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문제 정의
- 뿐만 아니라 주상절리, 돌개구멍, 층내 교란구조 등 다양한 지질구조가 존재하기 때문에 야외지질 학습자료로 매우 활용가치가 높다. 따라서 본 연구에서는 이러한 다양한 지질학습 요소가 존재하는 적벽강 일대를 중심으로 학생에게 적용 가능한 야외지질 학습자료를 개발하고 이를 적용해 봄으로써 그 교육적 효과를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 먼저 전라북도 전주시 소재 중학교 2학년 두 학급을 연구 대상으로 선정하여 사전 검사를 실시하였다.
- 따라서 본 연구에서는 초·중·고등학교 학생들이 지구과학 학습을 할 수 있는 다양한 지질학적 특징을 가지고 있는 적벽강 일대에 대한 야외지질 학습 자료를 개발하고 중학생들을 대상으로 현장 교육에 적용해 봄으로써 학생들의 과학과 관련된 태도 등의 반응을 알아보았다.
제안 방법
- 이를 위하여 먼저 전라북도 전주시 소재 중학교 2학년 두 학급을 연구 대상으로 선정하여 사전 검사를 실시하였다. 그리고 야외지질학습의 교육적 효과를 알아보기 위해 두 학급 중에서 통제집단은 강의 및 실험실 활동 등의 전통적 설명식 수업을 실시하였으며, 실험집단은 강의와 실험실 활동을 한 후 적벽강 일대에서 야외지질 학습을 수행하였다. 마지막으로 야외지질학습 후 사전 검사와 동일한 문항으로 사후 검사를 실시하여 사전 검사와 사후 검사 결과를 비교함으로써 야외지질학습의 교육적 효과를 검증하였다.
- 특히 야외지질학습을 할 때에는 전반적인 퇴적층을 관찰하여 퇴적층의 상부와 하부를 구별해 볼 수 있도록 지도하였으며 또한 격포리층 퇴적물의 색상과 입도를 가지고 퇴적암을 구분해 볼 수 있도록 하였다. 그리고 적벽강 일대에서 관찰할 수 있는 단층과 습곡 등을 찾아보고 지질구조에 대한 이름 짓기, 구조의 특징을 분류하게 하였다.
- 이렇게 수집된 자료를 활용하여 노두의 생성과정 및 특징에 대한 활발한 토론이 이루어질 수 있도록 지도하였다. 또한 모둠별로 토의된 내용을 정리하여 전체에게 발표하는 시간을 거쳐 야외지질학습을 통해 학습된 내용을 정리하고 발표하도록 하였다. 특히 야외지질학습을 할 때에는 전반적인 퇴적층을 관찰하여 퇴적층의 상부와 하부를 구별해 볼 수 있도록 지도하였으며 또한 격포리층 퇴적물의 색상과 입도를 가지고 퇴적암을 구분해 볼 수 있도록 하였다.
- 리커트(Likert) 5점 척도를 사용하여 ‘과학에 관한 인식’, ‘과학에 대한 흥미’, ‘과학적 태도’의 영역을 조사하였으며(Table 2), 평가지의 문항은 리커트 척도가 높을수록 긍정적으로 해석할 수 있도록 결과를 도출하였다.
- 그리고 야외지질학습의 교육적 효과를 알아보기 위해 두 학급 중에서 통제집단은 강의 및 실험실 활동 등의 전통적 설명식 수업을 실시하였으며, 실험집단은 강의와 실험실 활동을 한 후 적벽강 일대에서 야외지질 학습을 수행하였다. 마지막으로 야외지질학습 후 사전 검사와 동일한 문항으로 사후 검사를 실시하여 사전 검사와 사후 검사 결과를 비교함으로써 야외지질학습의 교육적 효과를 검증하였다. 사전 검사와 사 후 검사로는 과학과 관련된 정의적 영역인 과학에 관한 인식, 과학에 대한 흥미, 과학적 태도에 대한 평가지로 Kim et al.
- 본 연구를 위하여 적벽강 일대에서 관찰할 수 있는 다양한 야외지질학습 요소 중 학생들의 수준에 맞게 적용 가능하거나 학생들의 지적 호기심을 자극할 수 있는 학습 주제를 선정하여 학습자료를 개발하였다. 이렇게 개발된 자료는 학습자료의 타당도 검증을 위해 지질학 박사 2명, 과학교육학 박사 3명과 협의를 통해 내용의 적절성에 대한 수정 및 보완이 이루어졌으며, 현직 교사로 재직 중인 과학교육전공 석사과정 3명과 함께 토의 과정을 거쳐 야외지질 학습자료에 대한 교육과정과의 적절성 여부에 대한 협의 과정을 수행하였다.
- 교육과정을 분석한 내용을 토대로 연구지역인 격포 적벽강 일대에서 야외지질 학습자료로 가능한 학습장소를 선정하였다. 본 연구에서는 채석강과 봉화봉 일대의 야외학습장에서 적용한 모형(Park et al., 2007, 2009)을 기반으로 중학생을 대상으로 학습자료를 개발하여 적용하였다(Fig. 1). 선정된 학습 장소에서 학생들이 탐구하는데 도움을 줄 수 있는 안내 자료와 학생들이 관찰과 기록을 하거나 측정한 내용들을 기록할 수 있는 학습지를 개발하였다.
- 1). 선정된 학습 장소에서 학생들이 탐구하는데 도움을 줄 수 있는 안내 자료와 학생들이 관찰과 기록을 하거나 측정한 내용들을 기록할 수 있는 학습지를 개발하였다.
- 야외지질 학습자료를 개발하기 위해 연구지역의 지질학과 관련된 내용(Kim et al,, 1999, Kim, 2000, Choi et al., 2001)과 야외학습을 위한 야외학습장 자료개발(Park et al., 2000; Kang, 2002), 야외학습장 자료개발과 적용(Orion and Hofstein, 1994; Munn et al., 1995; Huntoon et al., 2001; Cho et al., 2002; Lee and Cheong, 2005), 야외학습에 대한 모형 개발과 적용(Orion, 1989, 1993; Maeng and Wee, 2005; Park et al., 2007, 2009)의 사례를 조사하여 정리하였다.
- 이렇게 개발된 자료는 학습자료의 타당도 검증을 위해 지질학 박사 2명, 과학교육학 박사 3명과 협의를 통해 내용의 적절성에 대한 수정 및 보완이 이루어졌으며, 현직 교사로 재직 중인 과학교육전공 석사과정 3명과 함께 토의 과정을 거쳐 야외지질 학습자료에 대한 교육과정과의 적절성 여부에 대한 협의 과정을 수행하였다. 이런 과정을 거쳐 문제로 지적된 사항에 대해서는 연구에 참여한 전문가와의 토의를 통해 수정 보완하였다.
- 본 연구를 위하여 적벽강 일대에서 관찰할 수 있는 다양한 야외지질학습 요소 중 학생들의 수준에 맞게 적용 가능하거나 학생들의 지적 호기심을 자극할 수 있는 학습 주제를 선정하여 학습자료를 개발하였다. 이렇게 개발된 자료는 학습자료의 타당도 검증을 위해 지질학 박사 2명, 과학교육학 박사 3명과 협의를 통해 내용의 적절성에 대한 수정 및 보완이 이루어졌으며, 현직 교사로 재직 중인 과학교육전공 석사과정 3명과 함께 토의 과정을 거쳐 야외지질 학습자료에 대한 교육과정과의 적절성 여부에 대한 협의 과정을 수행하였다. 이런 과정을 거쳐 문제로 지적된 사항에 대해서는 연구에 참여한 전문가와의 토의를 통해 수정 보완하였다.
- 야외지질학습은 5-6명의 소집단 모둠을 편성하여 학생 스스로 노두를 직접 관찰하고 사진촬영 및 스케치를 하여 자료를 수집하였다. 이렇게 수집된 자료를 활용하여 노두의 생성과정 및 특징에 대한 활발한 토론이 이루어질 수 있도록 지도하였다. 또한 모둠별로 토의된 내용을 정리하여 전체에게 발표하는 시간을 거쳐 야외지질학습을 통해 학습된 내용을 정리하고 발표하도록 하였다.
- 또한 모둠별로 토의된 내용을 정리하여 전체에게 발표하는 시간을 거쳐 야외지질학습을 통해 학습된 내용을 정리하고 발표하도록 하였다. 특히 야외지질학습을 할 때에는 전반적인 퇴적층을 관찰하여 퇴적층의 상부와 하부를 구별해 볼 수 있도록 지도하였으며 또한 격포리층 퇴적물의 색상과 입도를 가지고 퇴적암을 구분해 볼 수 있도록 하였다. 그리고 적벽강 일대에서 관찰할 수 있는 단층과 습곡 등을 찾아보고 지질구조에 대한 이름 짓기, 구조의 특징을 분류하게 하였다.
대상 데이터
- 교육과정을 분석한 내용을 토대로 연구지역인 격포 적벽강 일대에서 야외지질 학습자료로 가능한 학습장소를 선정하였다. 본 연구에서는 채석강과 봉화봉 일대의 야외학습장에서 적용한 모형(Park et al.
- 본 연구 지역인 전북 부안군 변산면 적벽강 일대는 한반도 남서부에 위치하며 북동-남서 방향으로 발달한 주향이동 단층시스템을 따라 발생된 중생대 백악기의 육성기원 퇴적분지이다(Kim, 1993). 격포분지의 암석은 하부로부터 화강암, 안산암류가 주로 분포하며 중부는 주로 퇴적암류로 구성된 격포리층이 분포하고 최상부는 유문암 및 유문암질 응회암으로 구성되는 등 다양한 암석이 분포한다(Chun and Lee, 1991).
- 본 연구지역인 적벽강 일대는 전라북도 부안군 변산면 격포리에 위치한 쇄설성 퇴적층으로 공식적으로 격포리층으로 불린다. 격포리층은 한반도의 중앙 남서 부분에 위치하며, 북동-남서 방향의 주향이동단층 시스템을 따라 발생된 백악기의 비해양성 분지이다.
- 본 연구지역인 적벽강 일대는 행정구역상 전라북도 부안군에 위치하며 부안에서 남서 방향의 해안도로를 따라 약 30여 km 떨어진 곳에 위치해 있다. 이 곳은 수 만권의 책을 쌓아 놓은 듯한 해안 절벽으로 유명한 채석강과 적벽강이 있어 자연 경관이 빼어나고, 희귀 동식물의 서식지 및 자연생태계가 잘 보존되어 있어 생태관광지의 요건과 학술적 가치가 높은 곳으로 많은 사람들이 즐겨 찾는 서해안의 유명한 대표적 관광지이다.
- 본 연구지역인 전북 부안군 변산변 적벽강 일대는 다양한 지질학습 요소가 존재하여 야외지질학습 자료로 활용하기에 매우 적합한 곳이다. 여러 학습요소 중 본 연구를 위해 적용한 관찰지점은 총 6곳이며, 이에 대한 세부적인 위치는 Fig. 4와 같다.
- 따라서 본 연구에서는 이러한 다양한 지질학습 요소가 존재하는 적벽강 일대를 중심으로 학생에게 적용 가능한 야외지질 학습자료를 개발하고 이를 적용해 봄으로써 그 교육적 효과를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 먼저 전라북도 전주시 소재 중학교 2학년 두 학급을 연구 대상으로 선정하여 사전 검사를 실시하였다. 그리고 야외지질학습의 교육적 효과를 알아보기 위해 두 학급 중에서 통제집단은 강의 및 실험실 활동 등의 전통적 설명식 수업을 실시하였으며, 실험집단은 강의와 실험실 활동을 한 후 적벽강 일대에서 야외지질 학습을 수행하였다.
- 적벽강 일대 조간대의 야외지질학습과 관련된 2009개정 과학과 교육과정의 중학교, 고등학교 교과서 내용을 분석하고 그 중 야외지질학습과 관련된 내용을 학습 자료로 선정하였다.
- 전주시내 중학교 2학년에서 통제집단과 실험집단 각 1개 학급, 각 20명을 선정하여 3월에 사전 검사를 실시하였고, 5월에 사후 검사를 실시하였다. 검사지는 48문항으로 구성되어 있으며, 과학에 관한 인식의 Cronbach α계수는 0.
데이터처리
- 86의 범위를 갖는다. 또 학업 성취도 검사지를 개발하여 지구과학 교사 3명에게 타당도를 검증받아 사용하였고, dBSTAT 4.1 통계 프로그램으로 결과를 분석하여 처리하였다.
이론/모형
- 사전 검사와 사 후 검사로는 과학과 관련된 정의적 영역인 과학에 관한 인식, 과학에 대한 흥미, 과학적 태도에 대한 평가지로 Kim et al.(1998)가 개발한 48개 문항의 검사지를 사용하였으며, 검사도구의 신뢰도는 0.83-0.86의 범위를 갖는다. 또 학업 성취도 검사지를 개발하여 지구과학 교사 3명에게 타당도를 검증받아 사용하였고, dBSTAT 4.
성능/효과
- 1번 문항에서 ‘매우 그렇다’와 ‘그렇다’의 긍정적인 답변이 82.5%이고, 2번 문항에서 ‘매우 그렇다’와 ‘그렇다’의 긍정적인 답변이 87.5%이며, 3번 문항에서 ‘매우 그렇다’와 ‘그렇다’의 긍정적인 답변이 77.5%인 것은 2차에 걸쳐 실시된 야외지질학습 활동으로 학생들의 반응이 긍정적으로 변하였고, 과학적인 탐구 태도가 실험집단 학생들 사이에 많이 확산되었음을 알 수 있었다.
- 과학과 관련된 정의적 영역에 해당하는 과학에 대한 인식, 과학에 대한 흥미, 과학적 태도를 분석한 결과 통제집단과 실험집단 모두 사전 검사에 비해 사후 검사에서 평균값이 향상된 결과를 보였다. 그러나 통제 집단에서의 변화는 유의미한 차이를 보이지 않았으나 실험집단에서는 과학에 대한 인식과 과학에 대한 흥미 영역에서 유의미한 차이(p< .
- 이것으로 야외지질학습을 통한 관찰력의 배양은 자연에 대한 흥미와 호기심을 유발시킬 수 있고, 자연 사물에 대한 관심이 증대됨으로써 학생의 과학과 관련된 정의적 영역의 변화를 가져왔다고 볼 수 있다. 둘째, 야외지질학습에 대한 학생들의 반응을 조사한 결과 긍정적인 답변이 77.5%-87.5%였다. 이를 통해 2차에 걸쳐 실시된 야외지질학습 활동으로 학생들의 학습태도가 긍정적으로 변하였고, 과학적인 탐구 태도가 실험 집단 학생들 사이에 많이 확산되었음을 알 수 있다.
- 그 밑에는 현무암질이나 안산암질의 유입과 응회암으로 된 화산 복합체가 놓여 있으며, 위로는 산성의 화산 분출물이 놓여 있다. 따라서 산성, 중성, 염기성을 포함하는 관입암은 최하부층, 분지를 채우는 퇴적층, 그리고 분출암 등이 다양하게 분포한다는 것을 알 수 있다. 층서학적 연구에 의하면 배후 지역의 화산 활동이 분지 생성 시기와 종결 시에는 강했지만 격포리층의 상부 쇄설물이 주로 퇴적될 시기는 조용했다는 것을 암시한다.
- 이암의 엽층을 통해서 볼 때 엽층이 형성되려면 이질 퇴적물을 함유한 물이 조용하고 잔잔한 곳에서 평행하게 쌓여야 한다는 것을 암시하기 때문에 안정한 수계 하에서 생성되었다는 것을 유추할 수 있다. 따라서 엽층화된 이암이 있는 것으로 보아 퇴적 당시 격포 분지의 퇴적환경은 크고 깊은 호수일 것으로 해석된다. 또한 이곳의 셰일 층에서는 퇴적 동시성 구조인 층내 교란구조를 관찰 할 수 있다(Fig.
- 리커트(Likert) 5점 척도를 사용하여 ‘과학에 관한 인식’, ‘과학에 대한 흥미’, ‘과학적 태도’의 영역을 조사하였으며(Table 2), 평가지의 문항은 리커트 척도가 높을수록 긍정적으로 해석할 수 있도록 결과를 도출하였다. 리커트 척도 결과를 보면 3개의 평가 영역별로 통제집단과 실험집단 모두 전체적인 리커트 척도의 평균 점수가 전반적으로 향상된 결과를 보였으나 통제집단과 실험집단의 평가 영역별 리커트 척도 변화는 실험집단이 다소 높은 결과를 보였다.
- 본 연구에서 개발된 학습자료를 활용하여 야외지질 학습을 적용할 수 있는 학습 시기는 계절적 영향은 크게 없으나 겨울은 추위 등 환경 여건이 불리하기 때문에 주로 봄, 여름, 가을에 실시하는 것이 효과적이다. 다만 본 연구지역이 해안가에 위치해 있기 때문에 사전에 철저한 계획을 수립하여 썰물 시기에 맞춰 탐사활동을 할 필요가 있다.
- 첫째, ‘과학에 관한 인식’과 ‘과학에 대한 흥미’ 및 ‘과학적 태도’에 대하여 사전검사와 사후 검사를 실시하여 리커트 5점 척도로 분석을 하여 비교해 본 결과 통제 집단과 실험집단의 평가 영역별 리커트 척도 변화점수는 실험집단이 통제집단에 비하여 실험 처치 후 더 긍정적인 변화를 가지게 되었음을 알 수 있다.
후속연구
- 본 연구에서 개발된 학습자료를 활용하여 야외지질 학습을 적용할 수 있는 학습 시기는 계절적 영향은 크게 없으나 겨울은 추위 등 환경 여건이 불리하기 때문에 주로 봄, 여름, 가을에 실시하는 것이 효과적이다. 다만 본 연구지역이 해안가에 위치해 있기 때문에 사전에 철저한 계획을 수립하여 썰물 시기에 맞춰 탐사활동을 할 필요가 있다.
- 야외지질학습이 학습자의 과학과 관련된 정의적 영역인 과학에 관한 인식, 과학에 대한 흥미, 과학적 태도와 학업 성취도에 영향을 준다면, 과학지식을 강조하는 교실 수업보다는 긍정적인 과학관련 태도의 변화를 갖도록 하는 수업의 전개가 바람직하다고 생각된다. 따라서 과학관련 태도를 긍정적으로 향상시키는데 도움이 되는 우리 고장 주변의 자연 생태 학습장 개발이 활발히 이루어 질 수 있도록 많은 지원과 홍보가 필요하며, 과학교과의 야외학습장이 지역의 특징을 살려 다양하게 개발되고 생물, 물리, 화학교과와 통합적으로 이루어진다면 더욱 효과적인 과학교육이 이루어질 것으로 기대된다.
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