• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권2호
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• pp.214-225
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• 2017

지구크기에 대한 최초의 정확한 측정은 기원전 230년, 헬레니즘의 과학자인, 에라토스테네스 (276-195 B.C.)에 의하여 이루어졌다. 역사적으로 수학적 추상화는 유럽의 고대 그리스인의 천재성을 보여주는 좋은 예이다. 그 당시에는 상상하기 어려운 태양이 멀리 떨어져 있기에 태양광선이 평행하게 지구에 입사한다는 전제를 요구하는, 논리적이고 과학적인 기법의 에라토스테네스의 과학적 방법의 성공이었다. 중요한 것은 간단한 수학적 비례식을 성립하기 위해서는 지구가 둥글고, 광선이 지구에 나란하게 들어온다는 가정이 필요하였다. 즉 천상으로부터 지상으로 유클리드 기학학이 연결된다는 내용이다. 그것은 최초로 태양중심을 주장한 아리스타쿠스의 제안을 받아들여야 했고, 아리스토텔레스의 자연관인 우주는 아름답고 우아하다는 사상에 기반을 두어 지구는 구처럼 대칭적이라는 것이다. 우리는 이러한 가정들을 현대가 아닌 그 당시 어떻게 정당화 했는지를 탐색하는 것이다. 또한 실험의 미적 관점에서 에라토스테네스의 지구측정의 중요한 특징은 단순성에 있다는 것을 강조하는 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-29
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• 2023

본 연구는 대칭성에 대해 이론적으로 고찰하고 이의 과학교육적 함의를 도출하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 첫째, 고대 그리스 학자들을 통해 일반적인 서양 과학의 사유방식을 살펴보았다. 둘째, 대칭성에 대한 인식을 고대와 근현대로 나누어 살펴보았다. 셋째, 이에 대한 과학교육적 함의를 도출하였다. 본 연구의 결과는 첫째, 서양 과학의 사유방식은 파르메니데스에서 시작되어 플라톤이 정립한 '추상화'이다. 둘째, 고대의 대칭성 인식은 추상화를 기반으로 한 아름다운 비율과 조화로서의 대칭성, 근현대의 대칭성 인식은 변화에서 불변을 찾고자 했던 추상화를 기반으로 한 불변의 관점으로서의 대칭성이다. 그리고 고대의 대칭성의 예시로서 에라토스테네스의 지구 둘레 측정 실험에 대해 고찰하였으며, 근현대의 대칭성의 예시로서 갈릴레이 상대성 및 변환을 고찰하였다. 셋째, 이에 따른 과학교육적 함의는 다음과 같다. 대칭성에 대한 인식은 고대부터 근현대 과학을 관통하는 핵심주제라는 관점에서 과학의 본성 교육에 도움이 될 수 있다. 둘째, 에라토스테네스 지구 둘레 측정 실험과 갈릴레이 상대성 및 변환의 경우 2022 개정 교육과정에는 제시되어 있지 않지만 과학과 핵심역량 및 개념 이해에 도움이 될 수 있다. 마지막으로, 대칭성을 중심으로한 통합적 접근으로의 과학교육은 과학적 태도와 흥미에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권3호
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• pp.639-649
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• 2013

The purpose of this study is to figure out how teachers conduct an experiment in measuring the size of the Earth and how students recognize it. For this study, an in-depth interview was conducted one week after the lesson on the experiment about measuring the size of the Earth. The participants were five secondary school teachers and five secondary school students. The in-depth interview was recorded and transcribed. The result of the interview was drawn through an inductive categorized analysis method. As a conclusion of this study, the teachers taught the students the lesson using alternate angles instead of using the altitude of the Sun. Their lessons were based on Eratosthene's story or some related illustrations suggested in the textbook and not based on an explanation of the principle. Also, students measured the Earth's size only by using alternate angles and didn't understand the meaning of the shadow in the experiment. The results of this study show that teachers need to reconstruct the textbook and understand the accurate experimental principle for the students to have a meaningful experience of the experiment on measuring the size of the Earth.

• 한국과학교육학회지
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• 제30권7호
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• pp.901-907
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• 2010

The purpose of this study is to analyze methods for measuring the size of the Earth, put forth in 6 different Korean 8th grade science textbooks. The research questions are as follows: 1) Do they adequately map out the experiments for measuring the size of the earth by using the concept of the sun's altitude? 2) Do they reduce the size of the sun like as the Earth is similarly downsized to the globe? 3) Do they suggest the precise experimental conditions for selecting two equal longitudinal spots for measuring the size of the earth? 4) Do they design adequate experiments for exact measurement? 5) Do they offer a proportional expression for seeking the size of globe which is easily understood by students? 6) Do they develop experiments to measure actual size of the earth? Four graduate students and one researcher took part in this study. All conditions were unanimously agreed upon by the participants. The results are as follows. First, one publishing company must include the concept of the sun's altitude to accurately measure the size of the Earth. However, some textbooks fail to mention this. As such, the concept of the sun's altitude must be introduced to accurately measure the size of the Earth. Second, a reduced size globe is used as the actual earth so; the sun should be factored in with a reduced light value. Third, you have to lay a stress on two points at the same longitude. In other words, a shadow located at the same longitude from two randomly selected points. Most textbooks mention two points at the same longitude but two of them design the experiment with a shadow at the same longitude. Fourth, we need a method to precisely measure the angle between a stick and its shadow. The angle between the stick and the tip of its shadow is the sun's altitude difference. Fifth, we need to present more specific proportional expressions for calculating the size of the globe. Only 3 out of the 6 texts employed a proportional expression. Sixth, we need to calculate the size of the earth by accurately presenting the scale of the globe to attain the goal of the experiment. Two of the texts analyzed, designed the experiment for the purpose of calculating the size of the globe. Three of the texts designed their experiments to calculate the radius of globe which is not even relevant to the purpose of experiment.