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.

지구의 기후 변화를 유도하고 제어하는 가장 중요한 역할을 하는 것은 해양의 해류이다. 황해는 수심이 동해 에 비해 매우 얕고, 다양한 바람과 조류, 강물의 유입, 동중국해에서의 해수 유입 등 외력의 영향으로 해수의 순환과 해류가 상당히 복잡하다. 황해난류는 겨울철 황해의 대표적인 해류로서 겨울철 황해와 동중국해 바람 변동성과 밀접한 관련이 있으며, 황해의 수온과 염분 분포에 큰 영향을 주어서 중등학교 교과서에서 중요하게 다루어질 필요성이 있다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 황해난류와 관련된 내용을 분석하였다. 또한 해류의 시 간 변동성에 대한 교사들의 인식을 조사하기 위해 중등학교 과학 교사들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 대부분의 교사들은 황해난류가 우리나라 서해안으로 연중 북상하고 있으며 일반적인 난류와 같이 여름철에 강하다는 잘못된 지 식을 가지고 있는 것으로 나타났다. 황해난류는 해류의 세기가 강한 계절변동성을 가지는 북한한류와 달리 해류 자체가 연중 항시 존재하지 않으며 겨울철에만 발생하는 해류이다. 이러한 교사들의 교과내용 지식에 대한 오류는 북한한류가 겨울철에 강하다는 오개념을 가지게 된 연유와 유사한 배경을 가지고 있었다. 따라서 본 연구에서는 황해난류에 대한 교과서 내용의 오류를 분석하여 제시하였다. 또한 학생들과 교사들의 데이터 리터러시 함양을 위하여 탐구활동에서 활 용할 수 있는 황해난류에 대한 수업 자료를 개발하였다. 황해 해수면 온도를 가시화할 수 있는 GUI 프로그램을 소개하 였고, WOA (World Ocean Atlas) 2018 해양 실측 수온 및 염분자료와 국립해양조사원에서 생성한 해양 수치모델 재분 석자료를 활용하여 수온과 염분의 공간 분포를 도시하는 자료를 개발하여 제시하였다. 이러한 해양 자료를 활용한 데이 터 시각화과정은 교사들의 오개념을 개선하고, 나아가 학생들과 교사들의 해양 리터러시뿐만 아니라 데이터 리터러시도 제고하는 계기가 될 것으로 기대된다.

해류와 해양 순환은 지구의 에너지를 분배하는 조절자로서 중요한 역할을 하고 있다. 2015 개정 교육과정에 기반한 중등학교 과학 및 지구과학 교과서에는 한반도 주변 해류 중 북한한류의 계절변동성에 대한 오개념을 포함하고 있는 것으로 드러났다. 이를 분석하기 위하여 중학교 5종, 고등학교 6종 교과서에 제시되어 있는 북한한류와 관련된 교과 내용을 수집하였으며, 중등학교 과학교사 30인을 대상으로 해류와 북한한류에 관한 설문 조사를 실시하였다. 설문 내용은 교과서에서 북한한류에 대해서 언급하고 있는지, 북한한류의 시간변동성에 대한 개념의 오류가 있는지에 관한 질문으로 구성하였고, 북한한류와 관련된 자유로운 의견을 수집하였다. 교과서에서는 북한한류의 유속이 겨울에 강하다고 제시되어 있는데, 이는 그동안 장기간의 과학계의 연구 결과와는 정반대로 배치되는 결과이다. 북한한류의 세기는 여름에 강함에도 불구하고 겨울에 강하다고 교과서에서 제시하고 있는 것에 대한 오개념의 원인과 형성 과정을 조사하였다. 교사 대상 설문을 분석한 결과, 대부분의 교사들이 북한한류의 세기가 겨울에 강하다는 지식 오류를 가지고 있었다. 이는 교 사들이 가지고 있는 용어에 대한 오개념에서 출발하여 교사들의 확고한 지식으로 각인되어 있었다. 이러한 오개념은 교사 자신이 중등학교 재학시절부터 획득한 지식에서 기원하였고, 교과서의 오개념은 수정되지 않은 상태로 오랫동안 교사와 학생들에게 전달되고 있었다. 이러한 상황은 향후 학생들의 오개념을 재생산하는 구조를 가질 수 있을 것으로 예상 된다. 따라서 본 연구는 교사 및 학생들이 가지고 있는 북한한류의 계절변동성에 관한 오개념을 단절하기 위하여 기존 의 과학적 연구 결과들의 요약하였고, 교과서 수정의 필요성과 교사 전문성 신장을 위한 재교육의 필요성을 제안하였다.

편각은 판구조론 이해의 바탕이 되는 개념이며 실생활에서 지도와 나침반을 이용하여 자신의 위치를 결정할 때도 쓰이는 중요한 개념이다. 이에 제 7차 교육과정에서 사용되고 있는 6종의 지구과학 II 교과서에서 편각에 대한 설명이 어떻게 기술되어 있는지 확인하고 고등학생들이 오개념을 가질 수 있는 가능성을 조사하였다. 개념 검사지를 통해 실제로 나타나고 있는 고등학생들의 오개념을 확인하고 교과서와의 연관성을 알아보았다. 그 결과 고등학생들은 특히 자북극과 관련하여 오개념을 가지고 있었고 이는 교과서의 편각에 대한 설명 부족과 함께 잘못된 삽화와 밀접한 관계가 있었다. 따라서 편각에 대한 정확한 이해를 위해서는 비쌍극자 효과를 추가한 편각의 설명이 필요하고 이에 따른 삽화의 제시가 필요함을 확인하였다.

대구효성가톨릭대학교 여대생 412명과 일본의 후쿠오카 지역 여대생 423명을 대상으로 설문지 및 신체계측을 통하여 조사한 청년기 여대생의 자기체형인식과 수척하기 원하는 조절 지향 및 사회적 체형 불안도를 알아본 결과는 다음과 같다. 1. 조사대상자의 평균연령은 대구지역은 19.2±2.1세이며 신장은 159.6±4.9cm, 평균체중은 51.2±6.0kg로 BMI 수치는 20.1±2.2이었다. 이 수치는 한국인 20대 여자 평균 체중인 53 Kg 보다는 조금 낮았으며 키는 160cm로 근접한 수치를 보여주고 있다. 일본의 후쿠오카 지역 대상자는 18.3±0.6세이며 신장은 157±5.0cm, 평균체중은 53.3±6.9kg로 BMI 수치는 21.5±2.5이었다. 2. 대구지역 여대생의 이상적으로 생각하는 신상, 체중 및 BMI와 현실치와의 차는 희망신장은 164.7±2.9cm로 실제 그들의 평균 신장보다 5.1±4.1cm의 차이를 보였고 이상적체중은 48.7±2.9kg로 실제체중보다 -2.6±5.0kg로 적게 나타났다. 또한 이상적인 BMI수치를 보면 18.0±1.0로 실제 BMI수치보다 -2.2±2.0 더 낮은 BMI수치를 선호함을 보여주었다. 후쿠오카 지역 대상자의 이상적으로 생각하는 신장, 체중 및 BMI와 현실치와의 차는 이상신장은 160.7±3.5cm로 실제 그들이 평균 신장보다 3.2±4.2cm의 차이를 보였고 이상적 체중은 47.9±3.4kg로 실제체중보다 -5.4±5.8kg로 적게 나타났다. 또한 이상적인 BMI수치를 보면 18.5±1.2로 실제 BMI수치보다 -3.0±2.2 더 낮은 BMI수치 선호함을 보여주었다. 대구 및 후쿠오카 양 지역 대상자는 이상체형에서는 마른 쪽으로의 선호 경향이 높았다. 3. 체중조절지향도에서는 대구지역 대상자 중 좀더 마르기를 희망하는 학생의 수는 285명으로 전체의 70.1%를 나타냈으며, 좀 더 살찌기를 희망하는 학생의 수는 30명으로 전체의 7.3%, 현 상태에 만족하면서 그대로의 유지를 원하는 학생의 수는 93으로 22.6%이었다. 일본의 후쿠오카 지역의 대상차들 중 좀더 마르기를 희망하는 학생의 수는 361명으로 전체의 85.6%를 나타냈으며, 좀 더 살찌기를 희망하는 학생의 수는 93명으로 전체의 2.6%, 현 상태에 만족하면서 그대로의 유지를 원하는 학생의 수는 51명으로 전체의 12.1%였다. 4. 실제체형과 자기평가체형과의 비교 평가율에서는 과대 평가율이 대구지역은 56.5% 후쿠오카지역은 57.2%로 나타났으며 정당평가율은, 39.1%. 40.3% 과소평가율은 4.4%, 2.3%이 었다. 5. 대구지역 대상자의 체형평가에 따른 사회적 체형 불안도는 전체 대상자의 평균치는 28점이었으며 여윔에서는 너무 살찜으로 갈수록 사회적 체형 불안도가 상승하는 경향을 나타내었다. 후쿠오카 지역 대상자의 체형평가에 따른 사회적 체형 불안도는 전체 대상자의 평균치는 34점이었으며 여윔에서는 너무 살찜으로 갈수록 사회적 체형불안도가 상승하는 경향을 나타내었다. 후쿠오카 지역의 체형 불안 도가 대구지역보다 유의적으로 높았다. 한 일 여대생의 자기 체형인식 및 체형 불안도에 관한 비교연구에서 한국여대생이 일본여대생보다 평균 신장은 크고 평균체중은 적으며 이상적으로 생각하는 신장은 한국이 일본보다 더 크고 체중은 비슷하였다. 체중조절지향도는 한국여대생보다 일본여대생이 마르기를 희망하는 율이 더 높고 체형의 과대평가율은 한국여대생과 일본여대생이 비슷하였으며 사회적 체형불안도는 일본여대생이 대구여대생보다 높았다.

The purpose of this study is to analyse the type of student's misconceptions on earth science concepts and its sources in grades 7 to 9. The test questionnaire was develpoed to investigate their misconceptions to the selected students. The following conclusions were drawn. 1) The sellected students had the various types of misconceptions on earth science concepts. 2) There were no grade differences in the patterns of the misconceptions. 3) The sources of student's misconceptions were resulted from the poor development of cognitive structures, the influences of environments, the error of information processing. 4) The misconceptions were not changed and corrected easily.