본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

환경 문제의 통합적 이해를 위한 국내외 연구 동향 분석 -탄소 순환 주제의 과학 교육을 중심으로-

An Analysis of Research Trend for Integrated Understanding of Environmental Issues: Focusing on Science Education Research on Carbon Cycle

0

조회

0

다운로드

10

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류교육학

초록

인류가 직면한 지구온난화와 같은 기후 변화에 대한 이슈는 우리의 삶에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 문제로 이를 극복하기 위해서는 탄소 순환에 대한 통합적 이해를 바탕으로 대기 중 이산화 탄소 등의 온실기체 방출량 감축이 필수적이다. 이 연구의 목적은 탄소 순환 교육에 대한 국내외 연구동향을 분석하여, 미래 시민으로 성장할 학생들을 위한 탄소 순환 교육의 가치와 방향을 제시하는데 있다. 이를 위해 ‘탄소 순환 교육’과 관련하여 국내외 다양한 학술 연구 데이터베이스 (RISS, KCI, Google 학술검색, ERIC 등)에서 수집된 52편의 연구들을 대상으로 분석하였다. 그 결과, 탄소 순환 교육을 위해 많은 연구들이 다양한 형태로 이루어져 왔으나, 개발된 프로 그램의 낮은 활용 가능성과 검증의 필요성, 정밀하고 일괄적인 학생 인식과 수준 조사 도구 개발의 필요성, 교수⋅학습 모형과 교사를 대상으로 한 관련 연구의 필요성, 교사의 탄소 순환 교육을 위한 자료의 필요성, 그리고 다양한 주제와 소재의 활용이 필요한 것으로 확인 되었다. 지구온난화를 포함한 지구 환경 변화에 능동적으로 대처하기 위해서는 학생들의 탄소 순환에 대한 통합적인 이해가 중요하다. 이러한 학습 기회를 지원하기 위해 기존에 개발된 프로그램의 검증을 바탕으로 교육 현장에서 활용할 수 있도록 제공하고, 학생들의 탄소 순환에 대한 이해 수준을 높이고 오개념을 개선할 수 있도록 생활 속에서 적용할 수 있는 실질적인 형태의 내용을 교육과정에 포함할 필요가 있다. 또한 교사의 전문성 향상을 위해 다양한 소재와 주제를 포함하는 탄소 순환 교육 사례에 대해 교사 연수를 통해 제공되어야할 것이다.

Abstract

Issues on climate change we are facing, such as global warming, are very important as it affects our lives directly. To overcome this, efforts to reduce greenhouse gases emissions (e.g., carbon dioxide) are necessary and these efforts should be based on our integrated understanding of carbon cycle. The purpose of this study is to examine the research trend on carbon cycle education and to suggest the value and direction of carbon cycle education for students who will be citizens of the future. We analyzed 52 carbon cycle education related studies collected from academic research databases (RISS, KCI, ERIC, Google Scholar, and others). As a result, we conclude that resources are still limited and more researches on verification and utilization of developed program, development of accurate and comprehensive tools for students’ recognition and level assessment, developing educational model or teacher professional development, providing more appropriate curriculum resources, and the use of various topics or materials for carbon cycle education are necessary. Students’ comprehensive understanding of the carbon cycle is important to actively react to the changes in the global environment. Therefore, to support such learning opportunities, resources that can be connected to students’ daily experiences to improve students’ understanding of carbon cycle and replace misconceptions based on the verification of existing programs should be provided in the classroom as well as the curriculum. In addition, sufficient exemplary cases in carbon cycle education including various materials and topics should be provided through professional development to support teachers teaching strategies with carbon cycle.

참고문헌 (98)

  1. Aengenheyster, M., "The point of no return for climate action", Earth System Dynamics, 9(3), pp.1085~1095 (2018)
  2. Antonarakis, A., "Linking carbon and water cycles with forests", Geography, 103(1), pp.4~11 (2018)
  3. Asshoff, R., "Towards a better understanding of carbon flux", Journal of Biological Education, 44(4), pp.180~184 (2010)
  4. 배경재, "디지털 정보활용교육 운영실태 및 개선방안 연구", 한국도서관·정보학회지, 44(2), pp.241~265 (2013), 한국도서관·정보학회[DOI]
  5. 방담이, "Big idea를 중심으로 한 통합형 과학 교육과정 틀 설계", 한국과학교육학회지, 33(5), pp.1041~1054 (2013), 한국과학교육학회
  6. Baptist von Helmont, J., "Physics refined", Cited by Boll
  7. Bissinger, K., "Environmental literacy in practice:education on tropical rainforests and climate change", Environment, development and sustainability, 20(5), pp.2079~2094 (2018)
  8. Bord, R. J., "In what sense does the public need to understand global climate change?", Public Understanding of Science, 9(3), pp.205~218 (2000)
  9. Ecology: A teaching module, "Brehm, S.", The Institute for Research on Teaching, Michigan State University, ~, pp.Occasional Paper No. 94 (1986)
  10. Chen, J., "Comparing American and Chinese Students& Learning Progression on Carbon Cycling in Socio-Ecological Systems", Science Education International, 26(4), pp.439~462 (2015)
  11. 정철, "그리기를 활용한 중학생의 지구 환경 문제에 대한 인식 조사", 환경교육, 24(1), pp.76~87 (2011), 한국환경교육학회
  12. Cho. K., "Learning and teaching strategies to correct misconception in nature subject : Focusing on oxygen and carbon dioxide unit", Research of Science∙Mathematics Education, 18, pp.29~36 (1995)
  13. 최유현, "창의적 융합인재양성을 위한 STEAM 교육과정 모형 개발", 한국기술교육학회지, 12(3), pp.63~87 (2012), 한국기술교육학회
  14. Clary, R., "Connect-the-spheres with the coal cycle", Science Scope, 34(2), pp.20~29 (2010)
  15. Clary, R., "Finding the CO2 culprit", Science Teacher, 82(3), pp.23~29 (2015)
  16. Cockerill, K., "Communicating how water works : results from a community water education program", The Journal of Environmental Education, 41(3), pp.151~164 (2010)
  17. Crawford-Brown, D., "Teaching Systems Principles and Policy Applications Using a Reduced-Scale Carbon Cycle Model for Global Warming", Journal of Geoscience Education, 54(3), pp.301~333 (2006)
  18. Dijkstra, E., "Evaluation of authentic science projects on climate change in secondary schools : A focus on gender differences", Research in Science &Technological Education, 29(2), pp.131~146 (2011)
  19. Drouin, P., "Seeing the Carbon Cycle", Science Scope, 29(4), pp.14~18 (2006)
  20. Düsing, K., "Students& conceptions of the carbon cycle : Identifying and interrelating components of the carbon cycle and tracing carbon atoms across the levels of biological organisation", Journal of Biological Education, 53(1), pp.110~125 (2018)
  21. Gallego-Schmid, A., "Introduction of life cycle assessment and sustainability concepts in chemical engineering curricula", International Journal of Sustainability in Higher Education, 19(3), pp.442~458 (2018)
  22. Gardner, J., "Changing assessment practice: Process, principles and practice" (2008), Assessment Reform Group
  23. Gudovitch, Y., "The Carbon Cycle and the Earth Systems:Studying the Carbon Cycle in Multidisciplinary Environmental Context", Proceedings of the 1st IOSTE Symposium in Southern Europe (2001)
  24. Han, J., "The conceptions of high school students about acid rain, ozone layer, and greenhouse effect", Journal of the Korean Association for Science Education, 20(3), pp.364~370 (2000)
  25. Hartley, L. M., "College students’ understanding of the carbon cycle : Contrasting principle-based and informal reasoning", BioScience, 61, pp.65~75 (2011)
  26. Higgins, P. A., "Carbon cycle uncertainty increases climate change risks and mitigation challenges", Journal of Climate, 25(21), pp.7660~7668 (2012)
  27. "Japanese typhoon heavy rain damage… ‘Attention for disaster prevention housing’" (2019)[URL]
  28. Hwang, H. -Y., "The educational strategy for sustainable development", The Journal of Education Assignment Institute, 18(5), pp.108~132 (2012)
  29. Cambridge University Press, , 1990
  30. Cambridge University Press, , 1995
  31. Cambridge University Press, , 2001
  32. "IPCC", 2007
  33. "IPCC", 2014
  34. "IPCC", 2018
  35. 장서연, "우리나라 에너지․기후변화 교육 연구의 실태 및 동향 분석", 에너지기후변화교육, 3(2), pp.115~125 (2013), 에너지기후변화교육학회
  36. Jin, H., "A learning progression for energy in socio‐ecological systems", Journal of Research in Science Teaching, 49(9), pp.1149~1180 (2012)
  37. Jin, H., "Developing an analytical framework for argumentation on energy consumption issues", Journal of Research in Science Teaching, 52(8), pp.1132~1162 (2015)
  38. Joyce, C., "Understanding Ocean Acidification (Ocean Acidification Teachers Guide)", ~ (2011)
  39. 전우천, "초등학생을 위한 그린 IT 교육내용 개발연구", 정보교육학회논문지, 18(1), pp.89~100 (2014), 한국정보교육학회[DOI]
  40. 김보매, "지역사회연계 환경교육 프로그램이초등학생의 생태소양에 미치는 영향", 글로벌교육연구, 10(2), pp.65~96 (2018), 글로벌교육연구학회[DOI]
  41. 김찬국, "우리나라 지속가능발전교육 연구 동향과 연구 방향:1994∼2017년 "환경교육" 게재 논문을 중심으로", 환경교육, 30(4), pp.353~377 (2017), 한국환경교육학회[DOI]
  42. "Hot Korea … Temperature changed over 104 years" (2016)[URL]
  43. 김용근, "기후변화 교육을 위한 빈용기보증금제도의 활용", 에너지기후변화교육, 3(2), pp.161~169 (2013), 에너지기후변화교육학회
  44. 김용근, "지속 가능 발전을 위한 에너지 절약 자료가 에너지 사용량 절감에 미치는 효과", 에너지기후변화교육, 2(2), pp.153~163 (2012), 에너지기후변화교육학회
  45. King, C., "The Earth Science Education Unit’s professional development workshop on “The carbon question–cycling, releasing, capturing” for teachers of key stages 3 and 4", School Science Review, 96(354), pp.123~129 (2014)
  46. 고영신, "초등학교 과학과 이산화탄소 발생실험의 개선에 관한 연구", 초등과학교육, 23(2), pp.152~158 (2004), 한국초등과학교육학회
  47. 국동식, "온실효과 개념에 대한 오개념 원인으로서의 10학년 과학 교과서 분석", 한국과학교육학회지, 23(5), pp.592~598 (2003), 한국과학교육학회
  48. Krauskopf, S., "A Life-Cycle Assessment of biofuels", Science Teacher, 77(9), pp.35~40 (2010)
  49. 권영락, "2015개정 환경 교육과정의 개정 방향과 주요 내용", 환경교육, 29(4), pp.363~383 (2016), 한국환경교육학회[DOI]
  50. 이두연, "고등학생들의 지구시스템 관점에 기반한 탄소 순환 개념 분석", 과학교육연구지, 37(1), pp.157~169 (2013), 과학교육연구소[DOI]
  51. 이효녕, "지구계 주제 중심의 지구과학 모듈 개발 및 적용", 한국지구과학회지, 29(2), pp.175~188 (2008), 한국지구과학회
  52. Lee, H., "Teaching and learning about the earth", Eric Digests, ~ (2003)
  53. 이효녕, "고등학생들의 시스템 사고 측정을 위한 측정 도구 개발과 타당화", 한국과학교육학회지, 33(5), pp.995~1006 (2013), 한국과학교육학회
  54. 이지은, "고등학생들의 공간지각능력에 따른 탄소 순환 개념 연구", 대한지구과학교육학회지, 10(3), pp.308~322 (2017), 대한지구과학교육학회[DOI]
  55. 이상원, "기후변화 대응을 위한 초등학교 고학년용 저탄소 교육프로그램 개발", 한국실과교육학회지, 27(1), pp.135~157 (2014), 한국실과교육학회
  56. American teens &knowledge of climate change, "Leiserowitz, A.", Yale University. New Haven, CT: Yale Project on Climate Change Communication, 5~ (2011)
  57. Lin, S. M., "Reducing students& carbon footprints using personal carbon footprint management system based on environmental behavioural theory and persuasive technology", Environmental Education Research, 22(5), pp.658~682 (2016)
  58. Lindstrom, T., "Campus as a Living Laboratory for Sustainability : The Chemistry Connection", Journal of Chemical Education, 94(8), pp.1036~1042 (2017)
  59. López-Ridaura, S., "Evaluating the sustainability of complex socio-environmental systems", Ecological indicators, 2(1-2), pp.135~148 (2002)
  60. 맹승호, "학습 발달과정 연구의 현황, 방법론적 특징 및 연구 사례", 한국과학교육학회지, 33(1), pp.161~180 (2013), 한국과학교육학회
  61. McNeill, K. L., "Urban high school students’ critical science agency : Conceptual understandings and environmental actions around climate change", Research in science education, 42(2), pp.373~399 (2012)
  62. "1997", ~
  63. "2015", ~
  64. Mohan, L., "Developing a multi‐year learning progression for carbon cycling in socio‐ecological systems", Journal of Research in Science Teaching, 46(6), pp.675~698 (2009)
  65. Monroe, M. C., "Can climate change enhance biology lessons? A quasi-experiment", Applied Environmental Education & Communication, 15(2), pp.125~137 (2016)
  66. 문병찬, "예비교사들의 탄소 순환에 대한 지구시스템의 관련개념과 시스템 사고의 적용", 한국지구과학회지, 25(8), pp.684~696 (2004), 한국지구과학회
  67. Musters, C. J. M., "Defining socio-environmental systems for sustainable development", Ecological Economics, 26(3), pp.243~258 (1998)
  68. National Research Council, "A framework for K-12 science education:Practices, crosscutting concepts, and core ideas" (2012), National Academies Press
  69. Next Generation Science Standards (NGSS) Lead States, "Next generation science standards: For states, by states" (2013), National Academies Press
  70. 오은숙, "중학교 1학년 학생들의 온실효과에 대한 정신모형 분석", 교원교육, 30(1), pp.237~252 (2014), 교육연구원[DOI]
  71. 오윤정, "기후변화 교육 방향 탐색을 위한 2009개정 중학교 과학과 교과서 내용 분석", 학습자중심교과교육연구, 14(10), pp.111~130 (2014), 학습자중심교과교육학회
  72. 박재문, "환경문제에 대한 중학교 교사들의 인식", 대한화학회지, 58(6), pp.590~599 (2014), 대한화학회[DOI]
  73. 박경숙, "시스템 사고 평가 루브릭을 활용한 예비교사들의 지구 시스템 내 탄소 순환에 대한 시스템 사고 수준 분석", 한국과학교육학회지, 39(5), pp.599~611 (2019), 한국과학교육학회[DOI]
  74. Park, T., "Introduction to environmental education" (2001), Kyoyookbook
  75. Petrini, M., "Managing sustainability with the support of business intelligence : Integrating socio-environmental indicators and organisational context", The Journal of Strategic Information Systems, 18(4), pp.178~191 (2009)
  76. "The human influence on Hurricane Florence" (2018)[URL]
  77. Ricci, J. C. D., "Environmental Biochemistry : A new approach for teaching the cycles of the elements", Biochemistry and Molecular Biology Education, 16(4), pp.205~208 (1988)
  78. Ripple, W. J., "World Scientists’ Warning of a Climate Emergency", BioScience, pp.1~5 (2019)[DOI]
  79. Savasci, F., "Carbon Goes to", Science Activities, 51(2), pp.33~43 (2014)
  80. Schlenker, R. M., "Using the 5E learning cycle sequence with carbon dioxide", Science Activities : Classroom Projects and Curriculum Ideas, 44(3), pp.83~86 (2007)
  81. 서정욱, "탄소 배출 시나리오를 통한 고등학생들의 탄소 순환에 대한 질량 보존의 개념 분석", 한국지구과학회지, 35(3), pp.192~202 (2014), 한국지구과학회
  82. Shealy, T., "High school experiences and climate change beliefs of first year college students in the United States", Environmental Education Research, 25(6), pp.925~935 (2019)
  83. Shepardson, D. P., "Seventh grade students’ conceptions of global warming and climate change", Environmental Education Research, 15(5), pp.549~570 (2009)
  84. 신명경, "2009개정 교육과정 초 ․ 중 ․ 고 과학교과서의 날씨와 기후변화 관련 단원의 과학 활동 특징 탐색", 에너지기후변화교육, 5(2), pp.149~160 (2015), 에너지기후변화교육학회
  85. 신영준, "2015 개정 교육과정에 제시된 적정기술, 지속 가능 발전, 기후변화, 에너지 교육 내용 분석", 에너지기후변화교육, 7(1), pp.15~23 (2017), 에너지기후변화교육학회[DOI]
  86. Sibley, D., "Box diagrams to assess students’ systems thinking about the rock, water and carbon Cycle", Journal of Geoscience Education, 55(2), pp.138~146 (2007)
  87. Summers, M., "Understanding the science of environmental issues : development of a subject knowledge guide for primary teacher education", International Journal of Science Education, 23(1), pp.33~53 (2001)
  88. Swant, G. D., "The oxygen cycle", Scientific American, 223(3), pp.110~123 (1970)
  89. Taterka, B., "Measuring CO2", Science Teacher, 83(9), pp.29~35 (2016)
  90. Turner II, B. L., "Socio-environmental systems(SES)research : What have we learned and how can we use this information in future research programs", Current Opinion in Environmental Sustainability, 19, pp.160~168 (2016)
  91. "Bahamas Hurricane Deaths Increase to 43" (2019)[URL]
  92. Warren, W. A., "The Carbon Cycle : Teaching Youth about Natural Resource Sustainability", Journal of Extension, 53(1), pp.1~5 (2015)
  93. Wrigley, C., "Wood made from water? An introduction to photosynthesis based on a historical error", Teaching Science : The Journal of The Australian Science Teachers Association, 58(3), pp.53~54 (2012)
  94. 이지은, "백워드 설계의 새로운 모형 개발: 개선 모형을 중심으로", 교육문제연구, (45), pp.87~114 (2012), 교육문제연구소
  95. 윤회정, "2009 개정 교육과정과 융합형 과학 교과서에 대한 고등학교 과학교사들의 인식", 교과교육학연구, 15(3), pp.757~776 (2011), 교과교육연구소[DOI]
  96. You, H. S., "Assessing students&disciplinary and interdisciplinary understanding of global carbon cycling", Journal of Research in Science Teaching, 55(3), pp.377~398 (2018)
  97. Zangori, L., "Supporting upper-level undergraduate students in building a systems perspective in a botany course", Journal of Biological Education, 51(4), pp.399~411 (2017)
  98. Zangori, L., "Student development of model‐based reasoning about carbon cycling and climate change in a socio‐scientific issues unit", Journal of Research in Science Teaching, 54(10), pp.1249~1273 (2017)

관련 논문AI추천

이 간행물의 다른 논문 (7건)