이 연구에서는 복사평형에 대한 지구과학 예비교사의 인식을 알아보았다. 학습자들이 복사평형 개념을 학습할 때 방해하는 요소가 무엇인지 오개념을 규명하고자 하였다. 이에 본 연구의 검사도구로 복사평형의 필수학습요소인 대기-지표 간 상호작용(온실효과), 알베도에 대해 다룬 한국교육과정평가원 평가 문제를 선정하였다. 또한 복사평형에 대한 교과서의 서술 방식을 분석하여 교과서의 표현이 개념 형성에 도움을 주는지 알아보고자 했다.
설문 응답에 대한 분석 결과, 몇몇 예비교사들이 ‘복사평형’에 대한 오개념이 다소 있음을 발견하였는데 그 결과는 다음과 같다. 첫째, ‘대기와 해수의 순환으로 위도별로 복사평형이 이뤄진다’라는 오개념이 있었다. 둘째, ‘온실효과 기작’에 대한 오개념이 있었다. 이들은 온실효과로 지구 전체의 온도가 상승한다는 오개념을 갖고 있었고, 이로 인해 예비교사들은 대기가 있으면 지구 전체의 온도가 감소한다고 생각하는 경향을 보였다. 이들은 또한 온실효과의 영향으로 지구의 연평균 온도를 유지할 수 있다는 오개념도 갖고 있었다. 셋째, ‘대기와 지표에서 출입하는 에너지가 상승작용하는 과정을 통해 도달하는 평형’에 대한 오개념이 있었다. 예비교사들은 대기가 없을 때 지표의 알베도를 4단위로 고정시켜 지표가 태양복사에너지를 96단위 흡수한다고 생각했다. 그러면서 지표는 독립적으로 133단위를 방출한다고 생각했다. 넷째, 예비교사들의 설문 응답에는 ‘알베도에 대한 개념 부족’이 일부 있었다. 대다수의 예비교사들은 대기가 없을 때 지표면 반사를 4단위로 고정시켰다. 하지만 이러한 이해는 알베도의 변화를 간과한 것이라고 볼 수 있는데, 대기를 둘러싼 주위 현상들 사이의 긴말한 상호작용을 생각하지 않았기 때문이다.
...
이 연구에서는 복사평형에 대한 지구과학 예비교사의 인식을 알아보았다. 학습자들이 복사평형 개념을 학습할 때 방해하는 요소가 무엇인지 오개념을 규명하고자 하였다. 이에 본 연구의 검사도구로 복사평형의 필수학습요소인 대기-지표 간 상호작용(온실효과), 알베도에 대해 다룬 한국교육과정평가원 평가 문제를 선정하였다. 또한 복사평형에 대한 교과서의 서술 방식을 분석하여 교과서의 표현이 개념 형성에 도움을 주는지 알아보고자 했다.
설문 응답에 대한 분석 결과, 몇몇 예비교사들이 ‘복사평형’에 대한 오개념이 다소 있음을 발견하였는데 그 결과는 다음과 같다. 첫째, ‘대기와 해수의 순환으로 위도별로 복사평형이 이뤄진다’라는 오개념이 있었다. 둘째, ‘온실효과 기작’에 대한 오개념이 있었다. 이들은 온실효과로 지구 전체의 온도가 상승한다는 오개념을 갖고 있었고, 이로 인해 예비교사들은 대기가 있으면 지구 전체의 온도가 감소한다고 생각하는 경향을 보였다. 이들은 또한 온실효과의 영향으로 지구의 연평균 온도를 유지할 수 있다는 오개념도 갖고 있었다. 셋째, ‘대기와 지표에서 출입하는 에너지가 상승작용하는 과정을 통해 도달하는 평형’에 대한 오개념이 있었다. 예비교사들은 대기가 없을 때 지표의 알베도를 4단위로 고정시켜 지표가 태양복사에너지를 96단위 흡수한다고 생각했다. 그러면서 지표는 독립적으로 133단위를 방출한다고 생각했다. 넷째, 예비교사들의 설문 응답에는 ‘알베도에 대한 개념 부족’이 일부 있었다. 대다수의 예비교사들은 대기가 없을 때 지표면 반사를 4단위로 고정시켰다. 하지만 이러한 이해는 알베도의 변화를 간과한 것이라고 볼 수 있는데, 대기를 둘러싼 주위 현상들 사이의 긴말한 상호작용을 생각하지 않았기 때문이다.
교과서 분석 결과는 다음과 같다. 교과서에서는 지구의 복사평형을 다룰 때 오랜 시간 동안 각 권의 상호작용으로 에너지의 순출입이 없는 평형에 도달한다는 표현을 일부 포함되지 않았다. 또한 대부분의 교과서에서 지구 복사평형의 필수학습 요소인 대기-지표 간 상호작용(온실효과)을 설명할 때 오개념을 유발할 가능성을 포함하고 있었다. 그 예시로 교과서들은 온실효과로 인해 ‘지구의 평균 온도’가 증가한다고 표현하였다. 특히 온실효과를 그림으로 설명할 때 학생들의 오해를 불러일으킬 수 있는 표현이 많았다.
이에 본 연구는 다음과 같은 내용을 제언하고자 한다. 첫째, 교과서에서 온실효과를 설명할 때 대부분의 복사에너지가 지표로 집중되어 지표면의 온도가 올라갔다는 에너지 보존적인 측면의 설명을 함께 다루어야 한다. 둘째, 교과서에서 한 개념을 본문과 그림을 통해 설명할 때 명확하게 표현해야 한다. 셋째, 문항 출제 시 선다형보다 서술형을 지향해야 한다. 서술형 문제에 대한 모범답안을 정할 때도 하나의 정답이 아니라 다양한 반응으로 표현할 수 있도록 해야 하며, 다양한 논리적 사고과정을 반영할 수 있도록 고려해야 한다.
이 연구에서는 복사평형에 대한 지구과학 예비교사의 인식을 알아보았다. 학습자들이 복사평형 개념을 학습할 때 방해하는 요소가 무엇인지 오개념을 규명하고자 하였다. 이에 본 연구의 검사도구로 복사평형의 필수학습요소인 대기-지표 간 상호작용(온실효과), 알베도에 대해 다룬 한국교육과정평가원 평가 문제를 선정하였다. 또한 복사평형에 대한 교과서의 서술 방식을 분석하여 교과서의 표현이 개념 형성에 도움을 주는지 알아보고자 했다.
설문 응답에 대한 분석 결과, 몇몇 예비교사들이 ‘복사평형’에 대한 오개념이 다소 있음을 발견하였는데 그 결과는 다음과 같다. 첫째, ‘대기와 해수의 순환으로 위도별로 복사평형이 이뤄진다’라는 오개념이 있었다. 둘째, ‘온실효과 기작’에 대한 오개념이 있었다. 이들은 온실효과로 지구 전체의 온도가 상승한다는 오개념을 갖고 있었고, 이로 인해 예비교사들은 대기가 있으면 지구 전체의 온도가 감소한다고 생각하는 경향을 보였다. 이들은 또한 온실효과의 영향으로 지구의 연평균 온도를 유지할 수 있다는 오개념도 갖고 있었다. 셋째, ‘대기와 지표에서 출입하는 에너지가 상승작용하는 과정을 통해 도달하는 평형’에 대한 오개념이 있었다. 예비교사들은 대기가 없을 때 지표의 알베도를 4단위로 고정시켜 지표가 태양복사에너지를 96단위 흡수한다고 생각했다. 그러면서 지표는 독립적으로 133단위를 방출한다고 생각했다. 넷째, 예비교사들의 설문 응답에는 ‘알베도에 대한 개념 부족’이 일부 있었다. 대다수의 예비교사들은 대기가 없을 때 지표면 반사를 4단위로 고정시켰다. 하지만 이러한 이해는 알베도의 변화를 간과한 것이라고 볼 수 있는데, 대기를 둘러싼 주위 현상들 사이의 긴말한 상호작용을 생각하지 않았기 때문이다.
교과서 분석 결과는 다음과 같다. 교과서에서는 지구의 복사평형을 다룰 때 오랜 시간 동안 각 권의 상호작용으로 에너지의 순출입이 없는 평형에 도달한다는 표현을 일부 포함되지 않았다. 또한 대부분의 교과서에서 지구 복사평형의 필수학습 요소인 대기-지표 간 상호작용(온실효과)을 설명할 때 오개념을 유발할 가능성을 포함하고 있었다. 그 예시로 교과서들은 온실효과로 인해 ‘지구의 평균 온도’가 증가한다고 표현하였다. 특히 온실효과를 그림으로 설명할 때 학생들의 오해를 불러일으킬 수 있는 표현이 많았다.
이에 본 연구는 다음과 같은 내용을 제언하고자 한다. 첫째, 교과서에서 온실효과를 설명할 때 대부분의 복사에너지가 지표로 집중되어 지표면의 온도가 올라갔다는 에너지 보존적인 측면의 설명을 함께 다루어야 한다. 둘째, 교과서에서 한 개념을 본문과 그림을 통해 설명할 때 명확하게 표현해야 한다. 셋째, 문항 출제 시 선다형보다 서술형을 지향해야 한다. 서술형 문제에 대한 모범답안을 정할 때도 하나의 정답이 아니라 다양한 반응으로 표현할 수 있도록 해야 하며, 다양한 논리적 사고과정을 반영할 수 있도록 고려해야 한다.
In this study, a survey was conducted of earth science prospective teachers’ perceptions on the earth radiative equilibrium. We tried to identify the misconceptions about what hinders learners when they learn the concept of radiation equilibrium. Therefore as a test tool of this study, the assessmen...
In this study, a survey was conducted of earth science prospective teachers’ perceptions on the earth radiative equilibrium. We tried to identify the misconceptions about what hinders learners when they learn the concept of radiation equilibrium. Therefore as a test tool of this study, the assessment questions of the Korea Institute of Curriculum and Evaluation, which deals with atmospheric-indicator interaction(greenhouse effect) and Albedo, which is an essential learning element of radiation equilibrium, were selected. We also analyzed textbook descriptions of Earth Radiative Equilibrium to see if textbook expressions help form concepts.
As a result of analyzing the questionnaire, some prospective teachers found some misconceptions about ‘earth radiative equilibrium'. First, there was a misconception that ‘Eath radiation equilibrium is achieved by latitude due to the circulation of air and seawater'. Second, there was a misconception about the mechanism of greenhouse effect. They had the misconception that the global temperature would rise due to the greenhouse effect, which led prospective teachers to think that the presence of the atmosphere would reduce the global temperature. They also had the misconception that they could maintain the global average annual temperature due to the greenhouse effect. Third, there was a misconception about ‘Equilibrium reached through synergistic processes of energy entering and exiting the atmosphere and the surface.' Prospective teachers thought that the surface absorbed 96 units of solar radiation by fixing the surface albedo to 4 units in the absence of the atmosphere. At the same time, the index thought to emit 133 units independently. Fourth, there were some ‘lack of conception of Albedo’ in prospective teachers’ survey responses. Many prospective teachers fixed the surface reflections by four units in the absence of the atmosphere. However this understanding can be seen as a neglect of Albedo’s change because it did not consider the close interaction between the surrounding phenomena surrounding the atmosphere.
The results of the textbook analysis are as follows. The textbook does not include some of the expressions of ‘Equilibrium without net access to energy through the interaction of each volume for a long time' when dealing with the earth's radiation equilibrium. In addition, most textbooks included the possibility of causing misconceptions when describing atmospheric-surface interactions (greenhouse effects), an essential learning component of global radiative balance. In the textbooks, for example, the greenhouse effect indicates that the average temperature of the earth increases. In particular, when describing the greenhouse effect, there were many expressions that could cause misunderstanding of students.
Therefore this study suggests the following. First, when explaining the greenhouse effect in textbooks, an explanation of the energy conservation aspects that most of the radiant energy is concentrated on the surface and the surface temperature rises should be addressed. Second, a concept in textbooks should be clearly expressed when explained in text and pictures. Third, the questions should be descriptive rather than multiple choice. And when defining the answer sheet for a descriptive questions, it should be expressed in various reactions instead of one correct answer, and should be considered to reflect various logical thinking processes.
In this study, a survey was conducted of earth science prospective teachers’ perceptions on the earth radiative equilibrium. We tried to identify the misconceptions about what hinders learners when they learn the concept of radiation equilibrium. Therefore as a test tool of this study, the assessment questions of the Korea Institute of Curriculum and Evaluation, which deals with atmospheric-indicator interaction(greenhouse effect) and Albedo, which is an essential learning element of radiation equilibrium, were selected. We also analyzed textbook descriptions of Earth Radiative Equilibrium to see if textbook expressions help form concepts.
As a result of analyzing the questionnaire, some prospective teachers found some misconceptions about ‘earth radiative equilibrium'. First, there was a misconception that ‘Eath radiation equilibrium is achieved by latitude due to the circulation of air and seawater'. Second, there was a misconception about the mechanism of greenhouse effect. They had the misconception that the global temperature would rise due to the greenhouse effect, which led prospective teachers to think that the presence of the atmosphere would reduce the global temperature. They also had the misconception that they could maintain the global average annual temperature due to the greenhouse effect. Third, there was a misconception about ‘Equilibrium reached through synergistic processes of energy entering and exiting the atmosphere and the surface.' Prospective teachers thought that the surface absorbed 96 units of solar radiation by fixing the surface albedo to 4 units in the absence of the atmosphere. At the same time, the index thought to emit 133 units independently. Fourth, there were some ‘lack of conception of Albedo’ in prospective teachers’ survey responses. Many prospective teachers fixed the surface reflections by four units in the absence of the atmosphere. However this understanding can be seen as a neglect of Albedo’s change because it did not consider the close interaction between the surrounding phenomena surrounding the atmosphere.
The results of the textbook analysis are as follows. The textbook does not include some of the expressions of ‘Equilibrium without net access to energy through the interaction of each volume for a long time' when dealing with the earth's radiation equilibrium. In addition, most textbooks included the possibility of causing misconceptions when describing atmospheric-surface interactions (greenhouse effects), an essential learning component of global radiative balance. In the textbooks, for example, the greenhouse effect indicates that the average temperature of the earth increases. In particular, when describing the greenhouse effect, there were many expressions that could cause misunderstanding of students.
Therefore this study suggests the following. First, when explaining the greenhouse effect in textbooks, an explanation of the energy conservation aspects that most of the radiant energy is concentrated on the surface and the surface temperature rises should be addressed. Second, a concept in textbooks should be clearly expressed when explained in text and pictures. Third, the questions should be descriptive rather than multiple choice. And when defining the answer sheet for a descriptive questions, it should be expressed in various reactions instead of one correct answer, and should be considered to reflect various logical thinking processes.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.