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.

본 연구의 목적은 중학교 2학년 과학 '지구와 별' 단원의 학습에 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 과학 학업성취도, 과학 관련 태도, 자기 주도적 학습능력에 미치는 영향을 분석하여 학습효과와 학생의 인식을 알아보는데 있다. 연구대상은 중학교 2학년 198명의 학생이며 6차시에 걸쳐 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 적용하기 전과 후의 조사를 통하여 그 학습효과를 분석하였다. 검사결과는 독립표본 t-검정과 대응표본 t-검정을 이용하여 분석하였다. 첫째, 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 전통적 수업 보다 학업성취도에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다(p〈.05). 그러나 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 과학 관련태도에 미치는 효과의 분석에서는 유의미한 효과가 없는 것으로 나타났으며(p〉.05), 자기주도적 학습능력의 향상에는 효과적이라는 결과를 얻을 수 있었다(p〈.05). 본 연구의 결과는 '3D planetarium software를 활용한 수업은 8학년 과학수업에서 효과적이었다는 것을 보여준다.'라고 끝마치고 있다.

본 연구에서는 지질학 연구에 관한 과학철학적 논의를 기반으로 지구과학 탐구의 특징을 반영한 지구과학 탐구방법의 개념적 틀을 개발하고, 이 틀을 분석 도구로 하여 중학교 2학년 과학 교과서에 수록된 탐구 활동을 분석하였다. 분석틀에서는 지구과학의 탐구 방법을 논리적 추론 방법, 해석적 방법, 역사적 방법으로 구분하고, 각각에 부속하는 방법이나 방법론상의 특징들을 세분화하여 제시하였다. 분석을 위해서는 중학교 2학년 과학 교과서의 '지구의 역사와 지각 변동' 단원의 탐구 활동을 대상으로 하였다. 분석된 탐구 활동들에 논리적 추론 방법이 반영된 비율은 귀납적 방법이 23%, 연역적 방법이 22%, 귀추적 방법이 70로, 귀추적 방법이 가장 높은 반영 빈도를 보였다. 해석적 방법의 특징이 반영된 비율은 '이미 형성된 이해 구조의 역할'이 92%로 가장 높았으며, '순환적 추론'이 9%, '이해의 역사적 본성'이 17%였다. 역사적 방법은 그 반영된 비율이 높은 것으로부터 적절한 분류체계의 구성'(53%), '현대적 동일과정설의 원리 적용'(47%), '잔존물 해석'(41%), '단계이론화 과정에서 장소로써 시간을 대체'(3%), '독립된 연구 결과들의 수렴 정도 평가(3%) 순으로 나타났다.

10학년 과학 교과서 지구 단원의 학습 내용에 포함되어 있는 탐구 과제가 제7차 교육 과정의 목표에 따라 제시되었는지를 판단하기 위해 11종 과학 교과서의 기본 과정에 제시되어 있는 탐구 과제의 유형과 기본 탐구 기능, 통합탐구 기능, 탐구 활동의 빈도를 조사하였고, 제시된 탐구 기능과 활동이 적절한지를 분석하였다. 분석한 결과 탐구 과제는 평균 24.0개가 제시되었으나 교과서마다 차이가 있었고 제시하는 유형이 달랐다. 탐구 활동의 빈도는 교과서마다 달랐고 제시된 것보다 더 많이 분석되었으며 통합적인 활동으로 제시되지 않고 하나의 탐구 기능처럼 제시되어 있었다. 또한 교과서에 제시된 통합 탐구 기능은 77.2%로 기본 탐구 기능 22.8%보다 많은 것으로 보였지만, 실제로 기본 탐구기능과 통합 탐구 기능의 분포 비율은 각각 45.6%와 56.4%로 조사되었다. 각 탐구 기능 중에서는 추리(49.5%)와 자료해석(68.7%)이 가장 많이 있었고, 문제 인식, 가설 설정, 일반화 등의 탐구 요소는 제시되고 있지 않았다. 또한 제7차 교육 과정에서 탐구 기능, 탐구 활동에 대한 의미를 제시하고 있지 않기 때문에 교과서마다 본질적 의미와 일치하지 않거나 협소한 의미로 사용되고 있었다. 이는 교육 과정이 탐구, 탐구 기능, 탐구 활동에 대한 의미를 조작적 수준으로 제시하고, 탐구 활동을 구성하기 위한 기준을 마련한 필요가 있음을 시사한다.

본 연구에서는 자기 주도적 학습을 위한 웹기반 수준별 학습 자료를 설계 · 개발하고 이를 현장에 적용하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위하여 제7차 교육과정 고등학교 과학10의 ‘일기와 기후’ 단원을 기본 학습자료와 심화 · 보충형 학습자료로 설계 · 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 전통적 수업과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 웹 기반수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 자기 주도적 학습특성 중 자아개념, 학습열성, 미래지향성, 창의성, 자기 평가력에 긍정적인 효과를 나타내었으며 이는 학습자가 주어진 학습체제와의 다양한 교류를 통하여 필요한 정보와 지식을 획득하는 웹 학습의 특성 때문인 것으로 보인다. 웹 기반 수준별 학습이 자기 주도적 학습특성에 미치는 효과를 학습능력별로 살펴본 결과, 학습자의 학습능력 수준에는 무관한 것으로 나타났다. 둘째, 웹 기반 수준별 학습은 전통적 수업보다 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 나타내었으며 학습능력 수준이 중위이상인 학습자들에게 더 효과적이었다. 이러한 연구의 결과를 고려할 때, 하위수준 학습자들의 학업성취도를 높이기 위해서는 보충학습의 내용을 더 구체적으로 구성하고 경로 면에서 학습자 편의성을 높이는 웹 설계가 필요하다. 셋째, 웹 기반 수준별 학습에 대한 학습자들의 인식 결과를 보면 시각적 효과와 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 학습 경험을 계획하고 필요한 자원을 자신만의 경로로 찾아서 학습하는 자기 주도적 학습이 수준별 학습에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 응답하였다.

The aim of this study on analysis of curriculum of high school Earth Science is; 1) To investigate whether experiment and observation unit are properly organized. 2) To provide useful materials for reorganization of Earth Science curriculum in future. 3) To suggest that the curriculum be operated properly in the era of 2000s. This study reaches the conclusions which are as follows; 1) After classifying the course of experiment and observation, we have found it difficult to help the students inquiry learning for they are organized only to be explained by teacher on the purpose of passing entrance exam. 2) It is difficult to help students make an experiment because of laboratory's lack. So it is necessary for the education authority to require the situation and to support its system actively. 3) Lack of experimental equipments and classroom schedule for experiment make it difficult to make an experiment in most schools(For example 89.1 % of the whole school lack implement, 52.7% lack prepared hours, 73.6% perform less than 5 hours a week). 4) It is not proper to divide the curriculum into Earth Science(I) and Earth Science(II). Most of teachers tell that the teaching material is somewhat difficult for the students to understand and the quantity of those is too much(80.9%). 5) Those who study liberal course are inclined to choose Biology(82.7%) and those who study natural science, Chemistry(76.4%) or Biology(79.1). In most high school they are forced to run curriculum unfairly on account of this present condition.