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문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 초등학교 과학 영재아들의 지구계에 대한 이해와 환경문제에 대한 인식 정도를 알아보고자 한다. 이에 따른 연구문제는 다음과 같다.
- 이 연구의 목적은 초등학교 과학영재학생들의 ‘지구계’에 대한 이해와, 지구환경 문제에 대한 인식을 조사하는 것이다.
- 이번 연구는 소수의 초등학교 5, 6학년 과학 영재들을 대상으로 한 지구계에 대한 이해 및 환경 문제에 대한 인식 조사이다. 후속 연구에서는 지구계 교육이나 환경 교육을 실시한 후 지구계에 대한 이해가 어떻게 달라지는지 알아볼 필요가 있다.
제안 방법
- 개발된 지구계의 이해 정도를 파악하는 점검표는 과학교육을 전공 하는 전문가 3명과 석·박사과정의 과학교사 10명에게 내용 검토를 의뢰하여 각 영역 설정의 적절성과 타당도를 검증받고 전문가의 조언에 따라 수정하여 최종 완성하였다.
- DAET를 통해 그려진 지구와 관련된 이미지에서 나타나는 요소와 특징에 대해서는 개발된 점검표(DAET-C)를 사용하여 빈도를 포함한 기술적 통계 자료를 수집하였고, 학생들을 개별적으로 면담을 통해 학생들이 그렸던 요소에 대해 명확하게 확인하였다. 다음으로 DAET를 분석한 후 설문지를 투입하여 지구환경문제에 대한 학생들의 인식 조사를 실시하였다. 설문 결과의 분석은 SPSS 18.
- 첫 번째 단계에서는 지구적 소양과 지구계 교육에 관련된 국내·외 선행 연구 논문과 개발된 프로그램을 수집하여 검토하였다. 두 번째 단계에서는 문헌 연구를 통해 지구계 핵심 요소를 추출하여 지구계의 이해 정도를 파악하기 위한 점검표를 개발하고, 지구환경문제에 대한 설문지를 선별하였다. 세 번째 단계에서는 그리기 활동을 통하여 ‘지구계’에 대한 이해를 조사하고, 기존에 개발된 설문지를 활용하여 지구환경문제에 대한 인식을 조사하였다.
- 첫 번째 부분에서는 13가지 환경 문제에 대해 학생들이 스스로 인식하는 지식수준과 심각성에 대해 질문하였고, 5단계 리커트 척도를 사용하여 응답하도록 작성되었다. 두 번째 부분은 각각의 환경문제에 대해 확실성과 체험 가능성에 대해 조사하였다. 초등과학 영재 학생들에게 생소한 개념인 확실성과 체험 가능성의 경우 설문 조사 시 바이러스나 기차 등의 비유를 통해 추가적인 설명을 하였다.
- 둘째, 지구계와 연계된 지구환경문제에 대하여 학생들이 스스로 보고한 지식 수준, 심각성, 확실성, 체험 가능성에 대한 인식 정도를 알아본다.
- 확실성과 체험 가능성에 대한 응답의 평균값을 기준으로 확실/체험용이(CT), 불확실/체험용이(UT), 확실/체험 곤란(CI), 불확실/체험곤란(UI)로 분류하여 분석하였다. 마지막으로 가장 알고 싶은 지구환경문제와 그 이유에 대해 조사하였다.
- 세 번째 단계에서는 그리기 활동을 통하여 ‘지구계’에 대한 이해를 조사하고, 기존에 개발된 설문지를 활용하여 지구환경문제에 대한 인식을 조사하였다.
- 3). 아울러, 지구의 내핵, 외핵, 맨틀, 지각을 다른 색으로 칠하고 층으로 구분하였다. 수권 관련 요소의 경우 대부분이 바다, 부분적으로 물로 치우쳐 나타났고 지하수나 강, 빙하 등에 대한 것은 인식되지 않는 것으로 나타났다.
- 이 연구의 목적은 초등학교 과학영재학생들의 ‘지구계’에 대한 이해와, 지구환경 문제에 대한 인식을 조사하는 것이다. 이를 위하여 지구에 대한 이미지를 그리게 하여 분석하고 면담을 실시하였으며, 설문지를 작성하게 하여 응답한 내용을 분석하였다. 이 연구의 결과를 통하여 내린 결론은 다음과 같다.
- (1995)에 의해 제시된 DASTChecklist(DAST-C)를 기초로 하였다. 지구계의 기본 개념에 대한 학생들의 이해를 조사하기 위하여 DAETC1)를 개발하기 위해 문헌조사를 기반으로 지구계 핵심 요소인 지구계의 구성, 지구계의 상호작용, 시스템으로서의 지구, 기타 4가지를 추출하였다. 4가지 요소를 기본으로 하여 각각에 대하여 소영역으로 구분하여 하위 요소 14개를 선정하였다.
- 학생 스스로 보고한 지식 수준과 심각성: 설문지의 첫 번째 부분에서는 학생들이 스스로 보고한 지식수준과 심각성에 대해 조사하였다. 지구시스템과 환경 이슈에 관련된 학생들의 지식 수준과 심각성의 항목을 평가하였다(Table 2). 학생들의 지식수준에 대해서는, 대기오염(M=4.
- 지구환경문제에 대한 학생들의 인식 조사를 위하여 Lee and Fortner(2000) 그리고 Lee(2003)에 의해 개발된 설문지를 수정하여 적용하였다. 이 설문지에서 제시된 지구환경문제들은 13가지(산성비, 대기오염, 산림파괴, 수질오염, 지구온난화, 외래종 유입, 생물종 감소, 기름유출 오염, 오존층 파괴, 농약-살충제 오염, 토양 오염, 쓰레기 오염, 엘니뇨)이며, 선행연구에서 다루어진 지구환경 문제를 대부분 포함하였다(Riechard and McGarrity, 1994; Riechard and Peterson, 1998; Lee and Fortner, 2006).
- 첫 번째 단계에서는 지구적 소양과 지구계 교육에 관련된 국내·외 선행 연구 논문과 개발된 프로그램을 수집하여 검토하였다.
- 설문지는 크게 세 영역으로 구분되어 있다. 첫 번째 부분에서는 13가지 환경 문제에 대해 학생들이 스스로 인식하는 지식수준과 심각성에 대해 질문하였고, 5단계 리커트 척도를 사용하여 응답하도록 작성되었다. 두 번째 부분은 각각의 환경문제에 대해 확실성과 체험 가능성에 대해 조사하였다.
- 첫째, 초등학교 과학영재학생들의 ‘지구계’ 기본 개념에 대한 이해를 조사한다.
- 학생 스스로 보고한 지식 수준과 심각성: 설문지의 첫 번째 부분에서는 학생들이 스스로 보고한 지식수준과 심각성에 대해 조사하였다. 지구시스템과 환경 이슈에 관련된 학생들의 지식 수준과 심각성의 항목을 평가하였다(Table 2).
- 확실성과 체험 가능성: 설문지의 두 번째 부분에서는 환경 문제에 대해 학생들이 스스로 지각하고 있는 확실성과 체험 가능성에 대해 조사하였다(Table 3). 확실성과 체험 가능성에 대한 초등 과학 영재 학생들의 인식을 분석하기 위해 Lee and Fortner(2000)의 연구에 적용된 분류 방법을 적용하였다.
- 응답에 대한 분석은 Lee and Fortner(2000)에 의해서 실시되고 검증된 방법을 적용하였다. 확실성과 체험 가능성에 대한 응답의 평균값을 기준으로 확실/체험용이(CT), 불확실/체험용이(UT), 확실/체험 곤란(CI), 불확실/체험곤란(UI)로 분류하여 분석하였다. 마지막으로 가장 알고 싶은 지구환경문제와 그 이유에 대해 조사하였다.
대상 데이터
- 지구계의 기본 개념에 대한 학생들의 이해를 조사하기 위하여 DAETC1)를 개발하기 위해 문헌조사를 기반으로 지구계 핵심 요소인 지구계의 구성, 지구계의 상호작용, 시스템으로서의 지구, 기타 4가지를 추출하였다. 4가지 요소를 기본으로 하여 각각에 대하여 소영역으로 구분하여 하위 요소 14개를 선정하였다. 개발된 지구계의 이해 정도를 파악하는 점검표는 과학교육을 전공 하는 전문가 3명과 석·박사과정의 과학교사 10명에게 내용 검토를 의뢰하여 각 영역 설정의 적절성과 타당도를 검증받고 전문가의 조언에 따라 수정하여 최종 완성하였다.
- 연구 대상은 대학 부설 과학영재교육원의 초등 과학반에 입학한 신입생으로 초등학교 5, 6학년 28명의 학생들이다. 과학영재교육원의 학생들은 영재원 자체의 선발 전형에 합격한 학생으로 지역의 다양한 학교에서 선발되었다.
- 연구에 참여한 학생들은 이전에 ‘지구계’에 대한 강의나 활동 프로그램에 직접 참여한 경험이 없었던 학생 28명이 참여하였다.
- 과학영재교육원의 학생들은 영재원 자체의 선발 전형에 합격한 학생으로 지역의 다양한 학교에서 선발되었다. 조사 대상의 성별은 남학생이 60.7%인 17명, 여학생이 39.3%인 11명이다. 조사 대상의 학년은 5학년이 46.
데이터처리
- 학생들에게 지구계와 관련된 수업 전에 ‘지구’에 대한 학생들의 생각을 그리도록 하였다. DAET를 통해 그려진 지구와 관련된 이미지에서 나타나는 요소와 특징에 대해서는 개발된 점검표(DAET-C)를 사용하여 빈도를 포함한 기술적 통계 자료를 수집하였고, 학생들을 개별적으로 면담을 통해 학생들이 그렸던 요소에 대해 명확하게 확인하였다. 다음으로 DAET를 분석한 후 설문지를 투입하여 지구환경문제에 대한 학생들의 인식 조사를 실시하였다.
- 다음으로 DAET를 분석한 후 설문지를 투입하여 지구환경문제에 대한 학생들의 인식 조사를 실시하였다. 설문 결과의 분석은 SPSS 18.0 프로그램을 이용하여 평균, 표준편차, 백분율 등의 기술 통계를 실시하였다.
이론/모형
- 이 연구에서 개발한 점검표(DAET-C: Draw-AnEarth Test)는 Chambers(1983)에 의해 제시된 과학자의 이미지를 그리는 방식(DAST: Draw-A-Scientist Test)과 Finson et al.(1995)에 의해 제시된 DASTChecklist(DAST-C)를 기초로 하였다. 지구계의 기본 개념에 대한 학생들의 이해를 조사하기 위하여 DAETC1)를 개발하기 위해 문헌조사를 기반으로 지구계 핵심 요소인 지구계의 구성, 지구계의 상호작용, 시스템으로서의 지구, 기타 4가지를 추출하였다.
- 확실성과 체험가능성은 선행 연구들에 의해 환경문제를 분류하는 방법으로 사용되었다(Lee, 2000; Lee and Fortner, 2000; Lee, 2003; Lee and Fortner, 2006). 응답에 대한 분석은 Lee and Fortner(2000)에 의해서 실시되고 검증된 방법을 적용하였다. 확실성과 체험 가능성에 대한 응답의 평균값을 기준으로 확실/체험용이(CT), 불확실/체험용이(UT), 확실/체험 곤란(CI), 불확실/체험곤란(UI)로 분류하여 분석하였다.
- 지구계에 대한 초등과학영재 학생들의 이해 정도를 알아보기 위하여 지구에 대한 이미지를 백지에 그리게 하는 DAET2)의 방법을 사용하였다. 학생들에게 지구계와 관련된 수업 전에 ‘지구’에 대한 학생들의 생각을 그리도록 하였다.
- 확실성과 체험 가능성: 설문지의 두 번째 부분에서는 환경 문제에 대해 학생들이 스스로 지각하고 있는 확실성과 체험 가능성에 대해 조사하였다(Table 3). 확실성과 체험 가능성에 대한 초등 과학 영재 학생들의 인식을 분석하기 위해 Lee and Fortner(2000)의 연구에 적용된 분류 방법을 적용하였다. 13개의 환경 문제(이슈)는 확실성과 체험 가능성을 기준으로 확실/체험용이(CT), 불확실/체험용이(UT), 확실/체험곤란(CI), 불확실/체험곤란(UI)이라는 네 개의 집단으로 분류하였다(Lee, 2000).
- 확실성과 체험가능성은 선행 연구들에 의해 환경문제를 분류하는 방법으로 사용되었다(Lee, 2000; Lee and Fortner, 2000; Lee, 2003; Lee and Fortner, 2006). 응답에 대한 분석은 Lee and Fortner(2000)에 의해서 실시되고 검증된 방법을 적용하였다.
성능/효과
- 둘째, 학생들은 지구환경문제 중에서 대기오염, 지구온난화, 수질오염 순으로 가장 잘 알고 있다고 응답했으며, 엘니뇨, 외래종 유입, 농약-살충제 오염 순으로 잘 모른다고 응답하였다. 산성비, 쓰레기 오염, 수질 오염 순으로 체험하기 쉬운 문제라고 응답하였고, 엘니뇨, 오존층 파괴, 외래종 유입 등은 체험하기 곤란한 환경 문제라고 응답하였다.
- 13개의 환경 문제(이슈)는 확실성과 체험 가능성을 기준으로 확실/체험용이(CT), 불확실/체험용이(UT), 확실/체험곤란(CI), 불확실/체험곤란(UI)이라는 네 개의 집단으로 분류하였다(Lee, 2000). 이 연구에서 사용된 13개의 환경 문제들은 3개의 집단으로만 분류되었는데, 엘리뇨, 오존층 파괴, 외래종 유입, 농약-살충제 오염, 토양 오염은 불확실/체험곤란 집단으로 분류되었고, 기름유출 오염, 대기오염, 수질 오염, 쓰레기 오염, 산성비는 확실/체험용이 집단으로 분류되었으며, 지구온난화와 생물종 감소는 불확실/체험용이 집단으로 분류되었다. 산림파괴의 경우 체험은 용이하나 확실성에서 평균값을 보였고, 확실/체험 곤란 집단은 나타나지 않았다.
- 첫째, DAET-C를 통해서 나타난 학생들의 지구계에 대한 이해를 조사한 결과 지구계의 구성, 지구계의 상호작용, 지구과학적 소양 순으로 잘 이해하고 있는 것으로 나타났다. 지구과학적 소양 중 지구에 대한 심미적 관련 요소와 가치 관련 요소를 표현한 학생이 있었으나 극소수에 불과하였으며, 감사의식에 대한 내용을 표현한 학생은 없는 것으로 조사되었다.
- 체험 가능성에 대해서 산성비(M=3.89, SD=0.99), 대기오염(M=3.79, SD=1.07), 산림파괴(M=3.64, SD=0.99), 수질오염(M=3.78, SD=1.01), 지구온난화(M=3.61, SD=1.42), 생물종 감소(M=3.64, SD=1.19), 기름유출 오염(M=3.71, SD=1.27), 쓰레기 오염(M=3.89, SD=1.10)은 쉽게 체험이 용이하다고 응답한 반면에 엘니뇨(M=2.04, SD=1.09), 외래종 유입(M=3.41, SD=0.93), 오존층 파괴(M=3.11, SD=1.29), 농약-살충제 오염(M=2.89, SD=0.88), 토양 오염(M=3.36, SD=0.87)은 체험하기 곤란한 것으로 인식하였다. Fig.
- 지구시스템과 환경 이슈에 관련된 학생들의 지식 수준과 심각성의 항목을 평가하였다(Table 2). 학생들의 지식수준에 대해서는, 대기오염(M=4.19), 지구온난화(M=4.14), 수질오염(M=3.96)의 순서대로 학생 스스로 비교적 잘 알고 있다고 응답하였으나, 농약-살충제 오염(M=3.30), 외래종 유입(M=3.22), 엘니뇨(M=1.54)에 대해서는 낮은 지식 수준을 보였고, 특히 엘니뇨는 매우 낮은 값을 보였다.
- 학생들이 개념 그리기 활동을 통해 표현한 ‘지구계’에 대한 인식을 조사한 결과, ‘시스템으로서의 지구에 대한 이해’와 관련된 항목을 제외하고 지구계의 구성 관련 영역에서 80개, 지구계의 상호작용 관련 영역에서 11개, 지구과학적 소양 관련 영역에서 4개의 개념(요소)들이 분석되었다(Table 1).
후속연구
- 지구온난화, 기후 변화, 엘리뇨 등과 같은 환경 문제는 전지구적으로 광범위하게 발생하며 파급 효과가 크고 언론 매체 등에서도 많이 다루고 있기 때문에 학생들이 접해 볼 기회가 충분하다. 그렇지만, 이 연구에서 나타난 체험불가능성이나 불확실성 측면에 따라 학생들에게 교육시키고 체험적 측면이 강조된 프로그램의 개발이 필요할 것이다. 아울러, 실제 환경 문제에 있어서는 대기오염 때문에 발생한 산성비가 토양이나 물을 오염시키는 것처럼 한 가지 문제가 다른 문제와 서로 연결되어 있는 경우가 많다.
- 후속 연구에서는 지구계 교육이나 환경 교육을 실시한 후 지구계에 대한 이해가 어떻게 달라지는지 알아볼 필요가 있다. 또한 다수의 인원을 대상으로 연구를 수행하여 남녀, 혹은 중학교 영재학생들을 대상으로 연구할 필요가 있다.
- , 1997; Mason and Santi, 1998; Lee and Fortner, 2000). 연구 결과에서 불확실/체험곤란 집단으로 분류된 엘리뇨, 오존층 파괴, 외래종 유입, 농약-살충제 오염 등의 환경 문제들을 영재 교육 현장에서 다룰 경우에 좀 더 체험자 입장에서 이해시키려는 노력이 필요할 것이다. 우리나라의 리더로 성장할 가능성이 높은 과학 영재 학생들에게 올바른 개념 형성과 환경 태도를 기르기 위해 체험적 측면에 초점을 두고 교육하는 것이 중요할 것이다.
- 이 연구는 특정 대학의 부설 과학영재교육원 학생들을 대상으로 적용하였으므로 연구결과를 일반화하기에는 한계가 있을 수 있다.
- 이번 연구는 소수의 초등학교 5, 6학년 과학 영재들을 대상으로 한 지구계에 대한 이해 및 환경 문제에 대한 인식 조사이다. 후속 연구에서는 지구계 교육이나 환경 교육을 실시한 후 지구계에 대한 이해가 어떻게 달라지는지 알아볼 필요가 있다. 또한 다수의 인원을 대상으로 연구를 수행하여 남녀, 혹은 중학교 영재학생들을 대상으로 연구할 필요가 있다.
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