[논문]실험 중심 지구온난화 프로그램이 초등학생들의 지구온난화 개념, 행동의지 및 신념에 미치는 효과

변문희; 신애경

doi:10.15267/keses.2013.32.4.452

문제 정의

지구온난화로 인해 나타나는 현상은 기후현상으로 일어나는데, 이는 거시적이기 때문에 직접적으로 체험하거나 실험하기 어렵다. 따라서 이 연구에서 지구온난화 현상 확인은 지구온난화를 유발하는 주요 원인인 자동차 배기가스에 들어있는 이산화탄소의 농도 측정과 이산화탄소와 공기의 온도 상승 비교, 그리고 자동차 배기가스는 이산화탄소뿐만 아니라, 질소산화물과 황산화물이 포함되어 있어 온실효과와 더불어 산성비의 피해도 유발하므로 학생들에게 산성비의 피해를 확인해 보는 실험을 전개하였다. 그리고 지구온난화 해결 방법으로는 책이나 대중매체에서 강조하는 나무 심기가 과연 효과가 있는지 알아보기 위한 실험과 킬링 박사가 제안한 지붕을 하얗게 칠함으로써 냉방효과를 가져와 연료절감을 할 수 있는지(임성만, 2011, 자음과 모음)를 알아보기 위한 실험을 전개하였다.
또한 지구온난화의 원인, 현상, 대응이 추상적이고 공간적, 시간적으로 광범위한 문제이므로, 관련 내용을 잘 이해하기 위해서는 다양한 지구온난화의 내용들을 학생들이 직접적으로 확인할 수 있는 기회가 필요하다(민동섭과 이두곤, 2008). 따라서 이 연구에서는 2007개정 교육과정을 바탕으로 지구온난화에 대한 내용을 원인, 현상, 대응으로 전개하고, 실험 중심으로 진행하는 프로그램을 개발하여, 지구온난화에 대한 개념 형성과 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 강화하는데 목적을 두고 있다.
’라고 묻는 문장으로 구성되었다. 이처럼 지구온난화 완화에 대한 실천적 질문을 통해 실험 중심 지구온난화 프로그램이 지구온난화 완화에 대한 행동의지에 미치는 영향을 알아보았다. 사전 행동의지를 공변인으로 설정한 후 실험집단과 비교집단의 사후 교정평균을 살펴보면, 실헙집단의 교정평균이 비교집단에 비해 약 7.

가설 설정

S11: 온도 변화가 다 똑같을 줄 알았는데, 흰 색깔의 집이 온도 변화가 적었기 때문입니다.
S11: 지붕의 색깔을 달리해서 온도의 변화를 알아보는 실험이 가장 기억에 남습니다.
S12: 식목일날 왜 나무를 많이 심어야 하는지 몰랐었는데요. 다시 한번 생각해서 나무를 심고요.
S1: 나는 6학년 사회 수업에서 지구 온난화의 원인, 해결 방안, 지구 온난화의 피해 등 여러 가지에 대해 배웠다. 지구온난화의 원인은 온실가스로 배웠다.
S3: 여러 실험을 하면서 2주간 정말 기분이 좋았다. 제일 처음에 배운 것은 동영상을 통해 지구온난화가 어떻게 생긴 것인지 이해가 되면서 ‘ 아, 이제 어떤 뜻인지 알겠다!’라는 생각이 들게 되었다.
S5: 배기가스 안에 이산화탄소가 많은 것을 알았고, 나무가 이산화탄소를 없애준다는 사실을 알게 되었습니다.
S5: 배기가스 안에 이산화탄소와 산소를 구분하는 실험이 가장 신기했습니다.
S5: 산소와 이산화탄소를 구분할 수 없다고 생각했는데, 검지관을 이용해서 산소와 이산화탄소를 구분할 수 있게 되어서 신기했습니다.
S5: 지구 온난화 심각성을 알고 해결할 수 있는 마음이 생기는 프로그램이라고 말을 해줄 수 있을 것 같습니다.
T: 그럼 전에는 공기가 하나로 되어 있다고 생각했었나요?
T: 이 프로그램 중 가장 기억에 남거나 신기했던 실험은 무엇인가요?
T: 학생은 지구 온난화 문제를 해결할 수 있는 방법들을 어떻게 실천할 수 있습니까?

제안 방법

실험 중심 지구온난화 프로그램 활동 후 학생들에게 기존에 받은 수업과의 비교에 대해 더 자세히 알기 위하여 면담을 실시하였다. 가장 기억에 남는 실험, 실험을 통해 새롭게 알게 된 점, 교과서에서 배운 지구온난화와 실험을 통해 배운 지구온난화의 차이점, 지구온난화 완화에 대한 실천의지의 변화와 같이 실험으로 변화된 학생들의 생각을 확인할 수 있는 질문으로 면담 내용을 구성하였다. 구체적인 학생들의 면담 내용의 예는 다음과 같다.
검사지는 지구온난화를 중심개념으로 둔 빈 종이로 구성되었다. 개념의 구조화 정도, 개념의 수준, 개념의 다양성에 따라 평가틀 초안을 제작하였다. 제작된 초안으로 과학교육전문가 1인과 과학교육 전공 초등교사 2인이 몇 개의 응답지를 채점한 후, 논의과정을 통해 수정 · 보완하여 평가틀을 완성하였다.
직접 관찰하니까 더욱 결과가 실감나게 느껴졌고, 원인도 정확하게 알게 되었던 것 같다. 그 다음 또 실험을 하였는데 이산화탄소가 더욱 열을 받으면 더 더워지는 사실도 알았다. 그리고 배기가스가 담긴 봉지를 나무에 씌우고 2시간 경과 후 측정해 보았는데, 나무가 이산화탄소를 먹고 산소를 배출해 내서 이산화탄소는 줄어들고, 산소는 늘어났다.
그리고 이산화탄소가 더욱 열을 받으면 더 더워지는 사실도 실험을 통해 알 수 있었다. 그 다음 실험은 배기가스 녹인 물이 산성인지, 물과 비교하는 실험을 하였다. 근데 배기가스가 산성인 것을 알았다.
실험집단인 P초등학교와 비교집단인 O학교 학생 모두 교과서에 나온 지구 온난화 현상에 대한 내용을 교사의 이론 중심 강의식 수업으로 학습하였다. 그 후 실험집단인 P초등학교 학생들에게만 지구온난화에 대해 교과서에서 배운 내용 중 직접 실험을 통해 눈으로 확인해 보고 싶은 현상들을 조사했고, 그 설문을 바탕으로 실험프로그램을 구성하고 계획한 후, 2주 동안 교과 시간외의 주말을 이용하여 실험 중심 지구온난화 프로그램을 투입하였다.
그 다음 실험은 7일 동안 관찰하기 위한 실험을 했다. 그리고 배기가스, 물, 황산(산성)에 열무씨를 넣어서 관찰해 보았는데, 강한 산성은 아예 싹이 안 틔었다. 하지만 배기가스와 물은 싹이 틔었다.
실험 중심 지구온난화 프로그램이 초등학생들의 지구온난화에 대한 개념과 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에 미치는 효과를 알아보기 위해 사전과 사후에 실험집단과 비교집단을 대상으로 지구온난화 개념검사, 행동의지 및 신념검사를 실시하였다. 그리고 실험 중심 지구온난화 프로그램에 대한 학생들의 생각을 알아보기 위해, 사후에 실험집단 학생들을 대상으로 활동 소감문 작성 및 면담을 실시하였다.
따라서 이 연구에서 지구온난화 현상 확인은 지구온난화를 유발하는 주요 원인인 자동차 배기가스에 들어있는 이산화탄소의 농도 측정과 이산화탄소와 공기의 온도 상승 비교, 그리고 자동차 배기가스는 이산화탄소뿐만 아니라, 질소산화물과 황산화물이 포함되어 있어 온실효과와 더불어 산성비의 피해도 유발하므로 학생들에게 산성비의 피해를 확인해 보는 실험을 전개하였다. 그리고 지구온난화 해결 방법으로는 책이나 대중매체에서 강조하는 나무 심기가 과연 효과가 있는지 알아보기 위한 실험과 킬링 박사가 제안한 지붕을 하얗게 칠함으로써 냉방효과를 가져와 연료절감을 할 수 있는지(임성만, 2011, 자음과 모음)를 알아보기 위한 실험을 전개하였다.
05). 따라서 두 집단 간에는 사전 개념검사에 있어 동질집단이라 가정하고, 프로그램을 적용한 후 사후검사를 실시하였다.
민동섭과 이두곤(2008)의 연구에 따르면 환경문제 해결을 위한 노력은 과학적 탐구를 통해서 보다 구체화 될 수 있고, 환경 친화적인 생활 태도는 통찰적 탐구를 통해 보다 더 내면화 될 수 있다는 점에서 환경교육의 중요한 방법이 될 수 있다고 했다. 따라서 이 프로그램은 이론적으로 알고 있는 지구온난화에 대한 내용을 과학적 탐구 방법 중 하나인 실험을 통해 원인, 현상, 대응을 확인해 봄으로써 학생들의 지구온난화에 대한 인식을 체계화시키고 실천하려는 행동의지를 강화하는데 초점을 맞추어 개발하였다.
활동 소감문은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사가 학생들이 작성한 소감문 내용을 읽고, 지식, 기능, 태도 및 기존 수업과의 비교 영역으로 분류한 후, 빈도를 확인하는 방법으로 분석하였다. 면담내용은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사가 교과서에서 배운 지구온난화와 실험을 통해 배운 지구온난화의 차이점, 지구온난화 완화에 대한 실천의지의 변화와 같이 실험으로 변화된 학생들의 생각을 알 수 있는 내용을 분석하였다.
이 프로그램의 타당성 검증은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사 2인의 안면타당도 검사를 통해 이루어졌다. 비교집단에는 교과서에 나타난 지구온난화 현상의 내용만을 학습하였으나, 실험집단에는 2주 동안 총 10차시에 걸쳐 실험 중심 지구온난화 프로그램을 투입하였다(표 3).
실험 중심 지구 온난화 프로그램을 처치한 후, 프로그램에 대한 학생들의 생각을 알아보기 위해 활동 소감문을 작성하게 하였다. 학생들의 소감문을 분석한 결과, 지식, 기능, 태도 및 기존 수업과의 비교 영역으로 분류할 수 있었고, 그 결과는 표 10과 같다.
실험 중심 지구온난화 프로그램 활동 후 학생들에게 기존에 받은 수업과의 비교에 대해 더 자세히 알기 위하여 면담을 실시하였다. 가장 기억에 남는 실험, 실험을 통해 새롭게 알게 된 점, 교과서에서 배운 지구온난화와 실험을 통해 배운 지구온난화의 차이점, 지구온난화 완화에 대한 실천의지의 변화와 같이 실험으로 변화된 학생들의 생각을 확인할 수 있는 질문으로 면담 내용을 구성하였다.
실험 중심 지구온난화 프로그램에 대한 학생들의 생각을 알아보기 위하여 프로그램 적용 후 실험 집단 학생들에게 활동 소감문 작성 및 면담을 실시하였다. 활동 소감문은 지구온난화 프로그램을 적용 후 학생들의 지구온난화에 대한 생각이나 느낌의 변화, 기존 수업과의 비교, 지구온난화 완화에 대한 행동의지의 변화에 대해 작성하게 하였고, 면담은 가장 기억에 남는 실험, 교과서 중심으로 지구온난화에 대해 배웠을 때와 실험 중심으로 지구온난화에 대해 배웠을 때의 차이점 등에 관하여 각 학생마다 약 10분 동안 진행하였다.
실험 중심 지구온난화 프로그램이 초등학생들의 지구온난화에 대한 개념과 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에 미치는 효과를 알아보기 위해 사전과 사후에 실험집단과 비교집단을 대상으로 지구온난화 개념검사, 행동의지 및 신념검사를 실시하였다. 그리고 실험 중심 지구온난화 프로그램에 대한 학생들의 생각을 알아보기 위해, 사후에 실험집단 학생들을 대상으로 활동 소감문 작성 및 면담을 실시하였다.
실험집단과 비교집단 간의 지구온난화의 개념 형성 차이를 알아보기 위하여 사전 검사를 실시하였다(표 4). 사전 분석 결과, 실험집단에 비해 비교집단의 평균이 약 0.
이 연구는 효과적인 지구온난화 교육의 필요성에 따라 2007개정 교육과정을 바탕으로 지구온난화의 원인, 현상, 대응으로 전개되는 실험 중심 지구온난화 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 대상으로 실험집단과 비교집단으로 나누어 실험 중심 지구온난화 프로그램을 적용한 후, 지구온난화의 개념 형성, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에 대한 효과를 검증하였다.
마인드맵을 활용한 개념검사를 실시한 결과, 실험 중심 지구온난화 프로그램을 통해 학생들의 지식이 구조화되는 모습을 시각적으로 확인할 수 있었다. 이 연구에서는 상위 개념을 먼저 정리하고, 그 밑으로 하위 개념들을 조직화하는 경우를 구조화 된 것으로, 상위개념과 하위개념 등을 구분하지 않고 무작위로 기록한 경우를 비구조화 된 것으로 분류하였다.
이 프로그램의 타당성 검증은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사 2인의 안면타당도 검사를 통해 이루어졌다. 비교집단에는 교과서에 나타난 지구온난화 현상의 내용만을 학습하였으나, 실험집단에는 2주 동안 총 10차시에 걸쳐 실험 중심 지구온난화 프로그램을 투입하였다(표 3).
제작된 초안으로 과학교육전문가 1인과 과학교육 전공 초등교사 2인이 몇 개의 응답지를 채점한 후, 논의과정을 통해 수정 · 보완하여 평가틀을 완성하였다.
지구온난화 개념검사는 마인드맵 형태로 학생들이 가지고 있는 지구온난화의 개념을 나타낼 수 있도록 한 마인드맵 구조화 개념검사를 실시하였다. 마인드맵 구조화 개념검사는 단순한 지식뿐만 아니라, 체계적이고 조직적인 지식의 구조화를 살펴보기에 용이하다(문미희와 신애경, 2012).
완성된 평가틀을 이용해 위의 3인이 응답지를 각각 채점한 후, 채점 결과를 비교하면서 채점 결과가 동일하지 않은 것은 논의과정을 거쳐 합의된 점수를 이끌어냈다(표 2). 지구온난화의 개념이 구조화 되어야 하므로 각 개념에서 구조화가 필요한 부분은 배점을 크게 하였고, 세부적인 현상이나 내용에 대해서는 배점을 작게 하였다. 지구온난화 개념검사에 응답한 구체적 예시는 그림 1에 제시하였다.
이 검사도구는 지구온난화에 대한 인식, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념으로 구성되어 있는데, 지구온난화에 대한 인식영역은 개념검사지로 측정할 수 있으므로 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 문항만 검사하였다. 지구온난화의 완화를 위해 취할 수 있는 행동들에 대한 학생들의 의지와 신념을 묻는 질문이 각 16문항으로 되어 있고, 행동의지와 신념을 묻는 질문은 서로 같은 범주의 내용으로 쌍을 이루도록 구성되었다. 각 문항은 5점 리커트 척도로 구성되어 있는데, 이 연구에서의 신뢰도는 행동의지 문항의 경우 Cronbach α=.
이 연구는 효과적인 지구온난화 교육의 필요성에 따라 2007개정 교육과정을 바탕으로 지구온난화의 원인, 현상, 대응으로 전개되는 실험 중심 지구온난화 프로그램을 개발하였다. 초등학교 6학년 대상으로 실험집단과 비교집단으로 나누어 실험 중심 지구온난화 프로그램을 적용한 후, 지구온난화의 개념 형성, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에 대한 효과를 검증하였다. 그 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
프로그램의 내용은 우선 지구온난화와 그 원인 찾기에서 지구온난화에 대한 동영상 시청을 통해 온난화의 심각성을 인식한 후, 지구온난화 완화를 위한 실천적인 방법들을 학생들이 생각해 보고, 지구온난화에 대해 실험으로 알아보고 싶은 것을 생각한 후, 직접 실험할 수 있는 것을 추출해 내어 지구 온난화 현상 확인과 해결 방법에서 실험해 보도록 구성하였다. 지구온난화로 인해 나타나는 현상은 기후현상으로 일어나는데, 이는 거시적이기 때문에 직접적으로 체험하거나 실험하기 어렵다.
활동 소감문은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사가 학생들이 작성한 소감문 내용을 읽고, 지식, 기능, 태도 및 기존 수업과의 비교 영역으로 분류한 후, 빈도를 확인하는 방법으로 분석하였다. 면담내용은 과학교육전문가 1인과 초등과학교육 전공의 초등학교 교사가 교과서에서 배운 지구온난화와 실험을 통해 배운 지구온난화의 차이점, 지구온난화 완화에 대한 실천의지의 변화와 같이 실험으로 변화된 학생들의 생각을 알 수 있는 내용을 분석하였다.
실험 중심 지구온난화 프로그램에 대한 학생들의 생각을 알아보기 위하여 프로그램 적용 후 실험 집단 학생들에게 활동 소감문 작성 및 면담을 실시하였다. 활동 소감문은 지구온난화 프로그램을 적용 후 학생들의 지구온난화에 대한 생각이나 느낌의 변화, 기존 수업과의 비교, 지구온난화 완화에 대한 행동의지의 변화에 대해 작성하게 하였고, 면담은 가장 기억에 남는 실험, 교과서 중심으로 지구온난화에 대해 배웠을 때와 실험 중심으로 지구온난화에 대해 배웠을 때의 차이점 등에 관하여 각 학생마다 약 10분 동안 진행하였다.

대상 데이터

전자의 집단은 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치한 실험집단이고, 후자의 집단은 현 교육과정의 교과서에 나타난 지구온난화 현상의 내용을 학습한 비교집단이다. 실험집단인 P초등학교에 6학년 학생 수가 적어 같은 학교에서 비교집단을 선정할 수 없었기 때문에 O초등학교에서 비교집단을 선정하였다.
이 연구는 제주특별자치도 S시에 위치한 P초등학교 6학년 30명과 J시에 위치한 O초등학교 6학년 30명을 연구대상으로 선정하였다. 전자의 집단은 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치한 실험집단이고, 후자의 집단은 현 교육과정의 교과서에 나타난 지구온난화 현상의 내용을 학습한 비교집단이다.
이 연구를 진행하기 위해 문헌연구와 6학년 각 교과별 교과서를 분석하였다. 지구온난화를 다루는 각 교과를 살펴보면, 사회과에서는 6학년 1학기 3단원 ‘환경을 생각하는 국토 가꾸기’에 위치해 있고, 과학과에서는 6학년 1학기 4단원 ‘생태계와 환경’과 2학기 2단원 ‘여러 가지 기체’에 위치해 있다.

데이터처리

0 프로그램을 활용하여 분석하였고, 프로그램 적용 전 실험집단과 비교집단이 동일집단인지를 알아보기 위하여 사전 검사를 실시하였다. 개념검사에서는 두 집단의 사전 점수가 통계적으로 유의미한 차이가 없어 t-검증을 실시하였으나, 행동의지 및 신념 검사에서는 두 집단의 사전 점수가 통계적으로 유의미한 차이가 있는 영역이 있어 일원 공변량 분석을 실시하였다. 두 집단 간의 차이는 유의수준 0.
실험 중심 지구온난화 프로그램이 초등학생들의 지구온난화에 대한 개념과 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에 미치는 효과를 알아보기 위해 검사 결과를 SPSS 12.0 프로그램을 활용하여 분석하였고, 프로그램 적용 전 실험집단과 비교집단이 동일집단인지를 알아보기 위하여 사전 검사를 실시하였다. 개념검사에서는 두 집단의 사전 점수가 통계적으로 유의미한 차이가 없어 t-검증을 실시하였으나, 행동의지 및 신념 검사에서는 두 집단의 사전 점수가 통계적으로 유의미한 차이가 있는 영역이 있어 일원 공변량 분석을 실시하였다.

이론/모형

지구온난화 행동의지 및 신념 검사는 박용주(2009)가 지구온난화에 대한 인식과 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 조사하기 위해 개발한 검사도구를 사용하였다. 이 검사도구는 지구온난화에 대한 인식, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념으로 구성되어 있는데, 지구온난화에 대한 인식영역은 개념검사지로 측정할 수 있으므로 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 문항만 검사하였다.

성능/효과

S2: 이때까지 지구 온난화에 대한 여러 수업을 들어 보기는 했지만 6학년이 되어서 특히 지구온난화에 대한 심각성도 많이 듣고, 수업도 많이 들을 수 있었던 것 같다. 6학년 사회 시간에 보면 환경에 대한 것이 나오는데 사회시간에 우리는 지구 온난화의 기본적인 틀을 배운 것 같다.
각 문항은 5점 리커트 척도로 구성되어 있는데, 이 연구에서의 신뢰도는 행동의지 문항의 경우 Cronbach α=.833이었고, 신념 문항의 경우 Cronbach α=.961로 매우 높게 나타났다.
대응은 정부, 기업, 환경단체와 국제기구, 개인이 할 수 있는 것을 배웠다. 그런데 이 프로그램을 참여하면서 실험을 하니까 머리에 쏙 쏙 들어왔고 재미있게 할 수 있어서 좋았다. 처음에 실험한 것은 검지기와 검지관을 이용해서 공기 중에 있는 산소와 이산화탄소를 측정하고 자동차 배기가스에 있는 산소와 이산화탄소를 측정하니깐 신기하고 좋았다.
태도 영역에서 가장 높은 빈도를 보였다는 것은 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에서 실험집단이 유의미하게 높았다는 결과와 일치하는데, 이는 프로그램의 효과가 학생들의 실천까지 이어질 수 있음을 시사하는 결과로써 의미가 있다고 보인다. 내용별로 살펴보면 지식영역에서 과학적 지식 개념이 38회로 가장 높은 빈도를 보였고, 태도영역에서 지구온난화 대응 실천의지가 37회로 가장 높은 빈도를 보였다. 학생들이 프로그램을 받은 후 활동 소감문의 예는 다음과 같다.
둘째, 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 향상시켰다. 실험집단과 비교집단의 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 사전과 사후 비교해 본 결과, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 유의미한 차이가 있어 실험 중심 지구온난화 프로그램이 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 효과적이었다.
또한 지구온난화에 대한 지식의 구조화가 이루어진 학생 수도 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치한 실험집단이 비교집단보다 많았다. 따라서 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화에 대한 개념 형성 및 지식을 구조화 시키는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
05). 따라서 실험 중심 지구온난화 프로그램은 초등학생의 지구온난화에 대한 개념 형성에 효과가 있는 것으로 나타났다.
또한 실험 중심 지구온난화 프로그램이 기존 수업보다 체계적으로 지구온난화에 대해 이해할 수 있었다는 것을 알 수 있었다. 따라서 실험 중심 지구온난화 프로그램은 학생들의 지구온난화에 대한 지식, 기능, 태도 측면에서 영향을 미쳤음을 알 수 있었다.
김용근과 김정인(2008)의 연구에 따르면 제 7차 교육과정의 6학년 과학과 내용을 지구온난화 프로그램으로 재구성하여 운영한 결과, 지구온난화 원인, 해결 방안 등 지구온난화에 관한 지식 수준을 높일 수 있다고 하였다. 따라서 이 연구에서 실시한 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화에 대한 내용을 체계적으로 다루었기 때문에, 지구온난화에 대한 초등학생들의 개념 형성 정도가 높아진 것으로 보인다.
그리고 이제 누가 물어보면 자신 있게 지구온난화의 의미에 대해서 대답할 수 있겠다. 또 나무는 정말로 이산화탄소를 산소로 변화시킨다는 사실을 실험을 통해 확인할 수 있었고, 배기가스에 있는 산소의 농도와 이산화탄소의 농도를 측정하면서 엄청난 차이가 있다는 것을 알게 되었다. 그리고 공기 중에는 산소가 20% 정도 있다는 점과 지구 온난화를 해결하기 위해 지붕을 하얀색을 칠하면 효과도 있다고 실험을 통해 알 수 있다.
이러한 결과는 실험 중심 지구온난화 프로그램이 원인, 현상, 대응으로 전개되어 초등학생들이 지구온난화에 대한 개념을 체계적으로 구조화 시킬 수 있었던 것으로 판단된다. 또한 각각의 영역에서 지구온난화에 대한 내용을 실험을 통해 확인함으로써 이전에 학습한 지구온난화에 대한 개념을 명확하게 형성할 수 있었다. 김용근과 김정인(2008)의 연구에 따르면 제 7차 교육과정의 6학년 과학과 내용을 지구온난화 프로그램으로 재구성하여 운영한 결과, 지구온난화 원인, 해결 방안 등 지구온난화에 관한 지식 수준을 높일 수 있다고 하였다.
그리고 과학에 대한 흥미도 및 호기심이 증가하였고, 지구온난화의 대응을 실천하고자 하는 의지가 향상될 수 있었다고 하였다. 또한 실험 중심 지구온난화 프로그램이 기존 수업보다 체계적으로 지구온난화에 대해 이해할 수 있었다는 것을 알 수 있었다. 따라서 실험 중심 지구온난화 프로그램은 학생들의 지구온난화에 대한 지식, 기능, 태도 측면에서 영향을 미쳤음을 알 수 있었다.
마인드맵을 활용한 개념검사를 실시한 결과, 실험 중심 지구온난화 프로그램을 통해 학생들의 지식이 구조화되는 모습을 시각적으로 확인할 수 있었다. 이 연구에서는 상위 개념을 먼저 정리하고, 그 밑으로 하위 개념들을 조직화하는 경우를 구조화 된 것으로, 상위개념과 하위개념 등을 구분하지 않고 무작위로 기록한 경우를 비구조화 된 것으로 분류하였다.
면담 내용을 분석한 결과, 학생들은 실험 중심 지구온난화 프로그램을 통해 지구온난화에 관한 개념을 명확하게 할 수 있었을 뿐만 아니라, 과학 지식의 이해 정도가 높아졌고, 과학에 대한 흥미가 많아졌으며, 이를 바탕으로 지구온난화 완화에 대한 실천의지 또한 향상되었음을 확인할 수 있다.
분석결과를 영역별로 살펴보면 태도영역에서 80회로 가장 높은 빈도를 보였고, 지식 영역에서 63회로 두 번째로 높은 빈도를 보였다. 태도 영역에서 가장 높은 빈도를 보였다는 것은 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념에서 실험집단이 유의미하게 높았다는 결과와 일치하는데, 이는 프로그램의 효과가 학생들의 실천까지 이어질 수 있음을 시사하는 결과로써 의미가 있다고 보인다.
’와 같이 ‘사람들이 ~면 완화될 것이다’라는 질문을 통해 지구온난화 완화에 대한 신념에 미치는 영향을 알아보았다. 사전 신념을 공변량으로 설정한 후, 실험집단과 비교집단의 사후 교정평균을 살펴보면 실험집단이 비교집단에 비해 약 6.49 높았으며, 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 이는 실험 중심 지구온난화 프로그램이 지구온난화 완화에 대한 신념 향상에 영향을 미친 것으로 보인다(표 8, 9).
사후 분석 결과, 실험집단에 비해 비교집단의 평균이 약 12.00 높았고, 실험집단과 비교집단 간의 평균 차이를 t-검증한 결과, 두 집단은 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(p<.05).
셋째, 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화에 대한 학생들의 지식, 기능, 태도 영역에 영향을 미쳤다. 실험집단에서 실험 중심 지구온난화 프로그램 활동 후 소감문 및 면담 내용을 분석한 결과, 지구온난화의 내용 및 과학적 개념을 이해할 수 있었다고 했고, 실험방법을 습득할 수 있었다고 하였다.
첫째, 지구온난화의 원인, 현상, 대응을 체계적으로 교육할 수 있는 교과서의 내용 구성이 필요함을 제언한다. 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화의 원인, 현상, 대응으로 차시가 구성되어, 학생들의 지구온난화에 대한 개념 형성 및 지식의 구조화, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 효과가 있었다. 따라서 현 교육과정에서 지구온난화 교육을 체계적으로 구성할 필요가 있다.
둘째, 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 향상시켰다. 실험집단과 비교집단의 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념을 사전과 사후 비교해 본 결과, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 유의미한 차이가 있어 실험 중심 지구온난화 프로그램이 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 효과적이었다.
첫째, 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화에 대한 개념 형성과 지식의 구조화에 효과가 있었다. 실험집단은 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치하고, 비교집단에는 현 교과서에 제시된 지구온난화의 내용을 학습한 결과, 지구온난화에 대한 개념 형성에 통계적으로 유의미한 차이가 있어 효과가 있는 것으로 검증되었다. 또한 지구온난화에 대한 지식의 구조화가 이루어진 학생 수도 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치한 실험집단이 비교집단보다 많았다.
이 프로그램에서는 지구온난화 대응을 직접 실험을 통해 결과를 확인함으로써 교과서에 기업 · 정부 · 환경단체나 국제기구의 대응이 나오게 된 이유를 자연스럽게 이해할 수 있어 지구 온난화 완화에 대한 신념이 향상될 수 있었다고 생각된다.
이는 실험 중심 지구온난화 프로그램이 원인, 현상, 대응으로 전개될 때, 각 실험이 끝날 때마다 활동 후 실험결과를 정리하고 알게 된 점을 적음으로써 각 지식들을 구조화 할 수 있었다고 보인다. 이러한 결과는 실험 중심 지구온난화 프로그램이 초등학생들의 지구온난화에 대한 개념 형성뿐만 아니라, 지식의 구조화도 시킬 수 있음을 보여준다.
첫째, 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화에 대한 개념 형성과 지식의 구조화에 효과가 있었다. 실험집단은 실험 중심 지구온난화 프로그램을 처치하고, 비교집단에는 현 교과서에 제시된 지구온난화의 내용을 학습한 결과, 지구온난화에 대한 개념 형성에 통계적으로 유의미한 차이가 있어 효과가 있는 것으로 검증되었다.

후속연구

둘째, 지구온난화 교육이 실천의지를 향상시킬 수 있는 실천 중심의 구체적인 프로그램이 개발되어야 함을 제언한다. 현 지구온난화 교육은 지구온난화에 대한 이론에 치우쳐 있어 중요한 지구온난화 해결에 대한 실천의지 향상에 도움이 되지 않고 있다.
6학년 교육과정에서 이루어지는 지구온난화 교육은 체계적으로 이루어지지 않고 있어 학생들이 지구온난화 개념을 형성하고, 실천의지를 형성하는 과정의 연계성이 부족하다. 따라서 실험 중심 지구온난화 프로그램을 통해 학생들이 지구온난화의 개념, 원인, 현상, 대응의 지식을 구조화함으로써 지구온난화에 대응할 수 있는 실천의지를 형성하는데 연계성을 가질 수 있도록 할 수 있을 것이다.
이러한 결과는 자동차 배기가스에 이산화탄소가 들어 있는지, 이산화탄소가 온도를 상승시키는지, 나무가 이산화탄소를 흡수하는지 등 우리 생활과 밀접한 관련이 있는 실험을 통해 학생들이 지구온난화의 현상과 대응을 직접 확인해 볼 수 있었기 때문에 행동의지에 영향을 미친 것으로 보인다. 따라서 학생들의 지구온난화 완화에 대한 행동의지를 향상시키기 위해서는 지구온난화에 대한 내용을 이론적으로만 언급하는 것보다는 직접 실험을 통해 확인할 수 있는 기회가 제공되어야 할 것이다.
첫째, 지구온난화의 원인, 현상, 대응을 체계적으로 교육할 수 있는 교과서의 내용 구성이 필요함을 제언한다. 실험 중심 지구온난화 프로그램은 지구온난화의 원인, 현상, 대응으로 차시가 구성되어, 학생들의 지구온난화에 대한 개념 형성 및 지식의 구조화, 지구온난화 완화에 대한 행동의지 및 신념 향상에 효과가 있었다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	이산화탄소가 다른 온실기체보다 지구온난화에 기여하는 정도가 가장 높은 이유는?	이렇게 발생한 대기 중의 이산화탄소 농도는 1790년 이후 30% 증가하였다. 다른 온실기체에 비해 열에너지를 흡수하는 능력은 약하나 그 양이 방대하기 때문에, 다른 온실기체보다 지구온난화에 기여하는 정도가 가장 높다(김주화, 2000).
	지구온난화란?	자연적 온실효과는 지구상에 다양한 생물이 서식하는데 필수적이지만(Boyes & Stainsstreet, 1993), 온실기체의 일부가 자연적 균형상태보다 증가할 경우에는 열에너지의 불균형 상태가 초래되어 지구의 기온이 상승하게 되는데, 이러한 현상을 지구온난화라고 한다(정현영, 2007). 자연적 온실효과를 유발하는 데에는 수증기가 가장 큰 원인이지만, 지구온난화를 심화시키는 데에는 인간 활동에 따라 농도가 달라지는 기체들이 주된 원인이 된다(Boyes & Stainsstreet, 1993).
	자연적 온실효과를 유발하는 데 가장 큰원인은?	자연적 온실효과는 지구상에 다양한 생물이 서식하는데 필수적이지만(Boyes & Stainsstreet, 1993), 온실기체의 일부가 자연적 균형상태보다 증가할 경우에는 열에너지의 불균형 상태가 초래되어 지구의 기온이 상승하게 되는데, 이러한 현상을 지구온난화라고 한다(정현영, 2007). 자연적 온실효과를 유발하는 데에는 수증기가 가장 큰 원인이지만, 지구온난화를 심화시키는 데에는 인간 활동에 따라 농도가 달라지는 기체들이 주된 원인이 된다(Boyes & Stainsstreet, 1993). 이산화탄소(CO2)는 탄소가 공기 중의 산소와 결합하여 생기는 것으로 배출량의 약 3/4은 화석 연료의 연소로 인해 발생하고, 나머지는 토지 사용 변화와 삼림 황폐화로 인해 발생한다.

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