• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.153-153
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• 2006

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.264-278
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• 2001

본 연구에서는 고등학교 지구과학의 해양 단원에 대한 웹 기반 학습 자료를 개발하고 개발한 웹 자료를 운영하여 그 효과를 밝혔다. 웹 기반 학습 자료로 학습한 두 학급과 동일한 내용의 모듈 학습지로 학습한 두 학급의 과학 성취도, 과학 태도 점수를 비교하였고 웹기반 학습 반의 WBI 평가 설문 결과를 분석하였다. 학업 성취도에서 웹 기반 학습의 주 효과가 나타났으나 수업처치와 학습능력 수준 사이의 상호작용 효과는 없었다. 전체 과학 성취도에서 웹 집단이 모듈 집단보다 높게 나타났으며 상위 수준 학습자와 하위 수준 학습자 모두 웹 집단이 모듈 집단보다 전체 성취도가 높게 나타났다. 과학에 대한 태도면에서 웹 학습이 모듈 학습보다 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났으며 과학적 탐구에 대한 태도, 과학적 태도의 적용, 과학 수업의 즐거움 등 세 가지 하위 범주별로는 과학적 탐구에 대한 태도 범주에서 수업처치의 주 효과가 있었으나 수업처치와 학습능력 수준과의 상호작용 효과는 없었다. 웹 기반 학습에 대한 학습자들의 평가결과를 보면 문자의 크기와 모양, 제시된 정보의 양, 중요한 내용을 강조하는 시각적 효과 등 화면 구성에 대하여 긍정적인 평가를 하였다. 또한 지시와 도움말의 역할이나 동화상이나 애니메이션 등 멀티미디어 효소에 대해서도 학습내용에 적합하게 설계된 것으로 평가하였다. 반면에 관련 내용의 학습 후 이전의 분기점으로 되돌아가는 경로선택의 문제, 현재 어느 부분을 학습하는지 학습 위치 파악의 문제 등 사용 편의성 측면에서는 일부 부정적인 반응이 나타났다.

• 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.