2009 개정 과학과 교육과정의 효과적인 실행을 위한 중학생들의 지구계에 대한 이해 Middle School Students' Understanding about Earth Systems to Implement the 2009 Revised National Science Curriculum Effectively원문보기
이 연구의 목적은 2009 개정 과학과 중학교 교육과정을 효과적으로 실행하기 위해 중학생들의 지구계에 대한 기초적인 인식을 조사하였다. 1219명의 학생들이 설문조사에 참여했으며 학생들의 지구계에 대한 기초적인 이해, 지구계와 관련된 23개의 개념(내용)에 대한 이해 수준과 중요성을 조사하였다. 지구계에 대한 기초적인 이해 결과를 살펴보면 약 67%의 학생들이 지구계에 대한 용어에 대해 잘 모른다고 응답하였다. 지구계의 구성요소 중에서는 대기권과 수권을 가장 잘 인식하고 있었으며, 빙권에 대해서는 지구계의 구성요소로서 낮은 이해 수준을 보였다. 23개 지구계 관련개념(내용)에서는 성별에 따라 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, ESU#4, 5, 6에 관련된 주요 개념에서 남학생들이 이해 수준과 중요성에 대한 인식 수준이 더 높게 나타났다. 아울러, 학년별로는 23개 중에 10개의 개념에 대한 중요성의 인식 차이를 나타냈다. 교육과정의 실행과 학교 현장을 위한 제언이 논의되었다.
이 연구의 목적은 2009 개정 과학과 중학교 교육과정을 효과적으로 실행하기 위해 중학생들의 지구계에 대한 기초적인 인식을 조사하였다. 1219명의 학생들이 설문조사에 참여했으며 학생들의 지구계에 대한 기초적인 이해, 지구계와 관련된 23개의 개념(내용)에 대한 이해 수준과 중요성을 조사하였다. 지구계에 대한 기초적인 이해 결과를 살펴보면 약 67%의 학생들이 지구계에 대한 용어에 대해 잘 모른다고 응답하였다. 지구계의 구성요소 중에서는 대기권과 수권을 가장 잘 인식하고 있었으며, 빙권에 대해서는 지구계의 구성요소로서 낮은 이해 수준을 보였다. 23개 지구계 관련개념(내용)에서는 성별에 따라 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, ESU#4, 5, 6에 관련된 주요 개념에서 남학생들이 이해 수준과 중요성에 대한 인식 수준이 더 높게 나타났다. 아울러, 학년별로는 23개 중에 10개의 개념에 대한 중요성의 인식 차이를 나타냈다. 교육과정의 실행과 학교 현장을 위한 제언이 논의되었다.
The purpose of this study was to explore middle school students' perceptions about earth systems in order to implement the 2009 revised national science curriculum effectively. A total of 1219 students participated in the survey and asked to determine their basic understandings about earth systems, ...
The purpose of this study was to explore middle school students' perceptions about earth systems in order to implement the 2009 revised national science curriculum effectively. A total of 1219 students participated in the survey and asked to determine their basic understandings about earth systems, self-reported knowledge level, and perceived significance level of the 23 earth systems concepts (contents). In relation to students' basic understandings about earth system, approximately 67% students reported that they didn't know about the term of the earth system. Atmosphere and hydrosphere were highly perceived as major component of earth system. However, cryoshere was perceived to be least familiar by the subjects. The findings also showed that students' self-reported knowledge level and significance level about major ESU#4, #5, #6 related concepts (contents) were significantly different by gender. Most of male students were more knowledgeable and perceived more significant than female students. Regarding the difference of the perceived significance level by grade, 10 out of 23 concepts were significantly different. Some implications for implementing the revised curriculum and school fields were discussed.
The purpose of this study was to explore middle school students' perceptions about earth systems in order to implement the 2009 revised national science curriculum effectively. A total of 1219 students participated in the survey and asked to determine their basic understandings about earth systems, self-reported knowledge level, and perceived significance level of the 23 earth systems concepts (contents). In relation to students' basic understandings about earth system, approximately 67% students reported that they didn't know about the term of the earth system. Atmosphere and hydrosphere were highly perceived as major component of earth system. However, cryoshere was perceived to be least familiar by the subjects. The findings also showed that students' self-reported knowledge level and significance level about major ESU#4, #5, #6 related concepts (contents) were significantly different by gender. Most of male students were more knowledgeable and perceived more significant than female students. Regarding the difference of the perceived significance level by grade, 10 out of 23 concepts were significantly different. Some implications for implementing the revised curriculum and school fields were discussed.
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문제 정의
개정된 과학과 교육과정을 학교 현장에 효과적으로 실행하기 위해서는 최우선적으로 지구계에 대한 중학생들의 기초적인 인식에 대한 연구부터 조사를 해야 할 것이다. 따라서, 이 연구에서는 중학교 과학 교과서 집필, 교수학습의 방향 설정, 교사 연수 프로그램 개발, 교수 자료 개발 등에 기초 자료를 제공할 수 있도록 지구계에 대한 중학생들의 인식을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 연구 목적에 따른 구체적인 연구 내용을 두 가지 설정하였다.
이 연구에서는 2009 개정 중학교 과학과 교육과정의 지구과학 영역이 효과적으로 실행되기 위해 지구계에 관한 중학생들의 기초적인 인식 조사를 목적으로 하고 있다. 중학생을 대상으로 지구계에 대한 기초적인 이해, 지구계와 관련된 개념의 이해 정도, 중요성의 인식 정도를 성별과 학년별로 어떻게 차이가 있는지 조사한 결과는 다음과 같다.
제안 방법
‘인간이나 지구환경이 우주(권)으로부터 영향을 받는 현상 또는 예시’에 대해 기술하는 문항의 분석은 가장 많이 나온 ‘현상’에 대해 빈도 분석을 하였다.
수정 · 보완된 주요 내용은 지역 사회 관련 주제와 과학적 용어 에 관한 것이었다. 1차 수정된 설문지는 중학생 103명에게 예비투입을 하였으며, 문항의 이해 정도와 용어의 어려움 등을 파악하여 최종 수정하였다. 이 연구에서 측정한 설문지의 신뢰도(Cronbach’s α)는 지구계에 대한 이해 수준 영역에서는 0.
, 1997a, 1997b). 각각의 항목은 6단계 Likert 척도로 측정하였다.
중학생들의 지구계에 대한 이해를 조사하기 위하여 Lee(2002)와 Jax(1995)에 의해 개발되어 검증받고 적용되었던 설문지를 수정하여 사용하였다. 설문지는 크게 3개의 영역으로 되어 있으며 첫 번째 영역은 응답자의 일반적인 정보(예, 성별, 학년, 성적 등)와 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하는 문항으로 구성하였다. 지구계에 대한 기초적인 이해 수준을 조사하기 위해 지구계라는 용어를 들어본 유무, 지구계의 구성요소, 우주권(외권)의 영향에 대한 문항으로 구성하였다.
이 연구에서는 극지방에 있는 빙하, 높은 산의 만년설 등 지구의 얼음과 관련된 하위 권역인 ‘빙권’을 지구계의 주요 구성요소로서 다룬다(교육과학기술부, 2011b).
이 연구에서는 우리나라 중학생을 대상으로 실시하기 위해 설문지를 번역하고 지구과학 교육 전문가 2명과 석 · 박사 과정에 있는 교사 8명으로 구성된 워크숍을 통해 검토하고 수정·보완하였다.
자료 수집은 조사 대상 학교의 교사들을 통해 중 학생들에게 직접 설문지를 배부하고 작성 후 바로 회수하였다. 자료 수집 기간은 2011년 9월 1일-2011년 10월 31일까지였다.
중학생들의 지구계에 대한 이해를 조사하기 위하여 Lee(2002)와 Jax(1995)에 의해 개발되어 검증받고 적용되었던 설문지를 수정하여 사용하였다. 설문지는 크게 3개의 영역으로 되어 있으며 첫 번째 영역은 응답자의 일반적인 정보(예, 성별, 학년, 성적 등)와 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하는 문항으로 구성하였다.
설문지는 크게 3개의 영역으로 되어 있으며 첫 번째 영역은 응답자의 일반적인 정보(예, 성별, 학년, 성적 등)와 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하는 문항으로 구성하였다. 지구계에 대한 기초적인 이해 수준을 조사하기 위해 지구계라는 용어를 들어본 유무, 지구계의 구성요소, 우주권(외권)의 영향에 대한 문항으로 구성하였다. 지구계의 구성요소는 지구계교육에서 제시한 5개의 하위 권역(지권, 수권, 기권, 생물권, 빙권)으로 구분하여 조사하였다(Mayer, 1991b; Mayer and Fortner, 1995).
학생들의 지구계에 대한 기초적인 이해를 조사하기 위해 ‘지구계’ 또는 ‘지구시스템’이라는 용어를 알고 있는지 여부에 대해 조사하였다.
대상 데이터
이 연구는 광역시 소재 중학생 1219명을 대상으로 실시하였다. 광역시 소재 4개의 교육지원청 별로 1개의 중학교를 임의 표집하였으며, 중학교가 많은 교육지원청은 1개 더 추가하여 총 5개 학교를 연구 대상으로 선정하였다. 예비투입의 경우 중학생 103명(남자 57명, 여자 46명)을 대상으로 실시하였고 본 투입에는 중학교 총 1219명이 참여하였다.
광역시 소재 4개의 교육지원청 별로 1개의 중학교를 임의 표집하였으며, 중학교가 많은 교육지원청은 1개 더 추가하여 총 5개 학교를 연구 대상으로 선정하였다. 예비투입의 경우 중학생 103명(남자 57명, 여자 46명)을 대상으로 실시하였고 본 투입에는 중학교 총 1219명이 참여하였다. 전체 1219명 중 남학생은 518명(42.
이 연구는 광역시 소재 중학생 1219명을 대상으로 실시하였다. 광역시 소재 4개의 교육지원청 별로 1개의 중학교를 임의 표집하였으며, 중학교가 많은 교육지원청은 1개 더 추가하여 총 5개 학교를 연구 대상으로 선정하였다.
자료 수집은 조사 대상 학교의 교사들을 통해 중 학생들에게 직접 설문지를 배부하고 작성 후 바로 회수하였다. 자료 수집 기간은 2011년 9월 1일-2011년 10월 31일까지였다. 전체 1239부의 설문지를 배부하였으며 불성실하게 응답하거나 복수의 응답을 하는 등의 오류가 있는 20부를 제외한 1219부를 분석에 사용하였다.
자료 수집 기간은 2011년 9월 1일-2011년 10월 31일까지였다. 전체 1239부의 설문지를 배부하였으며 불성실하게 응답하거나 복수의 응답을 하는 등의 오류가 있는 20부를 제외한 1219부를 분석에 사용하였다. 자료의 분석은 지구계교육의 7가지 이해틀(Mayer, 1991b; Mayer and Fortner, 1995; Mayer et al.
데이터처리
, 2007)을 기초로 분류하여 실시하였으며, 자료의 기본적인 처리와 분석은 기술적인 통계량인 빈도, 백분율, 평균, 표준편차를 산출하였다. 응답한 학생들의 성별에 따른 이해 정도와 중요성에 대한 인식 차이를 분석하기 위해 t검증을 실시하였고, 학년별로 차이를 검증하기 위해 One-Way ANOVA를 실시하였다. ‘인간이나 지구환경이 우주(권)으로부터 영향을 받는 현상 또는 예시’에 대해 기술하는 문항의 분석은 가장 많이 나온 ‘현상’에 대해 빈도 분석을 하였다.
전체 1239부의 설문지를 배부하였으며 불성실하게 응답하거나 복수의 응답을 하는 등의 오류가 있는 20부를 제외한 1219부를 분석에 사용하였다. 자료의 분석은 지구계교육의 7가지 이해틀(Mayer, 1991b; Mayer and Fortner, 1995; Mayer et al., 2007)을 기초로 분류하여 실시하였으며, 자료의 기본적인 처리와 분석은 기술적인 통계량인 빈도, 백분율, 평균, 표준편차를 산출하였다. 응답한 학생들의 성별에 따른 이해 정도와 중요성에 대한 인식 차이를 분석하기 위해 t검증을 실시하였고, 학년별로 차이를 검증하기 위해 One-Way ANOVA를 실시하였다.
성능/효과
23개의 지구계 관련 개념(내용) 중에 10개의 개념이 성별에 따라 통계적으로 유의미한 차이를 나타났으며, 모두 남학생의 평균값이 높게 나왔다. 지구의 가치나 아름다움에 대한 ESU#1과 인간 활동의 영향에 대한 ESU#2는 t-검증 결과 평균값이 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.
23개의 지구계의 개념(또는 내용)에 대한 중학생들의 이해 수준을 성별에 따라 t검증한 결과는 Table 4와 같다. 23개의 지구계 관련 개념(내용)중에 13개의 개념(또는 내용)이 성별에 따라 통계적으로 유의미한 차이를 나타났으며, 모두 남학생의 평균값이 높게 나왔다. 지구의 가치나 아름다움에 대한 ESU#1과 인간 활동의 영향에 대한 ESU#2는 t-검증 결과 평균값이 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.
다음으로 우주권의 영향에 대한 문항에서는 약 75%의 학생들이 우주권으로부터 영향을 받고 있다고 응답하였지만, 영향을 받고 있는 예시를 분석한 결과 ‘운석’이라고 가장 많이 서술하였고, UFO, 외계인 등 지구계에 영향을 주는 우주권에 대해 일부 학생들은 제대로 인식하지 못하고 있다.
둘째, 중학생들의 지구계와 관련된 개념(내용)에 대한 이해 수준을 성별과 학년별로 차이점을 살펴보면 23개의 지구계 관련 개념 중 13개의 개념이 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 지구의 역사와 관련 된 ESU#5의 모든 개념(예, 지구의 역사, 진화, 화석, 자연에서의 순환)에서 남학생의 이해 수준이 높게 나타났으며, ESU#4와 ESU#3에서 일부 개념에서 차이가 있었고 지역관련 주제에서는 ‘우리 지역의 지하자원’ 항목에서 남녀의 차이가 보였다.
셋째, 지구계와 관련된 개념(내용)의 중요성에 대한 인식 수준은 23개 중에 10개의 개념에서 성별에 따라 차이가 있었으며 이해 수준과 마찬가지로 ESU#5 의 모든 개념에서 남학생의 중요성에 대한 인식 정도가 높게 나타났으며, ESU#3, 4, 6의 일부 개념에 서 중요성에 대한 인식 차이가 있었다. 지역 관련 주제에서도 ‘우리 지역의 지하자원’ 항목에서 남녀의 차이가 보였다.
첫째, 지구계에 대한 중학생들의 기초적인 이해 수준을 분석한 내용을 살펴보면 약 67%의 학생들이 지구계 또는 지구시스템이라는 용어에 대해 잘 모른다고 답하였고 지구계에 대한 용어를 알고 있다고 답변한 학생들 중에도 지구계의 구성요소에 대해서는 부정확하게 인식하고 있었다. 응답자의 약 29% 정도만 지권, 수권, 기권, 생물권, 빙권을 모두 지구계의 구성요소라고 대답하였고 특히, 빙권을 지구계의 구성 요소로 포함시킨 학생들은 40.6% 정도였다. 이는 고수진(2009)에 의해 초등학교 과학영재학생들이 지구계의 요소 중 빙권에 대해 인식하지 못하는 결과와 일치한다.
이 연구의 결과를 통해 2009 개정 중학교 과학교육과정에서 지구과학 영역의 핵심적인 개념인 ‘지구계’에 대한 학생들의 기초적인 이해 수준을 알 수 있었다.
27)보다 이해 수준이 높은 것으로 나타났다. 지구계의 구성요소와 지구 역사, 순환과 관련된 ESU#4와 관련된 항목에서는 판 구조론의 과정, 지구의 내부 구조, 지구계의 상호작용을 통한 환경의 변화에서 남학생의 이해 수준이 높은 것으로 분석되었다. 지구의 역사와 관련된 ESU#5에서는 지구의 역사(남학생 M=3.
39)보다 중요성의 인식 수준이 높은 것으로 나타났다. 지구계의 구성요소와 지구 역사, 순환과 관련된 ESU#4와 관련된 항목에서는 판구조론의 과정, 지구의 내부 구조, 지구계의 상호작용을 통한 환경의 변화에서 남학생이 더 중요하다고 이해하는 것으로 분석되었다. ESU#5에서는 진화(남학생 M=4.
지구의 역사와 관련 된 ESU#5의 모든 개념(예, 지구의 역사, 진화, 화석, 자연에서의 순환)에서 남학생의 이해 수준이 높게 나타났으며, ESU#4와 ESU#3에서 일부 개념에서 차이가 있었고 지역관련 주제에서는 ‘우리 지역의 지하자원’ 항목에서 남녀의 차이가 보였다.
첫째, 지구계에 대한 중학생들의 기초적인 이해 수준을 분석한 내용을 살펴보면 약 67%의 학생들이 지구계 또는 지구시스템이라는 용어에 대해 잘 모른다고 답하였고 지구계에 대한 용어를 알고 있다고 답변한 학생들 중에도 지구계의 구성요소에 대해서는 부정확하게 인식하고 있었다. 응답자의 약 29% 정도만 지권, 수권, 기권, 생물권, 빙권을 모두 지구계의 구성요소라고 대답하였고 특히, 빙권을 지구계의 구성 요소로 포함시킨 학생들은 40.
태양계와 관련된 ESU#6에서는 ‘태양계’, ‘행성의 운동’, ‘지구의 운동’ 등 네 개의 개념 모두에서 남학생이 여학생보다 이해 수준이 높게 나타났으며, ‘태양계’ 개념의 경우 23개의 개념 중 제일 높은 평균값(남학생 M=4.19)을 보였다.
학년별로 23개 개념의 이해 수준에 대한 차이를 비교하기 위해 One-Way ANOVA 분석한 결과 23개 개념 중 2개의 개념(내용)만이 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(Table 5). 학년별로 평균값을 비교한 결과 자원의 재활용 개념에서는 1학년 학생들의 평균값(M=4.
학년별로 23개 개념의 중요성의 인식 수준에 대한 차이를 비교하기 위해 One-Way ANOVA 분석한 결과 23개 개념 중 8개의 개념(내용)이 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(Table 8). 학년별로 평균값을 비교한 결과 ‘과학 관련 직업’ 항목을 제외하고는 7개의 개념에서 모두 1학년 학생들의 평균값이 제일 높게 나타났으며, 그 다음으로 3학년, 2학년 순으로 나타났다.
후속연구
이상의 연구 결과를 보면 지구계와 관련하여 다양한 연구가 수행되었지만, 2009 개정 중학교 과학 교육과정을 적용하기 앞서 ‘지구계’와 관련하여 수행된 연구는 찾아볼 수 없다. 개정된 과학과 교육과정을 학교 현장에 효과적으로 실행하기 위해서는 최우선적으로 지구계에 대한 중학생들의 기초적인 인식에 대한 연구부터 조사를 해야 할 것이다. 따라서, 이 연구에서는 중학교 과학 교과서 집필, 교수학습의 방향 설정, 교사 연수 프로그램 개발, 교수 자료 개발 등에 기초 자료를 제공할 수 있도록 지구계에 대한 중학생들의 인식을 탐색하는 것을 목적으로 한다.
이 연구의 결과를 통해 2009 개정 중학교 과학교육과정에서 지구과학 영역의 핵심적인 개념인 ‘지구계’에 대한 학생들의 기초적인 이해 수준을 알 수 있었다. 이 연구의 양적인 분석 결과를 바탕으로 질적인 연구가 수행된다면 보다 심층적으로 해석하고 이 해할 수 있을 것이다. 현재 결과에 비추어 보면 많은 학생들이 부정확하게 알고 있으며 이해 수준이 낮은 것으로 조사되었다.
현재 결과에 비추어 보면 많은 학생들이 부정확하게 알고 있으며 이해 수준이 낮은 것으로 조사되었다. 이해 수준에 비해 중요성의 인식 수준이 높은 것은 긍정적으로 생각할 수 있지만 중학교 학생들에게 지구와 우주과학을 공부하는 데 있어서 모든 개념을 아우를 수 있는 지구계에 대해 효과적으로 학습하고 바른 이해를 증진시키기 위해서 이 연구의 결과가 기여할 것으로 기대된다. 특히, 성별에 따른 차이와 학년별로의 통계적인 차이를 질적인 자료 또는 2009 개정 과학과 교육과정의 현장 적용을 통해 분석한다면 교육과정 적용에 있어서 의미있는 방향과 구체적인 방법을 제시할 수 있을 것이다.
이해 수준에 비해 중요성의 인식 수준이 높은 것은 긍정적으로 생각할 수 있지만 중학교 학생들에게 지구와 우주과학을 공부하는 데 있어서 모든 개념을 아우를 수 있는 지구계에 대해 효과적으로 학습하고 바른 이해를 증진시키기 위해서 이 연구의 결과가 기여할 것으로 기대된다. 특히, 성별에 따른 차이와 학년별로의 통계적인 차이를 질적인 자료 또는 2009 개정 과학과 교육과정의 현장 적용을 통해 분석한다면 교육과정 적용에 있어서 의미있는 방향과 구체적인 방법을 제시할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지구계에 대한 내용이 학교 현장에서 다루어지기 시작한 시기는?
우리나라에서는 제7차 과학과 교육과정에서부터 ‘지구계’에 대한 내용이 등장하여 학교 현장에서 다루어지기 시작했다. 이 교육과정에서는 ‘지구과학’이 과학 기술, 정보 사회의 시민으로서 ‘지구과학적 소양’을 갖추도록 하기 위한 과목이라고 기술하였으며, 지구 과학 I 교과에서는 지구환경, 물질과 에너지의 순환과 그 구성요소들과의 상호작용에 대한 내용을 포함하고 있다(교육인적자원부, 2000).
교육과정의 지구과학이 이전의 중학교 교육과정과 크게 다른 점은 무엇이 있나?
2011년 8월에 교육과학기술부가 개정 고시한 중학교 과학과 교육과정의 지구과학과 관련된 내용을 살펴보면, 이전의 중학교 교육과정과 크게 다른 점을 발견할 수 있다. ‘지구계’가 지구과학 내용을 다루는 개념적인 초점으로서 적용되고 있으며, 지구계의 구성 요소인 지권, 수권, 기권, 외권 등이 단원명으로 사용되었다. 중학교에서 다루게 될 지구와 우주과학에 관련된 내용을 지구계라는 통합적 관점에서 이해하고 접근할 수 있도록 구성한 것이다. 개정된 교육 과정에서는 지구계를 구성하는 각 권의 상호작용, 물질과 에너지의 순환 등을 이해하여 지구 환경을 구성하는 모든 요소가 연관되어 있고 상호작용하고 있다는 것을 강조하고 있다. 아울러, 지구와 우주에 관한 현상들을 시스템적인 측면에서 이해하고 인간 활동이 지구계에 미치는 영향(예, 우주 개발 등)이 중요하게 다루어지고 있다(교육과학기술부, 2011a, 2011b).
개정된 교육 과정의 지구과학에서 강조되는 내용은?
중학교에서 다루게 될 지구와 우주과학에 관련된 내용을 지구계라는 통합적 관점에서 이해하고 접근할 수 있도록 구성한 것이다. 개정된 교육 과정에서는 지구계를 구성하는 각 권의 상호작용, 물질과 에너지의 순환 등을 이해하여 지구 환경을 구성하는 모든 요소가 연관되어 있고 상호작용하고 있다는 것을 강조하고 있다. 아울러, 지구와 우주에 관한 현상들을 시스템적인 측면에서 이해하고 인간 활동이 지구계에 미치는 영향(예, 우주 개발 등)이 중요하게 다루어지고 있다(교육과학기술부, 2011a, 2011b).
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