• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.325-343
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• 2021

이 연구의 목적은 한국 천문 유산인 앙부일구와 고대 천문 기록을 활용한 과학 교육 프로그램을 개발하고, 시범적용을 통해 활용 가능성을 탐색하는 것이다. 앙부일구와 고대 천문 기록의 TSK 구성적 특성, 과학 교육과정과의 연계성, NOS와의 연계성을 고려하여 앙부일구는 초등학생을 위한 핸즈온 활동으로, 고대 천문 기록은 중·고등학생을 위한 과학 탐구 활동으로 개발했다. 개발된 프로그램을 초등과 고등 집단에게 시범 적용하여 활용 가능성을 확인했다. 앙부일구 활동을 통해 학생들은 절기별 태양 운동에 대한 오개념을 수정하며 개념 지식을 정교화했고, 이후 천구 좌표계 개념과의 연계 가능성을 확인했다. 학생들은 앙부일구의 과학적 가치를 인식했으며, 과학·기술·사회 간 상호작용의 본성을 이해했다. 고대 천문 기록 활동에서 학생들은 귀납 및 연역적 탐구 방법을 경험했고, 다양한 정보와 전략을 활용했다. 활동을 통해 학생들은 TSK에 대한 과학적 이해와 태도를 발전시켰다.

• 천문학회보
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• 제36권1호
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• pp.79.2-79.2
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• 2011

대전국립중앙과학관의 천문영역 전시가 Booth et al(2008)의 논증을 기초로 한 과학철학 측면에서 얼마나 잘 부합되는지 확인하는 것이 이 연구의 목적이다. 과학관은 비형식 교육기관 중 하나이다. 과학관의 전시물들은 관람자들에게 정보를 전달하고, 관람자들은 전시물들을 통하여 지식을 탐구한다. 그러므로 교육적 상호작용을 뒷받침하는 이론적인 기준이 필요하다. Booth et al(2008)이 주장한 논증모형은 관람객의 심리적인 진행과정을 고려한 과학철학이다. 그렇기 때문에 과학관 전시에 Booth et al(2008)의 논증이 적용된다면, 관람객들은 전시물들이 의도한 지식을 스스로 탐구 할 수 있다. 김정엽(2011)은 Booth et al(2008)의 논증을 이용하여 과학관 천문영역 전시형태를 재구성하였고, 대학생들을 상대로 설문 조사와 SPSS 통계 분석을 수행하여, 재구성한 전시형태가 정보전달과 지식 탐구 관점에서 기존보다 더 설득력 있음을 보인 바 있다. 최근 대전국립중앙과학관은 천문영역 전시를 개선하였다. 그러므로 개선된 전시가 Booth et al(2008)의 논증을 기반으로 한 기준에 적합한지를 재분석할 필요가 있다. 분석 결과, 거시적인 전시형태는 이전에 비해 큰 변화를 보이지 않았으나, 미시적인 전시내용은 상당히 많은 부분에서 개선이 있음을 확인하였다. 그 자세한 분석 내용과 결과를 논의한다.

• 우주기술과 응용
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• 제4권2호
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• pp.105-120
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• 2024

현대 천문학에서의 대형 기기 개발은 많은 자원과 인력이 소모되기 때문에 시스템 엔지니어링 및 프로젝트 관리 능력은 현장에서 필수적인 역량이다. 우리는 관측 가능한 실습용 분광기를 제작하고 관측하여 시스템 엔지니어링 경험을 쌓을 수 있는 학부 교육프로그램을 제안한다. 한국천문연구원의 우주인력양성사업의 일환으로 충남대에서 진행된 파일럿 프로그램은 '창의천문기기 개발 및 관측'이라는 가칭으로 총 24명의 학생들이 수강하였으며, 5개 조에서 분광기를 만들어 태양, 달, 별 등의 스펙트럼을 측정하고 연구를 진행하였다. 학생들의 기기 개발과정은 수차례의 리뷰회의를 통하여 가이드 되었으며 개발과정과 문서화된 결과를 통해 성적을 배분하였다. 기기개발 학생들은 이 기회를 통해 시스템 엔지니어링의 기본 원리뿐 아니라 프로젝트 매니지먼트, 광학설계, 기계설계 등에 대해 전반적으로 익힐 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권4호
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• pp.461-479
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• 1997

개념도는 학습내용에서 주요 개념들을 추출하여 위계적으로 배열하고 그 관계를 나타낸 것이다. 1995년 개정된 제6차 교육과정에서 고등학교 지구과학 검인정 교과서 10종 중 5종의 내용을 분석하고 1종을 선택하여 개념도를 작성하였다. "III. 우주"단원은 지구 밖의 환경을 다루며 별과 우주에 대한 새로운 개념들이 다양하게 제시되며 천문학의 최근 연구들이 소개된다. 교과서에 있는 내용을 Novak의 방법에 의한 개념도를 작성하여 교과서에 있는 개념 중 학습자의 수준에서 개념을 획득하기 위하여 보충되어야 할 개념을 찾고 문제점을 작성하였고 이를 근거로 개선된 개념도를 작성하였다. 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 보다 효과적인 이해를 위해 필요없는 소단원명은 제외하고 내용 전개상 관련있는 개념들 간의 연관성을 살린 재배열이 필요하다. 둘째, 상위 개념과 하위 개념의 체계적인 전개가 요구된다. 셋째, 개념들의 학습이 잘 되도록 학습 개념과 관련있는 실례를 찾아 학습자의 경험과 인식에 관련을 맺도록 해야 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.300-312
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• 2019

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산 개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제44권3호
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• pp.289-299
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• 2020

이 연구에서는 2009 개정 교육과정 중학교 지구 과학 교과서에 제시되는 천문 영역의 과학 용어 113개에 대한 중학교 3학년 학생 5인의 용어에 대한 체감 난이도, 이해 확신도와 정의를 검사지를 통해 살펴보고, 추가 면담을 통해 천문 용어에 대한 학생들의 오개념 유형과 그 대표적인 용어 - 오개념의 예시를 분석했다. 학생들이 제시한 용어의 정의는 크게 정답과 낮은 수준의 이해, 오답으로 분류되었으며, 낮은 수준의 이해는 상위 수준의 정의 서술, 개념의 미분화로 하위 분류되었고, 오답은 과학적 오인에 의한 방해, 사전 지식 미비 등으로 하위 분류되었다. 용어로 인한 오개념과 선행 오개념이 구분될 수 있다는 점에서, 용어로 인한 오개념은 용어 변경이라는 방법을 통해 오개념 형성을 미연에 방지할 수 있으므로 효율적 처방이 될 수 있다. 또한, 은유적 용어로 인한 장점과 단점을 학생들이 인식하고 있으며, 자신의 이해 수준을 잘 파악하고 있다는 점은 학습자 스스로가 자신의 오개념을 인지하는 것이 오개념 수정의 첫 번째 단계임을 고려할 때 좋은 출발점이 될 수 있을 것으로 기대된다. 과학 교육에서의 용어는 중요한 논의 대상으로, 시대에 따라 적합한 용어의 선정을 위해 노력하고 있으며 과학 용어가 바뀌기도 한다. 이 연구 결과가 용어의 수정에 대한 논의의 기초 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.700-716
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• 2021

본 연구는 현대 과학 교육의 탐구 활동에서 관찰 또는 탐색의 역할이 강조되고 있는 것과 과학 탐구 소재 확장의 필요성에 의해 진행되었다. 이에 본 연구는 예술 작품을 활용한 탐구 프로그램을 개발, 적용하여 귀추 과정 중 학습자들의 탐색 특징을 자세히 분석했다. 동양화, 서양화, 신화, 관현악, 전통 가옥을 소재로 한 '미술관으로 간 과학자' 프로그램이 개발되었으며, 방과 후 과학 교실에 다니는 중학생 5명이 참여했다. 연구 결과, 작품 속 주목할 만한 현상을 탐색한 학습자들은 탐색 특징에 따라 크게 세 유형으로 나뉘었다. 과학 개념에 쉽게 연결할 수 있는 내용을 관찰, 기술한 학습자가 있는 반면, 과학 개념과 상대적으로 거리가 먼 일상적 요소를 주로 관찰한 학습자도 있었다. 자신들의 주관적 평가와 의견을 바탕으로 작품을 탐색한 학습자도 있었는데 이들은 자신의 감상 의견을 중심으로 작품을 탐색하는 특징을 보였다. 연구의 결론 및 시사점으로 탐구 활동에서 시각적으로 관찰할 수 없는 소재의 비적합성, 학습자들의 선 지식이 탐색 활동에 미치는 영향, 지구과학 탐구 소재의 확장 가능성 등을 제시했다. 본 연구는 천문학을 중심으로 한 귀추 탐구에서 학습자들의 탐색 특징을 살펴봄으로써 다양한 내용과 방법의 지구과학 학습을 제시하고, 특히 귀추가 천문 학습에 적절히 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 천문학회보
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• 제41권2호
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• pp.53.1-53.1
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• 2016

국립대구과학관 천체 관측 핵심시설인 1m 반사망원경을 개발하고 설치 완료하였다. 본 발표에서는 국립대구과학관 1m 망원경의 시스템 사양과 개발 및 설치과정을 전반적으로 기술하고 앞으로의 활용계획에 대해 소개하고자 한다. 이번에 도입된 주망원경은 지난 2014년 11월부터 광학계 및 마운트 설계를 시작으로 2016년 5월까지 약 1년 6개월의 개발기간을 거쳐 설치 완료되었다. 순수 국내기술로 개발된 주망원경은 주경 1,000mm(부경 300mm)의 유효구경을 가지며 후방초점거리가 700mm인 초점비 F/8의 리치-크레티앙 방식의 광학계로 설계되었다. 레이저 간섭계를 이용하여 거울면 전체의 형상 오차를 정밀하게 측정한 결과 주경면 PV < ${\lambda}/4$, RMS < ${\lambda}/20$, 부경면 PV < ${\lambda}/10$, RMS < ${\lambda}/50$의 형상 정밀도를 가진다. 포크형태의 경위대식 마운트 구조로 방위각, 고도 양축과 디로테이터에 각각 모터가 장착되어 움직이는 다이렉트 드라이브 방식으로 구동된다. 최대 구동속도는 $2^{\circ}/s$이상, 포인팅 정밀도는 2'이하, 10분간 추적 정밀도는 3"이하(10분간 오토가이더 추적 정밀도는 1"이하)의 구동 성능을 가진다. 제어용 컨트롤 시스템은 JTCS(Justek Telescope Control System)를 사용한다. 성능 평가를 위해 시험 관측된 10~13등급 사이 10개의 별들에 대한 FWHM 측정결과는 4~5" 범위에 있다. 앞으로 지속적인 성능 평가와 업그레이드를 통해 향후 정밀도를 높여 학술 연구용으로 공개할 예정이다. 이번 국립대구과학관 1m 주망원경의 도입으로 지역 천문교육 프로그램이 한 단계 더 도약할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권1호
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• pp.170-180
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• 2010

지구과학의 여러 영역 중에서 특히 천문학은 시공간적 변화를 추상적으로 다루어야 하는 경우가 많다. 이런 천문 영역을 효과적으로 학습할 수 있는 방법으로 개념스케치-간결한 설명, 기호 및 용어를 사용하여 학습할 내용의 주요 특징, 원리, 절차, 관계 등을 나타낸 그림-를 활용하였다. 본 연구에서는 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 지구과학 천문 영역에서 개념스케치의 작성 및 토론을 수업에 적용하고 그 효과를 분석하기 위하여 실험 집단과 비교 집단을 선정하여 개념스케치를 활용한 소집단 토론 수업과 전통적인 수업을 각각 실시하였다. 그런 다음 면담 대상자를 선정하여 질문지 검사와 심층 면담을 실시하였다. 자료를 분석한 결과, 개념스케치를 활용한 소집단 토론수업은 상위권과 하위권 학생들의 개념 이해 정도에 효과가 있었으며, 특히 학생들의 적극적인 수업 참여를 이끌어내는 수업 방식이었다. 학생들은 자신의 생각과 의견을 동료들과 교환하는 토론 과정을 거치면서 학습 내용을 장기간 기억할 수 있는 효과를 얻을수 있었고, 무엇보다도 친숙한 느낌을 주는 그림 그리기 활동이 학생들의 수업 흥미도를 높여 주었다.

• 천문학회보
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• 제41권1호
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• pp.63.4-64
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• 2016

본 발표에서는 DSLR 카메라와 CCD를 이용하여 과학고등학교의 R&E교육과정에서 수행한 몇 가지 실험과 그 결과를 소개한다. DSLR 카메라와 SQM을 이용한 밤하늘 특성 분석, CCD를 이용한 고유운동 측정, DSLR을 이용한 산개성단의 측광, CCD를 이용한 산개성단의 측광과 이를 통한 산개성단의 질량분리와 역학적 진화에 대한 연구이다. 실험은 부산일과학고, 울산과학고, 부산과학고에서 수행되었으며, 모든 실험의 결과는 학생들이 직접 관측한 결과를 바탕으로 이루어졌다. 본 실험의 방법과 과정은 일선 학교에서 응용하여 활용될 수 있으며, 실험의 결과는 향후 유사한 실험 교육을 수행할 때 기초 자료로 활용되어 질 수 있다.