교과서 A, 단열변화에 대한 삽화는 교과서 C, 단열변화에 대한 실험은 교과서 B가 우수한 것으로 선정되었으며, 6종의 교과서 모두 불완전한 부분이 있음이 확인되었다. 이러한 교과서의 부정확성, 부적절성은 학생들이 단열변화를 이해하는 데 어려움을 초래할 수 있으며, 더 나아가 오개념을 형성하도록 하는 문제점을 가져올 수 있다. 따라서 단열변화에 대한 보다 체계적이고 정확하며, 완전한 내용이 담겨지도록 교과서의 내용을 재구성할 필요성이 있다.

본 연구에서는 개념도를 활용한 새로운 수업모형을 개발하고 이를 지구과학 I의 지각변동 단원에 적용하였다. 이를 통해 전통적 수업 방식에 비해 학생들의 학업성취도, 개념도 작성 능력, 개념도 수업에 대한 태도 변화에 어떤 효과가 나타나는지를 분석하였다. 자료는 경기도에 소재하는 한 남자고등학교에서 2학년 학생 128명을 선정하여 실험 처치 후 수집하였다. 그 결과 통계적으로 유의하지는 않았지만 새로운 수업모형은 전통적 수업방식에 비해 학생들의 학업성취도가 향상되었다. 그리고 새로운 수업모형은 전통적 수업방식에 비해 학생들의 개념도 작성 능력과 개념도에 대한 태도에서 유의미하고 긍정적인 차이를 보였다.