• 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.

• 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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• 제42권3호
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• pp.247-263
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• 2021

최근의 기후변화는 연안에서 더욱 가속화되고 있어 연안에서의 해양 환경변화 감시의 중요성이 커지고 있다. 클로로필-a 농도는 해양 환경 변화의 중요한 지표 중 하나로 수십년 동안 여러 해색 위성을 통해 전구 해양 표층의 클로로필-a 농도가 산출되었으며 다양한 연구 분야에 활용되었다. 하지만 연안 해역의 탁한 해수는 외해의 맑은 해수와는 구별되는 구성 성분과 광학적 특성으로 인해 나타나는 심각한 오차 때문에 일반적으로 사용되는 전지구 대양을 위하여 만들어진 클로로필-a 농도 알고리즘은 연안 해역에 대입할 수 없다. 또한 연안 해역은 해역에 따라 성분과 특성이 크게 달라져 통일된 하나의 알고리즘을 제시하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 연안의 탁도가 높은 해역에서는 구성 성분과 광학적 변동 특성을 고려한 다양한 알고리즘들이 개발되어 사용되어 왔다. 클로로필-a 농도 산출 알고리즘은 크게 경험적 알고리즘, 반해석적 알고리즘, 기계학습을 활용한 알고리즘 등으로 나눌 수 있다. 해수의 반사 스펙트럼에 기반한 청색-녹색 밴드 비율이 기본적인 형태로 주로 사용된다. 반면 탁한 해수를 위해 개발된 알고리즘은 연안해역에 존재하는 용존 유기물과 부유물의 영향을 상쇄시키기 위한 방식으로 녹색-적색 밴드 비율, 적색-근적외 밴드 비율, 고유한 광학적 특성 등을 사용한다. 탁한 해수에서의 신뢰성 있는 위성 클로로필-a 농도 산출은 미래의 연안 해역을 관리하고 연안 생태 변화를 감시하는데 필수적이다. 따라서 본 연구는 탁도가 높은 Case 2 해수에서 활용되어온 알고리즘들을 요약하고, 한반도 주변해역의 모니터링과 연구에 대한 문제점을 제시한다. 또한 다분광 및 초분광 센서의 개발로 더욱 정확하고 다양한 해색 환경을 이해할 수 있는 미래의 해색 위성에 대한 발전 전망도 제시한다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권7호
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• pp.909-927
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• 2009

탐구는 과학교육의 본질을 설명해주는 결정적인 특징이다. 최근에는 스스로 문제를 제기하여 탐구하고 그것을 의사 소통하는 능력을 포함한 논증이 강조되고 있는데, 학교 탐구학습 맥락에서는 자율적이고 활발한 상호작용의 측면에서 그 한계가 지적되고 있다. 그래서 대안으로 비형식 맥락에서의 탐구학습이 제안되고 있으며, 이에 본 연구는 국립과천과학관 내 자연사관을 자유 관람하는 중학생 소집단의 대화적 탐구에서 나타나는 상호작용 유형을 밝히고자 하였다. 이를 위해 중학생 13그룹의 탐구적 대화 42사례를 대상으로 탐구요소 및 상호작용 유형을 분석하였다. 탐구요소는 문제제기, 자료수집, 설명의 세 가지로 구분하였고, 상호작용은 대화의 흐름을 화살표로 도식화하여 나타내었다. 문제제기로부터 탐구가 시작된다고 보았으며, 문제제기 이후 후속적인 반응에 따라 유형이 구분되었는데, 총 7가지 유형이 발견되었다. 그 유형은 문제제기 공유, 문제제기-단순응답, 문제제기-단순설명, 문제제기-단순설명-(자료수집)-자료기반 설명, 문제제기-자료수집-자료기반 설명의 5가지로 크게 나누어지고, 가장 많은 빈도를 보인 유형 2는 다시 소극 회피적 응답, 부정확한 응답, 패턴의 반복으로 세분화되었다. 본 연구는 비형식 탐구학습에서 학교 탐구학습과 차별화되는 상호작용 패턴을 파악하였다는 점에서 기존 연구들과 차별성을 가지며, 비형식 탐구학습에서 상호작용 유형을 기술하고 있다는 점에서 비형식 탐구학습 연구를 위한 기초를 제공하였다는 의의를 가진다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.127-140
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• 2009

본 연구에서는 대표적인 자율선택학습 환경인 자연사박물관에서 일어나는 또래 아동간의 상호작용적 학습에 대해 Vygotsky의 근접발달영역 개념을 토대로 살펴보았다 초등학교 3, 4학년 아동들 13쌍의 자연사박물관 관람을 녹화하여 영상물과 전사본을 바탕으로 대화를 분석하였으며 이들의 대화를 근접발달영역 발달수준에 근거하여 분석한 결과 아동들이 자신이 이미 도달해 있는 수준 내에서 대화를 나누는 실제적 발달수준 내의 대화가 압도적으로 높은 빈도를 차지하고 있었다. 각 유형별로 대표적인 대화 사례를 세 가지 근접발달영역 체계화 요소를 토대로 해석한 결과 아동들은 언어 기호를 매개로 상호작용을 하여 상호주관성을 형성하고 동일한 상황정의를 이루어 가는 과정을 통해 학습적으로 유의미한 대화를 나누고 있었다. 가장 인상적인 연구 참여쌍의 사례를 통해 아동들의 대화 내용을 과학 개념 측면에서 보다 자세히 들여다본 결과 아동들이 자신의 기존 지식과 연결짓거나 확장하고 정교화 하는 등의 모습들을 볼 수 있었다. 본 연구의 결과는 자연사박물관에서 일어나는 아동들의 학습의 본질을 이해하는 데 공헌할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대중서사연구
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• 제26권1호
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• pp.103-132
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• 2020

이 연구는 2000년대 이후, 한국 아동·청소년 과학소설에 제시된 디스토피아의 특징과 의미를 분석하여 국가산업자본주의와 결탁한 과학주의의 모순에 대응하는 아동·청소년 문학의 원리를 탐구하고 그 의의와 한계를 고찰하였다. 대상 작품은 체제 디스토피아를 배경으로 하여 그에 저항하는 아동·청소년 서사의 비중이 높다. 체제 디스토피아는 '가짜 유토피아'와 거기서 배제된 사람들의 집단인 '수용소'로 이루어져 있다. 체제 디스토피아에서 생명권을 침해당한 청소년들은 정치권력에 저항하여 수용소에서 탈출하고 투쟁한다. 환경 디스토피아를 중점적으로 탐구한 것은 많지 않지만, 환경오염이나 핵폭발 이후의 지구를 배경으로 한 작품에서 유목적 주체가 발견된다. 요컨대 아동·청소년 디스토피아 과학소설은 과학기술주의 계급사회의 모순을 심화시켜 우리 사회의 억압적, 물질중심적, 차등적 교육현실을 비판한다. 그리고 아동·청소년들이 그 체제의 기만과 위선을 간파하여 저항주체로 행동하기 바란다. 이 작품들은 산업자본주의와 결탁한 정치권력의 생명정치 전략을 폭로하고 성찰하게 한다는 점에서 의의가 있다. 하지만 인간의 생명을 자연과 동일시하고 그 대척점에서 과학기술과 기계, 물질문명의 위험성을 경고하는 것은 이분법적 가치관의 한계로 보인다. 이 논문은 2000년대 이후 아동·청소년 디스토피아 과학소설의 양상을 개관하고 작가들의 과학기술주의에 대한 인식 및 한계를 밝힌 의의가 있다.

• 한국지형학회지
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• 제24권3호
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• pp.83-103
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• 2017

Sand deposit with shell units is exposed in Hasa-ri, Yeonggwang-gun, Jeonnam province. We investigated the characteristics of sand sediment topography in the Yeonggwang coastal area to collect evidence of the paleo-environmental change. We performed analysis on particle characteristics, chemical composition, and the age of deposition of sediments. The deposit comprise moderately well sorted medium and fine sand ($1.00{\sim}2.19{\varphi}$). Various sedimentary structures can be observed. Geochemical characteristics change by depth and the degree of variation with depth is small. The results obtained from OSL dating show that sand layers below shell units are deposited 0.32-0.43 ka. As the elevation of the shell unit far mean high water levels or highest high water level, the extensive shell layers could only have been deposited during storm surge conditions. Aeolian processes are discounted due to the size of clasts and the location at which they occur. Results of age dating of the surrounding deposits indicate shell deposits formed after around 300 years age. There is a distinct difference between sedimentary layers including dark brown-black layer. The sedimentary characters such as particle size and geochemistry show difference with depth. It is presumed that depositional environmental in Hasa-ri has changed several times before. This study is expected to contribute to finding an evidence about occurrence of storm surges.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.525-542
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• 2014

이 연구의 목적은 6학년 과학교과서에 실린 과학이야기의 내용 분석 및 과학이야기를 읽고 이해하는데 있어서 학생들이 겪는 어려움과 그 요인을 살펴보고자 하는 데 있다. 연구대상은 경기도 시흥시에 위치한 J초등학교 6학년 2개반(65명)이다. 초등학교 6학년 과학교과서에 제시된 과학이야기 총 26편을 영역별, 내용별(지식의 심화 보충, 과학자와 과학사, 생활 속 과학, 첨단 과학 기술, 환경 문제)로 분류하고 그 성격을 조사, 분석하였다. 또 과학이야기(26개)를 이해하는데 학생들이 겪는 어려움에 대한 설문을 실시하였으며(65명), 그리고 설문을 통해 수집한 자료의 의미를 명확히 하기 위한 목적으로 반구조화된 면담을 실시하였다(4명). 과학교과서에 나온 과학이야기 내용과 설문지의 응답, 면담결과를 분석한 결과 과학이야기는 '에너지', '물질', '생명', '지구'의 4개 영역이 고르게 제시되었으며 내용별로 생활 속 과학과 지식의 심화보충 관련 내용이 가장 많이 제시 되었는데 이는 학습한 지식을 실제 사회 문제에 적용할 수 있는 기회를 많이 제공하고자 한 과학교과의 성격과 관련이 있었다. 과학이야기에 대한 학생들의 반응은 과학을 공부하는데 도움이 된다고 느끼는 등 전반적으로 긍정적이었지만 과학이야기를 제대로 이해하는 데 있어서 어려움을 겪는 부분도 있었다. 내용 이해의 어려움, 교과서 내용 제시 방식의 문제, 과학 용어의 어려움, 흥미 부족 등이 요인으로 분석되었으며 그 세부적 원인으로 설명식 수업과 중요하지 않은 내용이라는 생각, 교과서에 제시된 내용의 설명 부족, 삽화의 문제점 등 다양한 학생들의 반응이 나왔다. 연구를 통해 학생들과 교사들 모두 과학 수업을 하는데 있어서 과학이야기가 흥미를 돋우며 과학적 지식을 이해하고 적용하는데 많은 도움을 준다는데 같은 생각을 가지고 있음을 알 수 있었다. 그러므로 이런 도움을 주는 과학이야기를 이해하는데 조금이라도 겪게 되는 어려움이 있다면 앞으로도 그 원인을 제대로 파악하고 좀 더 나은 내용을 제시하여 학습 현장에 적용시킬 수 있어야 하겠다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권3호
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• pp.262-277
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• 2017

디지털 교과서는 다양한 상호작용을 통하여 학습자의 특성과 수준에 적합한 학습을 가능하게 하는 교수학습 자료이다. 이 연구에서는 초등 과학 수업에서 디지털 교과서를 보다 효과적으로 활용할 수 있는 수업모형을 개발하고 그 효율을 확인하고자 한다. 초등 과학 수업에서 학습자들의 완결학습을 도와주기 위한 수업모형은 출발점 행동 진단과 피드백, 자기주도적 학습 환경 구축 그리고 학습자의 학습을 돕는 교사, 학생, 디지털 교과서와의 상호작용이 필요하다. 이러한 특징을 반영한 디지털 교과서 활용 수업모형은 준비단계, 실행단계, 다지기단계로 구성하였다. 준비단계에서 학습자는 디지털 교과서를 이용한 진단평가 결과에 따라서 제공되는 수준별 피드백 자료를 통해 출발점 행동을 보완하고 학습 활동에 대한 흥미를 유지한다. 실행단계에서 학습자는 디지털 교과서의 다양한 기능과 여러 형태의 자료를 활용하여 자기 주도적으로 학습을 진행한다. 다지기단계에서 학습자는 교사가 구성한 다지기 영상 및 다지기 문제 풀이 활동 그리고 학습자가 커뮤니티에 누적해 놓은 결과물을 재확인함으로써 학습내용을 내면화할 수 있다. 개발한 수업모형의 효과를 확인하기 위해서 초등 과학 5학년 2학기 '날씨와 우리 생활' 단원을 선정하여 수업자료를 제작하여 초등학교 5학년 101명을 대상으로 실험을 설계하였다. 실험집단 50명에게는 개별적으로 스마트기기를 제공하여 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업을 실시하였고, 비교집단 51명은 서책형 교과서를 활용한 수업을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업에 비해 학업 능력이 낮은 집단의 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자의 자기주도적 학습 태도 향상에 효율적이었다. 셋째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업에서는 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자, 교사, 디지털 교과서와의 상호작용 횟수가 많았다. 결론적으로 이 연구에서 개발한 초등 과학 수업에서의 디지털 교과서 활용 수업모형은 학습자의 학업성취도와 자기주도적 학습 태도를 향상시키는데 도움이 되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권4호
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• pp.356-367
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• 2013

교육대학교 1학년 164명을 대상으로 계절변화 원인에 대한 개념을 연구하였다. 이어서 개념의 특징에 따른 유형 분류와 천문관련 수업 후 개념변화를 알아보았다. 사전에 천문관련 선택형과 계절변화 원인에 관한 논술형 문항을 검사했고, 한 학기 동안 천문관련 학습 후에 같은 유형의 문항에 답하도록 하였다. 사전 검사의 계절변화 응답 내용에는 여러 종류의 개별 개념들이 들어있었고 이를 3단계의 위계로 나눌 수 있었다. 1차 원인은 지구의 상태와 운동에 관련된 우주적 관점, 2차원인은 1차 원인에 의해 지구가 받는 직접적 영향, 3차 원인은 2차 원인에 따라 지구 위의 관측자가 받는 영향으로 나누었다. 학생들이 사전검사에서 응답한 내용 중에는 1차 원인이 가장 많았으며 가장 적게 답한 개념은 2차 원인이었다. 하나의 답안을 이루는 전체 개념은 1차, 1-2차, 1-3차, 1-2-3차 원인 등의 유형이 나타났고 1-3차>1차>1-2차>1-2-3차 원인 등의 순으로 많았다. 2차 원인인 태양고도와 낮 길이 변화 개념을 가진 학생 수는 가장 적었으나 사전과 사후검사 모두 계절변화에 대한 과학적 개념을 가장 많이 가지고 있었고 천문관련 선택형 검사에서도 모두 점수가 높았다. 연구 결과, 계절 변화 원인에는 1차, 2차, 3차로 구분되는 위계 관계가 뚜렷하게 나타나고 있었다. 이에 따라 우주적 관점인 1차 원인을 먼저 가르쳐야 하지만 2차 원인인 태양 고도와 낮의 길이 개념에의 영향을 이해시킨 후 3차 원인을 학습시켜야 한다. 학생들이 이를 모두 이해했을 때 계절변화의 원인에 대해 비로소 정확한 개념이 생겼다고 말할 수 있을 것이다.