• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.345-353
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• 2022

본 연구는 P광역시 H초등학교 5학년 43명의 학생들을 대상으로 PBL을 적용한 환경글쓰기 수업이 초등학생들의 기후소양 및 환경감수성에 어떤 효과가 있는지를 알아본 것이다. 본 연구의 수행을 위해서 8차시의 PBL을 적용한 환경글쓰기 수업을 개발하여 적용하여 그 효과를 알아보았다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, PBL을 적용한 환경글쓰기 수업은 초등학생들의 기후소양을 향상시키는데 통계적으로 유의미한 효과가 있었다. 기후소양의 하위영역 실천영역을 제외한 인지와 정의 영역에서 통계적으로 유의미한 결과가 나타났다. 둘째, PBL을 적용한 환경글쓰기 수업은 초등 학생들의 환경감수성을 향상시키는데 유의미한 효과가 있다. 환경감수성의 하위영역 민감성, 심미감과 정서안정, 동정과 연민 모든 하위 영역에서 통계적으로 유의미한 효과가 나타났다. 이처럼 PBL을 적용한 환경글쓰기 수업이 초등학생들의 기후소양 및 환경감수성을 향상시킬 수 있었던 원인은 환경문제를 해결하기 위해서 학생들이 주도적으로 수업에 참여하고, 환경문제가 우리의 실생활과 깊게 관련되어 있다는 사실을 깨달을 수 있었기 때문이라고 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.57-75
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• 2024

본 연구는 중등 과학교사들이 생각하는 과학기술 관련 위험교육 실태와 교육 요구를 조사하고자 총 366명의 중등 과학교사를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학기술로 인해 발생할 수 있는 위험을 위험지각, 위험평가, 위험관리 측면에서 교육해 본 적이 있는 교사보다 그렇지 않은 교사들이 더 많았다. 교사들이 지도해 본 위험으로는 지구온난화가 가장 많았으며, 지진, 인공지능, 교통사고가 그다음으로 많이 다루어졌다. 둘째, 교사들은 자신이 2022 개정 과학과 교육과정의 성취기준에 과학기술로 인해 발생할 수 있는 위험이 포함되어 있다는 것에 대한 이해가 부족하다고 인식하였으나 가르칠 준비는 되어 있다고 생각하였다. 셋째, 교사들은 위험관리, 위험평가보다 위험지각에 대한 자신들의 이해도가 높다고 인식하였다. 넷째, 교사들이 받은 위험에 대한 연수 경험은 매우 적었으며 위험지각에 비해 위험평가와 위험관리에 대한 연수 경험이 있는 교사의 수가 더 적었다. 교사들이 경험한 연수로는 실험실 안전교육이 가장 많았다. 다섯째, 교사들은 위험교육의 10가지 목표에 대한 자신들의 역량이 높지 않다고 인식하고 있었다. 중학교 교사, 통합과학교육 전공 교사의 경우 상대적으로 자신들의 역량을 높이 평가하였다. 여섯째, 다수의 교사들이 학교 과학교육에서 위험을 다루는 것에 대해 중요하게 생각하고 있었다. 또한 정보 활용, 의사 결정 역량, 대중매체의 영향평가 순으로 중요하다고 생각하였으며, 실천역량, 정보활용, 위험특성영향평가 순으로 교육이 시급하다고 응답하였다. 일곱째, 위험교육의 10가지 목표별 교육요구도 우선순위를 도출한 결과, 실천역량, 위험특성의 영향평가, 위험평가방법에 대한 평가가 각각 1, 2, 3위로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권1호
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• pp.73-83
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• 2011

우리는 전향력 발생원리를 설명하기 위한 새로운 방법을 개발하고, 이를 5명의 10학년 학생들에게 적용하여 나타난 반응을 분석하였다. 중등과학 교과서에서 전향력 실험을 위해 회전원판이 자주 사용된다. 그런데 회전원판에 대한 명확한 설명이 없기 때문에, 회전원판이 북극을 중심으로 자전하는 지구를 나타낸다고 오해할 가능성이 높다. 이 연구는 회전원판이 임의의 위도에 접하는 평면이라는 사실에 중점을 두었다. 학생들은 회전원판의 이런 특징을 이해하면서 전향력을 쉽게 이해할 수 있었다. 덧붙여 우리는 회전원판과 전향력의 관계를 이해할 수 있게 도와주는 방법을 제시하려 하였다. 이 방법은 학교 교육에서 전향력의 특징을 좀 더 명확히 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권3호
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• pp.258-279
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• 2015

이 연구의 목적은 해류 모식도 그리기를 통해 드러난 중등 지구과학 교사들의 동해 해류에 대한 지식의 변화를 분석하는 것이다. 이를 위해 32명의 중등 지구과학 교사들이 총 6시간의 해류도 관련 학습과 실습 과정을 거쳤으며, 사전과 사후 그리고 지연된 사후 동해 해류 모식도 그리기를 수행하였다. 또한, 작성된 해류 모식도를 수치화 과정을 거쳐 변환하여 이 해류 모식도에서 드러난 참여 교사들의 동해 해류에 대한 지식의 변화를 분석하였다. 동해 해류에 대한 참여 교사들의 사전 지식을 분석한 결과, 해류도에 대한 기초적인 지식은 가지고 있는 것으로 나타났으나, 몇몇 개념에 대해서는 잘못된 지식을 가진 것으로 분석되었다. 3차에 걸쳐 작성된 참여 교사들의 동해 해류 모식도를 분석한 결과, 연수 후 동해 해류 양상에 대한 지식이 증가하는 것으로 나타났으며, 교사에 따른 차이는 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 연수 직후보다는 지연된 사후 단계에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 해류도 실습활동에 대한 사후 설문을 분석한 결과, 참여 교사들은 해류도와 해류 교육의 필요성, 과학적 지식에 근거한 교과서 해류도의 개선을 강하게 인식하고 있었다. 또한, 실습활동에 대해 매우 높은 만족도를 나타내었으며, 내용 지식의 중요성 인식 및 교수 전략과의 연계, 중등 교육과정 개선의 필요, 과학 지식의 본성에 대한 인식 등 다양한 측면에서 실습활동의 의미를 부여하였다. 이러한 결과는 교사의 교과내용학 지식이 효과적인 과학 교수에 중대한 역할을 함을 시사한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.295-297
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• 2023

채식이 점차 보편화되어감에 따라 소비자를 만족시키기 위한 양질의 작물 생산 및 신품종 개발 필요성도 커져가고 있다. 이 때 식물의 건강 상태나 당도, 식감 등의 품질 조사를 위해서는 표현형 데이터 획득이 필수적이다. 표현형이란 식물의 잎과 줄기, 과실 등에서 겉으로 드러나는 형질을 의미하며, 잎맥밀도도 중요한 표현형 중 하나이다. 하지만 이를 연구자가 수작업으로 조사할 경우에는 시간과 노동력 소모가 크며 측정 인력이나 측정 환경에 따른 오차도 큰 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 디지털 기술을 통해 잎 이미지에서 잎맥을 추출하여 잎맥 밀도를 분석하는 시스템을 구현함으로써 작물 생산 자동화 및 신품종 개발 효율성 향상에 기여하고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권5호
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• pp.447-463
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• 2019

해상풍은 해양 현상을 이해하고, 지구 온난화에 의한 지구 환경의 변화를 분석하기 위한 필수 요소이다. 전세계 연구 기관은 해상풍을 정확하고 지속적으로 관측하기 위해 산란계(scatterometer)를 개발하여 운영해오고 있으며, 정확도는 풍향이 ${\pm}20^{\circ}$, 풍속이 ${\pm}2m\;s^{-1}$ 안팎이다. 하지만, 산란계의 해상도는 12.5-25.0 km로, 해안선이 복잡하고 섬이 많은 한반도 근해에서는 자료의 결측이 빈번하게 발생하여 활용도가 감소한다. 그에 반해, Synthetic Aperture Radar (SAR, 합성개구레이더)는 마이크로파를 활용하는 전천후 센서로, 1 km 이하의 고해상도 해상풍이 산출이 가능하여 산란계의 단점 보완이 가능하다. 본 연구에서는 일반적으로 활용되는 SAR 자료 기반 해상풍 산출 알고리즘인 Geophysical Model Function (GMF, 지구 물리 모델 함수)를 밴드별로 분류하여 조사하였다. 상대 풍향, 입사각, 풍속에 따른 후방산란계수를 L-band Model (LMOD, L 밴드 모델), C-band Model (CMOD, C 밴드 모델), X-band Model (XMOD, X 밴드 모델)에 적용하여 모의하였고, 각 GMF의 특성을 분석하였다. 이러한 GMF를 SAR 탑재 인공위성 자료에 적용하여 산출한 해상풍의 정확도 검증 연구에 대해 조사하였다. SAR 자료 기반 해상풍의 정확도는 영상 관측 모드, 적용한 GMF의 종류, 정확도 비교 기준 자료, SAR 자료 전처리 방법, 상대 풍향 정보 산출 방법 등에 따라 변하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 국내 연구자들의 SAR 자료 기반 해상풍 산출 방법에 대한 접근성이 향상되고, 고해상도 해상풍 자료를 활용한 한반도 근해 분석에 이바지할 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권6호
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• pp.647-654
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• 2000

본 연구는 중학교 교과서의 대기압 단원을 학습하였을 때 학생들의 개념유형이 어떻게 변하는지 조사하고, 대체개념을 개선해나갈 수 있는 실험방법을 모색하는데 목적이 있다. 중학교 2학년을 대상으로 ‘대기압’ 에 관한 사전 개념을 질문지와 면담을 통하여 조사하고 두 집단으로 나누어 6차 교육과정의 중학교 2학년 과학교과서 중 8종의 교과서에 나오는 대기압에 관한 실험을 모두 한 집단과 교과서 외의 제안실험을 한 집단으로 구분하여 2주 동안 실시하였다. 두 집단간의 수업방식은 차별화하지 않았고 실험소재만 다르게 하였으며, 기압단원 학습 일주일 후 동일한 질문지를 사용하여 개념변화를 알아보았다. 결론적으로 학생들의 기압에 대한 대체개념이 학습 후에도 쉽게 변화되지 않았지만, 제안실험을 한 집단이 기압에 대한 개념형성이 효과적으로 나타난 점으로 보아 대체개념을 개선시킬 수 있는 다양한 학습방법과 과학적 개념획득을 위한 실험손재가 지속적으로 연구되어져야 할 필요성이 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권3호
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• pp.276-287
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• 2010

본 연구의 목적은 고등학생들의 과학 경험의 정도를 정량화하는 측정 도구를 제시하는 것이다. 측정 도구를 구성하는 요인들은 선행연구를 통해 학교 안 과학 경험은 일반 활동 경험, 과학 탐구 경험, 실험 기구 경험으로 나눌 수 있었다. 학교 밖 과학 경험은 일반 활동 경험, 취미 활동 경험, 현장 견학 경험으로 세분화 할 수 있었다. 각각의 요인을 구성하는 문항은 선행연구에서 사용된 과학 경험 측정 도구에서 일부를 발췌하고 더불어 과학 경험에 대한 개방적인 설문지를 통하여 얻은 답변 중 빈도가 많은 답변과 중등 교과서의 탐색적 분석을 통해 선정하였다. 사전 설문조사와 선행 연구를 바탕으로 개발한 측정 도구는 예비 검사를 실시한 후, 고등학교 1학년 학생 413명을 대상으로 검사를 실시하였다. 개발한 측정 도구의 내용타당도는 현직 중등교사 2명과 과학교육전문가 2명이 각 문항이 측정하고자 하는 목적에 부합하는지 검사하였고, 구인타당도는 요인분석을 통해 검사하였다. 측정 도구의 신뢰도는 Cronbach $\alpha$를 통하여 추정하였다. 측정 도구 6개 영역의 요인에 대하여 타당도와 신뢰도 분석 결과 과학 경험을 측정하는 도구로서 적절한 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.204-217
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• 2008

본 연구는 초 중 고등학교 과학 교과서의 천문영역에 수록된 탐구활동을 NRC(2000)에서 제시하는 탐구기본요소 5가지와 SAPA에서 제시하는 기초 및 통합적인 탐구과정을 통해 분석하였다. 이를 토대로 과학 교과서의 탐구 활동이 과학교육의 목표인 과학적 소양을 실현하기에 제한점이 있음을 제시하고, 보완적인 방법에 대한 시사점을 제공하고자 하였다. 천문영역을 분석한 결과 초 중 고등학교 대부분의 교과서가 NRC(2000)의 탐구요소 5가지 중 탐구요소 2에 해당하는 증거 수집이 가장 많이 나타난 반면에 탐구요소 1의 문제제기와 탐구요소 5의 발표 및 정당화 부분이 거의 나타나지 않았다. 또한 위의 결과를 바탕으로 구체적인 탐구과정인 SAPA로 분석해 본 결과, 천문영역의 교과서 탐구 활동은 기초탐구과정에는 관찰, 의사사통, 조작, 시공간관계사용 과정 빈도수가 학년에 따라 증가하며, 통합과정에서는 조사, 모델설정, 데이터 해석, 그래프 작성, 실험과정이 늘어나는 경향을 보여주었다. 이에 개정 7차 교육과정에서 제시된 과학적 소양 함양을 위한 교과서에서는 제한적인 탐구활동을 확장하여, 천문영역에서도 전반적이고 다양한 탐구요소 및 탐구과정을 학생들이 경험할 수 있도록 해야 할 것이다. 또한 탐구활동을 가르치는 교사들을 위한 수업모듈뿐만 아니라 이를 사용하는 교사들의 탐구에 대한 이해도 및 교수전략에 있어서도 전문성이 이뤄져야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권1호
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• pp.76-87
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• 2021

본 연구에서는 2001년부터 2020년까지 지진과 관련된 지하수위, 수질, 라돈, 원격탐사, 전기비저항, 중력, 지자기 분야의 세계적으로 학술지에 게재된 논문 편수를 Web of Science에서 검색하여 그 경향성을 분석하였다. 그리고 논문 편수와 Mw 5.0 이상, Mw 6.0 이상, Mw 7.0 이상, Mw 8.0 이상, Mw 9.0 이상 지진 발생 건수를 비교 분석하였다. 지진과 관련한 중력, 라돈, 지하수(지하수위, 수질), 전기비저항, 지자기분야 논문 편수는 장기적으로 증가하는 추세를 보인다. 이는 원격탐사 기술의 발달, 측정 장비의 고도화, 빅데이터 분석 등을 통한 종합적인 자료 해석이 가능해지면서 여러 분야에서 지진 전조 및 지진 현상 연구가 활발해지고 있기 때문이다. Mann-Kendall과 Sen 추세 검정에 의하면, 중력 관련 논문의 경우 1.30편/년의 증가추세를 보이고, 라돈 0.60편/년, 지하수 0.70편/년, 전기비저항 0.25편/년, 원격탐사 0.67편/년의 증가추세를 보인다. Mw 5.0 이상, Mw 6.0 이상, Mw 7.0 이상, Mw 8.0 이상, Mw 9.0 이상의 지진발생 건수와 경향성을 제거한 분야별 논문 편수 간의 교차상관분석에 의하면, 라돈과 원격탐사 분야의 교차상관성이 높으며, 지연시간은 1년이다. 또한 2004년과 2005년 수마트라 지진, 2008년 쓰촨성 지진, 2010년 아이티 지진, 2010 칠레 지진 등의 큰 규모의 지진 발생이 논문 편수 증가와 관련되는 것으로 추정된다.