이 연구는 지구과학 I 교과서에 제시된 지질 시대 및 화석 관련 내용이 교과서에 따라 어떤 문제점이 있는지를 분석하고, 이를 토대로 관련 내용의 개선 사항을 제안하기 위한 것이다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정의 지구과학 I 교과서 6종을 분석 대상으로 선정하고, 지질 시대의 구분, 표준 화석, 시상 화석, 지질 시대 환경과 생물 관련 내용을 중심으로 교과서의 설명 텍스트와 삽화 제시 측면의 적절성을 분석하였다. 분석 결과, 일부 교과서는 자료 출처에 대한 표기가 없었고, 지질 시대의 시간 간격을 동일하게 제시하여 시간 규모의 개념에 대한 혼동을 일으키고 있었다. 또한 표준 화석과 시상 화석 사진을 하나의 자료에서 나란히 배치하고 있었는데, 자료에서 척도의 표기가 없어 실제 화석의 크기를 파악하기 어렵게 제시되어 있었다. 모든 교과서는 지질 시대별 생물군의 변화를 설명하는 데 많은 분량을 할애 하고 있었지만 대부분 지질 시대별 생물군의 변화를 나열하는 수준에 그치고 있었고, 일부 교과서의 경우 특정 생물군 에 대한 설명에서 최신 과학 지식과 차이를 보였다. 또한 교과서는 지질 시대를 결정하는 생물군의 변천을 설명하기 위해 생물군의 최초 출현 및 최종 멸종보다는 번성 여부를 중심으로 서술하는 경향이 큰 것으로 나타났다. 지질 시대 및 화석 관련 개념은 지구의 장기적인 변화를 해석하는 데 중요한 요소라는 점에서 교과서의 내용은 지질학적 사건에 대한 시간 순서뿐 아니라 시간 규모에 대한 설명이나 보충 자료를 추가적으로 제시할 필요가 있다.

본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정에 따라 개발된 고등학교 통합과학1·2 및 지구과학 교과서를 대상으 로, 과학 관련 사회적 쟁점(Socio-Scientific Issues, SSI)의 주제 구성, 교수·학습 전략, 그리고 민주시민역량 요소의 반영 양상을 분석하였다. 분석틀로는 SSI 주제 영역 8개 범주와 Park et al. (2022)이 제시한 민주시민역량 분석틀(8개 요 소)을 적용하였다. 연구 결과, 통합과학 교과서는 첨단과학, 기후변화, 자연재해 등 다양한 SSI 주제를 폭넓게 다루는 경향을 보인 반면, 지구과학 교과서는 기후변화와 자연재해 관련 주제가 상대적으로 높은 비율을 차지하는 주제 분포 특성을 나타냈다. 교수·학습 전략 측면에서는 두 교과 모두 탐구 중심 활동의 비중이 높게 나타났으며, 논증, 의사결정, 시민 실천과 같은 고차적 SSI 전략은 상대적으로 제한적으로 제시되는 경향을 보였다. 민주시민역량의 경우, 정보처리 능력, 의사소통 및 협력, 의사결정력과 같은 인지적·기능적 요소의 비중이 높게 나타난 반면, 공감능력과 사회적 책임 감과 같은 정의적 시민성 요소는 상대적으로 낮은 빈도로 나타났다. 이러한 결과는 교과서에 제시된 SSI 활동이 과학 적 탐구와 개념 이해를 중심으로 구성되는 경향을 보이며, 사회적 성찰과 가치 판단, 시민적 실천의 요소는 교사의 수 업 설계를 통해 확장될 가능성이 있음을 시사한다. 본 연구의 결과는 향후 교과서 개발과 SSI 기반 수업 설계에 시사 점을 제공하며, 과학교육에서 민주시민역량을 보다 체계적으로 고려할 필요성을 강조한다.

본 연구는 2022 개정 과학과 교육과정 ‘지구와 우주’ 영역의 6개 핵심 아이디어와 이해 중심 교육과정(UbD) 간의 일관성을 체계적으로 분석하여 교육과정의 이론적 기반을 강화하고 초등학교 교육과정을 중심으로 실천적 시사점을 도출 하는 데 목적이 있다. 2022 개정 교육과정은 기존의 내용 중심 교육과정에서 벗어나 핵심 아이디어 중심의 이해 중심 교 육과정으로의 패러다임 전환을 시도하고 있어, UbD 이론과의 일관성 검토가 필요한 시점이다. 연구는 문헌 분석과 내용 분석을 중심으로 한 질적 연구로 설계되었으며, 2022 개정 과학과 교육과정 문서와 UbD 관련 이론적 문헌을 분석하였다. 이해 중심 교육과정에서 제시하는 핵심 아이디어의 네 가지 준거(중심성, 전이 가능성, 영속성, 탐구 가치)를 분석틀로 활 용하였다. 연구 결과, 6개 핵심 아이디어는 UbD의 영속적 이해와 높은 수준의 개념적 일치성을 보였다. UbD의 역방향 설계 원리와의 비교 분석에서는 1단계 ‘바라는 결과 확인’은 핵심 아이디어 기반 성취기준이 명확한 학습 목표를 제시하여 높은 부합성을 보였으나, 2단계 ‘수용 가능한 증거 결정’과 3단계 ‘학습 경험과 교수 방법 계획’에서는 핵심 아이디어별 특 화된 평가 방법과 학습 경험에 대한 구체적 안내가 부족하여 제한적 부합성을 나타냈다. 개선 방안으로는 교육과정 문서 차원에서 6개 핵심 아이디어 간 연계성을 명시하는 개념 지도 제시와 핵심 질문 설정, 교수학습 실행 차원에서 직접 관찰 이 어려운 현상을 위한 시뮬레이션 자료 개발, 평가 차원에서 지구계 상호작용 설명이나 천체 관측 자료 해석 등의 수행 중심 평가 도구 개발을 제안하였다. 본 연구는 우리나라 과학교육이 국제적 수준의 교육 이론을 적절히 반영하고 있음을 확인하였으며, 성공적 실행을 위한 교사 연수, 교수학습 자료 개발, 평가 방법 개선 등 체계적 정책 지원의 필요성을 시사 한다.

In response to the growing demand for deeper and transferable learning in an increasingly complex knowledge society, the 2022 Revised Science Curriculum of Korea introduced “core ideas” as a structural foundation to promote conceptual understanding. Aligned with Understanding by Design (UbD) and concept-based curriculum models, these revisions aim to enhance competency-based learning and support interdisciplinary application. However, conceptual ambiguity surrounding the meaning and implementation of core ideas has posed significant challenges for teachers. We investigated how science teachers understand and interpret core ideas, design and implement inquiry-based instruction, and assess students' process skills, values, and attitudes. In-depth focus group interviews were conducted with twelve in-service secondary school science teachers to examine their pedagogical reasoning and curriculum enactment practices within the 2022 revised curriculum. Findings indicate that teachers recognize the potential of core ideas as powerful, generalizable concepts that foster integration and real-world relevance. Nonetheless, they reported difficulties in redesigning units, facilitating open-ended inquiry, and assessing affective learning outcomes. Teachers emphasized the need for clearer guidance on implementing core ideas, professional development focused on inquiry facilitation, and diverse tools for assessing students’ scientific values and ethical reasoning. The study concludes with practical strategies to strengthen curricular coherence and instructional alignment, including structured examples of core ideas, building teachers’ competency for inquiry-oriented pedagogy, and reinforcing process-based assessment practices.

Water resources are a core component of Earth Science Education, and scientific modeling can be used to enhance students’ understanding of water resources. With recent shifts internationally toward standards-based science teaching and learning, researchers have noted the need for a deeper understanding of how teachers use curricula. The purpose of this study is to examine how science teachers interact with the curriculum and help better determine the role teachers’ conceptions of the curriculum play in how they implement the curriculum in teaching water resources. The concept of ‘curriculum use’ relates to the ways in which a teacher interacts with and is influenced by material resources constructed to support instruction. Further, this study focused on teachers’ perceptions of their role within the teachercurriculum relationship, where these might range from that of an enactor of a planned curriculum to that of a collaborator with curriculum materials, to better understand how their notions influence their curriculum use. Three teachers were purposely selected for a post-curriculum implementation interview following a professional development workshop with 21 science teachers. The interviews were analyzed using thematic analysis. Finally, in the context of the implementation of the curriculum, a better understanding of teachers’ experiences and interactions with the curriculum emerged which highlighted how curriculum resource designs can be improved to take advantage of how teachers work with curriculum materials.

본 연구는 고등학교 지구과학교육에서 ChatGPT가 제공하는 과학적 응답의 타당성을 분석하고, 그 한계 및 향 후 과제 탐색을 목적으로 한다. 이를 위해 15명의 지구과학 예비교사가 2015 개정 교육과정을 기반으로 지구과학 I과 지구과학 II의 내용을 바탕으로 총 600개의 질문-이유-확신도(Q-R-C) 프롬프트 구조의 문답을 생성하였다. 본 연구는 문서 분석(document analysis) 방법을 적용하여 ChatGPT의 응답을 과학적 타당성, 설명적 명확성, 교육적 적합성의 기 준으로 독립적으로 평가하였다. 분석 결과, ChatGPT의 응답 중 85% (N=510)는 과학적으로 타당했으며, 81.2% (N=487)는 설명적 명확성을 충족하였고, 78.7% (N=472)는 지구과학 교육과정에 부합하는 내용을 포함하고 있는 것으 로 나타났다. 반면, ChatGPT 응답의 한계로는 개념적 일관성 부족, 추론 기반 응답의 오류 가능성, 응답 수준의 불균형, 지역별 특이성 미반영이 확인되었다. 이는 ChatGPT가 개념 학습을 지원하는 교육적 도구로 활용될 가능성을 시사하지 만, 향후 효과적인 교수 전략을 통해 교사의 지도와 비판적 사고를 촉진하는 과정이 필수적임을 보여준다. 본 연구는 생성형 AI (Gen AI) 기반 도구가 지구과학교육에서 효과적으로 적용될 수 있는 방안을 탐색하며, 향후 교수·학습 설계 에서 고려해야 할 시사점을 제공한다.

본 연구는 I B 천문학에 반영된 과학의 본성(Nature of Science, NOS) 요소를 분석하고 요소 간 상호 연결을 살 펴봄으로써 우리나라 지구과학교육에서 NOS 교육에 대한 시사점을 탐색하고자 하였다. NOS의 다양한 측면을 포괄하 는 관점인 재개념화한 가족유사성 접근법 NOS(RFN)를 분석틀로 활용했으며, 요소 간 상호 연결을 시각화하기 위해 인식 연결망 분석(ENA)을 사용했다. 연구 결과, 인지-인식론적 체계에 해당하는 RFN요소의 출현 빈도에 비해 사회-제 도적 체계에 해당하는 RFN요소의 출현 빈도는 상대적으로 낮게 나타났다. 인지-인식론적 체계의 RFN요소 중에서는 ‘과학적 실천’과 ‘과학 지식’이 높은 출현 빈도를 보였다. 사회-제도적 체계의 RFN요소 중에서는 ‘사회적 가치’와 ‘사회 조직과 상호작용’이 높은 출현 빈도를 보였다. 또한, 토픽과 항목에 따라 RFN 요소의 출현 빈도가 다소 다르게 나타났 다. 연구 결과를 바탕으로 천문학 영역의 주제-특이적 요소를 반영한 NOS 교육에 대한 시사점을 도출하고 후속연구를 제안하였다.

This study investigates the integration of astronomy-related topics in the Korean national science curricula spanning from 1945 to 2023. We analyze the placement and extent of astronomy content across different school levels. Astronomy contents in the science curricula have changed in response to social needs (e.g., practical knowledge required for agriculture and fishery) and advancement in astronomical research (e.g., the discovery of exoplanets and the suggestion of new cosmological parameters). Contents addressing the motions of celestial objects and stellar physical properties have remained relatively consistent. In the latest 2022 revised national curriculum, scheduled for implementation in 2024, several elements, such as coordinate systems, have been removed, while the inquiry activities using digital tools are emphasized. The incorporation of the cosmic perspectives in the national curriculum, as well as astronomy education within the context of education for sustainable development, remains limited even in the most recent curriculum. For future life revisions, the active participation of researchers is needed to reflect the latest astronomical research progress and scientific characteristics in the field of astronomy.

지구과학 II 및 한국지리 교과서는 ‘한반도의 지질’과 관련된 내용을 공통적으로 중요하게 다루고 있다. 이 연구 는 지구과학 II 및 한국지리 교과서에 제시된 ‘한반도의 지질’ 관련 내용의 차이를 분석하고, 차이가 있다면 최신 과학 지식과의 일치 여부를 비교하기 위한 것이다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정에서 발간된 교과서 7종(지구과학 II 4종, 한국지리 3종)을 분석 대상으로 선정하고, 한반도의 지체구조, 지질 연대 자료 및 지질시대별 지질학적 특성의 설명 텍 스트에 대한 차이를 비교하였다. 분석 결과, 한반도의 지체구조와 관련된 용어, 명칭, 분포 범위에서 교과서 간에 불일 치 사례가 발견되었다. 한반도의 지질 연대 자료도 불일치 사례를 보였는데, 한국지리 교과서의 경우 오래된 자료를 인 용하여 최신 과학 지식과의 차이를 보였다. 또한, ‘한반도의 암석 분포’, ‘평안누층군의 특징’, ‘고생대의 대결층’에 대한 설명 텍스트에서 불일치 사례가 발견되었다. 지구과학 및 지리 교과는 중복되는 내용 요소가 많기 때문에 교과 간의 내용 차이를 최소화하는 노력이 필요하며, 이를 위해서는 최신의 과학 지식을 반영한 적절한 내용을 선정하여 교과에 관계없이 일관성 있게 제시하는 것이 중요하다.

The purpose of this study was to examine the status of the field application of the Science II career electives with the application of the 2015 revised curriculum up to the 3rd year of high school. This study focused on examining high school science teachers’ perceptions of the student-participatory class and process-centered assessment in Science II subjects, which are career-intensive high school science electives. A total of 192 science teachers responded to the survey questionnaire, and 12 teachers participated in interviews. In the in-depth interviews conducted to supplement the survey results, questions were asked about changes in the overall class, the status of student-participatory classes, and changes in the assessment of Science II subjects due to the emphasis on process-centered assessment. The main research results included teachers’perceptions of changes in teaching and assessment methods with the application of the revised curriculum, the degree to which the eight skills used in Science II classes develop the key competencies of science, and the teaching and assessment methods commonly used in Science II classes. Science teachers generally agreed with the purpose and necessity of introducing student-participatory classes and process-centered assessment, which are the core purpose of the 2015 revised curriculum. However, they had difficulties in practice due to the excessive content of Science II subjects. Problems were also encountered with securing objectivity and fairness during assessments and the operation of online science classes due to COVID-19.

This study aimed to explore alignments among three curricula based on the contents of the university level curriculum. The 2015 revised curriculum, International Baccalaureate(IB), and Next Generation Science Standards(NGSS) were selected for this study, and a college textbook was analyzed to compare the curricula. As the age groups studying the curricular were different, we reorganized them according to school ages prior to conducting the study. The results of the analysis were: first, the contents of the 2015 revised curriculum did not sufficiently elaborate on the natural hazards related to humans, unlike the university level, IB PYP, and NGSS curricula. Third, there are different ways of introducing scientific vocabulary curricula, meaning that the number of scientific vocabularies in the 2015 revised curriculum was less than that in the IB, PYP, and NGSS.

This study identified and examined earth science education department programs in Korea. Major courses provided by 11 universities and their course requirements were analyzed, and the main research results are as follows. First, many basic courses, other major requisite, and elective courses are provided in geology, astronomy, and atmospheric science. oceanography, geophysics, earth environmental science, and natural disaster and energy resources had fewer major requisite courses provided in addition to basic courses, and few elective courses were offered. Second, many courses in science education focused on earth science, while others focused on general science and there were few courses that covered education theory regarding the specific subject. Third, science course application requirements emphasized the understanding of science in general or of earth science specifically. From the above results, additional studies are proposed to reflect on the current state and supplement these programs.

The purpose of this study was to compare the earth science curriculums of South Korea and North Korea. Aspects such as the content of the curriculums and the timing of learning were analyzed, in order to provide basic data that can be used to design a revised and integrated Korean curriculum. The objects of this study were South Korean Science textbooks from grades 5-9, and the high school Unity of Science and Earth Science I and II textbooks. Additionally, from North Korea, the junior middle school Natural Science 1 and 2 textbooks and the senior middle school Chosun Geography 2 and Geography 1 textbooks were analyzed. The results of this study obtained through an analysis that used the Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS 2019) grade 8 earth science assessment framework were as follows. First, South Korea needs to adopt iterative learning. Repetitive learning, which is effective for understanding what is being learned, is applied to only 1 by 8th grade. Second, South Korea needs to adjust the time when certain content is learned. This is because there is a disparity between when content is learned in comparison to North Korea, and the timing of learning of about 50% of the TIMSS standards have not been followed. Third, it is necessary to reflect the content present within the TIMSS that have not been learned. This can be a way to increase the nations’ educational competitiveness in the international community. This paper proposed a comparative analysis of South korean and North Korean approaches to the earth science curriculum and conducted practical research to facilitate the construction of an integrated curriculum.

Oceanic current maps introduced in science and earth science textbooks can offer a valuable opportunity for students to learn about rapid climate change and the role of currents associated with the global energy balance problem. Previously developed oceanic current maps in middle and high school textbooks under the 2007 and 2009-revised national curriculum contained various errors in terms of scientific accuracy. To resolve these problems, marine experts have constructed a unified oceanographic map of the oceans surrounding the Korean Peninsula. Since 2010, this process has involved a continuous, long-term consultation procedure. By extensively gathering opinions and through verification process, a representative and scientific oceanic current map was eventually constructed. Based on this, the educational oceanic current maps, targeting the comprehension of middle and high school students, were developed. These maps were incorporated into middle and high school textbooks in accordance with the revised 2015 curriculum. In this study, we analyzed the oceanic current maps of five middle school science textbooks and six earth science textbooks that were published in high school in 2019. Although all the oceanic current maps in the textbooks were unified based on the proposed scientific oceanic current maps, there were problems such as the omission of certain oceanic currents or the use of a combination of dotted and solid lines. Moreover, several textbooks were found to be using incorrect names for oceanic currents. This study suggests that oceanic current maps, produced by integrating scientific knowledge, should be visually accurate and utilized appropriately to avoid students’ misconception.

본 연구는 우리나라 과학교육에서 통합교육의 주제로 다루어지는 환경문제와 관련하여 환경교육의 현황과 교육 과정을 비교 분석하여 상호연계성과 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해 2015 개정 환경과 교육과정과 2015 개정 과학과 교육과정을 분석대상으로 선정하고, 각 교과의 교육과정과 그 변천에 대한 문헌연구와 내용분석(Content Analysis)을 수행하였다. 교육과정 분석은 선행연구를 토대로 핵심역량과 교육목표를 비교하고, 과학과 및 환경과의 공통 소양 요소인 지식, 태도, 탐구, 그리고 참여와 실천의 4가지 범주를 도출하여 분석틀을 구안하고 이를 토대로 내용체계를 재구성 하였다. 연구결과 핵심역량과 목표에서 환경교과는 총론기반의 지속가능한 사회참여를, 과학교과는 과학탐구능력과 과학적 소양이 강조되는 차이가 있었다. 또한 내용체계에서는 환경교과가 학습자의 관점을 중시한다면 과학교과는 과학탐구자로의 자세를 강조하였으며, 내용지식의 체계를 중요시하는 과학교과에 비해, 환경교과는 학년간 경계가 거의 없이 과학개념이 적용되는 것으로 나타나 국가 교육과정에서 교과간 내용 지식 연계성에 대한 충분한 정보를 제공할 필요성이 제기되었다. 또한 환경교과가 참여와 실천에 목적을 둔다면 과학교과는 지속가능한 과학기술개발과 개선, 과학적 흥미와 의사결정능력을 기르는데 초점을 두고 있어 체계적인 지속가능발전 교육을 위해 과학과 및 환경과 교육과정이 상호 보완 될 필요가 있으며 과학과 교육과정에서 탐구활동의 주제를 더욱 다양하고 통합적인 주제로 다룰 필요가 있음을 제안하였다. 이를 통해 탐구 중심의 통합 교과서에서 보다 과학적 문제해결과 평생학습과 참여 역량을 강조하는 교과서로 바꿀 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 지속가능발전 교육을 위해 과학과 및 환경과 교육과정의 상호보완에 대한 시사점과 함께 과학교육이 환경교육의 버거운 역할을 분담할 수 있기를 기대한다.

자기 주도적으로 자신에게 맞는 자료와 정보통신 기술을 활용하는 학습유도 정책인 스마트교육은 현재 한국 교육의 중요한 목표중 하나이다. 스마트교육에 적합한 과학교육을 위한 스마트 콘텐츠의 주요 고려사항은 사용자의 수준과 적성을 고려한 자기 주도적이고 흥미로운 콘텐츠를 만드는 것이다. 특히 실험을 통하여 이론을 배우는 과학교육의 특성상 사용자 스스로 실험을 할 수 있는 내용이 포함되어야 한다. 본 연구는 초중등 과학 교과 과정의 교육목표를 충족시키는 실험을 통하여 이론을 학습할 수 있는 스마트교육 콘텐츠 개발에 대한 것이다. 초, 중등 과학 교과과정 중 물리의 기본이 되는 뉴턴의 운동법칙을 연구 대상으로 선정하였다. 전통적인 과학실에서 교사 한명이 다수의 학생을 상대로 교육하는 과학 실험이 가진 시간, 장소, 경제적 제한 그리고 실험시 안전사고의 가능성과 같은 단점들을 보완하고, 모든 사용자에게 평등한 배움의 기회를 가지도록 하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 개발한 정규 교과과정을 충족하는 시리어스게임 형태의 뉴턴의 운동법칙 실험 콘텐츠를 통해 스마트교육시대의 교육 현장에서, 새로운 방식의 실험 콘텐츠의 가능성을 보여줄 수 있을 것이다.

The purpose of the study was to define five science core competencies introduced in the 2015 revised science curriculum with each component and practical indicators into the frame. Science teachers on site could use it in teaching and developing science program to equip students with the competencies to creatively solve problems which is the aim of science education in the 21st century. To develop this frame, we contacted 10 experienced science educators and collected the data through a questionnaire. We coded all responses and categorized into the components and practical indicators of each competency which were all compared with those from well-known theories in order to validate. We then contacted other 35 science educators again to construct the validity to fill out the survey of Likert scale. The finalized science core competency included 19 components in total with practical indicators that can be observable and measurable in the classroom. This frame was used to see how it fits into a STEAM program. The finding was that two different topics of the STEAM program displayed the different description of science core competency usage, which could be used as the prescription of the competency as to whether or not it is more promoted in science class.

개발도상국에서 해양대학의 설립과 우수한 해기사의 양성은 해당 국가의 해양산업발전에 큰 영향을 줄 수 있다. 한국의 해양산업발전에 도전을 받은 케냐 정부에 의해 케냐해양대학의 설립을 위한 프로젝트가 추진되고 있다. 이 연구의 목적은 케냐해양대학을 위한 항해학과 교과과정을 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 케냐의 환경을 조사하였고, 이어서 IMO 해기교육요건, 모델코스 및 세계 주요 해양대학의 항해학과 교과과정을 검토하였으며, 이를 바탕으로 케냐해양대학 항해학과 교과과정을 개발하였다. 개발된 교과과정은 승선실습 1년을 포함하여 총 5년이 소요되는 과정이며, 총 200학점(매학기 20학점)을 이수하도록 되어 있다. 이 교과과정은 비록 케냐의 환경에 맞추어 개발된 것이지만, 국제적으로 표준화된 해기교육의 특성상 다른 국가의 유사한 연구에도 좋은 참고가 될 것으로 기대된다.

Smart Education strives to become one of the goals of current Korean education, and is a prominent core keyword. A major consideration for smart content for science education is creating self-directed, interesting content that considers user level and aptitude. The present paper will examine the development of interactive edutainment content, which meets the education goals of elementary and middle school curriculums. Among various scientific experiments found in both elementary and middle school curriculums, a physics experiment dealing with the law of levers was chosen for investigation. Through this prototype application that meets the standards of current elementary and middle school curriculums, new possibilities of scientific experiments may be uncovered for the smart education age.