• 한국지구과학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.160-171
• /
• 2003

본 연구에서는 계절 변화에 관련된 개념 유형을 분석하고, 관련 개념들에 관한 토의에 의해 인지갈등을 해소하는 방법을 강조한 발생학습 전략의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 계절변화 관련 지구과학 개념 유형은 100가지 였으며, 그 중에서 66가지는 오개념을 포함한 비과학적 개념 유형이었다. 계절변화에 관련된 개념 평가도구는 R&D과정과 2번의 현장검증을 거쳐 개발되었다. 실험집단에는 지구과학개념 유형과 인지갈등을 반영한 4단계의 발생학습 전략을 적용하였다. 한편 통제집단에는 전통적인 교수 학습 전략을 적용하였다. 유의수준 .05에서 공변량분석을 실시한 결과 두 집단 간에는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 계절변화와 관련된 오개념을 지구과학적 개념으로 변화시키는 데 발생학습전략이 하나의 가능한 대안이 될 수 있음을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.159-172
• /
• 2021

이 연구는 온라인 과학 수업에서 실험 활동과 상호작용의 개선을 위한 수업 전략을 계획하고 그 결과를 바탕으로 개선 방안을 제시한 실행연구이다. 이를 위해 2020년 7월7일부터 9월 9일까지 G광역시에 위치한 초등학교 6학년 학생 20명을 대상으로 '지구와 달' 단원 수업을 실행하였다. 수업을 위해 실험 활동 범주에서 스마트 기기와 대체 실험, 상호작용 범주에서 온라인 대화방과 질의응답 전략을 계획하였다. 수집한 자료 중 수업 활동지, 과제물, 성찰 일지, 온라인 대화 내용, 질의응답 내용을 주요 자료로 하여 매트릭스에 입력하고 분석적 텍스트를 작성하여 그 의미를 분석하였다. 실행 결과 스마트 기기와 대체 실험은 탐구의 기회를 제공하였으나 오개념 형성에 대한 위험이 있었고 실험 활동을 방해하기도 하였다. 온라인 대화방과 질의응답은 소통의 기회와 과학 개념의 점검과 피드백 기회를 제공하였다. 본 실행연구를 통해 연구자는 수업 반성 노트를 작성하며 수업을 반성할 수 있었고, 과학 수업의 효과성과 효율성 측면에서 스마트 기기의 역할을 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.53-63
• /
• 2020

본 연구는 2019년도에 적용 2년차를 맞이한 고등학교 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험의 2차 년도 적용 현황을 분석하고 이를 토대로 향후 과학과 고등학교 교육과정 개발을 위한 제언을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 총244개의 과학중점고와 일반고를 대상으로 설문조사를 실시한 결과를 2018년도 1차 년도 조사결과와 양적으로 비교하였다. 또한 초점집단을 구성하는 9명의 과학교사들과 심층면담을 실시하여 2차 년도 적용현황에 대한 심층 답변을 논의하였다. 연구결과에 따르면, 1차 년도와 마찬가지로 적용 2년차에도 통합과학은 대부분 6~8단위로 운영하고 있었으며, 학급당 통합과학을 담당하는 교사는 3~4명이 대부분인 것으로 나타났다. 교사 초점집단 면담에서 현장교사들은 통합과학이 통합적 지도를 필요로 하며 학생의 흥미와 관심 유발에도 좋지만, 평가공정성 확보 등의 문제로 과정중심 평가 등을 구현하기는 어렵다고 주장하였다. 과학탐구실험의 경우 대부분 학기당 1단위로 2개 학기로 운영하고 있었으며, 가르치는 사람이 달라서 통합과학과 과학탐구실험을 거의 연계하지 않는 것으로 나타났다. 2019년도부터 과학탐구실험의 학교생활기록 기재 방식이 절대평가로 변경되어서 상대평가로 성적산출을 하지 않아도 되므로 학생들의 만족도나 수업의 흐름이 기대한 것보다 훨씬 좋고, 부담없이 가르칠 수 있다고 교사들은 말하였다. 연구결과를 토대로 과학과 공통과목인 통합과학과 과학탐구실험 교육과정 안착을 위한 지원방안, 차기 과학과 교육과정 개정에서 통합과학과 과학탐구실험 과목의 개선 방안 등을 제안하였다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.90-106
• /
• 2018

이 연구에서는 초등 과학과 수업에서 과정 중심 평가가 반영된 백워드 설계가 과학 학업성취도 및 과학 학습 동기에 미치는 효과를 확인하고자 하였다. 학습자의 성장과 발달을 지원하는 과정 중심 평가와 학습자의 온전한 이해를 추구하는 백워드 설계는 과학 학습에 큰 도움을 줄 수 있다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '지구와 달의 운동' 단원을 중심으로 과정 중심평가가 반영된 백워드 설계를 실시하였고, 성취기준도달에 도움이 되는 다양한 과정 중심 평가를 반영하였다. 둘째, 실험집단 학생들은 과학학업 성취도 검사와 과학학습 동기 검사에서 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다. 과학 교과의 특성을 반영한 과정 중심 평가가 백워드 설계와 연계되어 학교 현장에서 의미 있게 활용되길 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.376-376
• /
• 2023

전 세계적으로 중요한 담수 자원인 지하수의 미세플라스틱 오염에 대한 우려가 커지고 있다. 지하수 환경에서 미세플라스틱의 오염을 예측하고 평가하기 위해 대수층 내 현장 실태조사가 수행 중에 있으며, 실험실 규모의 컬럼 실험을 통해 지하수에서 미세플라스틱 이동 메커니즘을 조사하는 연구들이 수행되고 있다. 이러한 연구들은 많은 개수의 분석 시료를 동반하며, 환경 중 미세플라스틱 정량분석을 위해서 고가의 분석기기(라만분광기, 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광기, 열분해 가스크로마토그래피 질량분석기)를 사용하여 플라스틱의 종류를 판별하고 개수를 측정하고 있다. 또한, 컬럼 실험을 수행한 대부분의 선행 연구에서는 미세플라스틱 정량분석을 위해 탁도 분석, 분광광도계를 이용한 흡광도 분석, 현미경을 이용한 계수 방법 등을 이용하여 고가의 분석기기를 사용하지 않고 연구를 수행하였다. 하지만, 이러한 방법들은 유체 속 다른 물질이 포함되어있을 경우에 민감하고 농도를 비율 혹은 개수로 표현하기 때문에 질량 측면에서 미세플라스틱의 농도를 과소·과대 평가할 수 있다. 특히, 현미경을 이용한 계수 방법의 경우에는 분석에 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다. 위에 언급한 다양한 분석법들의 단점들을 보완하기 위하여, 본 연구에서는 대수층 내 미세플라스틱 이동 특성을 규명하기 위한 실내 실험에 사용될 수 있는 형광이미지 기반의 미세플라스틱 정량분석법을 개발하였다. Nile Red 형광염료를 이용하여 미세플라스틱을 염색하고 사진을 촬영하여 미세플라스틱 시료의 질량과 미세플라스틱 형광이미지의 형광강도 간 상관관계를 분석하였다. 또한, Nile Red로 염색된 미세플라스틱 입자의 수중 노출 테스트를 진행하여, 실내 대수층 모의실험 시 미세플라스틱 질량을 정량화할 수 있는 적용 가능성을 평가하였다. 상관 분석 결과, 미세플라스틱 질량과 이미지의 형광강도는 높은 상관관계를 보였으며, 수중 노출 실험 전과 후의 미세플라스틱 입자의 형광강도 차이는 미미한 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 통해 본 연구에서 개발된 미세플라스틱 정량분석 방법이 포화 다공성 매체로 구성된 컬럼실험 시 유출수의 미세플라스틱 질량 추정에 유용하게 사용될 것으로 생각되며, 대수층 내 미세플라스틱의 이동 특성 규명 연구에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.214-225
• /
• 2017

지구크기에 대한 최초의 정확한 측정은 기원전 230년, 헬레니즘의 과학자인, 에라토스테네스 (276-195 B.C.)에 의하여 이루어졌다. 역사적으로 수학적 추상화는 유럽의 고대 그리스인의 천재성을 보여주는 좋은 예이다. 그 당시에는 상상하기 어려운 태양이 멀리 떨어져 있기에 태양광선이 평행하게 지구에 입사한다는 전제를 요구하는, 논리적이고 과학적인 기법의 에라토스테네스의 과학적 방법의 성공이었다. 중요한 것은 간단한 수학적 비례식을 성립하기 위해서는 지구가 둥글고, 광선이 지구에 나란하게 들어온다는 가정이 필요하였다. 즉 천상으로부터 지상으로 유클리드 기학학이 연결된다는 내용이다. 그것은 최초로 태양중심을 주장한 아리스타쿠스의 제안을 받아들여야 했고, 아리스토텔레스의 자연관인 우주는 아름답고 우아하다는 사상에 기반을 두어 지구는 구처럼 대칭적이라는 것이다. 우리는 이러한 가정들을 현대가 아닌 그 당시 어떻게 정당화 했는지를 탐색하는 것이다. 또한 실험의 미적 관점에서 에라토스테네스의 지구측정의 중요한 특징은 단순성에 있다는 것을 강조하는 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.507-518
• /
• 2004

이 연구의 목적은 중등학교에서의 실험수업을 평가하기 위한 도구를 개발하고 이를 적용하는 것이다. Dana(2001)가 개발한 상황적 실험활동도구를 수정, 보완하여 ‘실험수업의 탐구수준을 평가하기 위한 도구’를 만들었다. 타당도를 확보하기 위하여 전문가들과 여러 차례의 협의를 거쳤으며, 15명의 과학교육 전공 대학원생들에게 의뢰하여 타당도를 검증하였다. 신뢰도를 높이기 위하여 연구자와 평가자 2인이 3개의 전사된 수업을 읽고 난 후, 함께 녹화된 실험 수업을 보여 수준을 달리 하였을 때 도구의 내용을 수정하는 방법으로 신뢰도를 확보하였다. 이렇게 만들어진 평가도구를 4명의 중학교 초임과학교사의 수업에 적용하였다. 그 결과 개발된 평가도구는 중등학교의 실험수업 탐구수준을 결정하는데 좋은 도구라는 것을 확인하였다. 본 연구에 참여한 중학교 초임과학교사의 탐구수준은 확인수준과 구조화된 탐구주준인 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.487-494
• /
• 2008

본 연구의 목적은 7학년 "해수의 성분과 운동" 단원에서 MBL 실험 수업이 학생들의 과학탐구능력과 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 효과를 알아본 연구로 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 6차시에 걸쳐 MBL 수업을 실시하고 사후 t-검정을 통해 학생들의 과학탐구능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간 과학탐구 능력 결과에서 유의미한 차이가 나타나 MBL 수업이 학생들의 과학탐구능력 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다. 둘째, 사후 t-검정을 통해 학생들의 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간에 그래프 작성능력에서는 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 그래프 해석능력에서는 두 집단 간 유의미한 차이를 나타내고 있어 MBL을 활용한 수업이 학생들의 그래프 해석능력의 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.886-901
• /
• 2004

본 연구는 새롭게 고안된 "지구중심운동 태양계 실험 모형"이라는 실험모형을 통해서 초등 예비교사와 초등학교 교사의 "천문개념 변화"에 초점을 맞추었다. 전주에 소재하고 있는 전주교육대학 졸업반 학생 31명과 전북에서 근무하는 초등교사 30명을 연구 대상으로 하였다. 먼저 학생들의 사전개념을 조사하고, 이 실험 모형을 활용한 수업전후에 개념검사를 실시하였다. 검사도구는 모두 10문항으로 내행성의 운동, 내행성의 위상과 크기, 외행성의 운동, 혜성의 운동으로 구성되었다. 분석 방법은 사전 검사에서 천문개념에 대한 유년적 개념을 확인하고, 사후 검사에서 초등 예비교사와 초등학교 교사의 개념이 어떻게 변화되었는지를 조사하였다. 결과적으로 지구 운동 중심 태양계 모형이 내행성의 운동과 내행성의 위상과 크기변화, 외행성의 운동에 관한 내용에서는 올바른 과학적 개념 형성에 효과가 있었다.

• 천문학회보
• /
• 제43권2호
• /
• pp.47.4-48
• /
• 2018

밀러-유리 실험은 1950년대 처음으로 초기 지구의 대기 방전 실험으로 아미노산을 합성한 실험이다. 생명의 기원에 대한 내용이 교과서나 책에 실릴 때마다 빠지지 않고 등장하는 실험으로, 학생들의 탐구 활동 연구주제로 실험을 설계하여 진행하였다. 실험실 설계부터 시작하여 실험 과정인 유리기구 세척, 진공 만들기, 기체주입과 방전실험을 소개한다. 실험 장치가 완성 된 후, 실험 시간 23시간 중 약 4시간 동안 방전하여 갈색 용액을 얻는데 성공하였다. 아민기와 반응하는 ninhydrin 반응에서 양성반응을 보여 아미노산 수용액임을 확인하였다.