[논문]탄소중립에 관한 중등 과학 예비교사들의 개념 이해 연구 : 시선추적시스템을 중심으로

허윤정; 한신; 김형범

doi:10.15523/jksese.2023.16.2.261

탄소중립에 관한 중등 과학 예비교사들의 개념 이해 연구 : 시선추적시스템을 중심으로
A Study of Pre-Service Secondary Science Teacher's Conceptual Understanding on Carbon Neutral: Focused on Eye Tracking System 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.16 no.2, 2023년, pp.261 - 275

허윤정 (충북대학교) , 한신 (고려대학교) , 김형범 (충북대학교)

초록
AI-Helper

이 연구의 목적은 탄소중립에 대한 중등 과학 예비 교사의 개념 이해의 수준을 분석하고, 시각화 자료에 나타나는 시선 패턴을 파악하는 것이다. 이 연구의 대상은 중등 과학 예비교사 20명이며, 연구참여자들의 탄소중립에 대한 개념 이해 수준을 구분하고 이에 따른 시선운동의 차이를 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '2050 탄소중립' 개념을 적용하여 2100년까지의 탄소 배출량과 제거량을 예측하는 모델링 활동을 수행한 결과 연구참여자의 50%가 탄소 배출량이 계속 증가할 것이라는 패턴 매칭을 생각하는 오개념을 갖고 있었다. 또한 연구참여자의 25%는 순 이산화탄소의 배출량과 누적 농도의 인과 관계를 제대로 이해하지 못했다. 둘째, 탄소중립 관련 시각자료에 대한 연구참여자들의 시선운동은 글 영역에 제시된 정보에 크게 영향을 받으며, 그래프의 경우 주로 데이터 영역에 관심이 집중되었다. 그리고 시각적 데이터를 동일한 기능과 범주에 배열했을 때 연구 참가자들은 개념을 설명하는 자료나 왼쪽에 배치된 시각적 데이터에 가장 많은 관심을 보였다. 이는 특정 위치나 순서에 선호가 있음을 의미한다. 개념 이해도가 낮고 요소 간의 인과관계를 제대로 파악하지 못한 연구참여자들은 집중력과 전반적인 시선흐름이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 자연재해 및 기후변화를 포함한 탄소중립의 개념적 이해가 시각화 자료에 대한 관심과 참여에 영향이 있음을 나타낸다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to analyze the conceptual understanding of carbon neutrality among secondary school science pre-service teachers, as well as to identify gaze patterns in visual materials. For this study, gaze tracking data of 20 pre-service secondary school science teachers were analyzed. Through this, the levels of conceptual understanding of carbon neutrality were categorized for the participants, and differences in gaze patterns were analyzed based on the degree of conceptual understanding of carbon neutrality. The research findings are as follows. First, as a result of performing modeling activities to predict carbon emissions and removals until 2100 using the concept of '2050 carbon neutrality,' 50% of the participants held a conception that carbon emissions would continue to increase. Additionally, 25% of the participants did not properly understand the causal relationship between net carbon dioxide emissions and cumulative concentrations. Second, the gaze movements of the participants regarding visual materials related to carbon neutrality were significantly influenced by the information presented in the text area, and in the case of graphs, the focus was mainly on the data area. Moreover, when visual data with the same function and category were arranged, participants showed the most interest in materials explaining concepts or visual data placed on the left side. This implies a preference for specific positions or orders. Participants with lower levels of conceptual understanding and inadequate grasp of causal relationships among elements exhibited notably reduced concentration and overall gaze flow. These findings suggest that conceptual understanding of carbon neutrality including climate change and natural disaster significantly influences interest in and engagement with visual materials.

주제어

표/그림 (19)

표 Table 1. Research participant
그림 Fig. 1. Components of visual materials
표 Table 2. Composition of visual materials for eye movement measurement
그림 Fig. 2. Examples of visual materials composition (Slide 1~4)
표 Table 3. Criteria for Assessing Understanding of Carbon Neutrality Concept (Scoring)
표 Table 4. Understanding level of carbon neutrality concept
표 Table 5. Types based on the form and trend of carbon emissions graph
표 Table 6. Types based on the form and trend of carbon dioxide concentration graph
그림 Fig. 3. Example of graph region of interest segmentation
표 Table 7. Reading time of images and graphs visual materials(s)
표 Table 8. Number of gazes and gaze rate on the graph regions of interest
표 Table 9. Gaze duration on graph regions of interests(s)
표 Table 10. Number of saccade per slide
그림 Fig. 4. Gaze pattern of participant 21 on Slide 3
그림 Fig. 5. Gaze pattern of participant 6 on Slide 3
표 Table 11. Scan path frequency per slide
그림 Fig. 6. Scan path of participant 19 on Graph 3
그림 Fig. 7. Scan path of participant 11 on Graph 3
표 Table 12. Graph of scan path

참고문헌 (31)

강혜정, 이석희(2021). 초등 예비교사의 기후변화에 대한 인식.지식.태도와 환경 소양. 초등교육연구,？37(2), 45-59.
국동식(2003). 온실효과 개념에 대한 오개념 원인으로서의 10학년 과학 교과서 분석. 한국과학교육학회지,？23(5), 592-598.
김재복(1987), 교과서는 무엇이 문제인가. 교육개발,？9(4), 16.
명수정(2022). 탄소중립 이행을 위한 생활계 온실가스？배출과 인식 조사 연구. 한국환경연구원.
배진호(2019). 초등예비 교사의 과학적 소양과 기후변화에 대한 인식과 태도. 에너지기후변화교육, 9(2),？95-103.
신원섭, 신동훈(2013). 변별과제에서 초등학생의 안구운동 분석을 통한 발견적 주의 모델 개발. 한국과학교육학회지, 33(7), 1471-1485.
안영균, 김형범(2017). 지구과학I 문제 해결 과정에서 나타난 학습유형에 따른 고등학생의 시선 추적 분석.？대한지구과학교육학회지, 10(1), 50~61.
양일호, 이정은, 임성만(2007). 초등학생들은 과학 교과서에 나오는 삽화를 어떻게 이해하고 있을까? 초등과학교육, 26(5), 475-488.
오원근, 강지영, 박은정(2005). 열의 전도 및 상태 변화에？대한 중등학생들의 선개념이 교과서의 삽화 이해에 미치는 영향. 새물리, 50(6), 363-374.
정정인, 김진아(2005). 초등학교 암석 단원의 삽화에 대한 교사들의 이해. 과학교육연구소, 27, 93-104.
조병찬, 류재인, 정진수, 김효남, 박국태(2005). 환경교육에 관한 초등학교 교사의 인식 조사. 환경교육,？18(2), 1-13.
최병순, 허명(1987). 중학생들의 인지수준과 과학교과내용과의 관계 분석. 한국과학교육학회지, 7(1),？24-33.
최소영(2013). 고등학교 환경과 녹색성장 교과서 기후변화 단원 분석: 학생들의 기후 변화 관련 오개념들을 중심으로. 환경교육, 26(1), 79-93.
최영란, 이형철(1998). 초등학교 자연 교과서의 삽화 분석. 초등과학교육, 17(2), 45-53.
최지연(2015). 초등학교 예비교사의 에너지와 기후변화에 대한 인식. 학습자중심교과교육연구, 15(12),？837-856.
한신, 김형범, 이창환(2020). 창의적 사고기법을 활용한？창의교육 수업프로그램 개발 및 적용. 대한지구과학교육학회지, 13(2), 162-174.
홍석영, 한신, 김형범(2020). 데이터 기반 STEAM 교육을？통한 문제 해결 과정 분석_대기대순환과 표층 해류내용을 중심으로. 대한지구과학교육학회지, 13(3),？330-343.
환경부 보도자료(2020). 지속가능한 녹색사회 실현을 위한 대한민국 2050 탄소중립 전략. 세종: 환경부.
Bowen, G. M., & Roth, W. M. (2005). Data and graph interpretation practices among pre-service science teachers.？Journal of Research in Science Teaching, 42(10),？1063-1088.

상세보기
Chang, K. T., Antes, J., & Lenzen, T. (1985). The effect？of experience on reading topographic relief information: Analyses of performance and eye？movements. The Cartographic Journal, 22(2), 88-94.
Hahn, L., & Klein, P. (2022). Eye tracking in physics education research: A systematic literature review. Physical？Review Physics Education Research, 18(1), 1-35.
Holmqvist, K., Nystrom, M., Anderson, R., Dewhurst, R.,？Jarodzka, H., & Van de Weijer, J. (2011). Eye tracking: A comprehensive guide to methods and measures.？Oxford: Oxford University Press.
IPCC. (2021). Climate change 2021: The physical science？basis.
Kaczmarczyk, B., & Urych, I. (2022). Perception of the transition to a zero-emission economy in the opinion of？polish students. Energies, 15(30), 1-18.
Lincoln, Y. S., & Guba, E. G. (2000). Paradigmatic controversies, contradictions, and emerging confluences.？In N. K. Denzin, & Y. S. Lincoln (Eds.), Handbook？of qualitative research (2nd ed., pp. 163-188).？Thousand Oaks, CA: Sage.
Molina, A. I. (2018). Evaluation multimedia learning materials in primary education using eye tracking.？Computer Standards & Interfaces, 59, 45-60.
Plevyak, L. H., Bendixen-Noe, M., Henderson, J., Roth, R. E., & Wilke, R. (2001). Level of teacher preparation？and implementation of EE: Mandated and non-mandated EE teacher preparation states. The Journal of？Environmental Education, 32(2), 28-36.

상세보기
Strohmaier, A. R., MacKay, K. J., Obersteiner, A., & Reiss,？K. M. (2020). Eye-tracking methodology in mathematics education research: A systematic literature？review. Educational Studies in Mathematics, 104,？147-200.
Stylianidou, F., Ormerod, F., & Ogborn, J. (2002). Analysis？of science textbook pictures about energy and pupils'？readings of them. International Journal of Science？Education, 24(3), 257-283.

상세보기
Uttal, D. H., & Cohen, C. A. (2012). Spatial thinking and？STEM education: When, why, and how? Psychology？of Learning and Motivation, 57, 147-181.

상세보기
Vekiri, I. (2002). What is the value of graphical displays？in learning? Educational Psychology Review, 14(3),？261-312.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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