• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.10-16
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• 2015

성장기 동물에서 방사선 노출은 뼈의 변화를 일으킨다. 본 연구에서는 성장기 동물에서 방사선 유도 골소실 연구를 위한 동물모델을 확립하고자하였다. 성장기(4주령) 마우스에 방사선 노출(2 Gy) 후 시간경과(4, 8 및 12주)에 따른 경골 해면뼈 및 치밀뼈의 변화를 관찰하고, 방사선 비노출군과의 차이가 확연한 방사선 노출 후 8주에 방사선(0.5, 1.0, 2.0 및 4.0 Gy)을 조사하고 조사선량에 따른 변화를 관찰하였다. 동물의 희생 전 악력을 측정하였으며, 경골의 해면뼈 및 치밀뼈를 미세단층촬영 분석하였고, 해면뼈에서 뼈파괴세포의 활성도를 관찰하였다. 혈청내 alkaline phosphatase(ALP) 농도 및 경골의 물리적 강도를 측정하였다. 해면뼈의 확연한 차이는 8주에 관찰되었으며, 조사선량증가에 비례하여 해면뼈량(trabecular bone volume, BV/TV) 및 골밀도(bone mineral density, BMD)의 감소가 관찰되었다. 방사선조사선량에 따른 변화를 나타내는 이차방정식은 BV/TV (%) = $0.9584D^2-6.0168D+20.377$ ($r^2$ = 0.946, D = 방사선조사선량, Gy), $BMD(mg{\cdot}cm^{-3})=8.8115D^2-56.197D+194.41$ ($r^2$ = 0.999, D = 방사선조사선량, Gy) 였다. 뼈의 물리적 강도, 길이 및 무게의 변화는 없었으며, 혈청ALP 농도 및 뼈파괴세포 활성도도 차이가 없었다. 본 연구의 결과는 성장기 동물에서 방사선에 의한 뼈손상 연구에 동물모델 기초자료가 될 수 있을 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권2호
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• pp.118-123
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• 2015

최근 의료기관에서의 진단방사선검사 빈도는 2011년 2억 2천만건, 연간 일인당 피폭선량은 1.4 mSv로 2007년 대비 각 51%, 35% 증가하였다. 여기서 흉부촬영건수는 일반촬영 중 가장 높은 빈도인 27.59%로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 흉부 방사선 촬영 시 영상판독에 불필요한 신체부위를 차폐하여 피폭선량을 최소화 시키는 차폐기구를 개발하고, 그 유용성 평가를 위해 국제 표준 소아(10세) 팬텀과 유리선량계를 사용하여 기구 사용 전, 후의 입사표면선량(entrance surface dose; ESD)과 장기의 흡수선량 차를 측정하였다. 또한 몬테카를로 시뮬레이션 기반 프로그램(PCXMC 2.0.1)을 이용하여 유효선량을 산출하였고 암발생의 생애귀속위험도(lifetime attributable risk of cancer incidence; LAR)를 비교하여 그 감소율을 간접적으로 평가하였다. 방어기구를 사용할 때, 입사표면선량(감소율)은 비강 $0.55{\mu}Sv$ (74.06%), 갑상선 $1.43{\mu}Sv$ (95.15%), 식도 $6.35{\mu}Sv$ (78.42%)로 평균 86.36% 감소되었고, 심부선량(감소율)은 경추 $1.23{\mu}Sv$ (89.73%), 침샘 $0.5{\mu}Sv$ (92.31%), 식도 $3.85{\mu}Sv$ (59.39%), 갑상선 $2.02{\mu}Sv$ (73.53%) 흉추 $5.68{\mu}Sv$ (54.01%) 로 평균 72.30%로 감소되어 차폐기구의 유용성을 확인할 수 있었다. 또한, 유효선량은 착용 전 $8.33{\mu}Sv$에서 착용 후 $7.35{\mu}Sv$로 11.76% 감소하였고, LAR 평가에서는 갑상선 암은 10세 소아 백만 명당 남아 0.14명(95.12%), 여아 0.77명(95.16%), 모든 암은 남아 0.14명(11.70%), 여아 0.25명(11.70%)의 감소(감소율)를 확인할 수 있었다. 진단방사선검사는 질병과 치료 등 건강을 위해 꼭 필요한 검사이지만, 가능한 진단에 불필요한 부위에 이러한 차폐기구를 적극적으로 사용하여 ALARA 개념에 입각한 의료방사선 최적화를 도모해야 할 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2015

콤프턴 카메라는 검출 신호의 동시성 판단을 기반으로 한 전자적 집속방식을 이용하기 때문에, 기존의 물리적 집속기를 이용하는 감마선 영상 장비의 가시영역이 좁고 투과력이 높은 고에너지 감마선에 적용하기 어렵다는 한계를 극복할 수 있다. 특히 대면적의 콤프턴 카메라는 절대 검출 효율이 높아 영상 장비의 운반이 요구되지 않는 대규모 공정 시설내 핵물질의 모니터링용으로 매우 적합하다. 본 연구팀은 한국원자력연구원에서 개발 중인 파이로 시험 공정 시설에서의 안전조치 수립을 위해 대면적 콤프턴 카메라를 적용하고자 한다. 대면적 콤프턴 카메라를 구성하는 대면적의 검출기는 그 형태나 구성 방식에 따라 에너지 분해능이나 위치 분해능이 달라질 수 있다. 이는 콤프턴 영상의 질에 직접적으로 영향을 미치므로, 본 연구에서는 전산모사를 통해 그 영향을 예측하여 대면적 검출기의 설계 방향을 결정하였다. 또한 한국원자력연구원으로부터 파이로 시험 공정 시설의 정보를 전달받아 전산모사를 수행하였고, 여러 계측 환경에 대해 대면적 콤프턴 카메라의 성능을 예측하여 보았다. 그 결과 대면적 검출기는 에너지 분해능 측면에서의 손실을 최소화 할 수 있도록 구성하여야 한다는 결론을 얻었으며, 에너지 분해능 10%, 위치 분해능 7 mm 정도 성능의 검출기를 이용하여 콤프턴 카메라를 구성할 경우 1 m 거리에 위치한 감손우라늄 선원을 영상 해상도 16.3 cm(각도 분해능 $9.26^{\circ}$)으로 영상화할 수 있음을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.517-530
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• 2003

본 연구의 목적은 학생들의 과학관련 진로 선택과 관련된 주요 요인들 사이의 인과 관계를 규명하여, 학생들의 과학진로 선택과정을 잘 설명할 수 있는 모형을 찾는 것이다. 요인 분석을 통하여 과학관련 진로 선택과 관련된 주요요인으로 과학 관련 진로에 대한 인식, 과학 학습에 대한 선호, 과학 관련 활동에의 참여 등 세 요인을 선정하였다. 구조방정식 모형을 통한 공변량 구조분석이 가능하도록 과학관련 진로 선택 요인을 알기 위한 설문지를 문헌연구와 예비검사를 통해 개발하였다. 연구대상은 서울 지역의 초등학교 6학년, 중학교 3학년, 고등학교 2학년 등 전체 947명으로, 학년별 남녀별 학생 수는 거의 같게 구성하였다. 과학관련 진로 선택의 주요 요인들 사이의 인과 구조를 설명하기 위하여 구조 방정식 모형을 통한 공변량 구조 분석의 결과, 이론 모형을 수정하여 자료와 잘 맞는 4가지 모형을 얻었다. 네 수정모형 모두에서, 과학 관련 진로 선택에 직접 영향을 미치는 것은 과학 관련 진로에 대한 인식이었고, 과학학습에 대한 선호와 과학 관련 활동 참여는 간접적으로 영향을 미쳤다. 적합도 지수가 가장 좋은 모형에 의하면, 과학 관련 진로 선택에 대하여, 과학 관련 진로에 대한 인식은 0.82의 직접 효과와 0.21의 간접 효과를 합한 1.03의 전체효과를 주고, 과학학습에 대한 선호는 과학 관련 활동 참여에 영향을 주면서 0.65의 간접 효과를 주고, 과학 관련 활동 참여는 과학 관련 진로 인식에 영향을 주면서 0.79의 간접 효과를 주었다. 학교의 과학 교육에 대한 시사점으로는 더 많은 학생들이 과학 관련 진로를 선택하게 하려면, 과학관련 진로인식을 높이도록 하는 것이 가장 큰 효과를 줄 수 있으며, 다음으로는 다양한 관학관련 활동에 참여하도록 하는 것과 과학학습에 대한 선호를 높이도록 하는 것이 효과적이라 할 수 있다. 과학관련 진로선택 과정을 더 잘 설명하기 위해서는, 과학관련 진로 선택 요인들을 더욱 포괄하는 모형의 구축이 필요하여, 연구대상을 과학고 학생들이나, 과학기술계 대학생들로 하여 구조방정식 모형을 검증하고 보완할 필요가 있다. 과학관련 진로 선택에 영향을 주는 요인들을 고려한 과학진로교육 프로그램을 개발하여 투입하고 그 효과를 검증하는 연구가 필요하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제23권5호
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• pp.544-560
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• 2003

본 연구에서는 첫째, 서울 소재의 기관 성격이 다르며 학생들이 주로 방문하는 대표적인 과학관으로 국립서울과학관, 서울특별시과학교육연구원 탐구학습관, LG 사이언스 홀을 선정하여, 그 곳 전시물의 목표, 전시물 내용, 관람활동 방식, 전시물 설명 방법 등 전시물의 일반적인 특징을 조사하였다. 둘째, 국립서울과학과, 서울특별시과학 교육연구원 탐구학습관, LG 사이언스 홀을 방문한 중학생 290명에게 관람한 전시물 중에서 가장 좋았던 전시물과 가장 싫었던 전시물을 선택하도록 하여, 학생들이 자신이 택한 전시물들에 대하여 어떻게 생각하고 있는지를 비교 조사 하였다. 과학관 전시물의 특징은 과학관의 목적이나 운영방식등의 특성에 따라 달랐다. 과학관의 설립목적에 따라 가장 많은 비율을 차지하는 전시물의 목표와 내용 영역이 달랐으며, 과학관의 설립목적과 전시물의 내용에 따라 전시물을 관람 활동 방식도 차이가 있었다. 또한 과학관을 운영방식에 따라 전시물을 설명하는 방식도 과학관마다 차이가 있었다. 전시물에 대한 학생들의 인식조사에서 학생들은 가장 좋았던 전시물과 싫었던 전시물을 선택한 이유에 대해서는 대체적으로 '조작방법이 재미있어서' 전시물이 좋았고, '과학 내용이 시시해서' 전시물이 싫었다고 응답하였다. 학생들은 전시물의 내용에 대해서는 참신하여 호기심을 자극할 만 하고 쉽게 이해할 수 있는 내용과 일상 경험이나 학교에서 배운 것을 확인할 수 있는 내용을 선호 하였다. 전시물을 관람한 소감으로 좋았던 전시물에 대해서는 과학이 재미있다고 느꼈고, 학교에서 해 볼 수 없는 것을 경험하게 되었다고 응답하였다. 전시물과 학교 수업과의 관련성에 대해서는 앞으로 과학수업을 배우는데 도움이 될 것으로 인식하였다. 설명이 없는 상태에서 전시물을 의도는 이해했다고 응답하였으나, 전시물의 원리를 이해했다고 응답한 학생 비율은 적었다. 전시물에 대한 설명을 통해 원리나 개념을 이해했으나 각 과학관마다 약 20%의 학생들은 설명을 보지 않았다고 응답하였으므로 학생들의 관심을 유도할 수 있도록 전시물의 설명방식을 다양화 할 필요가 있다. 특히 도우미가 설명하는 경우에 전시물이 이해되었다고 응답한 비율이 높았다. 관람하는데 있어서 크게 불편한 점은 없었지만, 기타 불편했던 점으로 단체 관람하는데 할당된 시간과 인원에 대한 점과 전시물의 작동 시간 사이에 기다려야 하는 시간이 길고 작동되는 시간은 짧아서 불편했다고 응답하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권3호
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• pp.471-483
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• 2016

본 연구에서는 과학적 모형 구성 과정에서 사고 질문에 의한 개념적 자원의 활성화가 학생들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍에 따라 어떻게 달라지는지, 어떠한 맥락들이 학생들의 프레이밍에 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 중학교 2학년 학생들이 네 명씩 한 소집단을 이루어 배설 기작에 대한 소집단의 설명 모형을 협력적으로 구성하였다. 모형 구성 과정에서 다양한 사고 질문이 나타나며, 맥락에 따라 프레이밍이 변한 1개의 소집단을 초점집단으로 선정하였다. 담화 분석을 통해 모형 구성 과정에서 나타나는 학생들의 사고 질문과 개념적 자원의 활성화를 확인하였고, 그들의 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍을 추론하여 이에 영향을 미친 맥락들을 분석하였다. 연구 결과, 소집단 내에서 모형 구성 활동을 '현상 이해'로, 자신의 위치를 '촉진자'로 프레이밍 한 학생이 사고 질문으로 개념적 자원의 활성화를 촉진했지만, '교실 게임'과 '비응답자'로 프레이밍 한 다른 학생들에 의해 상호 작용이 단절되어 개념적 자원이 활성화되지 못하였다. 또한 학생들이 모두 '현상 이해', '촉진자'와 '응답자'로 프레이밍 한 경우 사고 질문을 통해 개념적 자원을 활성화 시킬 수 있었지만, 학생들의 프레이밍이 '교실 게임'과 '수용자'로 전환되었을 때 활성화된 개념적 자원이 소집단의 모형 구성에 기여하지 못하였다. 그러나 '현상 이해'의 인식론적 프레이밍을 지속적으로 공유하고, '촉진자'와 '응답자'로 위치 짓기 프레이밍을 서로 역동적으로 전환시킨 경우 학생들은 모두 동등한 인식적 권위를 갖고, 사고 질문을 통해 다양한 개념적 자원을 활성화시키며 소집단의 모형을 정교하게 발달시켰다. 이와 같은 모형 구성 과정에서 학생들의 프레이밍은 인지적 어려움의 지속과 정답 제공자 또는 사고 촉진자로서 교사의 역할 등에 영향을 받았다. 본 연구는 과학 수업에서 생산적인 모형 구성 활동을 지원하는 인식론적 프레이밍과 위치 짓기 프레이밍의 기초 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.425-443
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• 2013

이 연구는 과학자의 연구과정을 반영한 문제해결형 탐구학습 프로그램을 이용하여 고등학교 과학 영재학급 학생들을 대상으로 수업을 한 후, 문제해결형 탐구활동 수업에 대한 학생들의 인식, 활동 내용 및 수업의 효과를 분석한 것이다. 이를 위해 고등학교 부설 영재학급 1학년 학생 12명을 대상으로 사전 실험설계 능력 검사(DCT)를 한 후, '주기가 일정한 흔들이 만들기', '표면성장 실험', '메트로놈의 동기화현상'의 세 모듈을 적용하여 수업을 하였고, 그 후 사후 실험 설계능력 검사, 설문과 학생 면담을 실시하였다. 각각의 모듈은 과학적 의문의 생성, 해결 방안 모색을 위한 실험설계, 문제 해결 활동과 같은 일련의 과정들로 이루어져 있어 이를 통해 학생들이 문제해결형 연구 형태를 경험할 수 있도록 하였다. 조사 결과 학생들은 주어진 과정에 따라 기계적으로 하는 기존의 학교 수업과는 달리 자기주도적으로 실험을 설계하고, 해결 방안을 다양한 각도로 모색하여 직접 문제를 해결한다는 점에서 문제해결형 탐구 활동과 기존 수업과의 차별성을 인식하였다. 수업 과정 중 학생들은 발견한 문제를 해결하기 위해 끊임없이 사고하고 실험을 설계 해 보고, 직접 실험을 수행하면서 마침내 처음에 발견했던 문제를 해결할 수 있었다. 이러한 반복적인 과정을 통해 학생들은 과학자의 연구과정의 한 형태를 경험할 수 있었으며, 문제 해결형 연구과정에 대한 이해를 바탕으로 과학자의 연구과정에 대한 인식의 변화도 생겼음을 확인할 수 있었다. 수업의 효과 면에서 본 프로그램은 학생들의 체계적인 실험설계 능력의 향상, 현상의 원인에 대해 자유롭게 생각해 보고 의견을 발표하는 기회를 갖게 한 점 등에서 학생들에게 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 실험 설계 능력 사전 사후 검사 점수를 비교한 결과, 수업 후 대부분의 학생들은 실험설계 능력에 향상을 보였다. 기존의 따라 하기 식 실험에 익숙해져 있던 학생들은 처음에는 스스로 실험을 설계하는 데 다소 어려움을 느꼈지만 두 번째, 세 번째 수업을 하면서 체계적으로 실험을 설계하여 문제를 해결해 나가는 데에 조금씩 익숙해진 것을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.478-485
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• 2013

"국민소학독본"의 과학 내용을 살펴보고 과학교육사적으로 어떤 의의를 가지는지 연구하였다. "국민소학독본"은 1895년 학부에서 편찬하여 발간한 최초의 국정 교과서이다. 전체 41개 과 중 10개 과가 과학 내용으로 구성되어 있다. 제시되어 있는 과학 내용은 식물변화 시계 낙타 바람 벌집 호흡 악어 동물천성 원소이다. 다양한 분야의 내용들이 수록되어 있는데, 학생들의 수준을 고려하지 못한 어려운 내용도 있으며, 설명이 자세하지 않아 이해가 어려운 부분도 있다. 일부 잘못된 내용도 포함되어 있다. "국민소학독본"의 과학 내용은 과학 지식을 체계적으로 이해하는 이론적 측면에서가 아니라, 내용을 소개하고 정보를 제공하는 측면에서 더 의의가 있다. "국민소학독본"을 통해 우리나라 초기 과학교육이 통합 교과서적 성격을 가진 교과서를 읽는 방식으로 이루어졌다는 것을 알 수 있다. 이는 1860년대 미국의 초등 읽기 교과서로 사용되었던 "Willson's Reader"나 일본 문부성이 발간한 "소학독본(小學讀本)"의 예에서도 찾아볼 수 있는 것으로 과학교육 초기의 공통된 모습이다. "국민소학독본"은 생소한 과학 내용을 이야기 형식으로 전달하여 학생들의 관심을 유도하였다. 이야기 형식으로 내용을 전달하는 것은 학생들의 흥미와 이해도를 높이는데 긍정적인 역할을 한다. 이러한 점은 오늘날 스토리텔링 학습의 모습으로 활발히 연구되고 적용되고 있다. 이상으로부터 "국민소학독본"은 국어 교과서로서의 역할을 함과 동시에 초기 과학교육의 모습을 가지고 있으며, 과학 내용을 이론적으로 접근하기 보다는 새롭고 생소한 내용을 이야기로 전달했다는 의미를 가진다고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권6호
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• pp.1154-1169
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• 2013

이 연구의 목적은 관찰 상황에서 초등학생들의 과학학습 동기체계(SL-BIS/BAS;과학학습 행동억제체계/행동활성화체계)에 따른 행동 특성을 알아보고자 하는 것이다. 이를 위해 신경생리학적 연구 방법 중 하나인 시선추적장치(Eye-Tracker)를 이용한 연구를 하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, SL-BIS에 민감한 학생의 경우 관찰 과제에 대한 총 시선고정 지속시간이 SL-BAS에 민감한 학생보다 유의미하게 짧았으며(p<.05), SL-BIS에 민감한 학생은 관찰과제에 대한 새로운 시선고정이 더 빈번하게 일어나면서 총 시선고정 횟수가 SL-BAS에 민감한 학생보다 유의미하게 많았다. 또한, 시선고정 당 지속시간은 SL-BIS에 민감한 학생보다 SL-BAS에 민감한 학생이 유의미하게 더 길었다. 둘째, 학습과제에서 주의를 이끄는 자극 중 하나인 변화 상황별 시선고정의 분포의 경우, 변화가 일어나는 상황에서는 SL-BIS에 민감한 학생과 SL-BAS에 민감한 학생 사이의 시선고정에서 큰 차이가 나타나지 않았지만, 변화가 멈춘 상황에서는 SL-BIS에 민감한 학생에 비하여 SL-BAS에 민감한 학생의 시선고정 총 지속시간과 시선고정 당 지속시간이 유의미하게 길게 나타났다. 셋째, 실험 구인별 시선고정의 대상을 비교하였을 때 SL-BIS에 민감한 학생들은 실험에 중요하게 관련되지 않는 구인에서도 시선고정을 보인 반면, SL-BAS에 민감한 학생들은 실험과 관련된 구인에 시선을 고정하며 집중하는 경향을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 관찰 상황에서 학생들의 과학학습 동기체계에 따른 특성에 대한 이해를 바탕으로 학습자의 특성에 적합한 지도 계획을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국양식학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-46
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• 1995

자원조성 대상어종으로서 우리나라 남부연안의 암초지대에 서식하는 난태생 어류인 황점볼락, Sebutes oblongus의 번식에 관한 기초자료를 얻기 위하여, 여수 근해에서 월별로 채집한 황점볼락을 대상으로 1992년 9월부터 1994년 1월까지 난소와 정소의 발달단계 및 생식주기를 조사하였다. 어체의 비만도는 암컷의 경우 $14.83\pm0.96(1웜)\~19.75\pm3.51$(3웍)이었고, 수컷은 $14.02\pm0.43(1월)\;\~21.14\pm0.96$(4월)이었다. 암수 각각 출산 후 2-3개월 후에 가장 높은 값을 보였다. 암컷의 생식소중량지수는 $0.15\pm0.01(7월)\~58.54\pm3.86$(12월)으로 8월부터 증가하기 시작하여 12월에 최고치를 보였다가 그후 급격하게 감소하였다. 수컷은 $0.08\pm0.03(7월)\~l.55\pm0.27$(9월)로 $7\~9$월에 급속하게 증가하였다. 암컷의 간중량지수는 $0.89\pm0.12(12월)\~3.73\pm0.15$(10월)였고, 수컷은 $2.09\pm0.76(10월)\~3.62\pm0.48$(8월)이었다. 암수 각각의 생식소중량지수가 치고치를 나타내기 $1\~2$개월전에 가장 높은 값을 보였다가 이후 급속히 감소하였다. 난모세포는 8월에 성숙하기 시작하여 10월 말부터 완숙란이 출현하였으며, 난소의 발달양식은 난군동기발달형에 속했다. 배란과 수정은 11월경에 이루어졌으며, 자어는 $12\~1$월에 출산되었다. 정소의 성숙은 8월부터 10월 사이의 짧은 기간에 진행되었고, 정자의 방출시기는 10월이었다. 교미후 정자는 암컷 체내의 난소난들 사이의 간질에서 정구(sperm ball)로서 보존되었다. 황점볼락의 생식년주기는 암컷의 경우 성장기 $8\~9$월, 성숙기$9\~10$월, 임신기$11\~12$월, 출산기 $12\~1$월 휴지기 $2\~7$ 수컷은 성장기 $8\~9$월, 성숙기 $9\~10$월, 교미기 10월, 휴지기 $11\~7$ 이었다.