야외 지질 학습장의 퇴적암과 지질 구조에 관한 초등학생들의 관찰 및 가설 분석 An Analysis of Observations and Hypotheses of Elementary School Students on Sedimentary Rocks and Geological Structures in Field Courses원문보기
이 연구는 야외 지질 학습에 대한 관찰 및 가설을 분석하여 야외 지질 학습에 대한 방향을 찾아보고자 하는 기초 연구의 성격을 가진 질적 연구이다. 야외 지질 학습장에서의 학습 내용을 분석함으로써 관찰, 가설의 관련성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 지질학습의 특성상 초등학생들은 대부분 시각에 의존하여 관찰하며, 퇴적 지층 지역의 관찰은 암석 관찰에, 가설은 지질 구조에 관한 가설을 많이 생성하였다. 둘째, 관찰 분류들로 분석 한 결과, 이 연구에서 추가한 관찰 행동 영역인 비교 관찰의 빈도가 높게 나타났으며, 2가지 관찰 행동의 조합으로 나타난 사례의 빈도도 높았다. 셋째, 관찰 유형을 기준으로 보면 해석적 관찰 및 비교 관찰과 조합된 과학적 설명 가설의 비율이 가장 높게 나타났다. 이것은 암석과 지질 구조를 해석하고 다른 것과 비교하여 자신의 사고를 합리화 하려는 경향으로 볼 수 있다. 가설 유형을 기준으로 분석한 결과 과학적 설명 가설이 가장 많은 비율을 차지하였고, 사전 지식이나 선개념을 적용하여 해석하고 설명하려는 경향이 있다고 판단된다.
이 연구는 야외 지질 학습에 대한 관찰 및 가설을 분석하여 야외 지질 학습에 대한 방향을 찾아보고자 하는 기초 연구의 성격을 가진 질적 연구이다. 야외 지질 학습장에서의 학습 내용을 분석함으로써 관찰, 가설의 관련성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 지질학습의 특성상 초등학생들은 대부분 시각에 의존하여 관찰하며, 퇴적 지층 지역의 관찰은 암석 관찰에, 가설은 지질 구조에 관한 가설을 많이 생성하였다. 둘째, 관찰 분류들로 분석 한 결과, 이 연구에서 추가한 관찰 행동 영역인 비교 관찰의 빈도가 높게 나타났으며, 2가지 관찰 행동의 조합으로 나타난 사례의 빈도도 높았다. 셋째, 관찰 유형을 기준으로 보면 해석적 관찰 및 비교 관찰과 조합된 과학적 설명 가설의 비율이 가장 높게 나타났다. 이것은 암석과 지질 구조를 해석하고 다른 것과 비교하여 자신의 사고를 합리화 하려는 경향으로 볼 수 있다. 가설 유형을 기준으로 분석한 결과 과학적 설명 가설이 가장 많은 비율을 차지하였고, 사전 지식이나 선개념을 적용하여 해석하고 설명하려는 경향이 있다고 판단된다.
This study is the qualitative study in order to discover a direction of field courses by analyzing what elementary school students observe or hypothesis in field courses. The purpose of it is to find any relevancy between the observations and hypotheses generated. The result of the study were as fol...
This study is the qualitative study in order to discover a direction of field courses by analyzing what elementary school students observe or hypothesis in field courses. The purpose of it is to find any relevancy between the observations and hypotheses generated. The result of the study were as follows; First, most participants have observed mostly based on their vision due to the characteristic of field courses, and the observations of sedimentary layers were mainly generated on the rocks while most hypotheses were on geological structures. Secondly, according to observational descriptions the frequency of the comparative observation was high as well as the cases when two different types of observations were joined together. The last conclusion from this investigation is, according to the standard of observational types, the hypotheses combined with the interpretive observation and comparative observation had the greatest percentage. This shows that many participants tried to rationalize their thoughts by interpreting geological structures and comparing them with other people's cases as well. Scientific explanatory hypotheses were mainly found according to the standard of hypothetical types, which can be constructed that those participants tried to explain and apply established knowledge and preconception.
This study is the qualitative study in order to discover a direction of field courses by analyzing what elementary school students observe or hypothesis in field courses. The purpose of it is to find any relevancy between the observations and hypotheses generated. The result of the study were as follows; First, most participants have observed mostly based on their vision due to the characteristic of field courses, and the observations of sedimentary layers were mainly generated on the rocks while most hypotheses were on geological structures. Secondly, according to observational descriptions the frequency of the comparative observation was high as well as the cases when two different types of observations were joined together. The last conclusion from this investigation is, according to the standard of observational types, the hypotheses combined with the interpretive observation and comparative observation had the greatest percentage. This shows that many participants tried to rationalize their thoughts by interpreting geological structures and comparing them with other people's cases as well. Scientific explanatory hypotheses were mainly found according to the standard of hypothetical types, which can be constructed that those participants tried to explain and apply established knowledge and preconception.
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문제 정의
가설 유형은. 어떻게 나타나며, 관찰 후 생성한 가설의 관련성에 대하여 알아보았다.
이 연구는 서동욱(2004) 연구와 병행된 연구로 야외 지질 학습에 대한 관찰 및 가설을 분석하여 아외지질 학습에 대한 방향을 찾아보고자 하는 기초 연구의 성격을 가진 질적 연구이다. 초등학생들의 야외지질 학습장 학습 과정을 분석하여 관찰 및 가설의 관련성을 알아보는데 그 목적이 있다.
연구이다. 초등학생들을 다양한 암석이 분포되어 있는 지역으로 안내하여, 그들이 현장에서 암석과 지질구조에 관하여 관찰을 하고 가설을 생성하는 과정을 분석하여 초등학생들의 관찰 방법과 가설에 관한 능력을 알아봄으로써, 야외 지질 학습장 현장학습 과정에 관한 정보를 얻는데 그 목적이 있으며, 구체적인 연구문제는 다음과 같다.
성격을 가진 질적 연구이다. 초등학생들의 야외지질 학습장 학습 과정을 분석하여 관찰 및 가설의 관련성을 알아보는데 그 목적이 있다. 연구 결과를 바탕으로 내린 결론은 다음과 같다.
가설 설정
S3: 검은색이 잘 깨지고 밝은 색은 잘 안 깨졌어요. (비교 관찰)
S3: 알갱이가 더 많으니까. 알갱이가 많으면 훨씬 더 잘 깨질 것 같아요.
S4: 이쪽에는 사암이고 위에는 회색이라서 이 암이라고 생각했어요. 밑쪽에는 모래 알갱이 같은 그런 게 붙어 있는 바위가 있고.
T: 아까 꽃동네에서도 햇빛을 많이 받으면 암석이 검게 된다고 그랬었지?
T: 왜 검은색은 더 잘 깨질까?
T:, 돌의 바깥부분은 밝고 속안은 어둡다, 그랬는데 어떤 식의 것이 그랬어요?
T:, 돌이 살짝만 때려도 잘 부서진다., (조작적 관찰) 어떤 것이 그랬어요?
제안 방법
학생들이 관찰한 내용으로 암석에서는 모양, 단단함, 색깔, 크기, 촉감 등이 있으며, 지질 구조로는 단층, 습곡, 지층 등이었다. 가설의 내용으로 암석 가설은 색깔, 단단함, 모양, 침전물, 구성성분, 풍화 등이 있으며, 지질 구조로 지층 형성 관련, 지층 모양, 지층의 색, 단층, 부정합, 습곡, 침식 관련 가설 등이 있었다.
가설분류틀을 조합시켜 분석하였다. 다음의 분석은 관찰분류틀의 영역을 기준으로 분석한 것으로 영역별로 가설분류틀 3가지 영역을 모두 포함시켜 분석한 것이다.
적게 나타났다. 서로 연관을 지어 설명하기보다 각각 관찰한 사실들을 나열하는 방식으로 관찰이 이루어졌다. 색깔과 햇빛이나 곰팡이를 관련지어 설명하는 모습을 볼 수 있으며, 암석에 대한 내용은 색깔 관련 내용을 중심으로, 지질 구조는 지층 모양이 중심이 된다.
선정된 초등학생들과 야외 지질 답사를 실시하고, 그 결과를 분석하였다. 결과 분석에는 지구과학교육과 박사과정 3명이 참여하고, 지구과학교육과 교수 3 분에게 자문을 구하였다.
가설을 생성하도록 하였다. 여기서는 관찰과 가설 각각에 대하여 암석과 지질 구조별로 나누어 분석하였다.
연구 절차는 야외 지질 답사 코스를 개발 (Table 1)하고, 야외지질 답사 코스의 타당도 검증을 위하여 전문가와 함께 답사를 실시한 후 연구 대상자를 선정하여 야외지질 답사(초등학생)를 실시하고, 결과를 분석하였다.
이 분석은 초등학생들이 작성한 활동지를 중심으로 면담 과정에서 나타난 가설을 포함하여 분석하였으며, 가설의 독립변인에 따른 종속변인과의 관련성까지 포함되었다. 관찰 장소를 이동하여 유사한 내용을 설명하는 것은 같은 원에 포함을 시켰기 때문에 관찰 내용의 종류는 감소하였다.
초등학생들의 면담 전사물을 바탕으로 관찰분류 틀과 가설분류틀을 조합시켜 분석하였다. 다음의 분석은 관찰분류틀의 영역을 기준으로 분석한 것으로 영역별로 가설분류틀 3가지 영역을 모두 포함시켜 분석한 것이다.
초등학생들의 활동지와 면담 전사물을 바탕으로 관찰한 내용을 분석하였다.
대상 데이터
선정된 초등학생들과 야외 지질 답사를 실시하고, 그 결과를 분석하였다. 결과 분석에는 지구과학교육과 박사과정 3명이 참여하고, 지구과학교육과 교수 3 분에게 자문을 구하였다. 자료의 수집과 분석 그리고, 결론 도출의 전 과정에 연구자의 사전 편견과 주관성과 이론적 경향이 개입될 수 있어 가능한 편견을 배제하고 중립적인 자세를 기하도록 노력하였다.
야외 지질 답사 코스의 타당도 검증을 위하여 지구과학전공 교수 3분 및 지구조전공 박사, 암석학 박사와 함께 사전 답사를 실시하여 지질학습장에 대한 타당도를 검증한 후(Table 2), 연구 대상자를 선정하였다. 선정된 초등학생들과 야외 지질 답사를 실시하고, 그 결과를 분석하였다.
이 연구를 위한 연구 대상은 청주 시내 6학년에 재학 중인 초등학생 4명을 대상으로 하였다. 연구 절차는 야외 지질 답사 코스를 개발 (Table 1)하고, 야외지질 답사 코스의 타당도 검증을 위하여 전문가와 함께 답사를 실시한 후 연구 대상자를 선정하여 야외지질 답사(초등학생)를 실시하고, 결과를 분석하였다.
이론/모형
면담의 모든 과정은 캠코더로 촬영하여 전사하였으며, 수집된 자료의 분석 과정 즉, 자료의 감소, 자료의 배열, 결론 도출은 Miles & Huber man(1994)의 방식에 따랐다(Fig. 2).
서동욱(2004)의 연구에서 정한 관찰분류틀 및 가설분류 틀을 이용하여 초등학생들의 관찰과 가설의 유형을 살펴보고, 이를 분석하였다.
성능/효과
T: 자세히 보니 역암은 거의 없고 사암 또는 이 암이 대부분이었다.'(해석적 관찰) 여기서 사암하고 이 암하고는 어떤 것으로 구분했어요?
관찰 행동 5개 영역 중에 가장 많은 빈도를 보이는 것이 해석적 관찰이며, 특히 지질 구조와 관련된 관찰에서 그 빈도가 다소 높게 나타났다. 이것은 예비교사의 경우(서동욱, 2004)와 거의 유사함을 보이고 있는데, 지질 구조 관찰은 초보적 관찰이나 조작적 관찰 보다는 해석이 많이 요구되기 때문이다.
둘째, 초등학생들도 비교 관찰을 많이 하였으며, 암석은 조작적 가설, 지질 구조는 설명 가설의 비율이 우세하게 나타났다. 초등학생들은 자신이 관찰하고 생성한 가설에 대하여 자신감이 없기 때문에 다른 현상들과 비교하여 설명하려는 경향이 뚜렷하다.
초등학생들은 자신이 관찰하고 생성한 가설에 대하여 자신감이 없기 때문에 다른 현상들과 비교하여 설명하려는 경향이 뚜렷하다. 셋째, 초등학생과 예비교사의 지적, 방법적 차이를 감안하지 않아도 관찰 방법과 내용이 유사한 경우가 많았으며, 이러한 연구 결과는 초등학교에서부터, . 대학교에 이르기까지 지질학습 관련 현장학습이 이루어지지 않아 초등학생 및 예비교사 모두 처음 참여하는 현장학습이기 때문에 그 관찰 방법이나 관찰 내용이 유사한 것으로 생각된다.
지질 구조에 관한 비교 관찰은 꽃동네 지층에서, 암석에 관한 비교 관찰은 금왕 지층에서 빈도가 높게 나타났다. 지질 구조에 관한 내용은 자신이 알고 있는 지식을 동원하고 또는 다른 장소와 비교하여 관찰 및 가설을 만들기 때문으로 해석된다.
첫째, 야외 지질 학습에서 대부분의 학생들이 시각에 의존하여 관찰하였으며, 소수의 학생만이 촉각과 청각을 사용하여 야외 학습을 수행하였다. 특히 미각과 후각은 전혀 사용하지 않았다.
퇴적암 지대에서, 해석적 관찰과 관련된 가설의 비율은 지질 구조는 높았으나, 암석에 관한 가설의 빈도는 현저하게 낮게 나타났다. 퇴적암 지역에서는 암석 관찰 보다 지질 구조에 관한 가설을 많이 만든다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
3) 암석과 지질 구조에 대한 오개념이 많았으며, 야외 지질 학습장에서 발생하는 오개념은 무엇이고, 이를 어떻게 지도할 것인가에 대한 추후 연구도 필요할 것으로 본다.
또한 교실에서 이루어지는 암석 수업은 대부분 전형적인 특징만 나타나는 작은 표본으로 야외에 나타나는 커다란 노두에서 암석을 구별하는데 어려워한다. 표본을 좀 더 크게 하거나 교과서에 다양한 모양의 사진을 제시해 주어야 할 것이다.
참고문헌 (22)
권용주, 양일호, 정원우, 2000, 예비 과학교사들의 가설 창안 과정에 대한 탐색적 분석, 한국과학교육학회지, 20 (1), 29-42
Miles, M.B. and Huberman, A.M., 1994, Qualitative data anaysis: An expanded sourcebook, London, SAGE Publications
Orion, N. and Hofstein, A., 1994, Factors that influence learning during a scientific field trip in a natural environment, Journal of Research in Scince Teaching, 31 (10), 1097-1119
Orion, N., 1989, Development of a highschool geology course based on field trips, Journal of Geological Education, 37, 13-17
Orion, N., 1993, A model for the development and implementation of field trips as an integral part of the science School Science & Mathematics, 93 (6), pp. 325-331
Sorentino, A.V. and Bell, P.E., 1970, A comparison of attituded values with empirically det ermined values of secondary school freld trips. Science Education, 55, 233-236
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