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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.39 No.2 pp.178-192
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2018.39.2.178

Development and Application of Learning on Geological Field Trip Utilizing on Social Construction of Scientific Model

Yoon-Sung Choi, Chan-Jong Kim, Seung-Urn Choe*
Department of Earth Science Education, Seoul National University, Seoul 08826, Korea
Corresponding author: suchoe@snu.ac.kr Tel: +82-02-880-7781 Fax: +82-02-874-3289
November 10, 2017 January 23, 2018 April 22, 2018

Abstract


The purposes of this study were to develop and apply on learning on geological field trip utilizing the social construction of scientific model. We developed field trip places by considering not only Orion (1993)’s novelty space but also the achievement standards of 2015 national curriculum. The subjects of the study were 8 in the ‘G’ science gifted education center. We conducted a study using the theme of ‘How was formed Mt. Gwanak?’ on 5 lessons including a series of 2 field trip lessons and 3 lessons utilizing the social construction of scientific model. Students participated in pre- and post-test on the understanding of scientific knowledge about formation of mountain. Semi-structured interview was used to analyze students’ learning about geological field trip in terms of affective domain. Results were as follows. First, there were 2 places of upper-stream valley and down-stream valley separately. They contained outcrops gneiss, granite, joint in the valley, xenolith, fault plane, mineral in the valley. Second, pre- and post-test and semi-structure interview were analyzed in terms of what scientific knowledge students learned about and how Mt. Gwanak was formed. Seven students explained that Mt. Gwanak was volcano during pretest. Seven students described how granite was formed to form Mt. Gwanak. They also understood geological time scale, i.e., metamorphic rock. Third, the geological field trip was effective to low achievement geoscience students as they engaged in the activities of field trip. Using positive responses on affective learning was effective on learning on geological field trip when utilizing the social construction of scientific model. This study suggests that teachers use an example ‘model’ on geoscience education. This study also suggests that teachers apply the social construction of scientific model to geological field trip.



과학적 모델의 사회적 구성을 활용한 야외지질학습 개발 및 적용

최 윤성, 김 찬종, 최 승언*
서울대학교 지구과학교육과, 08826, 서울특별시 관악구 관악로 1

초록


본 연구의 목적은 야외지질답사 장소를 개발하고 과학적 모델의 사회적 구성을 야외지질학습에 적용하는 것이 다. Orion(1993)의 가상의 공간(Novelty Space)과 2015 개정 교육과정 성취기준을 고려하고 답사 장소를 개발하였다. G 영재 교육원 과학과 8명 학생을 대상으로 ‘관악산 형성과정’이라는 것을 주제로 하여 총 5차시 분량의 과학적 모델 의 사회적 구성을 활용한 야외지질학습을 실시하였다. 야외지질학습 전후로 1차시 분량의 설문 검사를 통해 학생들의 개념 이해 정도를 파악하고, 심층 면담에서는 개념 확인과 야외지질학습의 정의적인 면을 다루었다. 연구 결과는 다음 과 같다. 첫 번째, 야외 답사 장소는 계곡 하류와 상류로 각각 명명하였고 변성암, 화강암, 절리, 포획암, 광물 입자를 관찰하도록 구성하였다. 두 번째, 사전 조사에서 관악산은 화산으로 만들어졌다고 응답한 학생이 7명이었다. 반면, 야외 지질학습이 종료된 이후에는 7명 학생이 화강암의 형성과정을 설명하고 변성암을 예시로 지질시대를 이야기 하는 것으 로 시간적인 스케일을 이해했음을 보여주었다. 더욱이 심층면담에서 지질학에 대한 낮은 성취를 보여주는 학생이 야외 지질학습에 대해 긍정적인 답변을 주었다. 즉, 학습의 정의적인 면을 고려하였을 때 야외지질학습에 과학적 모델의 사 회적 구성 활용이 효과적일 수 있다는 것을 보여준다. 이번 연구는 지질교육에 모델을 적용한 사례이고 동시에 교사에 게 야외답사 장소를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 야외지질학습에 과학적 모델의 사회적 구성을 적용한 사례로서 의의 가 있다.



    서 론

    2015 개정 교육과정에서 과학 교육목표는 모든 학 생이 과학의 개념을 이해하고 과학적 탐구 능력과 태도를 함양하여 개인과 사회의 문제를 과학적이고 창의적으로 해결할 수 있는 과학적 소양을 기르는 것(Ministry of Education, 2015)이다. 여기서 제시하 는 과학적 소양(Scientific Literacy)은 현대시민으로서 과학에 대한 생각(idea)을 갖고 과학과 관련된 주제 (issue)에 참여할 수 있는 능력을 말한다(OECD, 2013).

    우리나라에서도 우면산 산사태, 경주 지진, 포항 지진 등과 같이 지오하자드(Geohazard)*라고 불리는 새로운 유형의 자연재해가 나타났다. 특히 포항 지진 이 일어나고 난 이후 액상화 현상과 같이 추가적인 피해가 우리나라에서는 처음으로 발생하면서 이와 관 련된 이슈가 부각되고 있는 실정이다. 과학적 소양을 가진 현대시민으로서 살아가기 위해서는 이처럼 우리 주변에서 일어나는 자연재해에 대한 핵심 개념을 이 해하고 있어야 할 것이다. 자연재해는 우리 실생활에 직접적으로 피해를 줄 수 있을 뿐 아니라 생명과도 직접적으로 연관된 주제이기 때문에 더욱 관심을 기 울여야 한다. 그렇기에 학교 과학, 지구과학 교과교 육에서 이에 대해 관심을 가지고 지질학 분야에 대 한 학습이 일어날 때 더욱 관심을 가질 필요가 있다.

    현재 학교 교육 현장에서 지질학에 대한 학습은 학교 교육환경에서 이루어지고 있는 것이 대부분이다. 학교 교육환경이라고 하는 것은 교실, 실험실, 야외 에서 실행할 수 있는 교육환경을 뜻하는데 그 중 에 서 야외 환경에서 학습을 시도하려는 시도는 매우 저조한 편이다(Park, 2001). 지질학은 시간적인 규모 와 공간적인 규모가 매우 크고 길기 때문에 제한된 교실이나 실험실 환경에서 접근하기에는 한계가 있다 (Kim, 2000). 그리하여 학생들이 야외 환경에서 자연 을 관찰하고 현상을 탐구하는 것이 필요할 뿐만 아 니라 학습자의 과학과 관련된 정의적인과 영역과 인 지적인 영역에도 도움을 줄 수 있기 때문에 야외 학 습 환경이 제공되어야 한다(Cho et al., 2012).

    지질학은 독립적인 학문으로서만 바라보는 것이 아 니라 지구계(Earth System)라고 하여 지구에서 일어 나는 자연현상을 상호작용의 개념으로 이해하고 지구 라는 하나의 시스템 내에서 일어나는 것으로 간주한 다(Johnson, 2006; Lee et al., 2007; Oh and Kim, 2010; Yu et al.,2007). 지구계를 이해한다는 것은 증 거를 기반으로 현상을 설명하거나 구성하는 과정으로 시간적, 공간적 규모에 따라 지질학적으로 어떠한 과 정이 일어나는지를 알아가는 것이다(NGSS, 2013). 즉, 위와 같은 지구계를 이해한다는 것은 2015 개정 교육과정 과학교과 세부 목표 중에 하나로 자연 현 상을 탐구하여 과학의 핵심 개념을 이해하는 과정으 로 볼 수 있다(Ministry of Education, 2015). 또한 과학에 대한 핵심 개념을 이해하기 위해 실험, 토론 등의 방법으로 증거를 모으고, 현상을 해석하거나 평 가하는 등 과학적 지식을 생성할 수도 있다.

    ‘과학적 모델’은 자연 현상을 설명하기 위한 설명 체계(Hestene, 2006)로서 자연 현상을 추상화하고 간 략하게 나타낼 수 있는 표상으로 현상을 기술, 설명, 예측할 수 있는 도구(Baetu, 2014; Cheng and Lin, 2015; Oh and Oh, 2011)이다. ‘사회적 구성’은 학습 자의 지식 구성을 강조하는 구성주의적 과학교육 관 점으로 학생들이 집단을 구성하거나 또는 학급 전체 가 사회적 상호작용을 통해서 학습자가 의미를 내면 화 하는 과정(Kumpulainen and Wray, 2002)으로 구 성원들 간의 합의된 모델을 생성하기까지 모든 과정 을 말한다.

    과학적 모델의 사회적 구성은 자연 현상을 설명하 고 하나의 체계를 만들어가는 과정으로 과학이라는 학문에서 결과중심적인 접근이 아닌 과정을 중시하는 학습과정으로 볼 수 있다(Choi et al., 2017). 더군다 나 지질학은 학문 특성상 자연 현상을 공간적·시간 적인 규모 모두를 고려해야하는 것으로 과정으로서의 과학을 학습할 수 있다. 그렇기 때문에 공간적·시간 적 규모를 모두 고려한 설명체계를 만들어보는 것으 로 과학적 모델의 사회적 구성을 적용해보고자 한다.

    Orion(1989)은 야외지질학습에 대한 정의를 다음과 같이 하였다. 교실에서 경험할 수 없는 물질이나 자 연현상에 대해 학생들이 경험하고 관찰할 수 있는 기회를 제공하는 것이다. 기존 야외지질학습에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 더군다나 2009 개정 교 육과정에서 지구과학 I ‘아름다운 한반도’ 단원과 같 이 교육과정에서도 한반도 많은 지역의 지질을 소개 하기 시작하였다. 지역 대학 연구소, 국가 기관 연구 소를 중심으로 각 지역의 야외지질학습에 관한 자료 가 논문과 저서의 형태로 출간되었다. 강원(Kim et al., 2013), 경기(Maeng and Wee, 2005), 경상(Yun and Heo, 2014, Chun et al., 2007), 전라(Ahn, 2013; Cho, et al., 2002; Cho, et al., 2012; Cho et al., 2014; Jee, 2004; Kim, 2014; Kim and Oh, 2016; Kim and Oh, 2017; Oh et al., 2017; Park et al., 2000; Park et al., 2007; Park et al., 2009). 제주도 (Kang 2002; Kim and Hong 2015, Park et al., 2013), 충청(Chun et al., 2007; Lee and Cheong ,2005), 전국 일대(Chin and Choi, 2004; Kim et al. 2009) 등 많은 논문과 저서에서는 해당 지역에서 볼 수 있는 노두(outcrops)를 중심으로 다양한 지질을 소 개하는 자료가 개발되었다. 하지만, 여전히 학교 현 장에서는 접근의 용이성, 시간과 비용적인 측면에서 의 문제, 안전문제, 교사의 수업 준비과정과 수업 경 험, 수업 실행의 문제, 학교 행정적인 절차 문제 등 의 이유로 실천에 옮기는 데에는 한계가 있다 (Caliskan, 2011; Kean and Enochs, 2001; Kwon and Kim, 2007; Meezan and Cuffey, 2012). 더욱이, 2016년 기준 교육통계서비스(Korean Educational Statistics Service)에서 제공하는 학령인구 분포를 살 펴보면 경기도 다음으로 서울지역에는 가장 많은 학 령인구가 분포하고 있지만, 서울 지역을 중심으로 하 는 야외지질답사지가 개발된 사례는 극히 드물다. 경 기도 연천의 경우 우리나라에서 유일하게 암석의 종 류가 모두 관찰 가능한 지역으로 최근 몇 년간 지질 공원(geopark)을 개발하는 등 새롭게 야외지질학습 장소 개발 뿐만 아니라 역사, 고고학, 식물학 등과 같이 범교과적인 성격을 보이며 발달 중에 있다. 그 러나 서울의 경우 경기도 인근 지역으로 지질 답사 가 가능은 하나 현실적으로 경기 지역으로 이동시에 는 버스를 대여 하는 등 실제 접근성에서 한계를 보 였다. 뿐만 아니라 초임교사를 대상으로 야외지질학 습에 대한 인식조사를 연구한 Kwon and Kim(2007) 의 국내 연구에서 초임교사는 야외지질학습 지도가 어렵다는 응답 비율이 78.8%였다. Kwon and Kim (2007)은 해결방안에 대한 조사도 함께 진행되었는데 야외지질학습의 어려움을 해결하기 위한 방안으로 야 외지질학습에 대한 교육과 행정적인 지원, 야외지질 학습을 위한 교사 연수가 있었다. 특히 교사 연수의 경우 야외지질학습 장소와 자료를 제공해야함을 뜻하 였다. 그렇기 때문에 이번 연구는 학교 현장 교사에 게 야외지질학습에 있어서 야외지질답사지가 거의 없 는 서울지역의 교사와 학생들에게 접근의 편의성을 고려함과 동시에 야외지질학습 장소와 자료의 부족함 을 채워주고자 한다. 국내 다양한 곳의 많은 야외지 질답사지 개발 및 적용의 과정은 학교 현장의 초임 교사들을 포함한 다수의 지구과학교사들에게 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 지구과학 예비교사에게도 야외지질학습에 교육에 대한 기초자료로서 도움을 줄 수 있을 것이다. 그러므로 이번 연구는 야외지질학습 에 과학적 모델의 사회적 구성을 적용하는 과정으로 야외지질답사 장소를 개발하고 야외지질학습 이후 학 생들에게서 볼 수 있는 개념의 이해 정도와 정의적 측면을 확인하는 것으로 학습효과를 알아보고자 한다.

    연구 방법

    1. 연구 절차 및 연구 참여자

    1) 연구 절차

    야외지질답사지에 관한 선행연구와 과학적 모델의 사회적 구성을 적용하기 위한 관련 문헌 고찰을 실 시하였다. 이를 바탕으로 하여 과학적 모델의 사회적 구성 적용을 위한 학생 활동지 및 교수-학습 과정을 개발하였다. 야외지질답사 이전에 학생들의 개념 이 해정도 확인을 위해 사전 설문을 실시하였다. 그런 다음 과학적 모델의 사회적 구성을 적용하여 야외지 질학습에 관한 자료 수집의 과정을 거쳤다. 야외지질 학습이 종료된 이후 학생들은 사후 검사를 통해 주 제에 관한 핵심개념을 얼마나 알고 있는지 확인하고 자 하였고, 연구진들이 확인하기 어려운 부분에 대해 서는 반-구조화된 인터뷰 및 심층 연구 과정에서 추 가로 확인하였다. 위와 같은 과정의 연구절차를 요약 하면 Fig. 1과 같다.

    2) 연구 참여자

    서울 소재 G 영재교육원 과학 분과 학생을 대상으 로 연구 참여자를 모집하였고, 해당 학기에 연구 참 여에 동의해 준 8명 학생을 연구 참여자로 선정하였 다. G 영재교육원은 해당 지역 중학교에서 교사 추 천을 통해 학생을 선별하는 곳으로 현재 학교 교과 성적을 중심으로 하는 기타 교육원과는 달리 학생 선발 과정에서 학업적인 부분을 주된 고려 사항으로 보지 않는다. 연구에 참여한 학생들은 각 중학교에서 교사 추천에 의해 선별된 학생들로 같은 지역구에 다른 중학교 학생들이 함께 참여하였다.

    2. 야외답사 장소 및 야외지질학습 개요

    1) 야외답사 장소: 관악산

    야외답사 장소는 다음과 같이 두 가지 이유를 근 거로 선정하였다.

    첫 번째 Orion(1993)이 야외지질학습을 수행하기 위해 인지적, 지리적, 심리적 요소를 고려한 가상의 공간(Novelty Space)를 고려하였다. 다시 말해 야외 지질답사의 어려움으로 제시된 접근의 용이성 즉 야 외지질답사 장소와 영재교육원 수업 장소와의 지리적 접근의 용이성, 중학교 교육과정에서 배웠거나 혹은 배워야 하는 암석을 직접 관찰할 수 있는 곳, 이동거 리의 안전성, 관악구 출신 학생들에게 익숙한 장소를 선정하였다.

    두 번째 2015 개정 교육과정에서 제시하는 내용 체계 및 성취기준을 고려하였다. 고체지구영역에서는 지구 구성 물질과 지구의 역사에 관한 내용을 핵심 개념으로 하여 지각은 다양한 광물과 암석으로 구성 되어 있다는 것과 지질시대를 통해 지구의 환경과 생물은 끊임없이 변해왔다는 지식을 습득하여야 한 다. 그렇기 때문에 현장 학교에서는 풍화와 침식, 화 강암, 현무암, 퇴적암, 광물, 암석, 암석의 순환, 풍화 작용, 토양 등을 내용요소로 구분하여 학습하도록 한 다(Ministry of Education, 2015). 또한 이를 성취하기 위한 지권의 변화 성취 기준에는 조암 광물의 주요 특성을 관찰하고 암석이 다양한 광물로 구성되어 있 음을 설명할 수 있어야 할 뿐만 아니라 풍화 과정을 이해한다고 명시되어 있다(Ministry of Education, 2015).

    그리하여 첫 번째 기존 문헌 연구에서 야외지질학 습을 실행할 때 고려해야하는 요소와 두 번째 2015 개정 교육과정에 명시적으로 제시된 성취기준을 고려 하여 ‘관악산’을 야외지질답사지로 선정하였다.

    관악산 야외지질답사 장소 위치는 D사 포털사이트 에서 제공하는 지도를 편집하여 Fig. 2와 Fig. 3과 같이 표식 하였고, Fig. 2는 관악산 서울대입구 매표 소에서 걸어서 약 10분 거리에 위치하는 지점으로 서울대학교 정문 뒤 쪽에 흐르는 계곡 인근을 계곡 하류 라고 명명하였고, Fig. 3은 관악산 호수공원 정 자 옆 노두를 계곡상류 라고 명하면서 야외지질답사 장소에 대해 안내하였다. Fig. 4는 관악산을 주변으 로 하여 인근 지역의 지질 상태를 지질자원연구소에 서 제공하는 지질도를 통해 살펴보았다.

    이번 연구에서는 관악산의 다양한 장소 중에서 최 대한 자연 그대로의 모습을 간직하고 있는 노두를 찾았을 뿐만 아니라 학생들의 수준에서 이동거리에 따른 부담을 최소화 하는 데 목적을 두었다. 그리하 여 서울대 정문 인근 하천 복구공사와 더불어 관악 산 등산로 주변의 계곡을 복구하는 작업이 진행되었 는데 이 때 기존에 덮여있던 계곡의 모습이 드러나 면서 관악산 암체가 가지고 있는 모습을 볼 수 있는 지역을 다수 찾았고 관악산 등산로 입구에서부터 서 울대학교 공과대학을 거쳐 정상에 이르기 까지 많은 장소의 노두를 후보지에 두고 관찰 가능한 노두와 이동거리의 부담을 줄일 수 있는 지역을 고려하여 선정하였다.

    2) 과학적 모델의 사회적 구성 적용 개요

    국내에서 과학적 모델의 사회적 구성에 대한 연구 가 진행된 이래로 지구과학 분야에서는 천문, 지질, 대기, 해양 분야 등의 지구과학의 다방면의 분야에서 수업에 활용 가능한 자료를 개발하여 모델링과 관련 된 연구로 진행하였다(Choi et al., 2017; Kim, 2015; Kim et al., 2016; Park et al., 2016). 이들 연구 중에 서 Park et al.(2016)은 천문 단원을 활용하여 모델링 능력변화, Kim et al.(2016)은 대기 해양 단원에서 공 동 생성적 대화와 모델링 이해관계, Choi et al. (2017) 지질 분야에서 제약조건을 중심으로 모델링에 대한 이해에 관한 연구가 진행되었다. 국내에서 지금 까지 지구과학 다양한 분야의 연구로서 진행되어온 수업은 Yu et al.(2012)이 제시한 수정된 GEM cycle 을 사용하였다. 수정된 GEM cycle이란 모델의 생성 (Generation), 평가(Evaluation), 수정(Modification)으로 GEM cycle로 불리던 기존의 틀에서 적용(Application) 단계를 추가하여 수정된 GEM cycle이라고 명명하였 다. 이번 연구에서 수정된 GEM cycle을 사용하는 이유는 다음과 같다.

    수정된 GEM cycle에서 학생들은 현상을 기반으로 자신만의 모델을 생성하고 평가할 수 있다. 모델 평 가의 과정에서 문제점을 발견하게 되면 모델을 수정 하거나 혹은 새롭게 모델을 생성할 수도 있다. 과학 자들이 실제로 경험하는 모델을 만드는 과정을 학교 과학에 동일하게 적용한다면 과학자들이 추구하는 목 표와 학교 교육 목표와의 차이 때문에 오히려 학생 들의 과학 학습에 방해가 될지도 모른다. 즉, 과학자 와 학생이 과학을 접하는 것에 대한 기본적인 성격 이 다르기 때문에 추구하는 모델에도 차이가 있을 수밖에 없다. 그렇기 때문에 수정된 GEM cycle은 학습자를 중심으로 모델을 구성할 수 있도록 하였고 교육학적으로 접근이 가능하도록 설계하였다는 점에 서 실행가능하다. 이를 도식화 하면 Fig. 5와 같이 나타낼 수 있다. Fig. 5는 모델의 생성 평가 수정 적 용에 이르는 4가지 단계가 특정 단계에 묶인 것이 아니라 끊임없이 상호작용의 단계임을 나타내는 도식 으로 모델의 생성은 이후 평가, 수정, 적용의 모든 단계와 연관되어 있고 뿐만 아니라 평가, 수정, 적용 의 단계 모두 어느 한 단계에만 관련이 있는 것이 아니라 상호 순환적인 양상을 나타내는 것을 뜻한다. 그렇기 때문에 과학적 모델의 사회적 구성에 참여한 학생들은 이와 같은 과정을 연속적으로 경험할 수 있다.

    3. 자료 수집 및 분석

    1) 자료 수집

    이번 연구에서 자료수집의 목적은 야외지질학습 전 후, 전체 진행과정에서 학생들이 ‘관악산 형성과정’에 대한 핵심 개념 이해정도를 알아보는데 있다. 이를 확인하기 위해서 첫 번째 야외 답사를 실시하기 전 학생들은 관악산 형성과정에 대해 사전검사 자료를 수집하였다. 두 번째 야외지질답사 과정에서 학생들 이 야외 환경에서 암석을 관찰하거나 담화가 이루어 지는 모든 과정을 소형 캠코더와 보이스 레코더로 녹음하였고, 교실로 돌아온 이후 수정된 GEM cycle 을 바탕으로 하여 과학적 모델의 사회적 구성을 적 용하여 각 조별로 소형 캠코더와 보이스 레코더로 전 과정을 녹화 및 녹음 하였고 교실 뒤에 캠코더 카메라 1대를 설치하여 전 과정을 촬영하였다. 이후 과학적 모델의 사회적 구성에서 학생들이 작성한 개 인 모델 활동지, 조별 모델 활동지, 수업을 진행한 연구자의 필드노트를 수집하였다. 야외지질학습을 모 두 종료하고 일주일 뒤 사후 조사를 실시하고 이후 추가로 면담이 필요한 경우 심층연구로 반-구조화된 인터뷰를 진행하며 모든 과정을 녹음하고 전사하였다. 사전 사후 검사, 야외답사 과정의 전 과정과 과학적 모델의 사회적 구성 적용 과정에서 학생들의 담화, 사후 면담 자료를 전사하여 연구진들과 공유하였다.

    2) 자료 분석

    첫 번째 야외지질답사 장소에 Fig. 6과 같이 사전 에 ‘관악산 형성과정’에 대해 학생들이 자기 스스로 작성해보도록 하였다. 여기에서 학생들이 ‘화강암’을 기반으로 하는 관악산이 어떻게 만들어졌는지 글과 그림에서 사전 이해 정도를 확인하고자 하였다.

    두 번째 야외지질 답사 과정에서 학생들의 관찰하 는 전 과정을 Fig. 7과 같이 촬영 및 녹음하여 전사 하였다. 이때 학생들은 직접 관찰하는 현상에 대해 관찰기록지에 기록함과 동시에 관찰한 것에 대한 상 세한 설명과 관찰한 것에 대한 생성기작을 작성할 수 있도록 하여 향후 개념이해 정도를 파악할 때 도 움이 될 수 있는 자료라고 판단했다.

    세 번째 Fig. 8과 같이 교실에 들어와서 개인 모델 및 조별 모델을 만드는 과정, 수정된 GEM cycle 과 정을 거치면서 학생들의 모델에서 나타나는 핵심 개 념을 찾고자 하였다. 즉, 모델에서 나타나는 글과 그 림 그리고 발표자료, 이때 일어나는 모든 담화에서 핵심 개념이 들어날 수 있는 요소를 추출하였다. 본 연구에서 말하는 핵심 개념이라고 하는 것은 ‘관악산 은 화강암으로 구성되어 있다.’, ‘화강암은 심성암으 로 지하에서 마그마가 천천히 식어서 생성된 것이다.’, ‘관악산 변성암(편마암)이 존재한다.’, ‘관악산 변성암 과 화강암은 시간(시대)의 차가 존재한다.’, ‘관악산은 풍화 침식을 받았다.’, ‘관악산 지대는 서서히 융기하 였다.’ 등과 같이 관악산 형성과정을 설명하기 위한 과학적인 개념으로 야외에서 학생들이 관찰한 사실을 기반으로 현상을 설명하고자 하는 체계를 만드는 모 든 과정을 뜻한다.

    네 번째 Fig. 9처럼 야외지질학습이 종료된 이후 사전과 동일한 항목 설문지에 관악산 형성과정에 대 한 개념을 작성하도록 하였고 추가적으로 아차산에 관한 지질과 지질도를 제공하여 아차산 형성과정에 대해서도 함께 설명하여 사후 개념이해 정도를 확인 하는 과정을 거쳤다.

    다섯 번째 연구진들이 모든 자료를 공유하며 관악 산 형성과정에 대한 개념 이해 정도를 상호 확인하 는 과정을 거쳤으며 의견이 불일치하는 경우에는 합 의하는 과정에서 의견을 하나로 수렴할 수 있었다. 이후 심층면담, 인터뷰 과정에서 합의된 의견이 맞는 지 확인하는 것으로 연구의 타당도와 신뢰도를 확보 하고자 하였다.

    연구 결과

    1. 야외지질답사 장소 개발

    개정 교육과정에서 제시된 화성암(화강암)과 변성 암(편마암), 암석과 광물, 암석의 풍화 침식, 지질시 대 등의 내용을 포함한 야외지질학습을 실시하기 위 해 ‘관악산 형성과정’ 이라는 주제로 야외지질답사를 개발 및 적용을 하고자 하였다.

    1) 야외 관찰 계곡하류 노두(A) 및 관악산 형성과정

    Fig. 10은 D 포털사이트에서 제공하는 지도를 이 용하여 관악산 답사지 인근지역 위성사진이다. 녹색 으로 채워진 곳은 관악산입구에서부터 이어진 등산로 를 나타내는 것이다. 흰색으로 표시된 두 지점 A와 B는 관찰할 지역의 위치를 표기하였다.

    계곡하류 A는 Fig. 2에서 제시한 답사 장소, 계곡 상류 B는 Fig. 3에서 제시했던 야외답사 장소이다. 이와 같은 코스로 관악산 야외지질답사 장소를 개발 하였다. 먼저 계곡 하류에서 관찰할 수 있는 것을 소 개하면 다음과 같다. 위치는 N37.4660, E126.9479 지점으로 관악산 매표소 입구에서 도보로 약 10분 거리이다. 지도상으로 출발지점에서 직선거리가 약 240 m 지점에 위치하고 있다.

    계곡 하류 노두에서는 대표적으로 화강암, 절리, 편마암*, 단층면을 관찰하였다. 관악산을 이루고 있 는 대표 암석으로 화강암을 주변에서 많이 볼 수 있 고 뿐만 아니라 편마암도 함께 존재하고 있어 두 암 석을 비교하기에 적합한 장소이다. 또한, 화강암에 형성된 절리도 관찰하도록 유도하여 현재 관찰하고 있는 지형이 어떻게 만들어졌을지 생각할 수 있도록 안내하였다.

    관악산 계곡 하류 일대의 대보화강암은 조립질로 육안으로 석영, 흑운모를 쉽게 관찰할 수 있었다. 그 렇기 때문에 특히 이곳에서는 화강암의 존재 여부를 파악할 수 있고, 동시에 Fig. 11과 같이 편마암과 함 께 위치하고 있기 때문에 두 암석의 차이를 효과적으 로 비교 가능하였다. 그리고 계곡 하류에는 Fig. 12와 같이 화강암에 절리 또한 다수 관찰가능하기 때문에 학생들은 처음 관찰 지역에서 절리의 존재 유무를 확 인하고 절리의 생성기작에 대해 함께 고민할 수 있었 다. Fig. 13은 단층면의 일부분이 직접 드러나 있기 때문에 계곡의 흐름 내에서 어떠한 움직임이 있었을 지 예상해볼 수 있을 뿐만 아니라 동시에 침식작용에 관해서도 함께 고려할 수 있었다. 해당 노두는 계곡 하류로서 주변에 침식작용의 결과물로 모래가 많이 존재하는 것을 볼 수 있었는데 특히 이곳에서 다수의 광물입자들을 동시에 관찰할 수 있었다.

    그러므로 계곡 하류지점에서 관찰 가능한 것으로 ‘관악산 형성과정’에 대해 설명하기 위해서는 다음과 내용을 숙지해야한다. 화강암이 분포하고 있다는 사 실로부터 화강암이 어떻게 형성되었는지를 생각할 수 있도록 하고, 편마암이 존재하고 있다는 것으로부터 화강암과 변성암이 함께 존재할 수 있는 이유를 고 민할 수 있도록 하였다. 화강암에 생성된 절리는 결 국 지하에서 마그마가 식어서 생성된 심성암으로 화 강암이 융기하는 과정에서 무게와 압력이 낮아짐으로 부피가 팽창할 때 화강암이 갈라지게 되는 것이다. 그렇기 때문에 화강암에 생성된 절리를 관찰한다는 것은 결국 지형의 융기과정을 관찰을 통해 유추할 수 있었다. 단층면은 관찰하면서 관찰하는 지역은 지 형학적으로 고정된 것이 아닌 특정 현상에 의해 단 층면이 노출될 수도 있음을 보여줌으로서 이전 지형 에 대해서도 사고해볼 수 있었을 뿐만 아니라 현재 의 지형은 필히 어떠한 움직임을 수반하였을 것이라 고 유추가능하고 풍화와 침식 현상의 예시로도 간주 할 수 있었다.

    2) 야외 관찰 계곡 상류 노두(B) 및 관악산 형성과정

    계곡 상류에서 관찰 할 수 있는 것은 화강암, 절리, 포획암, 계곡의 모래 속에서 광물이다. 관측 장소 위 치는 N37.45783, E126.9476 지점으로 관악산 호수공 원 정자 옆 계곡이다.

    Fig. 14는 조립질 화강암이자 또 다른 절리의 예시 로서 화강암과 화강암 틈 사이에 붉은 계열 색으로 변한 것을 볼 수 있었다. 이와 같은 과정에서 학생들 은 주어진 노두를 관찰하고 절리에는 기존의 암체와 다른 색이 보이고 있는지 의문을 갖고 생각할 수 있 도록 안내가 필요하였다. Fig. 15는 포획암으로 특히 이 곳 계곡 상류 노두에서 많이 볼 수 있었다. 현재 관악산 일대의 중생대 대보 화강암은 흑운모 호상 편마암에 관입하여 생성된 것이다(Kim and Hong, 1975). 그렇기 때문에 야외 관찰과정에서 화강암과 편마암을 관찰하고 그 둘 암석 사이의 선후 관계를 밝혀내는 것이 관악산 형성과정을 설명하기에 반드시 필요한 요인이었기 때문에 위와 같은 포획암은 이 둘 사이의 관계를 설명해 주기 위해 반드시 필요로 하는 관찰이었다. 그리고 Fig. 16은 계곡 모래 속에 서 석영, 장석, 흑운모 등과 같이 대표적인 광물 또 한 찾을 수 있었다. 이 때 전형적인 광물 샘플을 함 께 제공해서 학생들이 전형적인 샘플을 먼저 보고 계 곡의 흙 속에서 광물을 찾아보고 비교하도록 하였다.

    계곡 상류에서 관찰 가능한 현상들로부터 관악산 형성과정이라는 주제를 설명하기 위한 과정은 다음과 같다. 학생들이 관악산 노두에서 지속적으로 화강암 을 관찰할 수 있도록 기회를 제공하였다. 동시에 계 곡 하류에서와는 다르게 절리에 붉은 계열이 색 또 한 바뀌는 것을 볼 수 있었다. 이를 바탕으로 하여 물리적 풍화 작용 뿐만 아니라 화학적 풍화 또한 함 께 일어난다는 것을 관찰하는 현상을 바탕으로 이야 기 할 수 있었다. 그런 다음 포획암을 관찰할 수 있 었는데, 학생들이 포획암이라는 용어에 대해 접해본 경험이 없기에 포획암이라는 용어만은 미리 알려주었 고, 다만 관찰하면서 포획암이 어떻게 생성 되었을 지에 대해 학생들이 스스로 유추할 수 있도록 하였 다. 계곡 하류에서 변성암과 화강암이 동시에 관찰 가능 했는데, 계곡 상류에서는 변성암이 아닌 포획암 이 발견되고 있는 것을 보면서 포획암의 생성에서 암석이 어떤 것이 먼저 생성되어 있었고 왜 포획암 이 생성되었는지를 확인하는 기작을 알아봄으로서 암 석 생성의 전후 관계를 현상을 통해 알 수 있도록 구성하였다. 마지막으로 계곡의 흙에서 광물 입자를 찾아보는 활동을 가졌는데 그 이유는 지리적 여건상 관악산의 전 지역을 답사하기는 사실상 불가능할 뿐 만 아니라 연주대 정상까지 가서 지질답사를 진행하 는 것은 현실적으로 쉽지가 않았다. 따라서 계곡에 존재하고 있는 흙에서 광물을 찾아봄으로써 비록 우 리가 정상까지 가진 않았지만 관찰 가능한 현상으로 부터 관악산 정상 더 위쪽에는 어떤 암석이 존재하 고 있을지 증거를 바탕으로 추측할 수 있었고, 이러 한 과정에서 암석과 광물에 대한 개념을 학생들이 익히고 직접 지식을 활용하는 경험을 할 수 있었다.

    국내 야외지질답사 개발 및 적용과 관련된 기존 연구의 방향은 교육과정 중심 혹은 지질학적인 개념 을 소개하는 과정으로서의 연구가 진행된 반면 이번 연구에서는 ‘관악산 형성과정’ 이라는 주제를 가지고 야외지질학습을 구성하여 교육과정 내용을 포함한 지 질학적인 개념을 학생들이 과학적인 모델을 만들어내 는 과정으로서 자연 현상을 관찰하고 이를 설명하기 위한 체계를 갖추는 것을 경험할 수 있다.

    2. 과학적 모델의 사회적 구성 적용 효과

    앞선 연구결과는 야외지질학습을 실행하기 위해 야 외지질 답사 장소 개발에 초점을 두었다면 이번 연 구결과는 야외지질학습에 과학적 모델의 사회적 구성 을 적용한 후 효과를 알아보고자 한다. 과학적 모델 의 사회적 구성 적용 효과는 관악산 형성과정에 대 한 과학적 개념의 측면과 야외지질학습의 참여와 학 생들의 태도 등을 알아보는 정의적인 측면으로 구분 하여 알아보았다.

    첫 번째 과학적 모델의 사회적 구성 적용의 지식 적인 측면을 알아보기 위한 설문 검사지 구성은 다 음과 같다. 사전 사후 검사지에는 관악산 형성과정이 라는 주제와 야외답사 장소에 대한 안내를 포함한다. 설문지에는 답사 장소에서 관찰 가능한 것에 대한 이름을 일부 명명하기도 하고 관악산을 포함한 서울 지질도를 함께 제공하였다. 이후 Fig. 17과 같이 학 생들은 자신이 생각하는 개인 모델을 만들어보는 것 으로 사전 설문지를 구성하였고, 사후 설문지에는 여 기에 적용의 과정으로 아차산에서 볼 수 있는 지형 의 사진과 지질도를 제공하여 아차산 형성과정에 대 해 논의해보도록 구성하였다. 사전 검사에서 7명의 학생들이 관악산 형성과정을 화산폭발, 마그마의 폭 발 등과 같이 설명하였다. 이는 심성암에 대한 대표 적인 오개념으로 알려져 있고(Francek, 2013), 심성암 의 개념에 대해 부족한 점을 볼 수 있었다. 일부 학 생은 마그마와 용암이라는 용어를 혼재해서 사용하기 도 하였다. 야외지질답사를 시작하기 전 단계에서 이 와 같은 설문 결과로 학생들이 화성암에 대한 개념 이 부족하다고 판단하였다. Fig. 18은 야외지질학습 이 종료된 이후에 작성한 설문 검사지 예시이다. 사 후 검사 결과에서는 7명의 학생들이 화강암이 어떻 게 형성되는지에 대해 명시적으로 언급하고 있을 뿐 만 아니라 실제 야외지질답사 관찰한 것을 기반으로 하여 자연 현상을 설명하고자 하는 체계를 만든 것 을 볼 수 있었다. Fig. 18에서와 같이 관악산 화강암 은 지하에서 마그마가 식어서 형성된 것이고 융기하 는 과정을 겪으면서 산이 생성되었다는 모델을 제시 하였다. 이번 연구의 주제가 관악산 형성과정이었기 때문에 학생들은 관악산 화강암의 생성 기작에 대해 반드시 기술해야했을 뿐만 아니라 융기 과정에 대해 서도 증거를 기반으로 설명했어야 했다. 그런 점에 비추어 볼 때 사후 검사 결과에서 보여준 결과는 학 생들이 이를 명시적으로 드러내었고 사전 검사 결과 에서 보여준 화성암에 대한 오개념이 사라졌음을 확 인할 수 있었다. 그런데 1명의 학생이 유일하게 여전 히 화산이 식어서 형성된 것으로 설명하였는데 이 학생의 경우 화산과 마그마에 대한 개념을 혼동하고 있는 것으로 나타났다. 사후 검사에 아차산 인근의 지질도와 아차산 형성과정에 대한 질문도 있었는데 이에 대해서 모든 학생들의 관악산과 유사한 형태로 아차산 형성과정을 Fig. 19와 같이 설명해주었다. 더 욱이 연구에 참여했던 학생들이 과학적 모델을 만들 고 이를 발전시켜가는 과정에서 사전에 보여줬던 것 과는 다른 결과를 사후에 보여주었다. 즉, 학생들이 화강암의 형성 과정에 대해 다루었고, 야외에서 관찰 한 현상에서 증거를 찾았을 뿐만 아니라 이를 활용 하여 사후 검사에 반영하는 것을 보여주었다. 사전 검사에서는 화산폭발 모델로 설명하고자 하였지만 사 후 검사에서는 학생들이 모델을 만들어가는 과정에서 마그마가 폭발하는 것이 아니라 마그마가 식으면서 화강암이 만들어진다는 것, 기존 환경에서 변성암의 존재하고 있었고, 이후 오랜 시간 풍화와 침식 작용 을 받는다는 것, 화강암이 융기하는 것과 같이 관악 산이 지금과 같은 모습으로 형성되어 있는 것에 필 요로 하는 요소를 개인 모델의 형태로 보여줬다. 이 와 같은 과정은 과학적 모델의 사회적 구성이 진행 됨에 따라 학생들의 심성암에 대한 개념이 변하는 것을 결과론적으로 보여주는 것이다.

    두 번째 야외지질학습에 대한 학생들의 태도와 감 정 표현 등을 고려한 정의적인 측면을 알아보기 위 해서 심층면담의 과정을 거쳤다. 면담과정 중 일부는 다음과 같다.

    • R(연구자): 수업 내용에 대한 이야기 말고 개인적으로 솔직한 OH 얘기를 듣고 싶어서 질문을 해볼까 하는데 괜 찮겠니?

    • OH: 네 좋아요.

    • R(연구자): 이번과 같은 야외지질학습을 다음에 기회가 되면 선생님이 또 해보려고 하는데, 솔직히 수업에 참여 한 학생의 입장에서 좋았던 점 한 가지랑 다음에 진행할 때 이건 다르게 하면 좋겠다고 하는 게 한 가지 얘기해 줄 수 있니?

    • 네, 우선 저는 지질에 별로 관심이 없었는데 의외 로 생각보다 어렵지 않고 친구들이랑 뭔가 계속 이 야기 하면서 재밌게 했던 것 같아서 좋았어요. 그 리고 솔직히 저 관악구에서만 계속 살았는데 한 번 도 여기 땅이 뭐......생각 1도 해본 적이 없었거든 요. 그래서 뭔가 관악산 이걸 설명하니까 뿌듯했어 요. 쌤 이거 앞으로도 계속 하면 좋을 것 같아요.

    OH 학생은 이번과 같은 형태의 야외지질학습이 재미있다는 응답과 함께 향후 영재교육원에서 진행되 는 수업이 있으면 다음 해에도 계속 진행되면 좋을 것 같다고 답변해주었다. 그리고 연구에 참여한 OH 학생은 관악구에서만 살았는데 그 동안 한 번도 관 악구 지질에 대해 생각해본 적이 없었다면서 내가 살고 있는 곳의 지질학적인 내용을 설명할 수 있어 서 뿌듯했다는 긍정적인 피드백도 함께 하였다.

    다음으로 동일한 질문에 대한 또 다른 학생의 면 담자료이다.

    • R(연구자): 수업 내용에 대한 이야기 말고 개인적으로 솔직한 LE 얘기를 듣고 싶어서 질문을 해볼까 하는데 괜 찮겠니?

    • LE: 네 뭐 다 좋죠

    • R(연구자): 이번과 같은 야외지질학습을 다음에 기회가 되면 선생님이 또 해보려고 하는데, 솔직히 수업에 참여 한 학생의 입장에서 좋았던 점 한 가지랑 다음에 진행할 때 이건 다르게 하면 좋겠다고 하는 게 한 가지 얘기해 줄 수 있니?

    • LE: 흠...... 우선 쌤 수업 때 그 말이 좋았어요. 지구에 서 살아가는 지구인으로서 최소한 내가 사는 곳, 내가 밟고 있는 곳에 대해 안다고 하셨던가?, 그 무튼 그거 있잖아요. 지구인 이야기. 솔직히 저 지 알못(지구과학을 알지 못하는 사람)인데 쌤 그 말 들으니까 우리 동네 땅이 무엇인지 정도는 알면 좋을 것 같더라고요.

    • R(연구자): 수업할 때 쌤이 처음 이야기 하는 게 좋았다는 거 네?, 수업 진행 하는 거나 수업 내용이나 다른 건 어땠어?

    • LE: 네네, 그리고 사실 우리가 그 뭐지 화산폭발 한다 고 처음에 다 했었잖아요. 학교에서 제주도 한라산 이 화산폭발로 만들어지고 뭐 산은 다 그런 줄 알 았는데, 이거 하면서 같이 얘기해보니까 그게 아니 었잖아요. 우리가 자유롭게 이야기하고 쌤도 같이 하고 생각보다 편하고 재밌고 사실 진짜 놀면서 했던 것 같아요. 재밌었어요.

    • R(연구자): 다음에 혹시 이런 수업 있으면 참여할 생각 있나?

    • LE: 네 뭐 저는 많이 걷는 것만 아니면 지금 정도는 딱 좋을 듯해요. 쌤 이거 말고 우리 또 하나 더해 요?

    • R(연구자): 다음에 기회 되면 다른 곳으로 한번 준비해볼게.

    • LE: 네, 좋아요.

    LE 학생은 면담에서 ‘지알못’과 같이 스스로 판단 하기에 지구과학에 대한 자신감이 부족하거나 부정적 인 태도임을 알 수 있는 응답이 있었다. 하지만, 수 업에 참여하고 난 이후의 면담자료에서 볼 수 있듯 이 LE 학생은 선생님의 ‘지구인 이야기’를 듣고 관 악산 형성과정 주제로 진행되는 이번 야외지질학습에 참여해야겠다는 필요성을 느꼈다. LE 학생에게서 볼 수 있는 특별한 점이 바로 다른 학생에게서 볼 수 없었던 수업 참여에 대한 동기적인 부분인데, ‘지구 인 이야기’라고 하는 것이 ‘지알못’ 이라고 표현하는 학생이 수업에 참여하게 된 긍정적인 동기가 될 수 있음을 알 수 있었다. ‘지구인 이야기’라고 하는 것 은 지구과학을 배우는 이유에 대한 것이다. 자료수집 단계에서 왜 지구과학을 배우고 지질학을 알아야하는 지, 더군다나 야외지질학습에서 관악산 지질답사를 가려고 하는 이유가 무엇인지, 야외지질답사에서 무 엇을 하고자 하는지 등을 교사가 학생들에게 질문을 한다. 이와 같은 질문은 학생들이 수업에 대해 직접 생각할 수 있는 과정으로 야외답사를 실시하기 위한 준비단계에서 진행하였다. 야외지질답사를 진행하기 전 교사는 학생들에게 지구인 이야기라고 하는 것을 다음과 같은 질문을 바탕으로 진행하였다. ‘지구과학 은 왜 배워야 할까?’, ‘지질학은 왜 배워야 할까?’, ‘그 럼 우리는 왜 관악산 형성과정에 대해 알아봐야 할 까?’ 등과 같이 지구과학에 대한 큰 질문에서 시작해 서 수업에 관한 작은 질문에 이르기 까지 조금씩 좁 혀가는 질문으로 구성하였고, 마지막에 학생들의 생 각을 공유하면서 ‘우리가 집 주소를 알고 서로의 이 름을 알아가는 과정을 경험하는 것처럼 지구에 살면 서 내가 다니는 곳 내가 밟는 땅이 어떤 것인지 아 는 것이 인격체로서 알아야 할 최소한의 소양은 아 닐까?’ 라는 마지막 질문으로 구성하였다.

    LE 학생이 면담에서 언급했던 것 중에 하나는 화 산 폭발로 관악산이 형성되었다고 하였는데 이는 학 교에서 제주도 한라산 형성과 관련하여 배웠던 것임 을 알 수 있었다. 사전 검사지에서 화산 폭발로 관악 산 형성 과정을 기술하였는데 사후 검사지에는 화강 암 형성을 포함하여 심성암에 대한 개념을 설명하였 다. 특히 LE 학생이 ‘자유롭게 이야기 하고, 편하고, 재밌고, 놀면서 하는 것과 같다.’ 등과 같은 표현에서 볼 수 있듯이 과학적 모델의 사회적 구성을 적용했 을 때 학생들이 자신의 의견을 자유롭게 표현하며 참여하는 것에 대하여 학생들의 긍정적인 감정 상태 를 보여주었다. 이와 같은 결과는 과학적 모델의 사 회적 구성의 적용이 학생들로 하여금 서로의 생각을 공유할 수 있는 장을 마련해 줌과 동시에 상호간에 자유로운 의사소통을 할 수 있는 기회가 됨을 보여 주는 것이라고 할 수 있다. 뿐만 아니라 또 다른 면 담 질문 중에 하나였던 이와 같은 야외지질학습이 있을 때 참여 여부를 묻는 답변에 8명 전원의 학생 에게서 ‘그렇다’는 답변을 받았다.

    이를 바탕으로 관악산 형성과정에 대해 학생들의 개념 이해의 측면과 연구에 참여한 8명의 학생들이 과학적 모델의 사회적 구성을 적용한 야외지질학습에 대하여 긍정적인 태도, 행동, 감정 등 정의적인 측면 을 동시에 고려해 본다면 과학적 모델의 사회적 구 성을 적용한 야외지질학습이 효과적이라는 것을 보여 줄 수 있는 사례이다.

    결론 및 제언

    이번 연구의 목적은 과학적 모델의 사회적 구성을 야외지질학습에 적용하고자 하는 것이다. 이를 실행 하기 위해서 야외지질 답사 장소를 개발하였고 과학 적 모델의 사회적 구성을 적용할 수 있도록 하였다. 야외지질답사를 실시하기 전 사전 검사를 통해 학생 들의 개념 이해 정도를 확인하며 답사 준비에 활용 하였고, 연구가 종료된 이후 사후 검사를 통해 학생 들의 야외지질학습 전후로 개념 이해의 차이를 확인 하는 것과 정의적인 측면에서 학습효과에 대해 논의 하였다. 연구 결과를 기반으로 한 결론과 제언은 다 음과 같다.

    첫 번째 관악산은 해발고도 632 m 정상 연주대 중 심으로 서울시 관악구에서부터 경기도 안양, 과천시 에서 위치하고 있고, 우리나라에서 중생대 쥬라기 대 보 화강암을 기반으로 하는 대표적인 산이다(Kim and Hong, 1975). 야외지질 답사 장소는 관악산 입구 매표소에서 관악산 호수공원 정자까지로 학생들이 부 담 없이 참여가 가능한 장소를 선정하였을 뿐만 아 니라 ‘관악산 형성과정’ 이라는 주어진 특정 주제를 바탕으로 하여 야외지질 답사가 가능하도록 구성하였 다. 야외답사 장소 관악산은 Fig. 4 지질도에 나타난 것과 같이 중생대 쥬라기 화강암을 대표 암석으로 존재하고 있고 주변에서는 선캄브리아기 변성암 또한 함께 관찰할 수 있다. 하지만, 실제 야외 답사 과정 에서는 앞서 언급했듯이 학생들 수준에 맞게 재구성 하는 과정을 거쳤다. 대표적으로 계곡을 복구하는 과 정에서 옮겨온 전형적인 편마암을 관악산 변성암으로 제시하여 학생들이 암석에 대해 더욱 이해하기 편하 게 구성해두었다. 그 외에도 실험실 환경에서 볼 수 있는 광물 샘플과 계곡에 존재하는 흙에서 광물을 직접 찾아보는 활동, 절리를 통해 풍화 침식 작용에 대해 학생들이 스스로 생각할 수 있는 과정 또한 준 비했고 포획암이라는 용어는 제시하며 이것이 어떻게 형성되게 되었는지 사고할 수 있을 뿐 아니라 관찰 하는 모든 과정을 관악산 형성과정 이라는 주제에 맞추어 진행할 수 있는 스토리가 있는 지질답사 장 소로 개발하였다.

    두 번째 과학적 모델의 사회적 구성을 적용한 야 외지질학습의 결과 사전 사후 검사에서 수업 이후에 관악산 형성과정에 대해 8명 중 7명의 학생이 올바 른 개념 이해를 하는 것을 볼 수 있었다. 특히 사전 검사에서는 산의 형성에 대해 화산 폭발로서 현상을 설명하고자 하는 모델이 절대 다수를 차지했었다. 이 는 화성암 생성과정에 대한 대표적인 오개념 중의 하나(Francek, 2013)이고 모델 형성과정에서 화산폭 발로 이루어진 경우 제주도와 같이 과거에 알고 있 던 내용 중의 일부를 모델에 그대로 드러내는 것으 로 보여주었다. 반면에, 과학적 모델의 사회적 구성 을 적용한 야외지질학습 이후 사후 검사지에서는 관 악산 형성과정을 화강암의 생성기작을 함께 설명함과 동시에 지질학적인 시간의 흐름을 나타내는 것을 보 여주었다. 이는 기존의 야외지질학습의 필요성으로 제시되었던 공간적 시간적 큰 규모로서 현상을 이해 하는데 도움을 줄 수 있는 것으로 사료된다.

    세 번째 2009 개정 교육과정에서 학생의 이해와 흥미 유발을 위한 모델의 사용이었다면 2015 개정 교육과정에서는 모델을 사용하는 것으로서의 역할을 강조하고 있다(Ministry of Education, 2015). 이번 연 구는 야외지질학습에 과학적 탐구 능력을 함양시키기 위한 방법으로 제안되고 있는 모델 및 모델링을 강 조한 교수학습을 적용한 사례로서 Orion(1993)이 제 시한 가상의 공간(Novelty space)을 만족하는 야외지 질학습으로 제안하는 바이다.

    네 번째 야외지질학습의 한계점으로 제시된 교사의 수업 실행적인 측면에 도움이 되기 위해서는 수업 준비의 어려움(Kwon and Kim, 2007)을 덜어주어야 한다. 이와 같은 어려움은 초임교사에게만 해당하는 사항은 아닐 것으로 생각된다. 그렇기 때문에 야외지 질학습을 교육 현장에서 실행하기 위해서 다양한 장 소에서 접근과 안전의 이동성을 고려함과 동시에 교 육과정의 목표에도 부합하는 많은 야외지질답사가 개 발 및 적용하여 현장의 교사가 활용가능 할 수 있도 록 안내하는 또 다른 교사 교육의 필요성을 제기하 는 바이다.

    Figure

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    The procedure of this research.

    JKESS-39-178_F2.gif

    Location of outcrop at Mt. Gwanak down stream valley.

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    Location of outcrop at Mt. Gwanak upper stream valley.

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    Geological map near the Mt. Gwanak area in the Seoul.

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    Modified GEM cycle.

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    Records of the pretest.

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    Observation for geological field trip.S

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    Make group model.

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    Records of the posttest.

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    Route Guidance of geological field trip.

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    Gneiss (Left).

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    Joint on the granite (Middle).

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    Fault Plane (Right).

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    Joint on the granite (Left).

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    Xenolith (Middle).

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    Particles in the valley (Right).

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    Example of volcanic model in the pretest (Left).

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    Example of plutonic (granite) model in the posttest (Middle).

    JKESS-39-178_F19.gif

    Model of formation Mt. Ahcha (Right).

    Table

    Reference

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