The Development and Applying Effects of Systems Thinking Teaching Program for Improving Recognition of the Earth Systems in Elementary Science Education
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(2) 314. 문 병 찬. 교육의 목표로 설정하였다. 이는 과학교육이 과학 지식과 도구를 통해 과학을 교육하고 과학자를 양 성하는 것 뿐 만 아니라 미래사회를 대비한 세계시 민의 기본자질과 소양을 확립함으로써 교과교육으 로서의 중요성이 더욱 커진 것으로 볼 수 있다 (Ben-Zvi Assaraf & Orpaz, 2010). 그러나 단편적이 고 극히 제한된 과학지식의 탐구와 부분적인 이해 를 중심으로 한 과학수업을 통해서는 학생들이 지 구환경 그리고 에너지 등 범지구적 문제들의 본질 을 통찰하고, 이에 합당한 의사결정과 실천력을 갖 춘 과학적 소양인으로 성장하기를 기대하기에는 한계가 있어 보인다. Mayer(1995)는 과학교육의 새로운 패러다임에 기반 한 과학교육의 목표달성에 효과적 방안으로 서 지구환경을 지구시스템 관점으로 인식시키는 지구계 교육(ESE)을 제안하였다. 위 제안은 과학교 육분야에서 큰 관심과 공감대를 이끌어내었으며, 현재까지도 널리 인정받고 있다(Mayer et al., 1992; Mayer, 1995; Ben-Zvi Assaraf & Orion, 2005). 지구 계 교육은 지구를 여러 하위계, 즉 지권, 수권, 대 기권, 생물권들이 상호작용을 통해 역동적으로 작 동하는 하나의 계(system)로 인식하는 교육활동으 로, 지구에 대한 계(system)적 관점에서 자연현상을 개별 보다는 통합적 접근을 통해 학생들에게 과학 지식을 습득하게 할 뿐 만 아니라 지구의 아름다움 에 대한 이해와 지구환경에 대한 책임의식 함양, 여러 문화에 대한 이해 증진 및 다문화에 대한 개 방성 등을 갖는 전지구적소양을 함양하는 것을 중 심에 두고 있다(Lee, et al., 2007; Mayer et al., 1992; Mayer, 1997; Johnson, 2006). 한편, 부분의 합이 반 드시 전체의 합과 일치하지 않는 복잡 계(complexity system) 특성을 지구환경과 과학교육에 적용하 여 교사와 학생 모두에게 단편 또는 부분에 집착하 지 않고 전체를 통찰하는 관점을 인식시켰다는 점 에서 지구계 교육의 가치는 특히 크다고 볼 수 있 다. 1990년 초반부터 미국을 중심으로 시작된 지구 계 교육은 과학 교육에 새로운 방향을 제시하였고 (Jung, et al., 2012), 우리나라에서는 지구과학교육 분야를 중심으로 지구계 교육프로그램 개발 및 적 용효과, 지구계 교육에 대한 과학교사의 인식을 포 함한 많은 연구들이 진행(Jeong, et al., 2001; Song, 2006; Lim, et al., 2000; Cho, & Kang, 2002; Cho, et. 됨으로써, 국 내 지구계 교육 확산에 큰 기여를 하였다. 이에 현 재 운영 중인 2009개정 교육과정에서는 중학교 1-3 학년 군의 ‘생명과 지구’ 영역 성취기준에 ‘지구계’ 가 직접 등장하였고, 하위계인 ‘지권, 수권, 기권, 외권 등이 단원명으로 사용되었다(Jung, et al., 2012; Lee, 2011). 반면 초등과학과 교육과정에서는 지구시스템의 구성요소인 하위시스템들의 부분적 내용이 현상적 으로 다루어질 뿐 ‘지구계’ 개념이 직접적으로 나 타나지는 않는다. 그러나 지구계 교육이 새로운 과 학교육 패러다임을 실현하기 위한 교육적 방안이 고, 21세기 바람직한 시민들이 지녀야 할 지구적 소양은 물론 자연을 탐구하는 전체론적인 관점을 양성하는 구체적 목표와 초․중등 과학교육과정과 과학적 소양의 총체적인 개념 정의적 기초를 제공 한다(Jeong, et al., 2001; Mayer, 1995)는 점을 고려 하면, 초등과학교육분야에서 지구계교육적 접근이 필요하다고 생각된다. 과학교육을 처음으로 접하 는 초등학생들에게 과학수업에서 배우는 단편적 지식들이 서로 분리되지 않은 지구계차원에서 하 위 계들의 상호작용과 그 결과임을 인식 시키는 것 은 앞으로 더 많은 과학을 배워야 할 교육과정의 단계적 측면에서도 매우 중요하다고 생각하기 때 문이다. 한편, 지구계 교육의 핵심인, 지구환경을 지구시 스템으로 인식하는데 있어서 기본적으로는 하위시 스템들에 대한 많은 과학지식들을 적절히 운용하 는 능력이 요구되지만, 반면 접근하는 사고방식, 특히 시스템사고(systems thinking)를 통한 접근이 효과적이라는 주장이 있다(Ben-Zvi Assaraf & Orion, 2008; Hmelo-Silver & Azevedo, 2006; Kali et al., 2003). 시스템사고는 Forrester(1961)에 의해 제안된 것으로서, 시스템의 전체특성을 이해하여 그 결과 를 예측하는 사고분석 적 방법이다. 전체를 하나의 단위시스템으로 인식하고 단위시스템을 구성하는 각 하위시스템 및 하위시스템들의 상호작용을 통 해 전체시스템의 상황을 바르게 이해할 뿐 만 아니 라 단편적인 부분에 집착하지 않고 시스템전체를 개관하여 상호관계를 파악하는데 매우 유용한 사 고의 틀(Moon, et al., 2004)로서 지구계 교육의 바 탕인 지구시스템 적 인식과도 개념적 측면에서 매 우 유사한 맥락을 가지고 있다. al., 2006; Lee, et al., 2007; Lee, 2011).
(3) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. Ben-Zvi Assaraf 와 Orion(2008)의 연구결과에서, 복잡 계에 대한 과학지식들을 단순 암기수준에서 이해한 학생들도 학업성취도의 평가에서는 유의미 한 수준에서 학업성취도가 향상된 결과를 나타내 었다. 그러나 이들 중 시스템 사고의 운용능력이 낮 았던 학생들의 경우, 지구시스템의 본질적 측면에 대한 통찰적인 이해보다는 각각의 하위시스템에 대해 단편적인 지식차원으로 이해한 수준이었다. Hmelo-Silver와 Azevedo(2006)의 연구결과에서도 복 잡 계에서 계에 대한 지식들을 단순히 조합 하는 것을 통해서는 실제 시스템의 역동적인 관계성과 본질을 이해하지 못한다는 것이 밝혀짐으로써, 지 구계 교육에서 지구시스템 적 인식은 과학지식 외 에 사고방식에서 시스템사고를 통한 접근이 중요 하다는 것을 강조하고 있다. 결론적으로「모든 사람을 위한 과학」의 과학교 육 패러다임을 구현할 수 있는 적합한 교육 방안인 지구계 교육은 초등과학교육에서도 중요하게 다루 어져야 한다. 지구계 교육은 학생들이 지구환경을 지구시스템으로 인식하는 것을 교육근간의 핵심에 두고 있으며, 많은 선행연구들에서 지구환경의 본 질을 지구시스템 적으로 인식하는데 있어서 과학 지식 뿐 만 아니라 시스템사고로서의 접근이 중요 하게 역할 한다는 것을 강조하고 있다. 따라서 과 학지식과 인지수준에서 제한점을 가진 학생들을 주요대상으로 하는 초등과학교육에서 지구계교육 적 접근을 시도하기 위한 다양한 방안들의 모색차 원에서 시스템사고활용 등 지구계 교육에 관계되 는 기초자료들을 조사하여 수집할 필요가 있다. 위 맥락에서 초등학생들에게 시스템사고의 교수 -학습을 적용하고, 시스템사고 교수-학습과정에서 나타난 다양한 학습활동의 특징들을 통해 초등과 학교육에서 시스템사고 교육의 적용가능성을 알아 보고, 교육효과로 학생들의 지구시스템 적 인식 변 화 등을 탐색해 보았다. 본 연구는 초등과학교육과 지구계 교육 그리고 시스템사고와 관련하여 추후 추진될 많은 연구에 필요한 기초자료를 수집하는 데 그 목적이 있으며, 연구목적을 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 시스템사 고 교수-학습에서 학생들의 학습활동 특징은 무엇 인가. 둘째, 시스템 사고 교육은 초등학교 교육과 정에서 적용가능한가. 셋째, 시스템사고 교수-학습 은 학생들의 지구시스템 인식에 변화가 있는가이다.. 315. Ⅱ. 연구 내용 및 방법 1. 연구 대상 및 절차. 본 연구는 G광역시에 소재한 초등학교 6학년 한 학급, 26명을 대상으로 하였다. 연구를 추진하기 위해서 첫 번째로 연구학교를 선정하였다. 담임교 사를 포함한 학교관계자들과 논의하여 창의적 체 험활동영역에서 2차시를 한 단위로 하는 블록타임 수업으로, 총 5단위 수업(10시간)을 담임교사와 공 동운영(team teaching)하는 것으로 G광역시에 소재 한 Y초등학교를 선정하였다. 두 번째 단계로 지구 시스템인식 측정도구와 초등학교 6학년 학생들이 대상인 시스템사고 교육프로그램을 개발하였다. 세 번째 단계에서는 블록타임의 교수-학습활동 5 회를 3주에 걸쳐 실시하였고, 마지막 단계에서는 시스템 사고 교수-학습에서 수집된 자료들을 분석 하고 그 결과를 정리하였다. 2. 검사도구 및 분석방법 1) 지구시스템 인식 검사. 지구시스템 인식에 대한 수준을 조사하는 측정도 구는 Ben-Zvi Assaraf & Idit Orpaz(2010) 연구에서 개 발 된 것을 부분수정 하였다. 위 측정도구는 총 10개 문항으로 구성되어 있다. 선행연구에서는 측정도구 가 이스라엘의 중학교 2학년 학생들의 지구시스템 인식을 조사하기 위한 목적으로 사용 되었으므로 본 연구에서는 초등학교 6학년 학생들의 지적수준 과 특성에 맞도록 내용과 형식 일부를 재구성하였다. 지구시스템 인식 측정은 시스템사고 교육의 적 용 전․후에 동일한 조건에서 실시하였다. 초등학생 들에 대한 지구시스템인식 검사결과의 타당성과 신뢰성을 확보하기 위해 도구의 각 문제를 연구자 가 읽어주면서 문제가 의미하는 구체적인 내용을 학생들에게 설명해 주었다. 지구시스템 인식 검사 과정에서 문제의 내용에 대해 학생들이 질문한 경 우 연구자는 자세한 설명을 제공하였다. 검사결과 의 분석은 학생들의 응답을 긍정적 내용과 부정적 내용으로 나누고, 지구시스템 관점에서 적절한지 를 평가하였다. 2) 시스템사고 교육프로그램. 본 연구에서 시스템사고 교육프로그램은 시스템.
(4) 316. 문 병 찬. 사고의 내용 및 교육적 측면을 고려하여 개발하였 다. 지구시스템 적 인식은 암석권, 수권, 대기권, 생 물권 들 간 역동적으로 이루어지는 상호관계와 작 용에서 시스템의 본질인 순환성과 지연시간 그리 고 피드백을 인식하는 것이 핵심요소로 알려져 있 다(Kari et al., 2003; Moon et al., 2004). 이에, 교육 프로그램의 내용적 측면은 전체시스템을 구성하는 하위시스템의 구성요소 및 특성과 상호작용을 바 탕으로 하위시스템들 간 상호작용과 관계성을 통 해 전체시스템의 특성을 통찰할 수 있도록 하는데 중심을 두었다. 교육적 측면은 Ben-Zvi Assaraf & Idit Orpaz(2010)의 제안에 따라, 본 연구에서 적용 하는 시스템사고 교육에서 전체 지구시스템을 교 수-학습 자료로 운영하기 어려운 상황이었으므로, 학생들에게 익숙한 환경을 시스템의 소재로 활용 하여 6학년 학생들에게 익숙한 해당학교 교정 (schoolyard)을 교육프로그램의 중심소재로 사용하 였다. 본 연구에서는 학생들에게 시스템교육에서 중요 한 구성요소 및 하위시스템들 간 밀접한 상호관계 성 인식을 강화시키기 위해서 개념도그리기 활동 을 교수-학습에 적용하였다. 개념도 그리기는 특정 한 지식영역에서 개념들 간 상호관계를 이해하는 데 효과적(Martin et al. 2000; Mason 1992)인 교수학습의 도구로 알려져 있다. 또한 개념도 그리기 활동에서 개념도의 특성 중 하나인 위계적 관계를 표현하는 것을 배재시키고, 반면 관계된 다른 개념 들을 선으로 연결하는 것 외에 어떤 관계를 가지고 있는지를 구체적으로 서술하도록 하였다. 위와 같 은 개념도 교수-학습전략은 개념도가 갖는 개념들 의 위계적 관계에 대한 지식적요소를 제거함으로 써, 학생들의 생각을 발산적으로 유도(White and Gunstone, 1992)하고, 연결한 개념들 간 관계를 구 체적으로 서술하게 하여 단순히 두 개의 낱말을 선 으로 연결하는 것을 방지하는데 그 목적이 있다. 교육프로그램 운영과 절차는 먼저 서로 다른 시 스템의 구성요소를 인식하고 시스템 들 간 상호작 용과 관계를 이해함으로 써 전체시스템의 특성을 통찰하는 시스템 사고 교육의 원리에 따라 설계하 였다. 설계된 내용에 따라 4차시(160분)의 교수-학 습활동은 학생들이 교정에서 선정된 3개의 자연환 경에서 개인적으로 자연환경 시스템의 구성요소를 인식하여 학습활동지를 작성한 후, 교실에서 이루. 어진 교수-학습을 통해 자신이 인식한 결과를 수 정․보완하여 최종적인 학습 활동지를 완성하는 과 정으로 이루어졌다. 이 과정에서 학생들의 개인적 인식과 교수-학습을 통해 얻어진 학습결과의 차이 를 알아보기 위해, 학생들이 개인적으로 자료를 수 집할 때는 검은색 볼펜을 사용하였고, 교수-학습 중에는 붉은색 볼펜을 사용하였다. 교수-학습은 검 은색 볼펜으로 작성된 학생 학습활동지의 내용발 표, 발표내용에 대해 전문가(담임교사, 연구자)의 추가적 설명과 추가내용 제안 그리고 위 과정이 이 루어지는 동안 발표자를 제외한 학생들은 자신의 학습활동지의 내용을 검토하여 잘못되었거나 부족 한 부분은 붉은색 볼펜을 사용하여 수정․보완하도 록 하였다. 다음 6시간(240분)의 교수-학습 방법과 절차는 이전 4시간 교수-학습활동과 거의 동일하 게 운영하였으나 개념도를 활용한 시스템 들 간 상 호작용과 관계를 인식시키는 것이 교수-학습의 목 표였으므로 교실수업만 진행하였다. 교육프로그램을 적용한 교수-학습활동에서 수집 된 학생들의 학습활동지 결과는 검은색과 붉은색 으로 내용들을 구분하여 분석하였다. 시스템의 구 성요소 인식을 위한 교수-학습 결과는 학생들이 인 식하는 구성요소의 특징이 무엇인지를 분석하는데 중심을 두었으며, 시스템 들 간 상호관계 및 작용 을 인식하는 교수-학습 결과는 상호관계와 상호작 용의 인식에서 역동성, 순환성, 피드백 개념이 반 영되었는지에 초점을 두었다. 교육프로그램의 운 영과정은 동영상으로 녹화하였으며, 처음 본 연구 에 참여한 학생은 26명 이었으나, 교육프로그램 운 영의 전 과정에 참여한 학생은 21명이었다. 따라서 연구결과의 분석은 연구의 전체과정에 참여한 21 명의 학생들을 대상으로 하였다.. Ⅲ. 연구 결과 및 논의 1. 시스템의 구성요소 인식 교육. 초등학생들에게 시스템을 구성하는 요소들의 인 식을 교수-학습으로 달성하기 위해서 학교교정의 화단과 수중생태 자연학습장 그리고 운동장을 독 립된 자연시스템으로 설정하고, 야외와 교실을 교 수-학습 공간으로 활용하여 교수-학습을 진행하였 다. 교수-학습활동의 첫 번째 단계에서 학생들은.
(5) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. 각 교수-학습장에서 시스템의 구성요소를 수집하 였다. 학생들의 활동에서 구성요소 수집과 기록은 다음 4가지 범주로 구분하였다. 첫째는 관찰되는 것, 둘째는 사람의 눈으로 볼 수 있는 것들로서 지 금은 관찰되지 않지만 언젠가는 이곳에서 관찰될 수도 있다고 생각되는 것, 세 번째는 사람의 눈으 로는 볼 수 없으므로 우리에게 보이지는 않지만 지 금 이곳에 있을 것으로 생각되는 것. 네 번째는 사 람의 눈으로는 볼 수 없으므로 우리가 볼 수는 없 는 것들로서 지금은 이곳에 없지만 언젠가는 이곳 에 있을 수 있다고 생각 되는 것이다(Fig. 1). 일반 적으로 인식은 분별하고 판단하여 아는 것이다. 따 라서 시스템에 대한 구성요소를 인식하는 것은 감 각에 의해 인지하는 것 뿐 만 아니라 분별하고 판 단하는 과정에서 사고활동이 요구된다. 이에 본 과 정이 자연시스템을 구성하는 요소들을 인식하는 교수-학습이므로 사고활동을 요구하는 둘째, 셋째, 넷째의 내용을 적용하였다. 위 3곳에서 수행한 교 수-학습을 통해서 학생들이 수집한 결과는 다음과 같다(Table 1). Table 1에서 나타난 바와 같이, 학생들은 시각으 로 인지되는 요소들은 쉽게 알아내었다. 본 연구에 서 적용한 교수-학습 공간은 지구환경 적 측면에서 지구시스템에 포함되므로, 지구의 하위시스템인 수권, 암석권, 대기권, 생물권과 관계된 구성요소들 이 과거에 존재하였거나 또는 현재 존재하거나 아 니면 언젠가는 반드시 존재하게 될 것이다. 따라서. 317. 적용된 교수-학습장에서 시스템의 구성요소를 바 르게 인식한 경우에는 1번과 2번 문제를 제외하고, 3번과 4번 문제의 응답은 교수-학습장에 관계없이 매우 유사한 내용 이어야하고, 응답한 내용에서도 지구시스템에 속하는 수권, 암석권, 대기권, 생물권 의 구성요소들이 한번 이상은 반드시 나타나야 한 다. 실제로 학생들의 응답에서 위와 같은 특성이 나타나는지를 알아보기 위해, 3번 문제에 대한 학 생들의 응답내용을 세부적으로 분석하였다. 3번과 4번은 문제의 의도한 바가 동일하므로, 3번 문제의 응답내용에 대한 분석결과를 통해서 연구의 의도 는 충분히 달성될 수 있다. 3번문제의 응답분석 결 과, 장소가 서로 다른 곳에 대한 응답내용은 거의 유사하게 나타났다. 이는 많은 학생들이 학습활동 을 수행한 서로 다른 장소를 전체 지구시스템에 속 하며, 동일한 위계에 속하는 하위시스템으로 인식 하고 있음을 의미한다. 반면, 3곳의 교수-학습장에 서 작성된 학습활동지의 3번 문제응답에서 수권의 구성요소인 수증기를 언급한 경우는 단 1회 뿐이 었다. 공기, 수증기 등은 지구시스템 관점에서 학 생들이 활동한 교수-학습장에서 인식해야 할 중요 한 구성요소이다. 그러나 결과에서는 공기에 대해 서는 많은 학생들이 인식하고 있었으나 수증기는 인식하지 못하였다. 학생들이 응답한 개념(낱말) 중 빈도가 가장 높은 것은 미생물(26회)이었으며, 10회 이상 나타난 개념은 공기(24회), 세균(18회), 먼지(15회), 바이러스(14회), 기생충(10회)등 이었다. Fig. 1. The teaching-learning materials for recognition of structural elements in system. Table 1. The results of structural elements in three systems. students Cla. Fisrt item Second -Fourth items. A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M. N. O. P. Q. R. S. T. U. 64 39 33 20 36 41 48 53 24 69 29 23 27 16 30 5 26 46 34 36 54 39 31 28 26 18 57 46 51 18 70 27 20 9 8 47 12 15 44 19 19 59.
(6) 문 병 찬. 318. Table 2. The answers of the third question in three systems. Frequency. Air. Parasite. Dust. Microorganism. Virus. Bacteria. Germ. Tick. 24. 10. 15. 26. 14. 7. 18. 9. (presenting what was over five numbers in the frequency). (Table 2).. 위 연구결과에서 학생들이 수증기를 응답하지 않은 이유로서 학생들이 공기개념에 수증기를 포 함했을 가능성을 생각해 볼 수 있다. 위 가능성을 확인하기 위해 교실에서 교수-학습한 학습활동지 를 분석하였다. 분석결과 학생들의 학습활동지에 서 붉은색으로 적힌 수증기응답이 42회 나타났다. 본 연구는 시스템사고 교육이 중심이고 시스템사 고 교육에서 시스템의 구성요소 인식이 중요함을 감안하여, 교실에서의 교수-학습에서 연구자가 학 생들에게 추가적 내용제안을 통해 관찰되지 않는 구성요소로서 수증기의 존재를 설명해 주었다. 이 과정에서 공기와 수증기를 통합개념으로 인식하고 있다고 판단될 만한 내용과 관련하여 자신의 생각 을 제안한 학생은 없었으며, 반면 학생들 스스로 자신의 학습활동지에 수증기를 42회 추가로 적어 넣은 것은 교정에서 수행된 교수-학습과정에서는 활동공간의 구성요소로서 수증기의 존재를 인식하 지 못했다는 것으로 해석된다(Fig. 2). 위 결과에 비추어볼 때, 본 연구에 참여한 초등 학교 6학년 학생들은 지구환경에 대해 지구시스템 본질적 특성에 대해 명확히 이해하고 있지는 않다 고 말 할 수 있다. 예컨대 전체시스템의 특성을 본 질적으로 이해하기 위해서는 기본적으로 시스템 구성요소들에 대한 인식이 필요함에도 불구하고,. 자연환경에서 수권의 구성요소인 수증기의 존재를 인식하지 못했다는 것은 곧 지구환경을 지구시스 템 적으로 이해하고 있지 않음을 시사한다. 교실에서의 교수-학습은 학생들이 검은색 볼펜 으로 작성한 학습활동지를 중심으로 개인별 발표, 토론, 전문가의 추가설명 등으로 전개하였다. 이 과정에서 학생들은 자신의 학습활동지를 검토하여 붉은색 볼펜으로 수정과 보완을 하였다. 학생들의 학습활동지에서 교수-학습 과정 중 새롭게 작성된 붉은색의 낱말(개념)과 낱말(개념)개수를 분석하였 다(Table 3). 분석결과, 모든 학생들이 교수-학습과 정에서 동료, 담임교사, 연구자의 의견을 반영하여 자신의 학습활동지의 내용에서 수정과 보완을 하 였다. 21명의 학생들 중, 많은 학생들의 학습활동 지 분석결과에서, 수정․보완한 붉은색 낱말의 개수 가 교수-학습활동 이전에 자신이 작성한 검은색 낱 말 개수를 초과하였다(Table 1, Table 3). 이는 교실 에서 이루어진 시스템의 구성요소 인식에 대한 교 수-학습이 학습활동으로서 효과 적이었음을 의미 한다. 많은 학생들이 다른 학생들의 발표내용과 전 문가의 설명내용을 능동적으로 수용하여 자신의 학습결과에 대한 부족함을 인정하고 그 내용에 대 해 수정하고 보완했다는 것, 그리고 처음 자신이 수집한 결과보다도 더 많은 내용을 수정․보완한 결 과는 교수-학습에서 의도한 목표가 충분히 달성되. Fig. 2. The students' example of the vaper conceptions appearance through teaching - learning activity with a colleagues. and teachers..
(7) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. 었다고 볼 수 있다(Fig. 3). 특히 공기, 수증기 등 지 구시스템의 하위시스템에서 핵심적 구성요소를 교 수-학습을 통해 추가로 적어 넣은 결과 등에 근거 해 볼 때, 초등학생들을 대상으로 한 시스템사고 교육에서 시스템 구성요소의 인식교육은 충분히 적용가능하다고 말 할 수 있다.. 319. 2. 시스템의 상호관계 인식 교육. 시스템사고 교육에서 시스템들 간 상호관계 및 작용, 순환성, 피드백에 대한 개념 인식의 교수-학 습은 교실에서 만 이루어졌다. 위 교수-학습은 개 념도 그리기가 중요한 교수-학습 도구였으므로 1 시간(40분)에 걸쳐 미리 개념도 그리기 교수-학습 을 실시하였다(Fig. 4). 개념도 그리기 교수-학습에. Table 3. The amounts of structural elements in the system through teaching-learning activity with a colleagues and. teachers. 학생 항목 1) 2)～4). A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M. N. O. P. Q. R. S. T. U. 24 27. 48 16. 66 32. 66 23. 39 21. 48 38. 3 16. 69 41. 39 16. 18 26. 30 15. 24 30. 72 31. 33 25. 45 42. 54 25. 36 11. 63 54. 6 13. 42 26. 57 41. Fig. 3. The results example of the appearance of new concepts through teaching - learning activity with a colleagues. and teachers.. Fig. 4. The results of the concepts map teaching-learning class..
(8) 문 병 찬. 320. 서는 다음과 같은 규칙을 적용하였다. 첫째, 개념 들의 위계를 무시한다. 둘째, 서로 연결하는 개념 들의 관계를 구체적으로 기술한다. 셋째, 개념들 간 관계를 설명하는 문장에서 해당개념 앞에서 꾸 미는 내용이나 낱말은 ( )로 표시한다. 넷째, 관계 를 설명하는 문장에서 해당개념은 별도로 적지 않 는다. 다섯째, 연결선을 기준으로 양쪽을 구분하여 주부와 술부를 따로 적는다. 위와 같이 규칙을 적 용해야 하는 개념도 그리기 학습을 학생들이 초기 에는 어려워하였으나 교육과 실습을 통해 학생의 생각을 개념도를 통해 표현할 만한 수준에 도달하 였다. 개념도 그리기에 대한 학생들의 이해와 운영능 력이 수준에 도달하였다고 판단된 후, 시스템들 간 상호작용 및 관계, 순환성, 피드백 인식에 대한 교 수-학습을 전개하였다. 교육 프로그램의 소재는 시 스템 구성요소인식 교수-학습과정에서 이미 학생 들이 경험한 화단과 자연학습장 그리고 운동장을 중심으로 하였으며 학생들의 교실이 소재한 건물 에 설치된 배수구를 추가하였다(Fig. 5). 시스템들의 상호관계 및 작용에 대한 교수-학습 을 본격적으로 전개하기 전, 질문지를 통해 서로. 다른 시스템들이 상호 영향을 미치고 있는지에 대 해 어떻게 생각하는지 인식을 조사하였다. 학생들 의 응답결과는 다음과 같다(Table 4). 지구시스템 관점에서 두 개의 시스템들은 상호 밀접한 관계에서 서로 영향을 주고받는다. 그 과정 에서 지구시스템을 구성하는 암석권, 수권, 대기권, 생물권들 간 상호작용이 발생하며, 시스템의 특성 인 순환성을 나타내며 지속적으로 피드백이 작용 한다. Table 4에 나타난 학생들의 응답을 분석한 결 과, 긍정적 응답이 30회(71.4%), 부정적 응답은 5회 (11.9%) 그리고 나머지(16.5%)는 모르겠다로 나타 났다. 위 결과는 연구에 참여한 학생들의 최소 28.6 %는 지구시스템을 특성을 인식 하지 못한다는 것 을 의미한다. 결과분석에서 ‘최소’로 산정한 이유는 긍정적으로 응답한 학생들 중 일부는 지구시스템의 특성과는 별개로 과학지식 또는 다른 변인이 작용 할 수도 있는 가능성을 배재할 수 없기 때문이다. 시스템 들 간 상호관계와 작용인식 교수-학습활 동에서 학생들이 자신의 생각을 검은색 볼펜을 사 용하여 개념도를 통해 나타낸 학습활동지의 결과 분석은, 개념들의 관계에 따라 선으로 연결한 선의 개수와 연결선들이 모양에서 순환 고리(loop)를 완. Fig. 5. The teaching-learning materials for interrelationship, cyclic coherence and feedback action among systems. Table 4. The results of mutual relational recognition among the subsystems in the earth systems. Students Cla. Affirmative answer Negative answer Don't know. A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M N. O. P. 2. 1 1. 1. 2. 2. 1 1. 2. 2. 2. 1 1. 1 1. 1. 2. 2. 2. 1. (The granting 1 score per an answer).. 1. 1 1. Q. 2. R. 2. S. T. U Sum. 2. 2. 2. 33 31 30.
(9) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. 성한 경우, 순환고리의 내용이 실제로 순환성을 의 미하는 경우, 그리고 순환 고리의 내용적 측면에서 피드백을 인식한 경우로 구분하여 이루어졌다(Table 4). 원래 개념도 그리기 규칙은 개념들을 연결한 선마다 구체적인 관계 및 작용에 대해 서술하도록 하였으나, 학생들의 학습활동지 결과에서는 내용 을 적지 않은 경우도 발생하였다. 결과분석에서는 관계에 대한 구체적인 내용이 서술되어 있지 않더 라도 그 의미를 연구자가 충분히 알 수 있는 것에 대해서는 두 개념에 대해 학생의 사고활동을 통해 관계성을 생각하고 그 관계를 선으로 연결한 것으 로 인정하였다. 학생들의 개념도에서 나타난 각 항 목별 결과는 다음과 같다(Table 5). 개념도 그리기 교수-학습을 통해 학생들이 시스 템 들 간 상호관계와 상호작용에 관계된 많은 낱말 (개념)들을 적었다. 21명의 학생들이 2번의 활동 (Fig. 3)을 통해 작성한 연결선 개수는 총 564개로 서 서로 다른 4개의 시스템을 교수-학습의 소재로 사용하였으므로, 두 개 시스템 간 상호관계와 작용 에 대한 인식은 한 학생당 평균 6.7개로 볼 수 있. 321. 다. 그러나 학생들이 작성한 학습활동지를 분석한 결과, 선으로 연결된 상호작용이 순환고리를 완성, 또는 순환고리를 구성하는 내용측면에서 실제로 순환성을 인식한 경우 그리고 순환성을 인식한 경 우에서 피드백 개념이 반영된 경우는 매우 적었다 (Table 4). 예를 들면, 두 장의 활동지를 합하여 60 개의 연결선을 사용한 A학생의 경우처럼 매우 많 은 연결선에도 불구하고, 모양과 내용에서 순환적 특성이 나타나지 않았거나 U학생의 경우와 같이 전체적 모양은 순환고리의 모양을 띠고 있으나, 실 제로는 그 중 많은 고리가 모양과 내용에서 순환성 과는 관계가 없는 경우가 대부분이었다(Fig. 6). 학 생들이 개념도를 통해 나타낸 상호관계와 작용은 전체시스템인 지구시스템의 단편적인 부분에 대한 것으로서 대부분이 학교 과학수업을 통해 학습한 인과 관계성을 바탕으로 한 다양한 개념과 그들 간 에 이루어질 수 있는 단편적인 작용에 대한 내용이 었다. 이는 연구에 참여한 학생들이 지구시스템 적 관점에서 시스템사고적 관점에서 자연환경을 인식 하지 못하고 있음을 의미한다. 교수-학습에서 소재. Table 5. The results of tie lines, form and content means in the concepts drawing activity. Students. B. C. D. 60 10. 9. 22 25 23 13 26 39 41 18 19 40 14 36 31 31 26 11 48 22 542. Loop. 0. 0. 0. 2. 2. 0. 0. 2. 0. 0. 0. 0. 3. 0. 3. 0. 2. 1. 0. 5. 7. 20. Cyclic meaning in contents. 0. 0. 0. 1. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 2. 0. 1. 0. 0. 4. 0. 12. Feedback meaning in contents. 0. 0. 0. 1. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 0. 0. 0. 3. 01. 8. Cla. Tie line. A. E. A student's concept map. F. G. H. I. J. K. L. M N. O. P. Q. R. U student's concept map. Fig. 6. The examples of concepts map for the relationship between systems.. S. T. U Sum.
(10) 문 병 찬. 322. 로 활용된 4곳은 지구시스템에 속하는 각각의 공 간으로서 내면적으로는 암석권, 수권, 대기권, 생물 권의 구성요소의 상호작용에 의해 하위시스템의 구성요소들 간 다양한 순환 고리가 완성된다. 이 과정에서 피드백 작용을 바탕으로 순환고리의 역 동성이 지속된다. 그럼에도 불구하고 대부분의 학 생들이 교수-학습이 이루어진 서로 다른 시스템들 의 상호관계와 작용이 지속됨으로써 궁극적으로 순환적 특성을 나타낸다는 것을 인식하지 못하였 다. 이는 본 연구에 참여한 학생들이 순환성과 피 드백을 핵심요소로 하는 시스템 사고로 접근하지 못했음을 의미한다. 개념도 그리기를 통해 시스템 들간 상호관계와 작용에 대한 학생들의 인식을 조사한 후, 시스템 구성요소 인식에서 적용한 교수-학습과 동일한 방 법인, 발표, 토론, 전문가의 설명 및 추가 제안의 순서로 교수-학습을 전개하였다. 그러나 안타깝게 도 주어진 수업시간이 부족하여 학생들이 작성한 두 장의 개념도 중 첫 번째 개념도만 교수-학습으 로 진행하였고, 운동장 흙과 배수구의 상호관계에 대한 개념도는 시간제한으로 교수-학습으로 연결 하지 못하였다. 교수-학습이 진행되는 동안 학생들 은 붉은색 볼펜을 사용하여 자신이 작성한 개념도 의 부족한 부분에 대해 수정․보완하였다. 두 장의 개념도 중 화단과 수중 생태 자연학습장에 대한 학 생들의 개념도에서 붉은색으로 나타난 것을 분석 한 결과는 다음과 같다(Table 5). Table 6에서 나타낸 바와 같이 붉은색이 나타나 지 않은 두 명의 학생을 제외한 모든 학생들이 능 동적으로 교수-학습과정에 참여하였다. 동영상 분 석결과, 자신의 개념도에서 수정과 보완을 실시하 지 않은 두 학생들은 가끔씩 자리를 이탈하여 교실 을 돌아다님으로써 다른 친구들의 학습활동을 저 해하거나 교수-학습 활동 중에 아무런 학습활동을. 하지 않고 자리에 멍하니 앉아서 시간을 보냄으로 서 교수-학습활동에 관심을 보이지 않았다. 교수-학습활동에서 나타난 개념도 분석결과, 붉 은색으로 나타난 연결선은 총 160개이고, 학생들 중 가장 많은 연결선을 그린 학생은 35개를 구린 A였다. 그러나 A학생이 붉은색으로 연결한 개념들 의 내용적 관계성은 시스템사고, 지구시스템 적 측 면 뿐 만 아니라 과학지식 측면에서도 과학적 의미 가 매우 낮았다. 결과적으로 A학생은 교수-학습과 정에서 새롭게 35개의 개념을 생각하여 상호관계 를 나타냈음도 불구하고 순환성과 피드백에 대한 고려는 나타나지 않았다. 반면, F학생의 경우에는 자신이 작성한 개념도에 9개의 연결선을 추가하였 지만 위와 같은 학습활동으로 자신의 개념도에서 ‘물→ 자연학습장 식물→ 곤충’, ‘물→ 자연학습장 식물→개구리→ 곤충’의 형식 및 내용적 순환 고리 를 완성하였다(Fig. 7). 비록 교수-학습을 통해서 학생들이 시스템 들 간 상호관계 및 작용을 시스템 사고 차원에서 인식 하도록 계획한 학습목표의 달성은 매우 미미하였 다. 교수-학습을 통해서 순환 고리 8개, 순환적 내 용 6개 그리고 피드백 인식 3개 정도의 증가는 만 족스러운 결과는 아니기 때문이다. 그러나 매우 제 한된 시간을 통해서 F학생과 같이 시스템 사고의 운영능력이 향상된 결과를 무시할 수는 없다. 특히 시스템 들 간 상호관계의 인식을 시스템 사고를 통 해 접근하는 교수-학습에서, 두 명의 학생들을 제 외하고 모든 학생들이 능동적으로 학습활동에 참 여하여 새로운 개념들과 이들 간 상호관계 및 작용 을 생각하고 개념도를 통해 표현했다는 것은 본 연 구에서 적용한 시스템 사고 교육이 초등과학교육 을 위한 학교의 교육과정 운영에 적용될 수 있는 가능성을 시사한다.. Table 6. The results of concept maps about the interrelationship between flower bed and aquatic system. Students. A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M N. O. P. Q. R. S. T. U Sum. Tie line. 35. 1. 2. 7. 14. 9. 5. 5. 4. 11. 9. 0. 4. 3. 13. 0. 9. 15. 4. 2. 8. 160. Loop. 0. 0. 0. 1. 1. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 3. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 8. 0. 0. 0. 0. 1. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 6. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 3. Cla.. Cyclic meaning in contents Feedback meaning in contents.
(11) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. A student's concept map. 323. F student's concept map. Fig. 7. The students' examples of the recognition about the interrelationship of two systems. 으므로, 연구자가 지구시스템 적 관점과 초등학교 6학년 학생들의 수준에서 정답을 다음과 같이 정 하였다. 1. 아니요, 2. 아니요, 3. 아니요, 4. 예, 5. 예, 6. 예, 7. 아니요, 8. 예, 9. 예, 10. 예이다. 위 정 답을 기준으로 하고 ‘예’를 1점, ‘아니요’를 0점으 로 산정할 경우, 본 검사 도구를 통한 지구시스템 적 인식에서 6점을 받은 학생은 지구환경을 지구 시스템 적으로 이해하고 있다고 볼 수 있다. 검사 도구에서 사용한 10개의 문제내용은 지구시스템의 관점에서 동일한 맥락을 가지므로 각 문제별로 구 분하여 측정할 필요는 없다. 따라서 6점을 기준으 로 음양의 방향에 관계없이 편차에 따라 지구시스. 3. 시스템 사고교육을 통한 지구시스템 적 인식 변화. 학생들의 지구시스템 적 인식에 대한 사전․사후 검사를 실시하였다. 사전검사는 시스템 사고 교육 을 실시하기 전에 하였으며, 사후검사는 시스템사 고 교수-학습이 완료된 시점으로서 사전검사일로 부터 3주 후에 실시하였다(Table 7). 사전․사후검사 결과는 다음과 같다(Table 8). Table 6에 나타난 바와 같이 질문의 내용은 학생 들이 지구환경을 하나의 전체시스템으로 인식하고 있는지에 초점이 있다. 위 검사 도구를 개발한 선 행연구에서는 질문에 대한 정답을 제시하지 않았. Table 7. Contents of questionnaire for testing of earth system' perception. No.. Contents of questionnaire. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10. If the people reduce largely the fossil fuels, the earth' pollution problems will be resolved entirely The extinction of animals is a phenomenon for which we have no explanation Human beings have no effect on the number of polar bears and penguins The dams which were build recently at 4 rivers in our country endanger the animals in the pole. The processes of Earth' global warming endangers the pole's animal population Our living environments and Poles' natural environments are germance to the interrelationship If the change of flower bed' environments in our school, The around environments in my house aren't effect. The pole animals are in constant danger because of our living activities everyday. If all pole bears extinct because of pole' pollution, our living environments will be polluted seriously The increase on evaporation as a result of global warming affects the amount of ice at the poles. ․. Table 8. The results of a pre post test about perception of the earth system. Students Cla. Pre-test. Pos-ttest. A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M. N. O. P. Q. R. S. T. U. 7 5. 7 8. 8 7. 6 6. 7 7. 8 5. 6 6. 4 7. 5 6. 7 7. 6 6. 6 7. 5 6. 7 6. 9 6. 7 6. 6 6. 8 6. 7 4. 8 7. 7 7.
(12) 문 병 찬. 324. 템 적 인식 정도를 평가하였다. Table 8에 나타난 결과를 볼 때, 사전검사에서 5 명의 학생들이 지구시스템 적 인식이 매우 높은 것 으로 나타났다. 시스템 사고 교수-학습을 적용하고 실시한 사후검사 결과에서는 6점을 받은 학생들이 10명 나타남으로써, 사전검사 결과와 비교하여 5명 의 학생들이 지구시스템 적 인식에서 향상되었다. 연구에 참여한 학생들이 21명 이므로, 위 결과에 근거하여 시스템 사고 교육이 지구환경에 대한 지 구시스템 적 인식 향상에 미치는 효과는 긍정적이 며, 효과성은 약 23.8% 정도인 것으로 해석해 볼 수 있다. 그러나 사전-사후검사결과에서 B와 L 그 리고 S학생의 경우 사전검사 결과와 비교하여 오 히려 사후검사에서 지구시스템 적 인식이 낮아진. 결과가 나타났으며, 반면 O학생은 참여 학생들 중 지구시스템 적 인식변화가 가장 높게 나타났다. 위 원인을 알아보기 위해 교수-학습과정에서 나타난 해당 학생들의 학습활동지를 심층적으로 분석 하 였다. 분석결과, 사후검사에서 사전검사 결과에 비해 지구시스템 적 인식이 낮아진 것으로 나타난 학생 들은 교수-학습활동에 적극적으로 참여하지 않은 점이 공통적으로 나타났다. 사전-사후검사 결과에 서 시스템 사고교육 효과의 관점에서 긍정과 부정 적 측면의 차이가 가장 크게 나타난 O학생과 L학 생의 학습활동지는 Fig. 8과 같다. Table 6과 Fig. 8 에서 나타난 바와 같이, 시스템 사고교육을 위한 교수-학습에서 학생들이 나타낸 학습결과와 지구. O student's results. L student's results. Fig. 8. The students' examples which come out a large gap between pre and post test..
(13) 초등과학교육에서 지구시스템 인식강화를 위한 시스템사고 교육 프로그램 개발 및 적용효과. 325. 시스템 적 인식변화 정도는 어느 정도 관련성을 갖 정받고 있는 지구계 교육에서 학생들이 지구환경 는 경향을 보이나, 이를 과학적 수준에서 단정할 을 지구시스템으로 인식하는데 매우 유용한 사고 수는 없다. 방식으로 간주되는 시스템 사고는 고차원적 사고 중 하나일 뿐만 아니라, 시스템 사고교육이 창의성 측면에서 발산적 사고성향의 개발에 효과적인 것 Ⅳ. 결론 및 제언 으로도 알려져 있다(Moon, and Song, 2012; Moon, 최근 들어 사회여건이 매우 빠르게 변화되고 있 & Kim, 2007). 이에, 초등학교 학생들을 대상으로 다. 사회여건 변화에서 저 출산, 빈부격차의 심화, 교정(schoolyard)을 활용한 시스템 사고교육을 정규 경제상황 악화, 미래의 불확실성 및 실업률 증가 교육과정인 창의적 체험활동 운용시간을 통해 적 등 부정적인 측면들이 일부 긍정적인 것들에 비해 용 해 보았다. 우리나라의 경우, 대부분의 초․중․고 더욱 사회적 이슈로 크게 등장함에 따라 미래를 살 등학교들은 학교환경 조성측면에서 교실 외에 교 아가야 할 학생들이 그들이 살아가야 하는 미래의 정에 지구시스템을 구성하는 하위시스템인 암석 삶에 필요한 실질적인 힘을 길러주는 교육 분야, 권, 수권, 대기권, 생물권의 구성요소들이 자연적 특히 과학교육 분야에 대한 사회적 요구와 기대는 또는 인공적으로 충분히 구축되어 있다. 따라서 본 과거 어느 때 보다도 절실하면서도 과중한 몫으로 연구에서 적용한 바와 같이 교정을 내용의 주요소 재로 활용하여 의미 있는 과학교육 또는 시스템 교 부여되고 있다. 과거 전통적인 과학교육의 관점에서는 학생들에 육 프로그램을 개발하는 것은 큰 무리가 없어 보인 게 많은 과학지식들을 이해시켜 이를 오랫동안 기 다. 본 연구를 수행하고 나타난 결과에 근거하여 억하게 함으로써, 현재와 미래에서 효과적으로 지 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 첫째, 초등학교 식을 활용할 수 있는 인재를 양성하는 것이 과학교 학생들을 대상으로 교정을 활용한 시스템 사고교 육의 중심에 있었다. 위 상황에서는 학교에서 교수 육은 교수-학습활동에 대한 의미 있는 교육적 성과 를 달성하는 것은 가능하다. 둘째, 지식중심의 검 -학습한 단편적인 과학지식들을 대상으로 정답이 있는 문제들을 개발하여 학생들을 평가하고, 평가 사 도구를 통해서 지구환경을 지구시스템으로 인 에서 정답을 많이 맞춘 학생들의 순서에 따라 과학 식하고 있는 것으로 평가된 학생들의 경우에도 실 교과에 대한 우수성이 구분되었으며, 이 평가결과 제의 교수-학습에서는 하위 시스템의 구성요소에 는 학생들의 진학과 진로에서 공인 된 유용한 도구 대한 인식이 명확하지 않음으로서, 과학적이고 체 계적인 수준에서의 지구시스템 적 인식은 이루어 로서 작용하였다. 그러나 이미 지식저장 용량이 인간의 능력을 훨 지지 않는 것으로 볼 수 있다. 셋째, 초등학생들의 씬 뛰어넘은 포털과 기계가 일상생활 속에서 운영 지구시스템 적 인식을 긍정적으로 변화시키는데 되고 있고, 과거 전문가들에 의해서만 수행 가능했 시스템 사고교육은 효과가 있다. 던 문제해결에서의 특정지식이 일반인들 또한 간 위에서 제시한 결론은 21명의 학생들을 대상으 단한 검색기술을 통해 쉽게 접하고 활용할 수 있게 로 연구를 수행하고 나타난 결과에 근거하였으므 됨으로써, 단편적인 과학지식에 대한 양적․질적 기 로 극히 단편적인 사례에 대한 성급한 결론일 수 억수준이 개인의 가치평가에서 더 이상은 유용성 있다. 그럼에도 불구하고 연구자의 주관적 관점에 본 연구의 결과가 창의․인성교육을 핵심요소 을 담보하지 못하는 사회적 상황으로 전개되고 있 서는 2009 개정교육과정의 취지와 본질적 측 다. 반면, 학생들이 살아가야 할 미래사회에서 실 로면을설정한 학교의 과학교육을 통해 구현하는데 있어서 질적으로 필요한 힘을 길러 주는 교육차원에서, 과 긍정적인 시사점을 제공한다고 생각한다. 학교육이 학생들에게 제공해주어야 하는 유용한 도구로서 핵심역량, 예컨대 지식기반 문제해결 능 참고문헌 력, 의사소통능력, 창의․인성 그리고 비판적 사고를 포함한 고차원적 사고운용능력 등이 큰 관심을 받 Ben-Zvi Assaraf, O. & Orion, N. (2005). Development of 고 있다. System Thinking Skills in the Context of Earth 위 맥락에서 새로운 과학교육의 패러다임으로 인 System Education. Journal of Research in Science.
(14) 326. 문 병 찬. teaching, 42(5), 518-560. Ben-Zvi Assaraf, O. & Orion, N. (2008). System thinking skills at the elementary school level. Presented in the 2008 NARST Annual Meeting. March, 2008. Boltimor, U.S.A. Ben-Zvi Assaraf, O. & Orpaz, I. (2010). The "Life at the Poles" Study Unit: Developing Junior High School Students' Ability to recognize th Relations Between Earth Systems. Journal of Research Science Education, 2010(40), 525-549. Cho, K. S. & Kang, H. A. (2002). Reaction of Students for the Field Application of ESE Program-Focusing on the Global Climate Game-, Journal of Korean Earth Science Society, 23(4), 299-308. Cho, K. S., Lee, G. H., Jang, J. Y. and Kang, H.A. (2006). Application and Students for ESE Program in the 10th-grade Clasroom-Focusing on 'Volcanic Eruptions and Global Change'-, Journal of Korean Earth Science Society, 27(3), 251-259. Forrester, J. W. (1961). Industrial Dynamics. Cambridge, M.I.T. Pres, MA, 464. Hmelo-Silver, C. & Azevedo, R. (2006). Understanding comples systems : some core challenges. Journal of the learning Science, 15, 53-61. Jeong, J. W., Kim, C. J., Lee. Y. W., Jang. N. S., Lee, H. L., Youn, S. J., Park, J. H., Woo, J. W., Lim, C. H., So, W. J., Lee, G. H., Hong, S. I. & Jeong, C. (2001). The Earth Education, Kyoyookbook, Seoul, 422 p. Johnson, D. R. (2006). Earth System Science: A model for teaching science as state, process and understanding? Journal of Geoscience Education, 54(3), 202-207. Jung, J. H., Lee, H., Go, S. and Oh, Y. J. (2012). Gifted Elementary Students' Understandings about Earth Systems and Environmental Programs, Journal of Korean Earth Science Society, 33(7), 672-682. Kali, Y., Orion, N. and Eylon S. B. (2003). Effect of knowledge integration Actiivties on Students’ perception of the Earth’s curst as a cyclic system. Journal of Research in Science Teaching, 40(6), 545-565. Kim, D. H. (2000). Causal Maps of President Kim Dae Jung; Systems thinking in managing the Korean financial crisis of 1997, Korean System Dynamics Review, 1(1), 149-174. Lee, J. A., Maeng, S. H. & Kim, C. J. (2007). Sceence. Teacher's Perceptions and Orientations about Earth System Education: A Case Study. Journal of Korean Earth Science Society, 28(6), 707-719. Lim, E. K., Hong, S. W. & Jeong, J. W. (2000). Field Application of Earth System Education, Journal of Korean Earth Science Society, 21(2), 93-102. Martin, B. L., Mintzes, J. J. & Clavijo, I. E. (2000). Restructing knowledge in biology: Cognitive processes and metacognitive reflection. International Journal of Science education, 22, 303-323. Mason, C. L. (1992). Concept mapping: a too to develop reflective science instruction. Science. Mayer, V. J. (1995). Using the earth system for integrating the science curriculum. Science Education, 79(4), 375-391. Mayer, V. J. (1997). Global science literacy: An Earth System view, Journal of Research in Science teaching, 34(2), 101-105. Mayer, V. J. (2002). Global science literacy, Kluwer Academic Publishers Dordrecht, Netherlands, 260 p. Mayer, V. J., Brown, S. M., Graham, M. & Jax, D. W. (1992). The role of planet earth in new science curriculum. Journal of Geoscience Education, 40(1), 66-73. Moon, B. C., Jeong, J. W., Kyung, J. B., Koh, Y. K., Youn, S. T., Kim, H. G. & Oh, K. H. (2004). Related Conceptions to Earth System and Applying of Systems Thinking about Carbon Cycle of the Preservice Teacher, Journal of Korean Earth Science Society, 25(8), 684-696. Moon, B. C. & Song, J. Y. (2012). The effects of the Teaching and Learning Strategy for Systems Thinking Education in Elementary Students, Korean System Dynamics Review, 13(4), 81-99. Moon, B. C. & Kim, H. G. (2007). A Study on the Abilities and Characteristics of the Systems Thinking for Pre-service Elementary Teachers, Korean System Dynamics Review, 8(2), 235-252. Song, J. Y. (2006). The Efect on Middle School Students' Systems Thinking in Earth Systems Education Programs Using Earth comm. The Graduate School Seoul National University, 76 p. White, R. & Gunstone, R. (1992). Probing understanding. London: Palmer Press..
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