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.

Many risk-related issues within the realm of science education have been addressed through science-technologyrelated socioscientific issues (SSI) education. It has been established that the topics categorized as SSI are interconnected with risk-related issues. These topics emphasize numerous points of convergence with the goals of SSI education, particularly in understanding and analyzing risks, including risk assessment, risk management, and risk decision-making. Such understanding can aid in grasping the complexity of SSI based on risk-related issues and facilitate informed decision-making by structuring debates. Although there has been discourse on the need for education aimed at future survival and reflection on the responsibilities and roles of education in risk-prone societies, concepts or strategies related to actual risk responses are rarely addressed in science education and schools. Education tailored to risk-prone societies is not yet well established. This study explored the incorporation of climate change risk education into science education. A framework for climate change risk education was developed, encompassing seven elements, with corresponding definitions and examples. The researchers applied this framework to evaluate the extent to which climate change risk education is integrated into the current science curriculum of Korea. Additionally, SSI lesson scenarios related to climate change were analyzed using this risk education framework to determine the types and extent of risk education incorporated. The findings underscore the importance of teaching climate change risk education to equip students for rational decision-making.

Purpose: This study aims to explore the in-depth experiences of participating in a parent education program at the H Science Institute and understand the meaning and essence of their experiences. Methods: This study employed qualitative content analysis. Data were collected from June 20 to 30, 2023. Participants were a total of 28 people who could provide detailed experiences of participation in the parent education program at the H Science Institute. Focus-group interviews were conducted with 28 participants. Results: The qualitative content analysis revealed six themes: “Exploring the genuine path to become a parent”, “Precious experiences acquired through education that is not easily accessible”, “Discovering the transformed self through education”, “I believe that there had been a change in family relationships”, “Improvements are required in a few contents”, and “I look forward to the program with more extended outreach”. Conclusion: Efforts are required to understand the current status of parent education, verify its empirical effectiveness, and provide parents with awareness of the necessity to observe and control their minds.

The goal of this study was to examine the PCK required for science teachers and PCK required for university teacher educators in terms of school science knowledge, science teaching and learning, and the role of science educators, which are the main axes of science education in future schools, and to explore the relationship between them. This study is a follow-up to a previous stage of research that explored the prospects for changes in schools in the future (2040-2050) in terms of school knowledge, educational methods, and teacher roles. Based on in-depth interviews, qualitative and semantic network analyses were conducted to derive and compare the characteristics of PCK and PCK. As for the main research results, science teacher PCK in future schools should include expertise in organizing science classes centered on convergence topics, expertise in digital platforms and ICT use, and expertise in building a network of learning communities and resources, as part of the expertise of human teachers differentiated from AI. Teacher educators' PCK includes expertise in the research and development of T-L methods using AI, expertise in the knowledge construction process and practice, and expertise in developing preservice teachers’ research competencies. Discussed in the conclusion is the change in teacher PCK and teacher educator PCK with changes in science knowledge, such as convergence-type knowledge and cognition-value integrated knowledge; and the need to emphasize values, attitudes, and ethical judgments for the coexistence of humans and non-humans as school science knowledge in the post-humanism future society.

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 대학교양교육의 전통적인 교육목표를 넘어서 새로운 사회변화에 대응할 수 있는 교양교육의 필요성과 방향성을 제시했다. 또한 최근 융합문화 시대를 맞이하여 사회적 가치를 실현하기 위한 대학 교양교육의 중요성을 논의했다. 특히 4차 산업혁명 시대로의 전환을 통해 나타난 급격한 사회구조적 변화에 대응하기 위해서는 보편적 규범을 실천하기 위한 학습이 요구된다. 사회과학지식에 토대를 둔 대학교양교육 체계는 현실 사회문제를 해결하고 올바른 가치를 함양시키며, 인간에게 필요한 핵심역량 을 내재화시키는데 중요한 역할을 하게 된다. 공공적 지혜와 시장적 지식으로 각각 대변되는 윤리와 기 술에 기반을 둔 대학교양강좌의 교육목표 실행은 사회구성원들의 삶의 질을 향상시킬 수 있다. 요컨대 사회과학에 기반을 둔 대학교양교육 콘텐츠의 학습은 사람들이 사회적 가치를 실현하는데 크게 기여할 수 있을 것이다.

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.

과학영재교육 관점에서 성공지능 이론은 영재교육과정이 과학영재의 특성에 맞게 제시되고 있는지를 파악할 수 있는 수단이 된다. 이 연구의 목적은 초등 과학영재교육 교재에 제시된 발문 특성을 Sternberg의 성공지능 관점을 적용 하여 분석하기 위한 것이다. 이를 위하여 교육청 영재교육원 2곳과 대학부설 영재교육원 1곳의 초등 과학영재교육 교재에 제시된 발문 각각 143개와 134개를 추출한 후, 이렇게 추출된 발문들의 구조적 특성에 차이가 있는지를 비교하기 위해 언어네트워크분석 방법을 활용하여 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 분석적 능력, 창의적 능력, 실행적 능력 등과 같은 성공지능을 균형 있게 반영하지 못하고 있었다. 둘째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 학생들에게 ‘문제 확인하기’, ‘정보 표상하고 조직하기’, ‘분석적 사고 촉진하기’ 등 분석적 능력 영역을 집중적으로 요구하고 있었다. 셋째, 교육청 및 대학부설 영재교육원의 교재는 성공지능의 각 프레임 요소를 서로 유기적으로 연결되지 못한 채 제시되고 있다는 한계를 보였다. 과학영재들은 일반학생과 달리 학습속도 가 빠르고 보다 복합적인 사고를 선호하는 특성을 보이기 때문에, 앞으로 과학영재교육 교재를 개발할 때에는 과학영재의 수준에 맞게 다양한 영역의 능력을 경험하고 통합적 사고를 촉진할 수 있도록 개발할 필요가 있을 것이다. 이런 측면에서 이 연구는 과학영재들의 맞춤형 교육지원을 위한 교재 개발을 위해 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대 된다.

본 연구는 중학교 교육과정에서 수학과 연계된 지구과학 실험 중 지구의 크기 측정을 중심으로 총 30시간 동안 지구과학 교육봉사 활동에 참여한 예비 지구과학교사와 중학생들에게 본 프로그램이 주는 의미를 살펴보고 혁신적 수업으로의 가능성을 탐색해 보았다. 중학교 과학 교과서에 소개된 고대 그리스 시대 에라토스테네스의 그림자 길이를 이용한 지구 크기 측정 실험에서 나타나는 오차를 최소화하기 위하여, 멀리 떨어진 수도권과 지방의 두 개의 중학교에서 삼각비를 이용한 탐구 활동을 수행 한 후, 실측한 자료를 두 학교 학생들이 공유하여 지구의 크기를 최종적으로 계산하였다. 이 과정을 통해 실측 자료를 효과적으로 표현하는 수학적 방법을 배우며, 반복적이고 정확한 자료 획득 과정의 중요성과 어려움을 체험하고, 도출된 결과에 포함된 오차의 원인들에 대해 토론하였다. 본 연구 결과는 학생들이 지구과학 탐구의 특성을 이해하고, 2015 개정 교육과정에서 과학과 수학교과에서 공통적으로 강조하고 있는 교과 역량인 문제 해결력, 사고력, 의사소통 능력을 함양할 수 있는 수학·과학 통합 프로그램 개발에 기초 자료를 제공할 것이다.

The purpose of science education is scientific literacy, which is extended in its meaning in the 21st century. Students must be equipped with the skills necessary to solve problems from the community beyond obtaining the knowledge from curiosity, which is called ‘computational thinking’. In this paper, the authors tried to define computational thinking in science education from the view of scientific literacy in the 21st century; (1) computational thinking is an explicit skill shown in the two steps of abstracting the problems and automating solutions, (2) computational thinking consists of concrete components and practices which are observable and measurable, (3) computational thinking is a catalyst for STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) education, and (4) computational thinking is a cognitive process to be learned. More implication about the necessity of including computational thinking and its emphasis in implementing in science teaching and learning for the envisioned scientific literacy is added.

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수·학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수·학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

The purpose of this study was to explore what kinds of science communication are ongoing in formal and informal settings for learning about nuclear energy, which is very important issue domestically and internationally. The researchers collected and analyzed data from science textbooks at elementary and middle school levels, from exhibitions in Y informal hall that belongs to one nuclear power plant, and from 40 bestselling books about nuclear energy in order to explore the kind of science communication. The same process was used to explore Japanese case so that we could compare the results with Korean cases and draw implications for enhancing science communication about nuclear energy. The science communication of nuclear energy in Korea included implicit and indirect content espoused in science textbooks; two opposite views displayed in bestselling books, and positive aspects mainly displayed in exhibition of information hall in nuclear power plant. It is suggested that both direct and explicit science communication along with the neutral viewpoints including positive and negative ones be provided for the public to form a good understanding of nuclear energy

In this research, the change of Korean middle-school science education environments is investigated through analyzing eighth graders’ survey data collected over the past 20 years of TIMSS. We extracted educational context variables that provide meaningful information on changes of Korean science education, and have been surveyed more than 3 study cycles up to TIMSS 2015. The selected educational context variables include school resources and school climate from the school principal’s questionnaires, and teacher characteristics and instructional activities from the teacher’s questionnaires. For each context variable, we analyzed its trend over TIMSS cycles, and discussed its implications in light of Korean educational policy and curriculum changes. Based on the results, we recommended several ways that help to improve science teaching and learning in light of lab assistants, computer availability, teacher learning community, and middle school Earth science curriculum

이 연구의 목적은 지역 특화 주제형 과학동아리 활동이 학생들의 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아 보기 위한 것이다. 연구 대상은 우리나라 남부에 있는 소도시 소재 2개의 인문계 고등학교에 재학생 중인 92명이었다. 연구를 위해 지역 특화 주제를 정하여 운영하는 2개의 과학동아리 46명을 실험집단, 지역 특화 주제를 정하지 않고 일 반적인 수업을 운영하는 2개의 과학동아리 46명을 통제집단으로 선정하였다. 조사 내용은 과학에 대한 정의적 영역 중 과학적 태도와 관련된 검사지를 이용하여 대응표본 t-검증과 독립집단 t-검증을 실시하였다. 연구 결과, 첫째, 지역 특화 주제형 과학동아리 활동은 학생들의 과학적 태도에 긍정적인 효과를 나타냈다. 실험집단과 통제집단 모두 과학적 태도 의 평균점수가 동아리를 운영하기 전보다 향상되었지만 지역 특화 주제를 운영한 실험집단의 상승 폭이 통제집단의 상 승 폭보다 더 컸으며, 통계적으로도 유의미한 차이가 있었다. 둘째, 지역 특화 주제형 과학동아리 활동이 일상생활의 문제를 해결하는 학교, 가정, 사회 상황에서의 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 동아리 운영 전후에 실시한 검사 결과 통제집단에서는 유의한 차이가 없었지만, 지역 특화 주제를 운영한 실험집단에서는 가정과 학교 상황에서 통 계학적으로 유의한 차이가 있었다. 따라서 지역 특화 주제형 과학동아리 활동이 학생들의 과학적 태도에 많은 긍정적 영향을 끼치므로, 현장에서 과학동아리를 운영하는데 있어 하나의 프로그램으로 고려될 수 있다는 시사점을 도출할 수 있었다.

본 연구는 과학기술의 윤리적 함의에 대한 학제 간 교육의 강점과 약점에 대해 분석한다. 직무(학생, 강사)와 전공(과학 전공자, 비과학 전공자)에 따라 학제 간 교육의 장점과 단점을 비교한다. 학제 간 교육 에 기반한 과학기술윤리교육과정은 정답이 이분법적으로 결정되지 않는 사회적 질문들에 대해 논의할 수 있는 장을 마련해 준다. 반면 생각의 차이를 좁힐 수 없는 문제에 대한 인식으로 인한 갈등은 종종 자동적으로 해소되지 않으며, 이는 과학 전공자와 비과학 전공자 간의 상호 신뢰를 저해할 수 있다. 후속 연구를 위해 과학기술윤리교육의 교수법과 정책에 대한 전략을 개발하기 위한 연구 의제를 1)기획 2) 평 가의 측면에서 제시한다.

Our professors and teachers have been cooperated with professors and researchers of National Sciences Museum of Korea for the project of “Biodiversity of Mongolian” since 2012. This project is to study for Mongolian biodiversity by Mongolian and Korean scientists and to support advanced training for our professionals, to increase capabilities and training new methodologies for students and to publish articles from the conducted research. Our researches conducted following areas such as in Ikh Nart Nature reserve area in 2013, Khan Khentii strictly protected area in 2014, our university’s Shatan research camp in 2014, and Kherlen Toonot Nature reserve area in 2015. From these studies, we published articles of “Biodiversity of Ikh Nart Nature reserve” and “Biodiversity of Shatan area” in Korean journals. Our teachers anticipated for publishing guidebook “Methods to preparing natural taxidermy and herbarium” in Mongolian prepared by Korean scientists to useful for students in laboratory and field. Teachers are visited in National science museum of Korea, such as Mr. J.Ariunbold studied in 2013 and Dr. M.Munkhbaatar visited for 14-30 days to develop samples collected from field research. Our teaching assistant G.Onolragchaa is enrolled as doctoral student for Chunnam University in 2015 according to this project grant. Also Mr. P.Erdenetushig and one student are planning to visit in October for developing collected samples. In 2015, School of Mathematics and Natural Sciences is willing to establish “Mongolian and Korean monitoring center”, it’s in compromise of both side, and Mongolian National University of education is prepared a room for this center. Коrean colleague provided USD 10.000 worth of new equipment such as electric motor, boryoscope, tent trap, Sherman trap, aquatic net, sweep net, glass vials and bottles for research and teaching of MNUE. Framework of Mongolian-Korean cooperative research project “Biodiversity of Mongolia” was held a conference topic on “Biological resource management and remote sensing survey” in Ulaanbaatar 2014 and 2015. Our scientists are planning future collaboration with scientists of Korean ocean research institute, Ornithological Society of Korea, Korea Institute of Environmental Ecology. Official cooperative agreement with MNUE To cooperate with teachers of MNUE for maintaining Mongolian Natural History Museum and public education To initiate Korean- Mongolian cooperative non-governmental organization To implement a project for public outreach (forest and animal breeding) To establish long term monitoring site in special protected area Genetic research on problems of plant and animal classification; To train graduate students for modern research methods Genetic study on less studied or rare species of museum specimen Genetic and morphological study on vertebrates Scale up biodiversity study and do monitoring (already done Ikh Nart and Shatan) To extend research projects in Mongolia and do long term monitoring study