• 한국지구과학회지
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• 제29권6호
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• pp.495-505
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• 2008

이 연구의 목적은 방과 후 학교 활동으로 직접 활용될 수 있는 고등학교 천체관측반을 대상으로 한 천체 관측 프로그램 개발 및 적용이다. 연구방법은 먼저 현행 지구과학교과서의 천문관련 탐구활동을 분석한 다음, 가장 기본적인 관측 장비의 표준화 프로그램을 개발하였으며, 프로그램을 이용하여 학교 인근 여러 관측지에서 학생들이 직접 탐구활동을 수행하였다. 특히 관측 장비의 경우 일선학교에서도 쉽게 구비할 수 있는 102mm급 굴절망원경과 디지털카메라를 이용하였으며, 대부분 도심지에 위치한 학교의 관측지 환경을 고려한 탐구활동 및 그 수행을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 교육과정상의 천문관련 탐구활동은 대부분 제시된 자료를 분석하는 자료 해석이나 가상실험활동으로 구성되어 있다. 둘째, 대부분의 학교가 위치한 도심지의 경우 도시 외곽보다 관측 환경이 열악하다. 셋째, 학교 인근 도심지에서 보편화된 관측 장비를 이용한 효율적인 관측 기법과 도심지에서의 관측 기기의 표준화 계수를 결정하였다. 넷째, 이와 같은 일련의 과정을 프로그램화하여 측정한 결과, 도시와 도시외곽에서 실제 별의 등급과 큰 차이를 보이지 않았으며, 학습 프로그램 개발을 통하여 천체 관측에 관한 다양한 탐구 활동을 제공할 수 있었다 현재 천체 관련 교육은 실제 탐구 활동 영역이 결여되어 있으며, 대부분의 학교가 도심지에 위치하고 있어서 관측환경 또한 좋지 못하다. 하지만 이 프로그램을 이용하면 실질적인 천체관측 활동과 관측 결과에 대해 정형화된 보정활동을 거쳐 유의미한 관측 데이터를 수집할 수 있으며, 이를 여러 가지 활동을 통해 재해석 할 수 있다. 이를 통해 현장 체험 중심의 천체 탐구 활동을 활성화시킬 수 있으며, 과학적 흥미를 높일 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.902-912
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• 2011

본 연구는 고등학교 천체관측 관련 개념 검사지를 개발하여 지식상태 분석법으로 천체관측 개념의 위계와 개별 학습자의 지식상태를 분석하였고, 이에 따른 교수-학습 효과를 알아 보았다. 학습자가 갖고 있는 천체관측 관련 개념의 심리적 위계는 '지구운동 ${\rightarrow}$천구좌표계 ${\rightarrow}$천체관측(망원경 원리 ${\rightarrow}$망원경 설치 ${\rightarrow}$망원경 관측)' 순이었으며, 교수 위계(70.8%)도 같은 순 이었다. 개념 검사에서 같은 점수를 획득하여 천체관측 능력이 비슷할 것으로 추정되는 학습자의 지식상태가 서로 다르게 나타났다. 지식상태의 구조화가 잘 이루어진 경우와 그렇지 못한 사례가 있었는데, 이는 서로다른 교수-학습 처방이 이루어져야 함을 시사한다. 즉, 지식상태 분석을 통하여 학습자의 개별화 학습 처방과 형성평가의 역할을 할 수 있다. 지구과학I의 천체관측 단원에서 교과서의 내용 제시 순서 보다 학습자의 심리적 위계에 따라 수업한 경우가 개념의 성취도 수준에서 유의미(p<0.05)하게 더 높았다. 이는 교사들이 천체관측 관련 개념을 지도할 때, 교육과정을 토대로 학습자의 지식상태를 파악하여 교과서의 학습 내용을 재순서화 함으로써 더 효과적인 학습이 이루어질 수 있음을 보여준다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.48-50
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• 2010

Stommel(1948)은 서안경계류의 원인이 베타효과($\beta$-effect)라 일컫는 코리올리 파라미터(f)의 위도 변화 때문인 것을 밝혔다. 서안경계류는 고등학교나 대학 교양에서 중요하게 다뤄지고 있다. 학생들은 보통 이론 수업만으로 서안경계류의 발생 과정, 이에 관련된 코리올리 힘, 베타효과 등을 이해해야 한다. 때문에 서안경계류와 관련된 실험이 있다면 이를 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 또한 연구에서 검토한 6종의 고등학교 지구과학 2 교과서는 서안경계류를 본문과 더불어 삽화로 설명하고 있다. 그러나 이 중 3종의 교과서 삽화에서는 서안경계류의 발생 원인을 코리올리 힘만으로 지적하고 있다. 따라서 일부 학생은 서안경계류의 원인을 코리올리 힘으로 오해 할 수 있다. 위와 같은 이유로 우리는 서안경계류가 코리올리 힘의 작용과 베타효과에 의해 나타나는 것을 쉽게 확인 할 수 있는 실험 장치와 다양한 실험 방법을 개발하였다. 개발한 실험 장치는 직육면체의 수조와 회전 속도를 조절할 수 있는 테이블로 구성된다. (Fig. 1) 이와 같은 회전수조는 대기와 해양의 움직임을 실험실에서 모사하기 위해 자주 사용되었다(Beardsely 1969, 소선섭 등 1995; 1997). 우리의 수조는 경사진 바닥과 평평한 바닥으로 두종류를 제작하였다. 바닥이 경사진 수조는 베타효과를 구현하기 위한 것이다. 반시계 방향으로 회전하는 테이블은 중위도 어떤 위도에 접하는 가상의 평면이 지구 자전에 의해 회전하는 것을 나타낸다. 그리고 수조 상부에는 회전원판을 물에 접하여 시계방향으로 회전시킨다. 회전원판은 북반구 중위도 해양에 작용하는 바람 응력을 나타낸다. 우리는 테이블의 회전유무와 바닥의 경사유무에 따라 4개 실험을 수행하였다(Table. 1). 각 실험에서 물을 채운 수조를 원판에 올려놓고, 회전원판을 작동시킨 후 20분 동안 그대로 두어 수조안의 미세규모의 운동을 최소화 시킨 후 잉크를 떨어뜨리고 관찰하였다. 그 결과 실험 SB_f1은 베타효과와 코리올리 힘이 존재하여 서쪽 경계에서 좁고 빠른 흐름을 만들고 수조의 중간 부근에서 경계를 벗어나 동쪽으로 향하고 있다. 이 모습은 실제 해양의 서안경계류의 분리 현상과 비슷하다. FB_f1은 코리올리 힘만 존재하여 서쪽 경계에서 좁고 빠른 순환과 경계를 벗어나 동쪽으로 분리되는 흐름이 나타나지 않으며 전반적으로 크게 회전하는 모습을 보인다. SB_f0은 바람의 응력만 존재하는 경우로 잉크가 확산하는 모습을 보이며 나선팔의 모양으로 회전하면서 넓게 퍼져나간다. FB_f0의 모양도 이와 비슷하게 나타난다. 실험 SB_f1과 FB_f1을 비교하여 서안경계류는 코리올리 힘의 위도변화 효과인 베타효과가 있을 때 발생한다는 것을 알 수 있다(Fig. 2). 이 결과는 "단순히 코리올리 효과에 의해 서안경계류가 발생한다"는 생각을 바꾸게 할 것이다. 덧붙여 서안경계류 분리와 수조 바닥의 경사의 관계를 살펴보기 위한 실험을 실시하였다. 경사가 더 급하면 ($\alpha=20^{\circ}$) 서쪽 경계를 벗어나는 지점이 좀 더 북쪽에 나타났다. 현재 서안경계류는 개발한 실험 장치와 방법을 학교 현장에 적용하여 그 교육적 활용 가치를 평가하는 연구를 진행하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.385-396
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• 2023

단양-영월-정선지역 옥천습곡단층대에서 북동-남서 방향의 충상단층대를 따라 분포하는 중생대 반송층군은 페름기-트라이아스기 송림조산운동 혹은 쥐라기 대보조산운동의 기록을 간직하고 있기 때문에 한반도 중생대 조산윤회와 지구조진화를 설명하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논평에서는 반송층군의 층서, 퇴적시기, 그리고 분지발달사에 관한 그간 연구를 종합하고 향후 연구방향을 제시하고자 한다. 한반도 남부의 중생대 지구조진화 과정에서 반송층군이 가지는 의미에 대한 시각은 크게 두 가지로 나뉜다. 전통적인 견해는 송림조산운동 후기 혹은 종료 후에 (횡)인장 분지에 반송층군이 퇴적된 후 대보조산운동에 의해 변형이 발생한 것으로 간주한다. 이러한 해석은 단양탄전지역을 중심으로 획득한 층서 및 고생물자료와 구조지질연구 결과에 근거한다. 반면 근래 연구 결과로서 반송층군을 대보조산운동과 관련된 조산동시성 퇴적작용의 산물로 보는 해석이 존재한다. 이러한 대안적 시각은 영월지역 일대에 분포하는 화산쇄설암에 대한 U-Pb 절대연령과 해당 지역의 구조지질학적 해석 결과를 바탕으로 한다. 하지만 두 모델 모두 반송층군으로 분류된 퇴적층에서 도출된 고생물자료와 절대연령자료를 종합적으로 설명하지 못한다. 이는 퇴적학, 구조지질학, 지질연대학, 암석학, 지화학 연구를 통해 획득한 다학제적 자료를 종합한 새로운 분지 진화 모델이 필요하다는 점을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권3호
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• pp.236-245
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• 2015

저자는 2013년 1월 15일부터 2015년 3월 25일까지 약 2년 2개월에 걸쳐 우리나라 9개 자연사박물관을 방문하고 오류연구를 하였다. 그 결과 7개 박물관에서 총 28개의 오류를 발견하였다. 본 연구의 목적은 이러한 오류가 왜 발생하는가, 또 오류가 발생하지 않게 하거나 발생한 오류를 조기에 수정하는 방법은 없을까 하는 대안을 찾는데 있다. 그렇게 하기 위해 선행논문과 서적을 연구하고 대상 자연사박물관에 대한 설문조사를 하였다. 연구결과를 토대로 다음과 같은 대안을 제시하였다. 첫째, 세부전공 분야별 학예사 인력을 확충하되, 단기적으로는 대학 등과 연계하여 자료 발굴, 보전, 연구, 전시자료 작성 등에 전문가를 참여시킨다. 둘째, 전시과정에서 미리 분류체계를 수립하며 보전전문가를 확보한다. 셋째, 전시과정에서 외부 전문가의 심의과정을 만들고, 관람자의 의한 오류 시정 절차를 구축한다. 넷째, SNS, 도슨트, 교육프로그램을 통해 학생과 주민이 오류시정 참여하도록 해야 한다. 다섯째, 대중매체를 통해 명확한 학술적 배경을 기반으로 만들어진 고생물들의 참신한 모습을 보여줌으로써 기존의 문화적 관성을 해결한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제17권2호
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• pp.86-101
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• 2024

이 연구는 2023년 8월의 이른바 슈퍼블루문의 과학기사에서 나타난 정확한 커뮤니케이션의 중요성 및 대중 천문학의 현주소를 살펴보고 향후 개선 방안에 대한 기초 자료를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 위해 천문우주에 대한 지식 정도를 기준으로 비전문가, 준전문가, 전문가로 연구 대상을 구분지어 천문과학 정보의 자료 해석 능력을 조사하고, 해석 과정에서 발생한 오류들에 대해 심층 인터뷰를 통해 원인을 분석하였다. 또한 과학정보의 제공을 위해 노력하는 연구기관과 이를 확산하기 위해 노력하는 언론매체에 대한 호감도와 신뢰도를 조사하고, 이번 사례와 같이 올바르지 않은 과학정보가 확산되었을 경우에 기존 호감도와 신뢰도에서 어떤 변화가 일어나는지에 대해서도 알아보았다. 천문우주에 관한 과학정보의 해석에서는 인지적 측면에 따라서도 차이가 있었지만 이와 별개로 소통이라 부를 수 있는 언어학적인 요소 혹은 문해력의 영향도 무시할 수 없었고, 특히 기존에 연구대상에 내재된 오개념들이 발현되어 정확한 정보 해석에 오류를 가져올 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 연구대상들은 확산된 과학정보에 오류가 포함되었음을 인지한 후에 연구기관과 언론매체에 대한 호감도가 각각 12.30%, 17.58% 하락하였고, 신뢰도는 연구기관이 19.40% 하락, 언론매체가 24.49% 하락하였다. 오류의 발생 원인과 관계없이 연구기관과 언론매체 모두에 대한 호감도 및 신뢰도가 전반적으로 하락한다는 점을 감안하면 정확한 과학정보 제공의 중요성이 더욱 강조된다. 이를 개선해 연구기관 및 언론매체가 일반 대중들의 신뢰를 바탕으로 정확한 천문우주의 과학정보를 확산하기 위해서는 천문우주관련 연구기관에서 생성한 오류 없는 정보가 언론매체 혹은 과학커뮤니케이터에게 정확히 전달될 수 있는 시스템 구축이 필요하며 지속적인 모니터링을 통해 잘못된 과학정보가 발생한다면 이를 빠르게 회수하고 수정하는 시스템의 개발이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.617-629
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• 2020

기후변화와 지구환경변화에 중요한 역할을 하고 있는 해수면온도는 인공위성 적외선 센서가 관측하는 피층 수온과 측기들이 관측하는 표층 수온으로 나누어질 수 있다. 국외 여러 기관에서 보급되고 있는 해수면온도 관측 자료들은 각각 서로 다른 깊이의 수온을 나타내고 있어서 해양 피층과 표층 수온 사이의 관계를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 적외선 라디오미터를 해양조사선에 장착하기 위한 시스템을 설계하고 부착하고 운용하여 국내에서 처음으로 해양 피층 수온을 산출할 수 있는 관측 환경을 구축하였다. 선박 관측 전에 실험실에서 라디오미터 기기의 검보정을 실시하여 보정 계수를 산출하였다. 관측된 해수면에서 방출된 복사에너지와 하늘 복사에너지를 피층 수온으로 산출하는 일련의 과정을 적용하였다. 산출된 피층 해수면온도를 현장 관측 표층 수온자료와 비교하여 표층과 피층 수온 차이를 정량적으로 조사하고자 하였으며, Himawari-8 정지궤도 위성 해수면온도 자료와의 비교를 통해 해양 상층 연직구조의 특성을 이해하고자 하였다. 2020년 4월 21일부터 5월 6일까지 남해안의 장목항과 동해 남부를 관측한 해양 피층 수온은 전체적으로 표층 수온과 0.76℃ 정도의 차이를 보였다. 또한 이 두 수온 차이의 평균제곱근오차는 약 0.6℃에서 0.9℃까지의 일간변화를 가지고 있었으며, 하루 중 1-3시에 0.83-0.89℃로 가장 크게 나타났으며, 15시에 0.59℃로 최소의 차이를 가지고 있었다. 또한 편차도 0.47-0.75℃의 일간변화를 나타내었다. 해양 피층 관측 수온과 위성 해수면 온도 간 차이는 약 0.74℃의 평균제곱근오차, 0.37℃의 편차를 나타냈다. 본 연구의 분석을 통해 관측 수심에 따른 피층-표층 수온의 차이를 확인할 수 있었으며, 피층-표층 수온 차의 계절적 변화를 정량적으로 이해하고 또 변동 요인과의 관련성을 연구하기 위하여 연구조사선을 이용한 추가적인 연안 및 대양 관측이 지속적으로 진행되어야 함을 시사한다.

• 대한화학회지
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• 제62권3호
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• pp.214-225
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• 2018

본 연구에서는 우리나라 과학과 교과서에서 열과 열에너지 용어를 어떻게 정의하고 어떤 의미로 사용하고 있는지, 그리고 과학의 영역별로 이 용어들의 사용 의미에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정에 의한 초 중 고 과학과 교과서 52권의 내용을 분석하였다. 열 용어의 정의는 중학교 과학(1)과 고등학교 물리 I, II 교과서에서 제시되는데, 대부분의 교과서가 열을 "온도 차이에 의해 이동하는 에너지(유형 I)"로 정의하였고 물리 I 교과서 1종에서만 "온도 차이에 의한 에너지의 이동(유형 II)"으로 정의하였다. 열에너지 용어의 정의는 대체로 중학교 과학(2)와 고등학교 물리 I 교과서에 제시되는데, 물리 I 교과서는 "분자 운동 에너지(유형 III)"로 정의하였지만 과학(2) 교과서에서는 유형 I 또는 "물체의 상태나 온도를 변화시키는 에너지(유형 IV)"로 정의하였다. 교과서 본문 서술에서 열 용어는 주로 유형 I 또는 유형 III의 의미로 사용되었고, 열에너지 용어는 주로 유형 III의 의미로 사용되었으나 고등학교 물리와 화학 교과서에서는 유형 I의 의미로 사용되기도 하여 열과 열에너지 용어를 혼용하고 있었다. 과학의 영역별로 보면 열과 열에너지 용어를 물리와 화학에서는 주로 유형 I과 유형 III의 의미로 사용하였고, 생명과학과 지구과학에서는 주로 유형 III의 의미로 사용하여 영역별로 차이가 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권4호
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• pp.398-407
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• 2000

월엄범오위(月掩犯五緯)의 사례에 나타난 전통적인 천문관(天文觀)에 관하여 중학생(164명), 고등학생(157명), 대학생(172명) 및 일반인(139명)의 판단 유형과 판단 이유를 조사, 비교하였다. 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째 , 월엄범오위에 대한 전통적인 해석 방식에 동의하는 응답자들이 15.7%, 동의하지 않는 응답자들이 38.1%, 분명히 말할 수 없다는 응답자들이 46.2%이었다. 상대적으로 많은 수의 대학생들이 전통적인 천문관에 동의하지 않는다고 하여 과학적으로 옳은 판단을 내린 반면, 그와 같이 판단한 중학생들의 비율이 가장 적었다. 둘째 , 전통적인 천문관을 판단하는 데에는, 응답자들의 집단이나 판단 유형과는 관계없이, 자연관과 과학관이 공통적으로 중요한 판단 이유가 되었다. 특히, 우리 나라의 전통적인 자연관과 유사한 관념을 지니고 있는 응답자들이 많았으며, 대부분의 응답자들은 다수의 경험적 자료와 실험을 통한 증명을 중요하게 생각하였다. 셋째, 고등학생들과 대학생들이 다른 집단에 비해 자연관이나 과학관과 같은 형이상학적인 믿음을 더욱 중요하게 고려하는 반면, 중학생들과 일반인들은 자신들의 개인적 경험을 상대적으로 보다 중요하게 생각하였다. 넷째, 응답자들의 사회적 경험과 과학 지식 또한 전통적인 천문관을 판단하는 중요한 이유가 되었다. 하지만, 응답자들의 과학 지식의 차이가 판단 과정에 서로 다른 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 결론들은 개인의 사고 과정에 영향을 미치는 요인들이 다양하며, 그들이 속한 집단이 공유하고 있는 사고의 방식 또한 서로 다르다는 것을 잘 말해 준다. 따라서, 다문화적인 환경을 고려한 과학 교육과 연구가 필요하다. 또, 학생들의 자연관과 과학관과 같은 형이상학적인 믿음에도 주목할 필요가 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.83-92
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• 2023

이 연구의 목적은 일반고등학교를 대상으로 빅데이터 기반의 인공지능을 활용한 창의교육 프로그램을 개발하고, 그 효과성을 알아보는 것이다. 연구의 목적을 달성하기 위해 일반계 고등학교 1학년 학생을 대상으로 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램을 개발하였고, 학교 현장 수업과 전문가를 통한 타당화 과정을 실시하였다. 고등학생들의 창의적 문제해결력 및 수업 만족도를 측정하기 위해 프로그램 적용 전·후에 창의적 문제해결력 검사를 실시하였고, 프로그램 후에는 수업 만족도 검사를 적용 및 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램이 '실행', '여학생과 남학생의 차이'를 제외한 '문제발견 및 분석', '아이디어 생성', '실행계획', '설득과 소통', '혁신성향'의 독립표본 t 검정에서 고등학교 1학년 학생의 창의적 문제해결력 향상에 효과가 있는 것을 확인하였다. 둘째, 수업 후에 실시한 수업 만족도 검사에서 '만족도', '흥미도', '참여도', '지속성'의 평균은 3.56 ~ 3.92이며 전체 평균은 3.78로 나타났다. 따라서 이 연구에서 개발한 빅데이터 기반 인공지능 교육프로그램의 수업 효과가 있는 것을 확인하였다.