물 환경교육용 교재 개발 및 적용 효과

Abstract

Water is the source of life and the womb for the human civilization. It accounts for 70% of the human body and is the origin of all life forms. As the industry continues to develop since the Industrial Revolution, water has reached the limitations of self-purification. Such environmental problems as can never be resolved with the self-purification capabilities of water made people open their eyes to the severity of water pollution. This study set out to develop and apply experimental materials for water environmental education regarding water pollution and to examine changes to the students' academic achievement, perception, and attitude. Based on the analysis results of the experiments in the three kinds of Environment textbooks for middle school students, teaching materials were developed for water environmental education. The developed materials were applied to two seventh grade classes in M middle school in Wonju, Gangwon Province. Another two classes made the control group. After administering a pretest concerning water environment contaminations, the two experiment classes received lessons using the developed materials, while the two control classes were given theory-based classes using the conventional teaching and learning methods. After the treatments, a posttest was given regarding water environment contaminations. The data were statistically treated with the SPSS Win Ver. 12.0 to analyze the results. The research findings and conclusions were as follows: First, the three kinds of Environment textbooks used in middle school were analyzed. As a result, the number of experiments contained in the textbooks ranged from four to seven. The number of experiments also varied according to the environmental areas; there were seven experiments about water quality, four about the atmosphere, two about energy, two about wastes, one about the soil and zero about the ecosystem. Accounting for the biggest portion, the "experiments about water quality" dealt with "purification of water"(three experiments), "circulation of water"(one), "measuring the amount of water"(one), and "soap making"(one). None of the three textbooks contained experiments about "water contamination" that's one of the principal concepts of the water units. Second, the developed teaching materials for water environmental education consisted of three lessons and included three experimental themes of "measuring dissolved oxygen," "detecting nutrients" and "measuring turbidity." Each lesson followed the structure of "Introduction-Instructional objectives-Preparation-Do it yourself-Being careful-Environmental Plaza-Things to think about-Guardian of environment." Third, The developed teaching materials for water environmental education were applied to classes and turned out to cause no significant differences to the students' academic achievement regarding water quality experiments(p>0.05). But there were significant differences to their perception and attitude(p<0.05). It's likely that the experimental classes that involved the students in actions had positive impacts on their attitude rather than on their knowledge. And fourth, the students of the experiment group were asked to rate their satisfaction with the teaching materials. The results show that their satisfaction level was high. The biggest reason they were satisfied with the experimental classes was that "They conducted experiments themselves." The barriers they cited include "lack of experimental equipments" and "shortage of teaching materials and information" in the descending order. Thus improvements should be made to the experimental environment so that the students can actively engage in experiments and the experimental classes about environmental education can be enhanced. Based on the research procedures and results of the study, it was suggested for follow-up study that more contents and methods for effective environmental experiments should be developed not only in the water pollution area but also many other areas of experimental programs for environmental education in middle school.;물은 생명의 원천이며 인류문명의 모태이다. 물은 인체의 70%를 차지하고 있을뿐더러 모든 생명체의 근원이 되는 물질이다. 산업혁명을 거쳐 산업이 발달함에 따라 물의 자정능력의 한계치에 도달하게 되었고, 자정능력으로 도저히 처리가 불가능한 환경문제로 인해 물오염에 대한 중요성을 인식하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 수질 오염에 대한 물 환경교육용 실험 교재를 개발 하고 이를 적용하여 학업성취도 및 인식과 태도의 변화를 알아보고자 하였다. 중학교 환경 교과서 3종에 실려 있는 실험내용을 분석하여 이를 바탕으로, 물환경 교육용 교재를 개발하였다. 그리고 교재를 개발한 뒤, 개발된 교재의 적용은 강원도 원주시 M 중학교 1학년 4반중 2반 씩 실험반과 대조군으로 나누어 실험을 실시하였다. 수질환경오염에 대한 사전검사를 실시한 후, 실험 반에는 개발된 교재를 이용한 실험수업을 하였고, 비교 반에는 전통적 교수-학습법을 이용하여 이론수업을 실시하였다. 또한 수업적용 후 수질환경오염의 대한 사후 검사를 실시하였다. 그리고 SPSS Win ver 12.0을 사용하여 통계적인 자료처리를 실시하여 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과 및 결론은 다음과 같다. 첫째, 중학교 환경 교과서 3종을 분석한 결과 실험의 수는 4~7개로 교과서별로 차이가 났으며, 환경영역별 실험의 수는 수질(7), 대기(4), 에너지(2), 폐기물(2), 토양(1),이고 생태계(0) 순이었다. 가장 많은 비율을 차지한 ‘수질실험’의 실험 내용은 ‘물의 정화’(3), ‘물의 순환’(1), ‘물의 양 측정‘(1), ‘비누 만들기’(1)였고, 물 단원의 주요 개념인 ‘물의 오염’에 대한 실험은 어느 교과서에서도 다루지 않았다. 둘째, 개발된 물 환경 교육용 교재는 탐구학습 모형을 이용하여 3차시로 구성하였으며, 실험의 주제는 ‘용존산소의 측정’, ‘영양물질의 검출’, ‘탁도 측정’이었다. 그리고 특히 교재의 차시별 형식은 ‘도입글-학습목표-준비하기-직접해봐요-조심하기-환경마당-생각할거리-환경지킴이’로 구성하였다. 셋째, 개발된 환경 교육용 교재를 수업에 적용한 후 중학생들의 수질 실험에 대한 학업 성취도는 유의미한 차이가 없었으나(p>0.05) 인식과 태도는 유의미한 차이가 있었다(p<0.05). 이것은 학생들이 직접 행하는 실험수업으로 구성하여 지식보다 학생들의 태도 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 넷째, 실험수업을 적용한 학생들을 대상으로 만족도를 설문한 결과 실험수업에 대해 만족도가 높았으며, 실험수업에 대한 가장 큰 만족 이유는 ‘직접 실험을 해볼 수 있었다’는 것이었고, 실험수업의 장애요인은 ‘실험설비의 부족’, ‘교재 및 정보부족’의 순서로 응답하였다. 따라서 환경교육 실험수업을 개선하기 위해서는 학생들이 능동적으로 실험을 직접 행하게 하고 실험환경의 개선 등이 고려되어야 할 것이다. 본 연구를 수행하는 과정 및 결과에 기초하여 후속연구를 위한 제언은 중학교 환경 교육 실험 프로그램은 수질오염 뿐 아니라 그 이외의 영역에서도 효과적인 환경 실험 내용 및 방법이 계속적으로 개발되어야 한다는 것이다.