• 한국지구과학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-57
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• 2005

본 연구의 목적은 학생들로 하여금 실제 야외지질조사를 효과적으로 수행하기 위한 교육 자료를 개발하는 것이다. 이를 위하여 시대를 달리하는 다양한 암석과 지질구조를 가지고 있고 지리적으로 접근하기 편리한 음성분지의 남동부 두타산 일대를 대상으로 선정하였다. 음성분지의 야외지질 실습코스에는 13개의 관찰지점이 있으며 실제 현장에서 각 관찰 지점별로 학생들이 활동할 수 있도록 야외학습자료를 제시하였다. 이를 위해 일반 지형도나 수치 지형도를 이용하여 스스로 노선지질도를 작성하도록 하였으며 큰 구조나 서로 다른 암상과의 관계를 광역적으로 알 수 있도록 항공사진을 첨가하였다. 또한 각 관찰 지점마다 노두 및 편광 현미경 사진을 제시하여 야외학습에서 경험할 수 있는 환경으로 설계하여 실제로 야외에서 겪게 되는 갈등 요인을 최소화 할 수 있도록 하였다. 이렇게 구현된 야외지질조사자료는 충북대학교 사범대학 지구과학 수강자를 대상으로 학생들의 태도를 조사하였으며, 그 결과 정의적 측면에서 학생들이 야외학습을 수행하는데 도움이 된다는 긍정적인 변화를 보였으며, 특히 지구과학에 관한 구체적인 개념 형성에 많은 도움이 되는 것으로 분석되었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권3호
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• pp.211-225
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• 2020

이 연구의 목적은 예비교사들이 과학교과서를 학습과정에서의 시선 이동, 교과서에 제시된 화살표에 대한 인지 여부, 그리고 화살표에 의한 시선 행동의 변화 등을 조사하여 분석하는 것이었다. 연구를 위해 시선 이동 추적 장치인 eye-tracker를 이용하였으며, 교사 양성대학에 다니는 예비교사 10명을 선정하여 진행하였다. 연구에 이용된 과학교과서 단원은 지구과학 영역 중 하나인 '날씨와 우리 생활' 단원이었다. 연구결과, 첫째, 예비교사들은 과학교과서를 학습과정에서 그림 보다는 글에 많은 시간을 할애하는 것으로 조사되었다. 둘째, 예비교사들은 과학교과서에 제시된 화살표에 대해 시선을 집중하지 않는 편으로 분석되었다. 셋째, '화살표에 의한 시선 행동 유도'가 일어나기 위해서는 화살표에 대한 충분한 집중이 이루어져야 함을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 화살표와 같은 과학교과서의 학습 요소에 대한 학습자의 시각적 주의 투여의 중요성을 시사해주며, 더불어 효과적인 학습을 위해 시선 이동 연구 자료를 통한 교과서 내 학습 요소에 대한 시각적 주의 투여를 유도할 수 있는 교과서 편집 디자인 개발이 중요함을 시사해준다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-103
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• 2017

이 연구는 거꾸로 수업에 기반 한 지구과학수업 모델을 개발하고, 초등 예비 교사의 과학수업에 수업모델을 적용하여 그 효과를 분석하였다. 본 연구에서 개발한 수업모델은 교실수업에서 이루어지는 모든 내용과 정보를 사전에 학생들에게 제공하는 것으로 거꾸로 수업에서의 선행과제를 대체하였다. 교실수업에서 '지식'내용은 교수에 의한 강의식 설명으로 20분 동안 학생들에게 수행되었으며, 그 후 학생들은 지식과 관련된 심화탐구문제를 토론 협력을 통해 모둠별로 해결하였다. 탐구문제 해결 후, 모둠원 중 발표자로 선정된 한 학생이 모든 학생들 앞에서 모둠에서 수행한 결과를 발표하였다. 14차시 수업 중에 나타난 학생들의 학습과정과 사전에 제공된 학습 자료의 포트폴리오는 기말고사를 대처한 한 학기의 과정평가로 교수에 의해 운영되었다. 수업에 참여한 많은 학생들은 본 수업 모델이 수업에 대한 집중력, 그리고 토론기술과 사고능력을 향상시키는데 있어서 매우 긍정적으로 작용한다는 인식을 나타냈다. 결론 적으로 본 수업모델은 지구과학수업에서 적용하는데 매우 유용하다고 볼 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.117-125
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• 2017

본 연구는 간호학생들의 간호학과 입학 전 과학과목학습과 기초간호과학 및 학업적응을 알아보기 위한 서술적 조사연구로 수집된 자료는 SPSS 19.0으로 분석하였다. 입학 전 과학과목학습은 부분적으로 기초간호과학성적에 차이를 가져왔고, 입학 전, 생물 I, 화학 I, 물리 I, 지구과학 I 학습은 기초간호과학평균점수를 높였다(p<.05). 입학 전 과학과목학습과 학업적응 간에는 물리 I을 제외하고는 상관관계가 없었으나, 기초간호과학성적과 학업적응 간에는 양의 상관관계가 있었고(r=0.296, p<.001), 입학 전 과학과목학습은 기초간호과학 성적에, 기초간호과학 성적은 학업적응에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타나(p=.001) 추후 반복연구 후 신입생 학업지도에 응용할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권4호
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• pp.232-241
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• 2004

이 연구는 최근에 사회적 이슈가 되고 있는 교육방송의 과학 교육적 효율성과 목적 타당성을 알아보기 위한 것이다. 본 연구에서는 과학교육의 목적이 과학 지식의 습득뿐만 아니라 과학에 대한 상위인지의 향상에 있다고 보고 교육방송이 학습자의 과학에 관한 상위인지를 고차원화할 수 있는지를 2002년, 2003년에 걸쳐 학교의 행정적 차원에서 EBS교육방송을 1, 2학년 수업에 활용했던 ㅂ 고등학교를 통해 고찰하였다. 더 고등학교에서는 자료형 방송 활용 수업모형과 학습자 중심의 모형을 주로 활용하였으며, 따라서 학습자들은 수업을 통해 과학적 지식만을 습득할 뿐 상위인지를 고무시킬 수 있는 자극을 받지 못한다는 결과를 도출하였다. 교육방송이 과학교육에 효율적이고 타당하게 활용되기 위해서는 상위인지에 해당하는 상위지식, 경험. 모니터링이 적극적으로 수반되어야 한다. 이를 위해서 과학의 학습을 위한 교육방송에 매개되어야 하는 것은 첫째, 학습자들이 상위지식을 적극적으로 활성화할 수 있도록 교사가 자극하거나 관련 자료를 간헐적으로 상기시키는 조정이다. 둘째, 학습자들이 학습과정에서 자신의 개별 체험을 발동시킬 수 있도록 학습 내용을 유추할 수 있는 관련 실험을 실시해야 한다. 셋째, 학습자들이 자신의 학습을 모니터링할 수 있도록 교사는 적절한 질의를 제시하거나 피드백하고 학습자들의 대화의 장도 마련해야 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권2호
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• pp.147-156
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• 2024

과학 실천은 학습 소재에 해당하는 대상이나 관찰과 측정을 위한 도구와 같은 '이질적인 것'들과 새로운 관계를 맺는 과정이다. 최근 전공 교과에 대한 과학 실천이 점차 강조되고 있는 시점에서 본 연구에서는 천체 관측이라는 지구과학 교과의 특유한 과학 실천을 새롭게 들여다보고자 했다. 이를 위해 천체 관측을 경험한 학생들과 수많은 물질들이 만들어 낸 의미를 '-되기'의 경험으로 바라보았다. 연구의 방법으로는 A고등학교의 천체 관측 활동에 참여하는 17명의 학생들이 작성한 활동 일지, 사진 자료 등을 수집하고 심층 면담을 진행하였다. 수집한 자료는 상황 분석 방법을 재구성하여 살펴보았다. 주요 연구결과로는, 학생들의 존재-인식론적 '-되기'의 과정으로 1) 반복을 통해 새로움을 발견하는 과정, 2) 천체 관측 활동의 정동을 전달하기 위한 '설명 기계'가 되어가는 과정, 3) 안정적인 영토를 벗어나 문턱을 넘는 과정을 발견하였다. 연구 결과를 바탕으로 지구과학교육과 교육 연구를 위한 교사의 실천과 새로운 접근 방식에 대해 제언하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-20
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• 2021

이 연구는 과학적 모델을 적용한 두 차례 야외지질학습(관악산과 한탄강 형성과정)에서 학생들이 보여주는 표상적 능력에 대한 이해를 목적으로 하였다. 수도권 소재 대학부설 영재원 10명의 학생들이 자발적으로 참여하였다. 야외학습환경과 교실학습환경에서 학생들이 작성한 서면 자료, 수업 과정에 대한 모든 영상녹음 및 음성 녹음 자료, 수업 종료 후 면담 자료를 수집하였다. 표상적 능력 수준을 구분하는 분석틀로 학생들의 표상 능력의 단계를 구분하고 과학적 모델 형성 과정에서 표상적 능력의 수준과 최종모델과의 결과론적인 해석을 덧붙였다. 그 결과 학생들의 표상적 능력은 1~6수준까지 다양하게 나타났다. 다만, 학생들은 야외학습환경에서 교실학습환경보다 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력을 보였다. 즉, 야외학습환경에서 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력으로부터 시작되어 교실학습환경에서 학생들이 표상적 능력의 수준을 높인 것을 결과론적으로 보였다. 궁극적으로 학생들의 표상적 능력을 이해하는 것은 과학적 모델 형성과정에서 현상을 설명하기 위한 도구로써 학술적인 의미를 지녔다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권1호
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• pp.48-71
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권1호
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• pp.88-101
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• 2021

이 연구의 목적은 학생들이 그린 그림이 야외지질답사와 모델링 기반 순환 학습에서 어떤 의미를 갖는지 질적으로 탐색하는 것이다. 서울의 한 대학 부설 영재교육원에 재학 중인 10명의 학생이 참여하였다. 한탄강 형성과정이라는 것을 주제로 야외지질답사와 3차시 모델링 3차시 수업을 진행하였다. 각 차시별 학생들이 작성했던 모든 기록장(글, 그림), 연구자 필드노트, 학생들이 참여한 모든 영상 자료 및 음성 녹음, 전사한 인터뷰 자료 등을 연구진과 공유하였다. Hatisaru (2020) 그림 표상화를 야외지질학습의 맥락에 맞게 수정하여 그림의 유형을 분류하였다. 학생들의 글(text, memo)을 포함한 그림의 특징을 분석하기 위해 연연적 내용 분석(deductive content analysis)을 사용하였다. 또한, 그림이 모델링 기반 순환 과정(자료 수집 관찰, 모델 생성, 모델 발달, 자연현상의 구체화) 속에서 어떤 역할을 하는지 분석하였다. 그 결과 학생들의 그림 유형은 지질학적인 개념을 포함한 상징적 이미지, 지형학적으로 외형을 묘사한 외형적 이미지, 학생들의 심리적인 영역을 표현한 정의적 이미지가 있었다. 특징은 설명, 생산화, 정교화, 증거, 일치, 심상(心狀)으로 분류하였다. 그림의 유형과 특징은 모델링 기반 순환 학습 과정에서 연속적으로 나타나며 학생들의 모델 발달 과정 속에서 학생들의 인지적인 영역에 관한 특성과 학업에 대한 긍정적인 태도와 감정을 반영하였다. 학생들이 그린 그림은 야외지질답사와 모델링 과정 모두에 있어서 학생들의 사고와 의사표현을 반영할 수 있는 도구로써 의미를 있음을 밝힘으로써 과학교육 관계자들에게 학생들의 그림 그리기 활동의 중요성을 역설하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.353-366
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• 2022

지구과학 데이터(지오데이터)의 공간 이질성, 희소성 및 고차원성으로 인해 공간 분포 추정에 어려움이 있다. 따라서 지구과학의 많은 응용 분야에서 지오데이터의 고유 특성을 고려할 수 있는 공간 추정 기법이 필요하다. 본 연구에서는 기계 학습 알고리즘 중 하나인 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model; GMM)을 이용하여 공간 예측 방법을 제공하고자 하였다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위해, 옛 제련소 부지에서 휴대용 X선 형광분석기(PXRF) 및 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-AES)을 이용하여 분석된 토양 농도 자료를 활용하였다. ICP-AES를 이용해 분석된 As와 Pb를 주변수로 하고, 나머지 자료는 보조변수로 활용하였다. 다차원의 보조변수 중 중요 변수를 선별하기 위해 랜덤포레스트 기반의 변수선택법을 적용하였다. ICP-AES 및 PXRF를 통해 구축된 다변량 데이터를 사용한 GMM의 결과를 단변량 및 이변량 데이터를 사용한 정규 크리깅(Ordinary Kriging; OK) 및 정규 공동크리깅(Ordinary Co-Kriging; OCK)의 결과와 비교하였다. GMM의 결과는 OK 및 OCK의 결과보다 낮은 평균 제곱근 편차(RMSE; 비소는 최대 0.11 및 납은 0.33까지 향상)와 높은 상관관계(r; 비소는 최대 0.31 및 납은 0.46까지 향상)를 제공하였다. 이는 GMM을 사용할 경우 토양 오염의 범위 해석의 성능을 향상시킬 수 있음을 지시한다. 본 연구는 다 변량 공간추정 접근법이 복잡하고 이질적인 지질 및 지구 화학자료의 특징을 이해하는 데 효과적으로 적용될 수 있음을 증명하였다.