• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.874-885
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• 2009

본 연구의 목적은 달의 위상변화를 다룬 중학교 3학년 과학 교과서 6종의 삽화, 내용, 실험의 문제점을 분석하고, 달의 위상변화에 대한 교과서 삽화, 내용, 실험의 일관성 있는 새로운 구성을 제안하기 위함이다. 이를 위해 연구자는 '교과서 삽화가 달의 위상변화를 이해하는데 도움이 되는가?', '교과서 내용이 달의 위상변화를 이해하는 데 도움이 되는가?', '교과서 실험이 달의 위상변화를 이해하는데 도움이 되는가?', '교과서 삽화, 내용, 실험이 일관성 있게 달의 위상변화를 설명하고 있는가?'를 연구문제로 선정하였다. 연구자를 포함해 교육대학원생 10명이 본 연구에 참여하였으며, 연구 참여자 모두의 의견이 일치된 내용만을 연구결과에 반영하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 달의 위상변화와 관련된 교과서 삽화에 우주관찰자 관점, 지구관찰자 관점이 혼재되어 나타나 있었다. 또한 일부 교과서 삽화에서는 '일출', '일몰' 등의 단어를 함께 제시하고 있어 너무 많은 내용을 하나의 삽화에 제시하고 있다. 둘째, 달의 위상변화와 관련된 교과서 내용이 불명확하게 진술되어 있었다. 특히 달의 위상변화 원인에 대한 명확하고 자세한 설명이 이루어지고 있지 않았다. 셋째, 한 교과서를 제외한 나머지 다섯 교과서에서 달의 위상변화와 관련된 실험을 지구관찰자 관점에서 다루고 있었지만, 지구관찰자에 대한 구체적인 언급을 하고 있지 않았다. 넷째, 교과서 삽화, 내용, 실험이 일관성 있게 달의 위상변화를 설명하고 있지 못했다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제27권4호
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• pp.385-398
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• 2008

본 연구의 목적은 달 위상 변화 모형이 예비 초등 교사들의 개념 변화에 미치는 효과를 알아보는 것이다. 연구자는 연구 참여에 동의한 2명의 예비 초등 교사들과의 사전 면담 직후에 달 위상 변화 모형을 이용한 수업을 실시하였다. 한 달 뒤 사전면담 내용과 똑같은 내용은 '달 모양을 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 그림으로 그려 설명해 보세요.', '달의 위상 변화 원인을 무엇이라고 생각합니까?', '달이 한 쪽 면만 보이는 이유를 그림을 그려 설명해 보세요.'로 구성되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 태양, 지구, 달을 평면이 아닌 입체적으로 생각하도록 하여 달의 모양이 지구의 그림자 때문이라는 오개념을 바꾸는데 도움을 주었다. 둘째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들로 하여금 달의 모양에 따른 태양, 지구, 달의 위치관계를 바르게 이해하는데 도움을 주었다. 셋째, 달 위상 변화 모형을 이용한 수업은 예비 초등 교사들에게 달 위상 변화 원인에 대한 과학적 개념을 형성하게 하는데 도움을 주었다. 넷째, 달이 한쪽 면만 보이는 이유에 대한 학습은 달 위상 변화 모형을 이용하여 설명하기에는 부적절한 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과를 토대로 연구자는 본 모형이 가진 한계점을 인식하고 좌표계에 대한 명확한 구분과 이해를 바탕으로 달 위상 변화 모형을 수업에 이용할 경우, 학습자의 공간지각력 향상 및 달의 위상 변화를 이해하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 제안하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권4호
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• pp.353-363
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• 2006

이 연구는 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업이 고등학생들의 달의 위상 개념 변화에 미치는 효과를 살펴보고자 한 것이다. 이를 위하여 고등학교 2학년 46명을 대상으로 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업을 실시하여 학습자의 인지구조 내에서 일어나는 개념 변화를 면담을 통하여 살펴보았으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 수업 전에 학생들이 가지고 있는 달의 위상 개념에 대한 오개념 유형은 지구의 그림자가 달을 가린다는 S 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가린다거나 관측자가 햇빛을 반사하는 달의 부분을 보기 때문이라는 과학 개념을 함께 가지는 SR 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가리거나 주위 배경의 밝기에 따라 보이기도 하고 보이지 않을 수도 있다는 SB 유형, 지금까지 언급한 모든 경우로써 각 위치의 달의 위상을 설명하는 SRB 유형이 있었다. 모듈을 활용한 수업을 실시한 결과로는 수업 전 오개념을 가지고 있던 36명 중 26명이 과학 개념을 형성한 반면, 수업 후에도 과학 개념을 형성하지 못한 학생이 10명이었다. S 유형 11명 중 7명이, SR 유형 17명 중 3명이 과학 개념을 형성하지 못하였다. 특히 S 유형의 학생들은 지구의 그림자에 의해 달의 위상이 변할 것이라는 기존 개념을 쉽게 바꾸지 못하였는데, 이는 그들의 선개념이 너무 견고하였거나, 제공한 모듈에서 제시하는 위상 결정 방법이 그 학생들에게는 선개념 체계보다 문제 해결에 있어 보다 유익하지 않았기 때문으로 생각된다. 이로부터 학생들의 선개념은 수업에 의해 쉽게 과학 개념으로 변화되지 않는다는 것을 알 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제9권3호
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• pp.323-340
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• 2016

이 연구의 목적은 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구의 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 지구의 공전 궤도와 $5^{\circ}$ 기울어진 달의 공전 궤도를 나타내는 달의 위상 변화 관찰 교구를 개발하였다. 그리고 이 교구의 효과를 확인하기 위해 제주시내 초등학교 6학년 110명의 학생을 실험집단과 비교집단으로 나누어 연구를 실시하였다. 실험집단 55명의 학생은 이 연구에서 개발한 달의 위상 변화 관찰 교구를 활용하여 수업을 진행하였고 비교집단 55명의 학생은 현행 교과서 활동으로 수업을 진행하였다. 실험집단과 비교집단의 학생들에게 달의 위상 변화에 대한 사전, 사후, 지연 개념검사와 개념수준별 반구조화된 면담을 실시하였다. 학생들의 응답에 따라 '위상 인지', '우주적 관점', '지구적 관점', '인지 불가'로 개념 수준을 구분하였다. 사전개념검사에서 t-검정 결과 실험집단과 비교집단은 동질 집단임을 확인할 수 있었다. 사후개념검사와 지연개념검사에서 실험집단은 비교집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 또한 실험집단은 비교집단보다 상위 개념 수준인 '위상 인지'에 속하는 학생 수가 많았다. 반구조화된 면담 결과 '위상 인지'와 '우주적 관점'에 속한 실험집단 학생들은 비교집단 학생들보다 달의 위상 변화에 대해 더 과학적으로 설명하였다. 이를 통해 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구가 효과가 있음을 확인할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.60-77
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• 2008

본 연구에서는 달의 위상 변화에 대한 교과서 모델과 중 고등학생이 표현하는 모델의 비교 분석을 통해 보완 모델을 제안하고자 한다. 수도권 지역의 일반계 고등학교 1, 2학년 학생 20명과 중학교 1, 2, 3학년 학생 36명을 무선 표집하고 구두 인터뷰를 통해 달의 위상 변화 모델을 그리도록 하였다. 현행 중 고등학교 교과서의 달의 위상 변화 단원에서 직접적으로 달의 위상 변화를 설명하는 모델은 대체로 한가지로 제시되어 있는 것에 비해, 학생들의 모델은 크게 6가지 유형으로 나타났다. 학생들의 모델을 분석한 결과 낮은 학년의 학생일수록 유년적 개념과 대안적 개념이 많이 포함된 모델을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 달의 위상 변화 단원을 배운 후에도 이러한 대안적 모델을 여전히 가지고 있는 학생들이 많은 것으로 나타났다. 이것은 교과서에서 제시하고 있는 과학적 모델의 설명이 학생들의 선개념을 극복하기에 충분치 못하기 때문인 것으로 보인다. 교과서에서는 달의 위상 변화 모델이지고 있는 제한점에 대한 설명 없이 모델이 제시되어 있으며, 이런 부분이 학생들에게 대안적 개념을 유발 할 수 있는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 다양한 모델을 사용함으로써, 교과서 모델의 제한점을 보충하고 학생들의 달의 위상 변화에 대한 이해를 도울 수 있도록 보완 모델을 제안하고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권1호
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• pp.103-116
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• 2018

이 연구의 목적은 초등학교 6학년 학생들의 달의 위상 변화에 대한 학습 발달과정을 천문학적 시스템 사고를 기반으로 탐색하는 것이다. 선행 연구 결과 분석을 통해 서답형 문항을 개발하고 가설적 학습 발달과정을 설정하였으며, 이를 토대로 문항 분석틀을 개발하였다. 달의 위상 변화에 대한 수업을 실시하기 전과 후에 서답형 문항을 이용한 검사 자료를 수집하였으며, 평가 결과를 이용하여 가설적 학습 발달과정의 타당성을 검증하였다. 이를 통하여, 상향식으로 지구-달 계에 대한 학습 발달과정을 탐색할 수 있었다. 연구 결과, 초등학생들은 지구 기반 관점과 우주 기반 관점 사이의 사고 전환에 어려움을 겪는 것으로 보인다. 또한, 달의 위상 변화에 대한 초등학생들의 학습 발달과정을 근거로 할 때, 달의 위상 변화의 개념은 교육과정 상에서 초등학교의 학습 내용으로 다소 높은 수준인 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권2호
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• pp.194-207
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• 2020

이 연구의 목적은 실제 관찰의 맥락을 강조한 달의 위상 변화 문제를 해결하는 과정에서 드러나는 초등 예비교사의 설명 유형과 그 특징을 파악하여 초등 교사 양성 프로그램에서 고려해야 할 부분에 대한 시사점을 제공하는데 있다. 이를 위해 초등 예비교사 30명이 관찰 가능한 달의 위상을 설명한 내용을 분석하였으며, 주요한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 달의 위상 변화에 대해 현상의 관찰과 이에 대한 과학적 추론에 바탕을 두기 보다는 달의 위상별 출몰 시간표를 도입하여 설명하는 경우가 많았다. 둘째, 태양이 뜨면 달이 보이지 않거나 또는 달이 떠 있다면 무조건 달을 관찰할 수 있다고 생각하는 유형의 대안 개념이 확인되었다. 셋째, 달을 관찰할 수 있는 시각과 방위에 대해서는 태양의 위치와 무관하게 관찰할 수 있다거나 남중할 때 관찰할 수 있다고 설명하는 경우도 있었다. 또한 달을 관찰하는 날짜는 음력으로 상정하여 접근하는 방식도 볼 수 있었다. 이상의 결과로부터 교육학적인 시사점을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권6호
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• pp.606-619
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• 2006

본 연구에서는 예비 중등 교사들이 가지고 있는 달의 위상 변화에 대한 설명적 일관성을 탐색하기 위해서 설명적 일관성의 조건을 제안하고 그 일관성에 따른 유형들을 탐색하였다. 본 연구에서는 천문현상에 대한 정신 모형을 설명적 일관성의 관점에서 다음의 4가지 유형으로 분류하였다. 첫째, ad hoc의 확장형, 둘째, 경쟁 이론의 단순한 추가형, 셋째, 처음 이론에 강한 의문을 가지지만 처음 이론과 경쟁 이론 간의 설명 불가능한 과도기 모형, 넷째, 상황에 따라서 처음 이론과 과학적 이론인 경쟁 이론을 상황에 따라서 사용하고 있는 과도기 모형이다.

• 천문학회보
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• 제44권1호
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• pp.55.2-55.2
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• 2019

한국형 시험용 달 궤도선(KPLO)에 실릴 과학 탑재체 가운데 하나인 광시야 편광 카메라(PolCam)는 최초로 달 표면전체의 편광 특성을 관측한다. 편광 특성은 태양-달-관측기기 사이의 각도인 위상각에 따라 달라지므로, 다양한 위상각에서의 반복 관측을 통해 달 전 지역에 대한 각각의 편광곡선을 얻을 예정이다. 편광곡선으로부터 달 표면의 입자 크기와 성분 등의 분포를 알 수 있다. 이는 과학적으로도 흥미로울 뿐 아니라, 미래의 달 탐사 임무를 위한 착륙지 선정 시에도 중요한 참고자료가 된다. 여기에서는, PolCam이 1년간의 KPLO 임무 동안 관측할 수 있는 지역 및 위상각의 분포를 소개한다. 또한, 임무 도중 관측이 일시중지되거나 임무 자체가 비정상종료되는 경우 불완전한 관측 자료로부터 편광곡선을 구하는 방법에 대해 알아본다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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• pp.31.3-31.3
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• 2011

달의 양방향 분포 함수는 Hapke에 의하여 처음 이론적 모델이 만들어졌고, 이후 Foote에 의해 아폴로 11호의 달 토양 샘플 10084의 양방향 분포 함수가 측정된 바 있다. 이 연구에서는 실제 크기의 달의 표면에 Hapke의 양방향 분포 함수를 적용하여 광학 모델은 개발하였다. 달 표면의 산란특성 중 반 무한하고 매끄러운 지면에 적용되는 후방산란 효과와 산란각에 따른 위상 함수가 적용된 모델이 사용되었으며, 위상함수로는 Henyey-Greenstein 함수가 사용되었다. 달의 3D 모델에 사용된 매개 변수는 Foote가 측정한 Hapke의 변수를 따랐으며 달의 단일 산란 알베도는 w=0.33, 핫스팟의 넓이는 h=0.017, Legendre 다항 계수인 b와 c에는 각각 b=0.308, c=0.425의 값이 사용되었다. 구성된 달의 양방향 분포 함수를 이용한 통합적 광선 추적 수치 모사 결과, 달 반사광의 복사 휘도율은 1차 근사 해석적 방법을 이용한 계산 결과의 복사 휘도율과 측정 오차 범위 이내의 오차를 보였다.