• 천문학회보
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• 제44권1호
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• pp.45.3-45.3
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• 2019

아동 청소년을 대상으로 하는 대부분의 '우주'관련 도서들이 아직 현대 천문학을 적극적으로 다루지 못하고 있고, 과학관의 상설전시만으로는 천문우주 분야의 비약적인 발전상을 대중과 공유하는데 한계가 있는 것이 현실이다. IAU 창립 100주년을 맞이하는 시점에서 관람객의 시야를 넓혀주고, 내용에 대한 체험적 인지를 돕는 천문우주 기획전시의 필요성을 느끼고, 태양계로 국한되는 물리적 우주탐사를 넘어 은하와 우주 전체를 연구하는 현대 천문우주과학을 소재로 하고, 실제 연구방법들을 기반으로 한 체험요소를 연출에 담은 전시를 구상 중이다. 이번 기획전에서는 1900년대 이후 주요 연구성과들을 중심으로 인간의 우주에 대한 호기심과 탐구의 흐름에 따라 관람할 수 있도록 전개하되, 천문학자들이 우주를 연구하는 방법의 원리를 단순화한 체험 프로그램을 설계 운영하여 연구성과에 대한 주입식 정보 전달이 아니라 관람객이 주도적으로 과정부터 이해하여 결과를 인지하도록 하고자 한다. 또한 전시 공간을 주제별 연구실로 꾸미고, 실제 과학자들의 연구사적으로 의미 있거나 인간적인 에피소드를 소개하여 관람객들의 관심과 공감을 끌어내고자한다.

• 천문학논총
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• 제39권1호
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• pp.13-26
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• 2024

The armillary sphere, an astronomical observation device embodying the Orbital Heaven Theory of the Later Han Dynasty in China, holds both historical and scientific significance. It has been produced in various forms by many individuals since its inception in the era of King Sejong in the Joseon Dynasty. A prominent figure in this field was Nam Byeong-cheol (南秉哲, 1817-1863), known for his work 'Uigijipseol' (儀器輯說), published in 1859, which detailed the history, production methods, and usage of the armillary sphere. This text particularly highlights 21 applications of the armillary sphere, divided into 33 measurements, covering aspects like installation, time, and positional measurements, supplemented with explanations of spherical trigonometry. Despite numerous records of the armillary sphere's design during the Joseon Dynasty, detailed usage information remains scarce. In this study, the 33 measurements described in 'Uigijipseol' (儀器輯說) were systematically classified into six for installation, nineteen for position measurement, seven for time measurement, and one for other purposes. Additionally, the measurement methods were analyzed and organized by dividing them into the ecliptic ring, moving equatorial ring, and fixed equatorial ring of the armillary sphere. In other words, from a modern astronomical perspective, the results of schematization for each step were presented by analyzing it from the viewpoint of longitude, right ascension, and solar time. Through the analysis of Nam's armillary sphere, this study not only aims to validate the restoration model of the armillary sphere but also suggests the potential for its use in basic astronomical education based on the understanding of the 19th-century Joseon armillary sphere.

• 과학교육연구지
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• 제42권1호
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• pp.49-65
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• 2018

천문학은 학생들이 쉽게 흥미를 느끼는 분야로 과학에 대한 호기심을 토대로 과학적 핵심역량 함양에 중요한 역할을 한다. 그러나 제한된 공간인 교실에서 이루어지는 학교 교육을 통해서는 천문학의 핵심 개념 이해에 필요한 공간적 사고를 발달시키기 어렵다. 주로 과학관에 위치하며 체험, 관람시설의 성격을 지닌 천체투영관은 시간과 공간의 제약을 넘어 천문학 개념을 교수할 수 있는 공간으로, 천체투영관에서 진행되는 비형식 교육은 정규교육과정을 보완할 수 있다. 본 연구에서는 천체투영관을 이용한 교육 프로그램을 개발하고 이를 초등, 중등, 고등학생에게 적용하여 천체투영관이 천문 개념에 미치는 효과를 살펴보았다. 국립대구과학관 1박 2일 캠프에 참가하여 천문 교육 프로그램을 수료한 학생을 대상으로 연구를 진행하였으며, 총 연구 기간은 8개월, 연구 대상 인원은 761명이다. 기존 캠프에서는 교실에서 방위, 별자리, 지구의 자전 등에 관한 수업을 진행하였는데 이와 동일한 내용을 천체투영관 수업용으로 개발하였으며, 수업 전과 후에 개념 이해 정도를 측정할 수 있는 검사 문항을 제작하였다. 이후 실제로 교실 수업 혹은 천체투영관 수업을 진행하여 수업의 효과를 비교하는 이질통제집단 전후검사 설계에 기초하여 연구를 수행하였다. 연구 결과 첫째, 천체투영관 수업은 교실 수업에 비해 방위, 지구의 자전, 별자리 개념 이해에 효과적이었다. 둘째, 성별이나 학생들의 사전 천문학 지식 정도 등과 같은 메타 요인과 무관하게 천체투영관 수업은 개념 이해도 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 셋째, 고등학생에게 천체투영관 수업은 교실 수업 이후 추가적으로 수행하는 야간 관측 활동과 동일한 효과가 있었다. 따라서 야간 관측이 불가능한 환경에서 천체투영관은 이를 대체할 수 있을 것이다. 종합하면 천체투영관은 학생들의 천문 개념 이해에 도움이 되는 효과적인 교육 수단이라 할 수 있으며, 보다 효율적인 활용을 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• 천문학논총
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• 제39권1호
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• pp.1-12
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• 2024

In this study, we investigated the time signal devices of Deungnu (circa 1270) and Gungnu (1354), the water clocks produced during the Yuan Dynasty (1271-1368). These clocks influenced Heumgyeonggaknu (1438) of the Joseon Dynasty (1392-1910), exemplifying the automatic water clocks of the Yuan Dynasty. Deungnu, Gungnu, and Heumgyeonggaknu can be considered as automatic mechanical clocks capable of performances. The Jega-Yeoksang-Jip (Collection of Calendrical and Astronomical Theories of Various Chinese Masters) contains records of Deungnu extracted from the History of the Yuan Dynasty. We interpreted these records and analyzed reproduction models and technical data previously produced in China. The time signal device of Deungnu featured a four-story structure, with the top floor displaying the four divine constellations, the third floor showcasing models of these divinities, the second floor holding 12-h jacks and a 100-Mark ring, and the first floor with four musicians and a 100-Mark Time-Signal Puppet providing a variety of visual attractions. We developed a 3D model of Deungnu, proposing two possible mechanical devices to ensure that the Time-Signal Puppet simultaneously pointed to the 100-Mark graduations in the east, west, south, and north windows: one model reduced the rotation ratio of the 100-Mark ring to 1/4, whereas the other model maintained the rotation ratio using four separate 100-Mark rings. The power system of Deungnu was influenced by Suunuisangdae (the water-driven astronomical clock tower) of the Northern Song Dynasty (960-1127); this method was also applied to Heumgyeonggaknu in the Joseon Dynasty. In conclusion, these automatic water clocks of East Asia from the 13th to 15th centuries symbolized creativity and excellence, representing scientific devices that were the epitome of clock-making technology in their times.

• 천문학회보
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• 제41권2호
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• pp.45.4-46
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• 2016

천체투영관은 과학관이나 천문교육 시설에서 관람객이나 피교육자가 많이 찾는 인기 시설 중 하나이며 연간 200만 명이 방문하는 비형식학습의 준비된 장소이다. 현재 국내에 운영되고 있는 약 80여개의 천체투영관들은 대부분 별자리 해설과 돔영상물 상영, 과학콘서트, 천체관음악회, 전문가 강연 등의 프로그램을 운영하고 있다. 이제 국내에서도 설계된 비형식 학습 환경을 갖춘 천체투영관을 천문학 교육에 효율적으로 활용할 수 있도록 학교교육과 연계된 프로그램을 개발하고 운영하는 방안이 연구되어야 한다. 해외 과학관에서 운영되고 있는 비형식 과학교육과 학교 과학교육의 연계 프로그램의 사례 등을 조사하고 국내 천체투영관에서 활용할 수 있는 천문학 교육 연계 프로그램을 개발하는 것이 시급하다. 이번 발표에서는 개편된 교육과정이 반영된 연계 프로그램에 대해 소개하고 천체투영관을 천문학 교육에 효율적으로 활용할 수 있는 방안에 대해 관계자들의 의견을 듣고자 한다.

• 천문학회보
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• 제38권1호
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• pp.69.1-69.1
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• 2013

We are developing Adaptive Optics (AO) system for 1m telescope at Gwacheon National Science Museum Observatory. The beam spot of the Gwacheon 1m telescope. The tip-tilt correction system consists of a CMOS sensor, a tip-tilt mirror and a feed back loop. The beam spot location at the CMOS sensor indicates the tip-tilt components of the incoming light. The tip-tilt mirror is controlled by DAC output voltage calculated by proportional-integral-derivative (PID) controller. This system successfully corrects the tip-tilt motion of the spot.

• 천문학회보
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• 제41권1호
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• pp.52.3-52.3
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• 2016

비형식학습의 준비된 장소이며 대표적인 비형식 과학교육 기관인 천체투영관은 세계적으로 약 3000개 이상이 설치되었으며 국내에도 약 100여 곳이 운영되고 있다. 이제 국내에서도 천체투영관의 양적 증가가 아닌 질적 향상을 위한 노력과 함께 관련 연구가 시급하다. 또한 비형식학습을 통한 대국민의 천문학 인식 제고를 위하여 천체투영관의 교육적 활용에 대한 연구 또한 필요하다. 천체투영관의 교육적 활용을 위한 연구의 기초자료를 만들기 위하여 국내 80개 천체투영관 운영자들을 전화로 인터뷰하여 천체관의 현황을 조사하였다. 1)국내 천체투영관의 연방문객은 약 200만 명, 2)디지털방식의 투영장치를 갖춘 천체투영관이 조사된 천체투영관의 약 80%, 3) 돔스크린의 크기가 10m 미만인 곳은 조사된 천체투영관의 약56%를 차지하는 것으로 조사되었다. 이번 발표에서는 조사결과와 함께 천체투영관의 교육적 활용에 대한 연구 방향을 제시해 보고 관심 있는 관계자들의 의견을 듣고자 한다.

• 천문학회보
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• 제42권2호
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• pp.69.2-69.2
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• 2017

우리는 2016년 6월부터 세종시대 흠경각루 복원 프로젝트(사업명: 장영실 자동물시계 옥루의 전시융합콘텐츠 개발 및 활용 연구, 한국연구재단)를 진행하고 있다. 흠경각루는 세종대에 장영실이 제작한 보루각루의 제작(1434년)이후 4년여 만에 새롭게 제작(1438년)한 또 다른 자동물시계이다. 총 3년간의 연구를 통해 세종시대의 흠경각루('옥루'로도 부름)에 대한 상세 설계도면의 작성, 프로토타입(prototype) 제작, 전시융합콘텐츠와 과학교재 개발을 진행하게 된다. 현재 1차 년도 연구사업을 통해 내부구성에 따른 동력시스템에 대한 설계와 제작이 진행되었다. 물시계로부터 공급된 물이 수차를 움직이게 하고 회전 기륜을 작동시켜 각 층의 시보인형이 작동하는 동력을 발생시킨다. 가장 위층의 천륜은 혼천의를 구동시켜 태양의 일주운동 및 연주운동을 재현하여 보여주도록 했다. 향후 2차 년도의 연구를 통해 세부 시보인형에 대한 작동메커니즘을 실시설계하고, 흠경각루 외형에 해당되는 가산을 디자인하는 일들이 진행될 예정이다. 이 연구의 최종 단계에서는 흠경각루의 복원 모델을 제시하게 되며, 전시를 통한 체험 활동과 영상콘텐츠가 접목된 천문시계 전시물로 활용될 예정이다.

• 천문학논총
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• 제36권3호
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• pp.79-95
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• 2021

This study aims to develop a restoration model of an armillary sphere of Tongcheon-ui (Pan-celestial Armillary Sphere) by referring to the records of Damheonseo (Hong Dae-Yong Anthology) and the artifact of an armillary sphere in the Korean Christian Museum of Soongsil University. Between 1760 and 1762, Hong, Dae-Yong (1731-1783) built Tongcheon-ui, with Na, Kyung-Jeok (1690-1762) designing the basic structure and Ann, Cheo-In (1710-1787) completing the assembly. The model in this study is a spherical body with a diameter of 510 mm. Tongcheon-ui operates the armillary sphere by transmitting the rotational power from the lantern clock. The armillary sphere is constructed in the fashion of a two-layer sphere: the outer one is Yukhab-ui that is fixed; and the inner one, Samsin-ui, is rotated around the polar axis. In the equatorial ring possessed by Samsin-ui, an ecliptic ring and a lunar-path ring are successively fixed and are tilted by 23.5° and 28.5° over the equatorial ring, respectively. A solar miniature attached to a 365-toothed inner gear on the ecliptic ring reproduces the annual motion of the Sun. A lunar miniature installed on a 114-toothed inner gear of the lunar-path ring can also replay the moon's orbital motion and phase change. By the set of 'a ratchet gear, a shaft and a spur gear' installed in the solstice-colure double-ring, the inner gears in the ecliptic ring and lunar-path ring can be rotated in the opposite direction to the rotation of Samsin-ui and then the solar and lunar miniatures can simulate their revolution over the period of a year and a month, respectively. In order to indicate the change of the moon phases, 27 pins were arranged in a uniform circle around the lunar-path ring, and the 29-toothed wheel is fixed under the solar miniature. At the center of the armillary sphere, an earth plate representing a world map is fixed horizontally. Tongcheon-ui is the armillary sphere clock developed by Confucian scholars in the late Joseon Dynasty, and the technical level at which astronomical clocks could be produced at the time is of a high standard.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권6호
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• pp.925-934
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• 2016

천문학은 학생들의 호기심과 탐구하고자하는 욕구가 매우 높은 분야이나 교실 수업이라는 제약이 있어 학습의 효과를 증대시키는 것이 어렵다. 이에 대한 대안으로 등장한 과학관은 교실 수업과 상호보완적인 역할을 수행한다는 점에서 그 중요성이 대두되고 있다. 과학관은 학습자에게 글로 된 설명이나 삽화가 제공하는 그 이상의 경험을 줄 수 있으므로 교육적 효과를 극대화하기 위해서는 천체 관련 전시물의 교육적인 측면을 살펴보고 이를 보완할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 천체전시물의 효과적인 전시특성을 살펴보고 그 내용이 형식교육기관과 어떻게 상호보완하고 있는지를 알아보고자 했다. 이를 위해 먼저 한국, 미국, 일본 세 나라의 유명 과학관을 선정한 뒤 천문학 관련 전시물의 특징을 분석하였다. 이 때 전시의 특징으로는 전시 기술과 매체, 전시 표현, 활동유형 등을 고려하였다. 또한 각 전시 내용에서 과학교육과정을 어떻게 반영하고 있는가를 살펴보았다. 분석 기준으로 사용한 교육과정분석틀은 한국, 일본의 국가 수준의 과학교육과정과 미국의 국가과학교육기준(National Science Education Standards)을 근거로 하였다. 연구의 결과는 첫째, 미국과 일본의 과학관은 국내에 비해 빅뱅 우주 전시 등 천체와 관련된 전시 콘텐츠를 다수 확보하고 있었으며 체험형 전시물이 주를 이루었다. 이를 통해 국내 과학관에도 우주의 원리와 같은 내용을 관람객이 보다 실감나게 체험해볼 수 있는 체험형 전시물이 필요함을 확인할 수 있었다. 둘째, 세 나라 천체전시물의 내용은 모두 과학교육과정과 잘 연계되어 있었다. 다만 교육과정 상에서, 빅뱅우주와 같은 내용은 선택교육과정에 배치되어 있다는 점으로 미루어 보건대, 대다수 학생들은 이를 학습할 기회가 부족할 것이다. 따라서 공통교육과정에서 다루지 않는 내용을 과학관에서 학습할 수 있도록 천체전시에 있어서 충실한 교육과정의 고려가 필요하다.