본 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 지구과학 용어의 특성을 분석하고, 이에 대한 중학생들의 이해 양상을 체계적으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 예비 연구를 통해 대표 용어 58개를 선정하고 대표적인 용어 이 해를 추출하여 설문지를 개발했고, 773명의 중학생을 대상으로 조사를 실시하고, 질적·양적 분석을 통해 영역별 용어 이해 특성을 도출했다. 연구 결과, 학생들의 개념 이해는 용어 자체의 언어적 특성과 경험적 배경, 비과학적 개념 융합 등의 요인에 영향을 받는 것으로 나타났다. 지질학 용어는 한자어와 동음이의어의 영향으로 인해 학생들이 가장 어렵게 인식하는 영역이었으며, 천문학 용어는 은유적 표현과 미디어 노출이 개념 형성에 복합적인 영향을 미쳤다. 대기·해양 용어는 상대적으로 이해도가 높았으나, 일상적 의미와 과학적 정의의 차이로 인해 오개념이 형성되는 경향이 확인되었 다. 본 연구는 지구과학 용어에 대한 중학생들의 대표적인 이해를 정리하고 그 특성을 도출하여 용어 교육을 위한 사전 자료를 제공하고, 학생들의 개념 형성 과정에서 과학 용어의 특성이 미치는 영향을 종합적으로 분석했다는 점에서 의의 가 있다. 연구 결과는 교과서 개발 및 교육 과정 설계에 활용될 수 있으며, 학생들의 과학 개념 형성을 지원하기 위한 효과적인 교수학습 전략 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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 교과서에서 엘니뇨 현상의 대기 순환과 관련하여 서술된 내용의 물리적 정합성 문제와 개념적 오류 를 분석하고, 현직 지구과학 교사들의 엘니뇨에 대한 이해 특성을 조사하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정과 2015 개정 교육과정의 고등학교 교과서 총 22종을 대상으로 엘니뇨 시기 열대 태평양의 기압, 무역풍, 워커 순환에 대한 설 명과 표현을 비교·분석하였다. 교과서 분석 결과, 일부 교과서에서 엘니뇨 시기의 기압 배치와 무역풍 형성 원리가 상 충되는 내용을 담고 있었으며, 무역풍이 서태평양 일부 해역에서 서풍 계열로 전환되는 관측 결과에도 불구하고 이를 열대 태평양 전역의 현상으로 서술하는 문제점이 발견되었다. 또한 워커 순환의 경우 교과서마다 상이한 형태로 제시되 면서도 이것이 실제 순환인지 편차를 나타내는 것인지에 대한 명확한 설명이 부족하였다. 현직 교사들을 대상으로 한 개념 조사에서는 평년값으로부터의 편차를 절대적 크기로 표현하거나 기압 배치와 무역풍의 물리적 관계성을 설명하는 데 있어 정합성이 부족한 특징이 나타났다. 특히 교사들이 제시한 워커 순환이 교과서의 서술 내용과 유사한 패턴을 보여, 교과서 내용의 제한점이 교사들의 이해에 영향을 주었을 가능성을 시사하였다.

이 연구는 생성형 인공지능(Gen AI) ChatGPT를 활용한 초등과학 모의수업에서 나타나는 실천적 특성 탐색을 목적으로 한다. 비수도권 소재 교육대학교 과학교육과의 예비교사 29명을 대상으로, 태양계와 별, 날씨와 우리 생활, 지 구와 달의 운동, 계절의 변화 등 지구와 우주 영역의 대단원을 중심으로 5주간 한 차시 과학 수업을 준비하였다. 자료 는 수업 지도안, 수업 자료, 활동지, ChatGPT 대화 로그, 모의수업 영상 및 음성녹음, 반구조화된 면담 등을 통해 수집 되었다. 자료 분석은 기술 통합 평가 틀(TIAR)을 수정하여 주제 중심 분석과 반복적 비교 분석을 통해 귀납적으로 진 행되었다. 연구 결과, ChatGPT는 초등과학 수업에서 교육과정과의 연계성, 교수학습 모형, 도구적 활용 측면에서 유의 미하게 작용할 수 있음을 보였다. 특히, ChatGPT는 학습 활동을 촉진하는 도구로 긍정적인 역할 수행의 가능성을 나타냈다. 그러나 ChatGPT 활용 시 정보의 신뢰성 문제, 명령어 입력 한계, 학생들의 Gen AI 의존성, 교사의 역량 요구 증가 등 도전 과제도 확인되었다. 이 연구는 ChatGPT가 과학교육에서 학습 촉진자로 유용하게 활용될 수 있음을 시사 하며, 효과적인 활용을 위해 교사의 비판적 사고와 기술적 역량 강화를 제언하였다.

이 연구의 목적은 Giorigi의 현상학적 연구 방법을 토대로 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 과학 수업 실행 경험을 탐색하는 것이다. ChatGPT를 활용한 지구과학 모의 수업을 경험한 예비교사 4명(남2, 여2)이 이 연구에 참여하였다. 연구 참여자들을 대상으로 두 차례 걸쳐 면담을 진행하였다. 면담은 통시적인 관점에서 개인적 경험에 대 해 생애사적 이해, 실제 경험, 의미에 대한 성찰 세 단계로 구분되었다. 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수 업 실행 경험 분석 결과, ‘기술에 대한 불안에서 자신감으로 Gen AI 활용에 대한 인식 변화’와 ‘Gen AI의 과학 교수 학습적 한계와 도전적 접근’으로 구분하였다. 세부적으로 ‘교수학습 과정에서 수업 설계의 주제 선정 및 탐구 활동의 구체화’, ‘ChatGPT 수업 실행의 도구적 활용 및 과학적 탐구 활동 촉진’, ‘Gen AI의 정보 제공과 그 한계’, ‘교사의 교 수학습 개입의 필요성, 유의점 그리고 향후 과제’로 구체화하였다. 이 연구는 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수업을 통해 Gen AI 도구의 교육적 활용과 교사 역량 개발에 대한 기초적인 자료를 제공하는 것으로써 향후 Gen AI 기반 지구과학 학습의 이론적 토대를 마련하는 데 도움이 될 것이라 기대한다.

2022 개정 과학과 교육과정은 교과 맥락에 따른 지식 정보 처리 역량 및 과학 탐구 능력 함양을 위해 디지털 탐구 도구 활용을 통한 교수·학습 활동을 강조한다. 이에 따라 본 연구에서는 공공 데이터를 활용한 지구과학 탐구 활 동을 개발하였다. 본 탐구 활동은 기상청 날씨누리의 지진 데이터를 노코딩 시각화 도구인 오렌지를 활용하여 시각화하 고 분석하도록 구성되어, 학생들이 지진대와 판의 경계와의 관련성을 과학적으로 이해할 수 있도록 돕는다. 개발한 탐 구 활동을 중학교 학생들에게 적용하였으며, 탐구 활동이 학생들의 지식 정보 처리 역량 함양에 긍정적인 영향을 주었 음을 확인하였다. 또한 탐구 활동이 데이터 활용 범위를 확장시켜 학생들이 새로운 질문을 생성할 수 있도록 하는 데 도움이 되었음을 파악하였다. 본 연구는 공공 데이터와 시각화 도구를 효과적으로 활용할 수 있는 탐구 활동을 제안한 다. 탐구 활동에서 경험하는 다양한 방식의 데이터 처리, 시각화 및 분석 과정은 학생들이 복잡한 자연 현상을 조금 더 쉽게 이해하는 데 도움을 줄 수 있으므로, 이러한 점에서 본 연구의 탐구 활동이 과학 수업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

This study aimed to explore the characteristics and dimensions of of systematic functional gestures employed by pre-service Earth science teachers during instructional sessions. Data were collected from eight students enrolled in a university’s Department of Earth Science Education. The data included lesson plans, activity sheets, and recordings of one class session from participants. The analysis, conducted using the systemic functional multimodal discourse analysis framework, categorized gestures into scientific and social functional dimensions. Further subdivision identified meta gestures, analytical gestures, and interrelated gestures. Additionally, pre-service teachers used gestures to explain scientific concepts, concretely represent ideas and facilitate communication during instruction. This study emphasizes the nonverbal strategies used by pre-service Earth science teachers, highlighting the importance of noverbal communication in teachers’ professional development and the need for its integration into education. It also establishes a systematic conceptual framework for understanding gestures in the instructional context.

이 연구의 목적은 공학기반 파력발전소 주제의 STEAM 수업을 통해서 지구과학전공 예비교사들의 컴퓨팅 사고 에 대한 인식형성 및 개선이 있는지를 탐색하는 것이다. STEAM 수업은 가장 효율적인 파력발전소 모형을 제작해보는 내용으로 구성되었다. 컴퓨팅 사고 실천 인식을 알아보는 설문지는 연구자가 기존의 연구를 중심으로 설문 문항을 개발 하여 15명의 예비교사들에게 투입하였다. STEAM 수업은 파도를 이용해서 터빈이 돌아가는 과학적 원리 이해를 바탕 으로 모둠별로 효율적인 파력발전소 모형을 개발하도록 하였으며 수업 중에 문제를 인식하고(문제해결), 코딩작업을 해 서(코딩 및 프로그래밍) 3D 프린터로 파력발전소를 제작하였으며(모델 설계 및 구축), 제작된 산출물을 평가하여 오류를 수정하는(문제 오류 수정) 동안에 ‘논리적 사고’를 통한 높은 수준의 컴퓨팅 사고 실천 인식이 파악되었다(14개 중 에 앞의 5개 실천은 평균 5점). 하지만 용어에 대한 정확한 정의를 알지 못하고 실시한 수업에서 ‘추상화’. ‘문제분해’, 및 ‘빅 데이터 활용’에 대한 인식은 오히려 수업 후의 인식은 더 낮아졌다(3개의 실천). STEAM 수업 후에는 컴퓨팅 사고 실천은 ‘온라인 게임하기’는 아니라는 것에 인식개선이 있었지만(4.06→0.86; 역문항) 아직도 컴퓨터를 이용해서 해야 하는 컴퓨팅 사고 실천으로 인식하고 있어 개선되지 않음이 확인되었다(컴퓨터처럼 생각하기, 컴퓨터를 사용하여 통계하기). 문제 인식에 해당하는 ‘문제해결’(3.73→4.33), ‘패턴 인식’(3.53→3.66), 그리고 ‘최상의 도구 선택’(4.26→ 4.66)의 3개 실천은 인식이 약하게 개선되었다. 컴퓨팅 사고 실천과 같은 역량 함양을 위해서는 실습위주의 교육양성과 정이 개설되어야 하며, 특히 본 연구에서는 다른 주제의 추가적인 STEAM 수업을 했다면 개선이 일어나지 않거나 약 하게 인식되었던 컴퓨팅 사고 실천에 대해서는 확실한 개선이 있을 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 다회적인 상황학 습의 교육실습 교육과정이 개설되어야 한다.

본 연구에서는 지구과학 교육 연구 논문들을 대상으로 질적 메타 분석을 통해 집단적 PCK (cPCK) 중 ‘특정 과 학 주제(온실 효과, 지구 온난화, 기후변화)에 대한 학생 이해 지식’을 도출하고자 하였다. 이를 위해 온실 효과, 지구 온난화, 기후변화에 대한 학생 대체 개념(오개념)과 관련된 지구과학 교육 연구 논문 22편을 선정하여 각각의 정의, 원 인(매커니즘), 그리고 영향에 대하여 분석하였다. 분석 결과를 종합하기 위해 언어 네트워크 분석, 정신모형틀을 적용하 였다. 연구 결과는 다음과 같다; (1) 온실 효과에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 온실 효과와 지구 온난 화를 같은 의미로 사용하는 것으로 분석되었으며, 온실 기체의 종류를 제한적으로 알고 있고, 온실 기체의 역할을 이해 하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 온실 효과의 발생을 환경오염이나 오존층의 변화와 관련지어 생각하고, 지표-대기의 열수지 평형과 온실 효과를 관련짓지 못하는 것으로 분석되었다. (2) 지구 온난화에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 지구 온난화를 해수면 상승과 같은 의미로 사용하는 것으로 분석되었으며, 지구 온난화의 발생을 환경오 염, 오존층의 변화, 빙하의 융해와 관련지어 생각하고, 지표-대기의 열수지 평형이 깨져 지구 온난화가 나타나는 것으로 이해하고 있었다. 또한 지구 온난화가 환경에 미치는 영향을 잘못 알고 있는 것으로 분석되었다. (3) 기후변화에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 기후변화를 지구 온난화, 기상 변화, 기상 이변과 같은 의미로 사용하는 것으 로 분석되었으며, 기후변화의 발생을 대기오염, 오존층의 파괴와 관련지어 생각하는 것으로 분석되었다. 또한 기후변화 가 우리 생활과 환경에 미치는 영향을 잘못 알고 있는 것으로 분석되었다. 이에 대한 분석 결과를 언어 네트워크 분석 을 통해 종합한 결과, 집단적 PCK로서 3가지 정신모형(범주적 오해, 기제적 오해, 위계적 오해)을 표현할 수 있었다. 이 와 같은 연구 결과를 바탕으로 지구과학 교사 PCK 개발을 위한 함의를 논의하였다.

이 연구의 목적은 예비 지구과학 교사들이 선다형 문항 제작 실습 프로그램에 참여하는 과정에서 드러나는 문 항 제작 역량의 발달 양상을 이해하는 것이다. 이를 위해 예비 지구과학 교사 15명이 선다형 문항 제작 과정 중 공동 검토 과정에서 나타나는 논의에 초점을 맞춰 그 특징을 분석하였다. 구성주의 근거 이론을 토대로 3단계의 코딩을 수 행한 결과, 36개의 초기 코드, 12개의 초점 코드, 5개의 이론적 코드가 도출되었다. 코딩 범주에 근거하여 논의의 특징 을 규정하는 검토 문화와 문항에 대한 관점을 두 축으로 설정하였으며, 이로부터 수험생의 문제풀이, 조심스레 한 걸음 떼기, 짙어지는 담화를 주제로 하는 세 가지 이야기를 구성하였다. 또한 프로그램 동안 일관되게 드러나는 문항 제작 역량의 한계를 다다르지 못한 노정에 대한 네 번째 이야기로 서술하였다. 문항 제작 과정에서 드러나는 평가 전문성은 예비교사의 정체성 발달과 관련되어 있으며, 본 연구에서 적용한 개발한 프로그램의 효과와 의의 및 프로그램의 개발과 개선을 위한 시사점을 논의하였다.

The purpose of this study was to investigate preservice teachers’ understanding of democratic citizenship. This study utilized the democratic citizenship frame to assess 17 participants’ comprehension of this concept. The researcher designed a method course where participants in groups analyzed science activities to identify democratic citizenship components. Through the analysis of two science activities—one on energy and the other on climate change—and the development of science panels addressing various global issues, preservice teachers' understanding of democratic citizenship was enhanced. Preservice teachers showed a good understanding of critical thinking, communication and collaboration, and STS (science, technology, and society); and the most enhanced understanding of empathy, which was the least perceived in pre-survey, component of democratic citizenship. The democratic citizenship frame proved to be a valuable tool for teaching and learning this topic, particularly when applied to socioscientific issues in the classroom. More research-based revisions of the science curriculum are necessary, and more systematic practices with reflections are essential in teacher education.

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.

본 연구의 목적은 예비 지구과학교사들이 지질도에서 단층을 판별하는 동안 그들이 사용하는 내용 지식과 문제해결 과정을 분석하는 것이다. 이를 위해 연구자들은 시선 추적기(Tobii Pro Glasses 2 모델)를 활용하여 예비 지구과학교사들 (N=12)이 단층 해석에 대한 문제를 해결하는 동안 그들의 시선 고정 시간, 시선 경로에 대한 자료를 수집하여 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 그들은 정단층, 역단층, 주향이동단층 등에 대한 개념은 인지하고 있지만, 대부분의 예비 지 구과학교사들은 지질도에서 단층 해석에 필요한 절차적 지식은 인지하고 있지 않다. 둘째, 예비 지구과학교사들은 지질도에 서 단층을 해석하기 위해 지질 단면도를 그리지 않았고, 3차원적 정보가 아니라 지질도에서 수집한 2차원적 정보를 바탕으 로 단층을 판별하였다. 그러므로 차후 교육 현장으로 진출하는 예비 지구과학교사들이 자연현상에 대한 이해와 더불어 그 자연현상을 이해하는데 필요한 절차적 지식을 학습할 수 있도록 교수학습환경을 개선할 필요가 있다. 그리고 본 연구의 결 과는 차후 새로운 교육과정을 구성하거나 교사 교육에 대한 자료를 개발하는데 실질적으로 도움을 줄 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 교직과정을 이수하는 교육대학원생의 심리적, 재정적 어려움으로부터 파생된 불안과 이들이 가진 교직에 대한 희망 사이의 갈등상황을 파악하는 것이다. 이를 위해 지구과학교육 전공 교육대학원생 3명을 연구 대상자로 선정해 내러티브 탐구기법을 적용하여 분석하였다. 첫째, 연구 참여자들의 심리적 불안에 영향을 주는 요소는 전공 지식의 부족, 멘토의 부족, 늦은 출발, 재정적 문제와 차별, 정보의 부족 등이다. 둘째, 연구 참여자는 자신의 삶은 가치가 있다는 인식, 학생들을 선하게 변화시킬 수 있다는 인식, 자신은 점점 발전하고 있다는 인식에서 희망을 얻는다. 셋째, 연구 참여자들은 자신이 가진 희망 요소에 의해 현 상황을 감내하고 있지만 어려움으로부터 파생된 불안과 교직 으로 진출하고자 하는 희망 사이에서 심리적 갈등상황에 놓여 있다. 이러한 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 도출 하였다. 첫째, 교직과정을 이수하는 교육대학원생의 수요를 바탕으로 정보의 수집 및 분석하여 그들의 요구를 충족시킬수 있는 제도 개선이 필요하다. 둘째, 불안을 극복하지 못하는 교육대학원생들을 대상으로 심리상담 프로그램이 필요하 다. 이 연구는 향후 현시점의 교육대학원이 현직 교사의 재양성에만 초점을 두지 않고 구성원 모두의 만족감을 높일 수 있는 방향을 제시함으로써 더 나은 교육대학원의 환경이 마련될 수 있길 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.

이 연구의 목적은 지구과학 교사들이 변성암을 분류하기 위해 사용하는 개념 구조와 변성암을 분류하는 기준에 대해 알아보는 것이다. 이를 위해 연구자들은 전라북도 소재의 중학교와 고등학교의 지구과학교사 21명을 대상으로 사 고 구술을 활용하여 변성암을 분류하는 과정에서 진술한 언어 자료를 수집하였다. 그리고 이렇게 수집된 언어 자료를 언어네트워크분석법을 활용하여 분석하였고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 교사들은 변성암을 분류하는 과정 에서 암석에서 일반적으로 관찰할 수 있는 색, 구성 광물, 입자의 크기 등의 특징과 변성암에서 나타나는 엽리를 중심 으로 분류하였다. 둘째, 지구과학 교사들은 변성암의 분류 기준에 관해 접촉 변성작용과 광역 변성작용 등 변성작용을 중심으로 인식하고 있었다. 그러나 관찰한 내용을 잘못 판단하여 다른 암석으로 오인하는 사례들이 나타났다. 그러므로 지구과학 교사들이 변성암이 형성되는 과학적 과정과 변성암에서 관찰되는 현상을 서로 연결하여 인식할 수 있도록 그 들에게 변성암에 대한 관찰 정보와 경험을 충분히 제공할 필요가 있다.

The purpose of this study is to analyze students' learning characteristics regarding spatial ability, orienteering ability and earth science content learning ability and their relationship through development and application of earth science activities using orienteering. The programme aims to improve students' spatial ability using orienteering activity which requires spatial ability. Topics in the programme included map, compass, contour, movement of celestial, and constellation application. Students were to orienteer in the field using the method they learned in class. This programme was applied to five 7th graders. The results are, first, students who have positive attitude toward science and do well at school tended to perceive their orienteering ability high. Second, all parts of spatial ability, spatial visualization, spatial orientation, spatial relation were used during orienteering, especially spatial visualization and spatial orientation. The relationship between spatial ability, orienteering ability, and earth science content learning abilities was not clear. However, orienteering ability and earth science content learning ability were in similar tendency.

The practice turn in the science education community emphasizes students’ engagement in the activities that scientists and engineers actually do when they see, explain, and critique a phenomenon, or solve a problem. This turn highlights the importance of science learning environments for students. Consequently, the purpose of this study was the examination of relevant literature with the aim of proposing theoretically and empirically derived teaching strategies for students’ productive disciplinary engagement (PDE) through model-based learning (MBL) in science classrooms. To this end, collected literature focusing on PDE and MBL was analyzed to better understand 1) how teachers can foster students' PDE in science classrooms, 2) how PDE can be connected to MBL, and 3) what supports are required for students’ PDE through MBL. As a result of our analysis, a close relationship between PDE and MBL was identified. Importantly, this research reveals the promise of MBL for supporting students’ PDE through the problematizing, authority, accountability, and resources. Further, our literature examination provided a better understanding of what supports are required for students’ engagement in PDE through MBL and why this matters in the context of the practice turn in science education.

한반도 지질 정보는 공공적 활용을 위한 기초 지식의 토대를 제공하며 역사 과학으로서 지질학의 본성을 배울 수 있는 계기를 마련하므로 과학교육 측면에서 중요성이 크다. 특히 한반도에서 지구조 활동이 활발했던 중생대는 한반 도 지사를 이해하기 위해 매우 중요한 시기이다. 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에 기반한 지구과학II 교과서의 ‘한반도의 지질’ 단원에서 중생대의 지질과 관련된 내용의 신뢰성과 일관성을 분석하는 것이다. 분석 대상은 지구과학II 교과서 4종이고, 분석 범위는 중생대의 퇴적층, 지각 변동 및 화강암류이다. 분석 항목은 분석 범위와 관련된 용어, 시 기, 암석 분포 지역이며, 분석 항목별로 교과서 내·교과서 간 일치 여부 및 과학 지식과 교과서 내용의 일치 여부를 분석하였다. 분석 결과, 중생대 지질 관련 용어, 시기, 암석 분포 지역 측면에서 각각 다양한 불일치 사례가 확인되었으며, 불일치 사례를 중심으로 개선 방안을 논하였다. 한반도 지질 교육의 목표를 달성하기 위해 과학계와 교육계의 협업을 통해 최신 과학 지식과 정합한 교육 자료가 개발될 필요성을 강조하였다.

본 연구의 목적은 예비 지구과학교사들이 학생에 의해 구성된 기후변화 모델을 평가하는 기준을 탐색하는 것이 다. 대도시 소재 대학 지구과학교육과 전공 수업에서 3주간 모델링 기반 과학 학습에 대한 강의를 수강한 예비 지구과 학교사 25명이 연구에 참여하였다. 예비 지구과학교사들이 작성한 고등학생들이 구성한 7개의 기후변화 모델을 평가하 는 보고서와 사후 인터뷰 자료를 수집하여 기후변화 모델 평가 기준을 귀납적으로 범주화하였다. 연구 결과 예비 지구 과학교사들이 기후변화 모델을 평가할 때 다양한 인식론적 기준과 의사소통 기준을 동원하였음을 확인하였다. 연구 결 과를 바탕으로 모델링 기반 기후변화 학습에 대한 시사점을 도출하였다.