• 한국과학교육학회지
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• 제37권5호
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• pp.813-824
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• 2017

과학적 모형의 사회적 구성과 관련한 기존 연구에서는 학생들이 모형을 형성하는 과정에서 다양한 난점들이 나타났는데, 이 연구에서는 이를 보완할 수 있는 대체 방안으로서 스마트 기기를 도입하여 그 역할을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 서울시 소재의 초등학교 5학년 2개 학급 60명을 대상으로 하여 스마트기기를 도입, 태양계 모형을 구성하는 수업 실시하여 그 역할을 살펴보았다. 연구 결과, 모형 형성 과정 전반에서 학생들은 스마트기기의 다양한 기능을 통해 모형 형성을 할 수 있었다. 특히 스마트기기는 학생들의 요구에 맞는 설명력이 높고 권위 있는 정보를 제공했으며, 상호작용이 가능한 3D이미지를 활용하여 학생들이 원하는 다양한 시각에서 행성을 관찰할 수 있는 기회를 제공했다. 또한 자신이 표현하고자 하는 바를 수월하게 표현하고 공유할 수 있는 방법을 제공하였으며, 스마트기기의 온라인 게시판 기능을 통해 다양한 교육 주체들이 모형 구성 과정에 참여하여 더 나은 모형을 형성할 수 있도록 도울 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 이러한 스마트기기의 역할이 제대로 이뤄지기 위해서는 관련 환경 개선이 필요하고, 학생들의 관련 기술적 소양 향상이 필요하다.

• 천문학회보
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• 제44권1호
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• pp.57.2-57.2
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• 2019

The NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) onboard NEXTSat-1 was successfully launched on last December and is now under the operation phase. The capability of both imaging and spectroscopy is a unique function of the NISS. It has realized the imaging spectroscopy (R~20) with a wide field of view of $2{\times}2deg$. in a wide near-infrared range from 0.95 to $2.5{\mu}m$. The major scientific mission is to study the cosmic star formation history in the local and distant universe. It also demonstrated the space technologies related to the infrared spectro-photometry in space. The NISS is performing the imaging spectroscopic survey for local star-forming galaxies, clusters of galaxies, star-forming regions, ecliptic deep fields and so on. As an extension of the NISS, the SPEHREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe Epoch of Reionization, and Ices Explorer) was selected as the NASA MIDEX (Medium-class Explorer) mission (PI Institute: Caltech). As an international partner, KASI will participate in the development and the science for SPHEREx. It will perform the first all-sky infrared spectro-photometric survey to probe the origin of our Universe, to explore the origin and evolution of galaxies, and to explore whether planets around other stars could harbor life. Compared to the NISS, the SPHEREx is designed to have a much wider FoV of $3.5{\times}11.3deg$. as well as wider spectral range from 0.75 to $5.0{\mu}m$. Here, we introduce the status of the two space missions.

• 우주기술과 응용
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• 제3권1호
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• pp.86-99
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• 2023

질량분석기는 태양계와 생명의 기원을 밝히기 위한 필수 과학 장비로서, 달/행성/소행성/혜성 등의 대기 및 지표에 존재하는 중성 원소와 이온에 대한 정보를 파악하기 위해 1970년대 초반부터 우주 탐사에 활용되어 왔다. 제4차 우주개발진흥 기본계획(2023-2027)에 따르면 우리나라는 2032년에 달 착륙을 2045년에는 화성 착륙을 성공하는 것을 핵심 목표로 삼고 무인 탐사를 위한 능력을 확보하는 데 기술개발의 역점을 두기로 하였다. 따라서 우주 탐사의 과학적 목표 달성을 위한 가장 기본적인 장비이지만 국내 우주탐사에서 한번도 시도되지 않았던 질량분석기의 국내 개발은 필수적이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 국내에서 개발된 사중극자 질량분석기의 원리와 원형 모델 및 성능에 대해 소개하고 향후 발전 방향에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.351-360
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• 2004

향후 우리나라의 화성 근접 탐사 임무를 대비한 우주선의 궤도전파 소프트웨어의 개발 및 검증을 실시하였다. 이를 위해 화성 주위를 비행하는 우주선의 동력학 모델에 대한 연구가 선행 되었으며, 탐사우주선의 모든 위치 정보는 화성 중심 좌표계를 사용하여 나타내었다. 정밀한 탐사 우주선의 위치 계산을 위하여 화성의 세차 및 장동 운동에 의한 영향도 고려하였다. 화성의 작용권구 안으로 진입한 탐사 우주선은 화성 주위에서의 다양한 섭동에 의한 영향을 받게 되는데 본 연구에서는 정밀한 동력한 모델의 계산을 위해 가능한 모든 섭동들을 고려하였다. 특히 화성의 비대칭 중력장에 의한 영향을 계산하기 위해 Jet Propulsion Laboratory(JPL)의 Mars50c 모델을 적용하였고 화성 대기 항력에 의한 영향의 경우 Mars-GRAM 2001 모델을 사용하여 계산하였다. 태양을 비롯한 다른 행성의 위치를 계산하기 위해서 JPL의 DE405 정밀 천체력을 이용하였고 화성 위성들(포보스와 다이모스)의 천체력 계산은 해석적인 방법으로 하였다. 개발 소프트웨어의 성능 검증을 위하여 Mars Global Surveyor의 화성 지도 작성을 위한 초기 궤도 요소를 사용하였으며, Satellite Tool Kit(STK)의 Astrogator모듈을 이용하여 산출된 결과와 본 논문에서 개발한 소프트웨어의 결과 값과 비교 하였다. 비교 결과 우주선의 모든 위치성분(반경방향, 궤도 진행방향 그리고 진행수직방향)은 화성 근접 탐사 우주선이 화성 주위를 12번 공전(약 1화성일)하는 동안 최대 ${\pm}5m$ 이내의 오차를 보여 주었다. 이는 본 연구를 통해서 개발된 소프트웨어의 성능에 대한 신뢰도가 매우 높다는 것을 의미한다. 따라서 개발된 알고리즘과 소프트웨어는 향후 우리나라의 화성 근접 탐사를 위한 우주선의 임무 설계시 활용 될 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.469-479
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• 2001

본 연구는 1999 ${\sim}$ 2001학년도의 대학수학능력시험에서 지구과학 II 선택 경향 및 선택과목간의 점수를 비교하고, 지구과학 관련 문항의 탐구과정 및 내용 요소별 분포와 각 문항에 대한 학생의 반응을 분석하여 정답률이 낮은 문항에 대한 오답 유형을 추출하였다. 대학수학능력시험의 자연계 응시자는 1995학년도에 43.14%이었으나 최근 2년 동안에 급격히 줄어들어, 2001학년도에는 29.51%이었고, 2002학년도에는 26.92%로 감소하고 있다. 자연계 응시자의 지구과학 II 선택 비율은 약 22%로 생물 II(약 38%), 화학 II(약 28%)에 이어 3번째이다. 탐구과정별로는 공통과학 및 지구과학 II 모두 자료 해석에 대해서 가장 많이 출제되고 다음으로 결론 도출 및 평가에 대해서 많이 출제되었다. 내용별로는 공통과학에서는 ‘지각의 물질과 지각변동’(20.83%)에서 가장 많이 출제되었고, ‘온실효과’와 ‘우주과학’에 대해서는 출제되지 않았으며, 다른 영역에서는 대체로 고루 출제되었다. 지구과학 II에서는 ‘지각의 물질과 변화’ (22.92%)영역에서 가장 많이 출제되었고, 전반적으로 고르게 출제되었으나 ‘환경과 자원’에서 출제되지 않았고, ‘태양계’에 대해서는 비교적 적게 출제되었다. 문항 난이도 분포를 보면 1999학년도는 예상정답률 40 ${\sim}$ 59%와 60 ${\sim}$ 79%의 문제를 각각 6, 10개 출제하였고, 2000학년도에는 40 ${\sim}$ 59% 1문항, 60 ${\sim}$ 79% 14문항, 80% 이상 1문항 출제하였으나 2001학년도는 16문항 모두를 60 ${\sim}$ 79%에 해당하는 것을 출제하였다. 정답률이 높은 문항은 문제 해결에 지구과학 개념이 요구되지 않고 탐구 과정만 요구되는 문항, 매년 출제되어 학생에게 익숙한 분야, 탐구 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권8호
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• pp.703-718
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• 2014

이 연구에서는 지구, 지구 - 달 계, 태양계, 그리고 은하와 우주를 포함하는 천체의 구조와 운동을 종합한 천문 시스템(astronomical systems)의 학습 발달과정(learning progressions)을 조사하기 위하여, 순위 선다형 평가 문항을 개발하고 이를 초등/중학생들에게 적용한 검사 결과에 기반하여 학습 발달과정 해석의 타당성 검증의 근거를 제시하였다. 연구의 과정은 '구인특화, 평가문항 개발, 평가결과 기술, 측정 모델'로 이루어진 4 단계의 구인 모델링 방식(construct modeling approach)에 기반하여 진행되었다. 천문 시스템의 내용적 평가 구인으로 천체의 운동과 구조를 선정하였고, 탐구실행적 평가 구인으로 공간적 사고와 시스템 사고와 같은 천문학적 사고를 선정하였다. 이 연구에서 개발된 순위 선다형 평가 문항들은 천문 시스템에 대한 학습 발달과정을 조사하기 위한 검사 도구로서 적절하였다. 즉, item fit 분석 결과는 학생들의 문항 반응 결과가 Rasch 모델로 측정한 결과와 부합하였다. 그리고 Wright map 분석 결과는 이 연구의 평가 문항들이 천문시스템에 대한 학생들의 가설적 발달 경로를 조사하는데 매우 효과적임을 보여주었다. 학습 발달과정의 하위 정착점에서 학생들은 천체들의 위치와 운동 방향의 변화를 지구에서 보는 관점에서 2차원 평면으로 해석하는 공간적 사고 수준을 보였으며, 지구-달 계의 모델에서 천체의 위치와 변화를 부정확하게 연결하거나, 태양계 행성들과 은하수에 대한 단순한 패턴을 인식하는 시스템 사고 수준을 보였다. 학습발달과정의 중간 단계에서 학생들은 우주에서 내려다 본 지구 및 지구-달 계, 태양계의 모델을 근거로 천체의 운동을 해석하는 공간적 사고의 수준을 나타냈으며, 천체의 구조를 구성하는 요소들을 이 모델들과 연관시키는 시스템 사고를 보였다. 학습 발달과정의 상위 정착점에서 학생들은 우주에서 내려다 본 관점에서 형성된 천체의 운동 모델을 지구에서 바라 본 관점에서 얻은 자료와 서로 연관시키는 관점 전환의 공간적 사고를 지구의 운동, 지구-달 계의 운동, 태양계 행성의 운동, 은하와 우주의 운동에 적용할 수 있었다. 또한 상위 정착점에 도달한 학생들은 천문 시스템의 설명 모델을 구성하는 하위 요소들 간의 상호연관성을 파악하고 이를 설명 모델에 적용할 수 있는 시스템 사고를 나타냈다.

• 대중서사연구
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• 제25권1호
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• pp.165-191
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• 2019

본고의 목적은 SF영화 <스타트랙> 시리즈에 나타난 시간여행의 모티프가 서사적 측면과 비서사적 측면에서 하고 있는 기능에 대해 고찰함으로써 SF서사에서 이 모티프가 계속 반복되는 이유를 밝히는 데 있다. <스타트랙 IV: 시간 초월의 항해>(1986)는 실제로 사용되는 항법인 슬링샷으로 태양 주위를 돌파하여 그럴듯하게 시간여행을 하는 것과 당시에는 없던 투명 알루미늄의 제작 공식을 알려줘 역사에 변화를 가져오는 예정 역설을 불러오는 것을 통해 이야기에 대한 관객의 흥미를 끌고자 한다. 또한 이 영화는 혹등고래를 중심 서사에 포함시켜 고래 보호운동이라는 당대의 현실적 문제에 부응함으로써 생태주의라는 이데올로기를 환기시키는 기능을 한다. <스타트랙 VIII: 퍼스트 콘택트>(1996)는 빛보다 빠른 속도로의 비행을 가능하게 해주는 가상의 장치로 스타트랙을 대표하는 기술인 워프 드라이브를 시간여행을 통해 그 탄생 시점에서 다룸으로써 서사에 흥미를 더하고자 한다. 그리고 영화는 핵전쟁이 가져올 수 있는 인류의 멸망을 경고하여 평화적 노력을 계속할 것을 역설하고, 외계와의 조우로 행성연방의 창설을 예고하여 현실 세계에서의 국가 간 협력의 중요성을 강조함으로써 평화주의와 이상주의의 시각을 드러낸다. <스타트랙: 더 비기닝>(2009)은 블랙홀에 의한 과거로의 시간 여행과 그로 인해 생성된 평행우주라는 시간여행 서사 요소를 통해 흥미를 높이는데, 특히 후자는 그동안 전개된 이야기를 그대로 유지하면서 자유롭게 새로운 시간선의 이야기를 창조하도록 해주는 리부트 기능을 한다. 더불어 이 영화는 스팍(과 연방함대)과 네로의 대립, 벌컨 행성과 로물루스 행성의 파괴, 인간과 벌컨족의 협력을 통해 1996년 영화에서 보여주었던 평화주의와 이상주의를 반복한다. 결국 세 편의 <스타트랙> 영화에서 시간여행은 서사적 측면에서 이야기에 대한 관객의 흥미를 최대한으로 끌어올리고 서사를 자유롭게 전개하게 해주는 기능을 함과 동시에 비서사적 측면에서 현재의 문제에 대해 논평하고 이상적인 해결 방안을 제시하는 기능을 한다고 할 수 있다. 본고의 의의는 위와 같은 시간여행의 기능으로 볼 때 SF서사에서 시간여행의 모티프가 앞으로도 계속해서 반복되면서 진화할 것이라는 예상을 가능하게 한 데 있다.