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야외 지질학 탐구 요소 추출 및 지질 답사 교육 문헌 분석

Drawing Elements of Inquiry in Field Geology and Analyzing Field Geology Education in Previous Studies

신동희|정찬미
한국과학교육학회 (The Korean Association for Science Education)|2017.06|한국과학교육학회지 (Journal of the Korean Association for Science Education)|제37권 제3호|pp. 465-481|DOI http://dx.doi.org/10.14697/jkase.2017.37.3.465

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문헌 분석research synthesis야외 지질학 탐구 요소elements of inquiry in field geology야외 지질 답사 교육지질학 참 탐구지질 답사 교육 분석 기준authentic geologic inquiryanalysis criteria for field geology education
주제분류교육학

초록

본 연구는 최근 20년간 국내외에서 수행된 야외 지질 답사 교육이 지질학 참 탐구의 특성을 어떻게 반영하고 있는지 분석한 문헌 분석 연구다. 이를 위해 먼저 야외 지질학자의 실제 연구 방법 및 과학 교육학적 중요성을 고려하여 야외 지질학 탐구 요소 다섯 가지(관찰, 표상, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고)를 도출하고, 이를 바탕 으로 탐구 하위 요소를 추가하여 지질 답사 교육 분석 기준을 개발했 다. 분석 대상 사례는 총 53건이었고, 분석은 야외 지질학 탐구 요소별 하위 요소 및 탐구 요소 전반이 나타나는 경향에 대해 수행되었다. 분석 결과, 관찰과 표상은 대부분의 사례에 포함되어 있었으며, 귀추적 추론, 공간적 사고, 통시적 사고 순으로 포함된 빈도수가 적었다. 관찰은 목적적 관찰 및 자유 관찰의 비율이 높았고, 표상에서는 시각 화⋅언어화 유형과 자유 양식의 표상이 많이 나타났으며, 귀추적 추론에서는 가설 생성 단계가 포함되는 경우가 많고 가설 내용은 지질 형성 과정과 관련된 경우가 많았다. 공간적 사고에서는 자기 위치화및 공간 배치 형태 인식 유형이 높은 비율로 나타나고, 통시적 사고에 서는 층서 유형의 사고가 가장 많이 나타났다. 3가지 이상의 야외 지질학 탐구 요소를 포함하는 경우는 전체 사례의 87%였다. 이 연구의 결과를 바탕으로 향후 참 과학 탐구로서 야외 지질 답사 교육의 활용과 관련한 시사점을 제시했다.

Abstract

This study is a research synthesis analyzing how field geology education is conducted in domestic and foreign countries in the recent 20 years and how it reflects the characteristics of authentic geologic inquiry. For these purposes, we first drew five elements of inquiry in field geology (observation, representation, abductive reasoning, spatial thinking, and diachronic thinking) considering the field geologists’ actual research method as well as its pedagogical significance in science education. We developed analysis criteria for field geology education. The 53 cases were analyzed based on each element of inquiry in field geology and its sub-elements, and also the tendency of overall elements. As a result, observation and representation were included in most cases, but there appeared less frequency in order of abductive reasoning, spatial thinking, and diachronic thinking. For observation, the ratio of purposive observation and autonomous observation is high. For representation, both visualizing and linguistic type of representation and free-form representation appear frequently. For abductive reasoning, the step of generating hypothesis is often included and the hypothesis tends to be about the geological formatting process. For spatial thinking, type of self-location and perception of the spatial configuration of the structure appear at a high rate. For diachronic thinking, type of stratigraphic sequence is the most frequent. The proportions of the cases including three or more elements of inquiry in field geology consist 87% of the total. We suggested implications for improving geological fieldwork as authentic science inquiry in the future.

참고문헌 (76)

  1. Ainsworth, S., "The Functions of Multiple Representations", Computers, & Education, 33(2), pp.131~152 (1999)
  2. Ault, C. R., "Criteria of Excellence for Geological Inquiry : The Necessity of Ambiguity", Journal of Research in Science Teaching, 35(2), pp.189~212 (1998)
  3. 배현경, "한국과 미국 고등학교 지구과학 교과서의 지질학 탐구활동의 비교 분석", 한국지구과학회지, 29(7), pp.626~639 (2008), 한국지구과학회
  4. Bamberger, J., "Science Teachers’ Use of Visual Representations", pp.291~311 (2014), Springer International Publishing
  5. Bannan, B., "Mobile, Inquiry-based Learning and Geological Observation : An Exploratory Study", International Journal of Mobile and Blended Learning, 2(3), pp.13~29 (2010)
  6. Behrendt, M., "A Review of Research on School Field Trips and Their Value in Education", International Journal of Environmental and Science Education, 9(3), pp.235~245 (2014)
  7. Bentley, M. L., "The Natural Investigator:A Constructivist Approach to Teaching Elementary and Middle School Science" (2000), Wadsworth Publishing Company
  8. Chamberlin, T. C., "The method of multiple working hypotheses", Science, 148, pp.754~759 (1965)
  9. Cheong, C., "지질학" (2011), Parkyoungsa
  10. Chiappetta, E. L., "Science Instruction in the Middle and Secondary Schools" (2014), Pearson Allyn, & Bacon
  11. 조현준, "과학자의 과학적 탐구과정에서 나타나는 귀추적 추론 분석틀 개발", 한국지구과학회지, 29(7), pp.586~601 (2008), 한국지구과학회
  12. Cho, H., "과학 교육의 이론과 실제" (2011), Kyouyookgwahagsa
  13. 최재영, "길찾기를 위한 지도 읽기에서의 중ㆍ고등학생의 자기 위치화 능력", 한국지리환경교육학회지, 21(1), pp.65~77 (2013), 한국지리환경교육학회[DOI]
  14. Dodick, J., "Cognitive Factors Affecting Student Understanding of Geologic Time", Journal of Research in Science Teaching, 40(4), pp.415~442 (2003)
  15. Dodick, J., "Measuring Student Understanding of Geological Time", Science Education, 87(5), pp.708~731 (2003)
  16. Engelhardt, W., "Theory of Earth Science" (1988), Cambridge University Press
  17. Esteves, H., "Geological Fieldwork : A Study Carried Out With Portuguese Secondary School Students", Journal of Geoscience Education, 61(3), pp.318~325 (2013)
  18. Frodeman, R., "Geological reasoning : Geology as an interpretive and historical science", Geological Society of America Bulletin, 107(8), pp.960~968 (1995)
  19. Gaigher, E., "Knowledge about Inquiry : A study in South African high schools", International Journal of Science Education, 36(18), pp.3125~3147 (2014)
  20. Gilbert, J. K., "Developing Models in Science Education", pp.3~17 (2000), Kluwer Academic Publishers
  21. Granshaw, F. D., "Designing and Using Virtual Field Environments to Enhance and Extend Field Experience in Professional Development Programs in Geology for K-12 Teachers", Doctor, pp.2011
  22. Gray, R., "The Distinction between Experimental and Historical Sciences as a Framework for Improving Classroom Inquiry", Science Education, 98(2), pp.327~341 (2014)
  23. Gray, R., "The Structure of Scientific Arguments by Secondary Science Teachers : Comparison of experimental and historical science topics", International Journal of Science Education, 36(1), pp.46~65 (2014)
  24. Hand, B., "Examining the Impact of Student Use of Multiple-mode Representations in Constructing Science Arguments", Annual International Conference of National Association for Research in Science Teaching (2008)
  25. 권용주, "과학적 가설의 생성력 향상을 위한 삼원귀추모형의 적용", 한국과학교육학회지, 25(5), pp.595~602 (2005), 한국과학교육학회
  26. 정선희, "과학자와 초등과학영재의 탐구에서 나타난 귀추적 추론 분석", 한국과학교육학회지, 31(6), pp.901~919 (2011), 한국과학교육학회
  27. 전영호, "지구과학 교사 연구 모임 참여 교사의 야외 지질 학습 지도에 대한 인식과 실행에 대한 사례 연구", 한국지구과학회지, 28(6), pp.686~698 (2007), 한국지구과학회
  28. Kali, Y., "Spatial Abilities of High-school Students in the Perception of Geologic Structures", Journal of Research in Science Teaching, 33(4), pp.369~391 (1996)
  29. Kang, S., "과학의 본성" (2014), Bookshill
  30. 김찬종, "Inferences Frequently Used in Earth Science", 한국지구과학회지, 23(2), pp.188~193 (2002), 한국지구과학회
  31. Kim, C., "Implementing Global Science Literacy", pp.255~266 (2003), The Ohio State University
  32. 김찬종, "지구과학 탐구의 특징을 반영한 탐구 활동의 분석틀 개발 및 '지구의 역사와 지각 변동' 단원의 탐구 활동 분석", 한국지구과학회지, 26(8), pp.751~758 (2005), 한국지구과학회
  33. 김정률, "10학년 과학 교과서 지구 단원의 탐구 과제 분석", 한국지구과학회지, 26(6), pp.501~510 (2005), 한국지구과학회
  34. 김경수, "고등학교 과학 교사들의 지질 시대 관련 개념들에 대한 이해: 중등 교과서와 지도서를 중심으로", 한국지구과학회지, 27(1), pp.32~48 (2006), 한국지구과학회
  35. 김나영, "귀추를 이용한 가설 설정이 과학 탐구 능력과 창의적 사고 활동에 미치는 영향", 대한지구과학교육학회지, 5(1), pp.60~67 (2012), 대한지구과학교육학회
  36. 권용주, "생명현상에 대한 초중등 과학교사의 관찰에서 나타난 과학적 관찰의 유형", 한국과학교육학회지, 25(3), pp.431~439 (2005), 한국과학교육학회
  37. Kwon, Y., "Role and Process of Abduction in Elementary School Students` Generation of Hypotheses concerning Vapor Condensation", Journal of the Korean Earth Science Society, 24(4), pp.250~257 (2003)
  38. Laudan, R., "From mineralogy to geology: the foundations of a science, 1650-1830" (1987), University of Chicago Press
  39. Lawson, A. E., "Science teaching and the development of thinking" (1995), Wadsworth Publication
  40. Lederman, N. G., "Views of nature of science questionnaire : Toward valid and meaningful assessment of learners’ conceptions of nature of science", Journal of Research in Science Teaching, 39(6), pp.497~521 (2002)
  41. 과학과 탐구과정의하위 요소 추출 및 위계화, "Lee, B.", Korea national university of education Institute for Curriculum and Instruction, ~, pp.Report No. RR 98-6 (2000)
  42. 이봉우, "우리나라 3-10학년 과학 교과서에 나타난 기초탐구과정 분석 : 관찰 및 측정 탐구요소를 중심으로", 한국과학교육학회지, 27(5), pp.421~431 (2007), 한국과학교육학회
  43. 이규호, "지구과학적 현상의 특성을 고려한 추론 중심 탐구수업 모형 제안", 한국지구과학회지, 31(2), pp.185~202 (2010), 한국지구과학회
  44. 이정아, "초등학교 태양계와 별 수업에서 나타나는 공간적 사고 사례 연구", 한국과학교육학회지, 35(2), pp.179~197 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
  45. (2005)[URL]
  46. 이왕순, "고등학생들의 지질학 관련 공간 능력 향상을 위한 학습 프로그램 개발 및 적용 효과", 한국지구과학회지, 25(6), pp.391~401 (2004), 한국지구과학회
  47. Lemke, J., "Reading Science:Critical and Functional Perspectives on Discourses of Science", pp.87~113 (1998), Routledge
  48. Liben, L. S., "Earth and Mind Ⅱ: A Synthesis of research on Thinking and Learning in the Geosciences", pp.51~70 (2012), The Geological Society of America Inc
  49. Lobben, A. K., "Tasks, Strategies, and Cognitive Processes Associated With Navigational Map Reading : A Review Perspective", The Professional Geographer, 56(2), pp.270~281 (2004)
  50. 맹승호, "야외 지질 학습에서 나타난 중학생들의 귀추적 추론 사례 연구", 한국과학교육학회지, 27(9), pp.818~831 (2007), 한국과학교육학회
  51. Magnani, L., "Abduction, Reason and Science: Processes of Discovery and Explanation", pp.2011, Kluwer Academic
  52. Martin, D. J., "Elementary Science Methods: A Constructivist Approach" (2012), Wadsworth Inc
  53. Mayer, R. E., "The Promise of Multimedia Learning : Using the Same Instructional Design Methods across Different Media", Learning and Instruction, 13(2), pp.125~139 (2003)
  54. McComas, W., "The Nature of Science in Science Education:Rationales and Strategies" (1998), Kluwer Academic Publishers
  55. Ministry of Education(MOE), "7차 과학과 교육과정", MOE Notice No. 1997-15, ~ (1997)
  56. Ministry of Education(MOE), "2015 개정 과학과 교육과정", MOE Notice No. 2015-74, ~ (2015)
  57. Mogk, D. W., "Learning in the field : Synthesis of research on thinking and learning in the geosciences", Geological Society of America Special Papers, 486, pp.131~163 (2012)
  58. Munn, B. J., "A Collaborative Approach to Petrology Field Trips", Journal of Geological Education, 43, pp.381~381 (1995)
  59. National Research Council(NRC), "Learning to Think Spatially: GIS as a Support System in the K–12 Curriculum" (2006), National Academies Press
  60. 오필석, "귀추적 사고 과정에서 모델의 역할 - 이론과 경험 연구를 통한 도식화 -", 한국과학교육학회지, 36(4), pp.551~561 (2016), 한국과학교육학회[DOI]
  61. 오필석, "지구과학의 한 탐구 방법으로서 귀추법에 대한 이론적 고찰", 한국과학교육학회지, 25(5), pp.610~623 (2005), 한국과학교육학회
  62. 오준영, "귀추 추리 전략을 통한 과학영재를 위한 창의적 교수-학습 프로그램의 제안", 한국과학교육학회지, 28(8), pp.786~795 (2008), 한국과학교육학회
  63. 오필석, "예비 초등 교사들의 귀추적 탐구 활동에서 가설의 정교화 과정에 관한 연구", 한국과학교육학회지, 31(1), pp.128~142 (2011), 한국과학교육학회
  64. Orion, N., "Handbook of Research on Science Teaching and Learning", pp.653~688 (2007), Lawrence Erlbaum Associates
  65. Orion, N., "Factors that Influence Learning during a Scientific Field Trip in a Natural Environment", Journal of Research in Science Teaching, 31(10), pp.1097~1120 (1994)
  66. Park, D., "Examining the Features of Earth Science Logical Reasoning and Authentic Scientific Inquiry Demonstrated in a High School Earth Science Curriculum : A Case Study", Journal of Geoscience Education, 61(4), pp.364~377 (2013)
  67. 조희형, "중학교 2학년 과학 교과서의 탐구 영역 분석", 한국과학교육학회지, 23(3), pp.239~245 (2003), 한국과학교육학회
  68. Park, J., "Analysis of Students’ Processes of Generating Scientific Explanatory Hypothesis-Focused on the Definition and the Characteristics of Scientific Hypothesis", Journal of the Korean Association for Science Education, 20(4), pp.667~679 (2000)
  69. Petcovic, H. L., "An Empirical Methodology for Investigating Geocognition in the Field", Journal of Geoscience Education, 57(4), pp.316~328 (2009)
  70. Piburn, M. D., "The Hidden Earth: Visualization of Geologic Features and their Subsurface Geometry", Proceedings of the Annual Meeting of the National Association for Research in Science Teaching (2002)
  71. Raab, T., "What is it Like to be a Geologist? A Phenomenology of Geology and its Epistemological Implications", Philosophy, & Geography, 5(1), pp.69~81 (2002)
  72. Renner, J. W., "Teaching Science in the Secondary School" (1972), Harper, & Row
  73. Riggs, E. M., "Evaluation of the Effectiveness of a Classroom and Field-based Curriculum Sedimentation and Change through Time for Pre-service Elementary Schoolteachers", Paper presented at the Geological Society of America annual meeting (2003)
  74. 신나영, "제7차 교육과정 과학교과서에 포함된 지질분야의 탐구에 대한 분석", 중등교육연구, 54(2), pp.236~263 (2006), 사범대학부속중등교육연구소
  75. Smith, B. K., "Explaining Behavior through Observational Investigation and Theory Articulation", The Journal of the Learning Sciences, 14(3), pp.315~360 (2005)
  76. Titus, S., "Characterizing and Improving Spatial Visualization Skills", Journal of Geoscience Education, 57(4), pp.242~254 (2009)

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