• 한국지구과학회지
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• 제43권3호
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• pp.446-463
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• 2022

이 연구는 전 지구적 환경 변화에 대응하려는 인류 공동의 노력에 발맞추어 과학교육 측면에서 기후 변화를 설명하는 효과적 개념 체계로서 극지 소양 교육의 필요성을 제안한다. 이를 위해 현재 고등학생들의 극지 소양 현황을 양적 검사와 질적 면담을 통해 조사하고 시사점을 논의했다. 연구에 참여한 대상은 2개 고등학교 2학년 학생 329명으로 극지 소양 원리를 참조해 개발한 진위형 25문항으로 이루어진 검사에 참여했고, 이들 중 13명이 면담에 참여했다. 연구 결과, 극지 소양 원리의 일부 영역에서 다소 미흡한 이해와 함께 개념적 공백이 나타났다. 극지의 지리적 특징에 대한 지식이 견고하지 못하고, 빙권의 구성 요소와 주요 특성을 거의 알지 못했다. 이러한 개념의 결손으로 극지 변화와 전 지구적 기후 변화의 작동 기작을 잘 연결하지 못했다. 학교 교육과정에서 충족되지 못한 개념을 학교 밖 매체로 부터 비판 없이 수용하면서 기후 변화의 기작을 다소 단조롭거나 왜곡되게 인식했다. 한편, 극지와 기후 변화에 대한 모호한 이해와 함께 이를 보완하기 위한 인지 전략으로 언어 정보, 비유, 시각적 관찰 등을 활용했다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 학교 과학 교육과정에 기후 변화를 체계적, 종합적으로 이해할 수 있는 새로운 지식 체계로서 극지 소양 교육을 도입할 것을 주장했다. 이밖에도 타교과의 극지 소양 관련 지식의 일관성 검토, 기후 변화를 다루는 학교 밖 매체 정보에 대한 비판적 기준 제공, 학생들의 오개념 점검 및 사고 전략 파악 등을 시사점으로 제시했다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권2호
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• pp.169-183
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• 2023

본 연구는 극지의 높은 교육적 가치를 바탕으로 극지 교육의 방향과 과학과 교육과정을 올바르게 설정하기 위한 노력의 일환으로 학생들의 극지 소양을 평가, 분석했다. 연구를 위해 개발된 극지 소양 검사 문항은 극지에 대한 지식, 기능, 태도, 신념 영역과 학생들의 배경 변인을 묻는 문항으로 구성되었다. 예비 검사를 통해 여러 차례 수정, 보완된 최종 검사 문항은 32 3명의 중학교 2학년 학생들을 대상으로 적용되었다. 전체 학생들에 대한 극지 소양 문항의 응답 특성을 분석했고, 극지 문제를 바라보는 관점에 따라 학생들을 세계 시민적 관점 또는 실용적 관점을 지닌 집단으로 구분하여 이들의 극지 소양을 추가로 비교 분석했다. 분석 결과, 학생들은 극지의 기후 변화와 생물에 대한 이해는 높았으나 극지의 핵심 구성 요소인 '얼음'에 대한 이해는 매우 낮았으며, 극지의 문제를 다룰 때 지구 시스템적 사고로 접근하지 못했다. 또한, 세계 시민적 집단의 학생들은 실용적 집단의 학생들보다 극지의 문제에 대한 지적 이해가 높고, 그 심각성에 대해 깊게 공감하고 있었다. 본 연구는 설문 결과를 바탕으로 극지 교육이 앞으로 나아가야 할 구체적인 방향을 제시했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.734-751
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• 2021

이 연구는 극지 소양 교육을 학교 교육과정에 반영하기 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 교육과정을 현장에서 구현하는 교사들이 지닌 극지 인식과 교수 경험, 극지 관련 인지적·정의적 특성을 조사했다. 대도시 및 중소도시 10개교의 초·중·고등학교 교사 56명을 대상으로 극지 관련 인식, 교수 현황, 극지 지식, 극지와 기후 변화에 대한 신념 및 태도를 포함한 설문을 실시했다. 그 결과, 교사들은 극지 정보에 대한 효능감은 낮은 편이나, 극지와 기후 변화 문제 해결에 있어 교육자의 위상을 긍정적으로 평가하고 있으며 세계 시민적 가치를 실용적 목적보다 우선했다. 학교에서 극지와 기후 변화 문제를 교수한 경험은 교과와 비교과에 걸쳐 다양했지만, 완성된 형태의 교수-학습 자료를 제공받기 원하는 등 교수 개발에 있어 수동적인 면모를 보였다. 인지적 측면에서 교사들은 극지 변화와 기후가 영향을 주고받는 작동 원리와 과정에 대해 다소 모호한 이해를 드러냈다. 정의적 측면에서 대부분 교사들은 학교급을 초월해서 극지 관련 문제에 대한 신념과 태도에서 높은 경향이 나타났지만, 행동 선택은 근소하게 낮았다. 이상의 결과를 바탕으로 극지 소양을 증진시키기 위한 기회 및 자료 제공, 가치 및 태도 형성을 위한 다양한 맥락의 교육 소재 발굴, 극지 연구 자료를 활용한 교육 자료 개발, 학생과 교사를 포함한 극지 지식에 대한 오개념 파악, 초등 교사의 극지 소양 강화, 정의적 태도와 가치관 함양 등의 시사점을 제안했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권3호
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• pp.209-223
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• 2023

이 연구는 초·중등 학생의 극지 소양 함양을 위해 개발된 극지 소양 교육 프로그램을 적용한 효과를 평가하고, 기후 변화 대응 교육을 위한 시사점을 도출하기 위해 수행되었다. Polar-ICE 단체가 정립한 7가지 극지 소양 원리를 중심으로 개발한 모듈식 프로그램 중 과학개념을 강조한 프로그램과 인문학과 사회학적 쟁점을 강조한 프로그램 등 두 과정에 적합한 세부 프로그램을 선정해서 구조화했다. 이들 두 가지 프로그램은 서울 소재 대학 과학교육과에서 주최한 토요 과학교실에서 초등학생과 중학생 26명에게 약 69시간에 걸쳐 적용되었다. 26명의 학생을 세 집단으로 나누어 두 집단에게는 각각 극지 소양을 위한 과학 교육 프로그램과 인문 사회학적 쟁점 교육 프로그램을 실시했고, 나머지 한 집단은 극지 소양과 관련 없는 일반 과학 교육을 적용하여 대조군이 되었다. 프로그램을 적용하기 전후에 세 집단의 학생들은 모두 동일하게 극지 소양 검사와 극지에 대한 연상 단어와 장면을 진술하는 설문에 응답했다. 검사 결과는 비모수검정 방법인 Wilcoxon의 대응쌍 부호순위로 나타내어 프로그램 적용 전후의 향상도를 비교했다. 연구 결과 인지적 측면에서 실험군과 대조군 모두 지식 측면에서 프로그램 적용 후 향상이 나타났으나 실험군이 대조군 보다 향상의 정도가 더 컸으며, 명시적으로 다룬 내용이나 소재에서 특히 분명한 차이를 나타냈다. 정의적 측면에서 프로그램 전후의 차이는 그다지 큰 차이를 나타내지 않았지만, 인문 사회학적 쟁점을 다루었던 집단은 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 극지 심상의 변화는 실험 집단인 두 집단이 대조 집단에 비해 단조로운 이미지에서 좀 더 다양한 이미지로 분산되는 경향이 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 극지 소양 원리 과학 교육 프로그램의 효과를 높이기 위해 유의할 점, 과학적 사고를 함양하고 지구계 교육에 도움이 되는 소재로 활용할 필요성, 극지에 대한 태도를 향상하기 위한 방안, 기후 위기 대응을 준비하는 학교 교육 과정과의 연계 등의 시사점을 제안했다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.717-733
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• 2021

이 연구는 극지 연구의 중요성을 확산하고자, 극지 소양 교육 방향을 설정하는 기초 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 초·중·고등학생들의 극지 인식을 극지 정보 획득 현황, 극지에 대한 인상, 극지 문제 인식 측면에서 조사했다. 초·중·고 9개교 학생 975명이 선택형과 서답형이 포함된 16문항에 대한 설문 조사에 참여했다. 연구 결과, 학생들은 시청각 매체를 중심으로 한 극지 경험이 많았고, 학교 교육에서 극지에 대한 학습 경험이 상대적으로 적었다. 극지에 대한 인상은 지구 온난화로 빙하가 녹으면서 위기에 처한 북극곰과 같은 이미지가 대부분이었다. 학생들은 시청각 매체에서 본 장면을 정서와 결합하면서 이미지를 형성했다. 극지 문제 인식 측면에서 학생들은 공통적으로 생물과 자연 환경, 기후 변화에 관심이 많았지만, 학교급 및 진로 희망에 따라 관심 분야가 달랐다. 학생들은 극지 문제를 해결하는 주체로서 과학자의 위상을 높게 평가했으며, 극지 문제에 대해 실용적 가치보다는 세계 시민적 가치를 우선했다. 이상의 결과를 바탕으로 학교 교육과정에서 극지 내용 수용 및 체계화, 극지 과학자와 교육자의 협력에 의한 차별화된 학습 경험 마련, 여러 교과에 생성력 있는 빅아이디어 중심의 극지 소양 설정, 지구계 중심의 학습 접근법, 후속 연구의 방향 설정, 다양한 가치를 수용하는 과학 교육의 필요성 등을 시사점으로 제시했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권1호
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• pp.19-32
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• 2022

기후 변화의 감지, 예측의 최적지이며 미래 기술, 자원의 보고인 극지의 중요성에 따라 극지 교육의 필요성이 더욱 강조됐다. 이에 본 연구에서는 극지에 대한 초등학생의 일반적 인지 및 정의적 특성을 탐색한 후, 극지에 대한 경험 다양성 수준에 따른 인지 및 정의적 특성을 추가로 분석했다. 연구를 위해 개발된 검사 문항은 43명의 초등학교 5학년생을 대상으로 한 예비 검사를 통해 수정, 보완되었다. 검사 문항은 학생들의 배경 변인으로 성별, 극지에 대한 학습 경험 및 일상 경험, 과학적 소양을 묻는 문항과 극지 지식, 기능, 신념, 태도를 묻는 문항으로 구성됐다. 문항의 유형은 선택형, 진위형, 리커트(4점)이며 총 66개다. 검사에 참여한 학생들은 대·중·소 도시의 초등학교에 재학 중인 5학년생 323명이다. 연구 결과, 학생들은 극지의 변화와 관련된 과학적 원인 및 과정보다는 극지의 변화로 인한 극적인 결과에 관심이 크고 잘 알았다. 이는 극지의 주요 특징임과 동시에 극지 환경 변화 매커니즘의 중심에 있는 얼음에 대한 이해보다, 극지 환경 변화로서 고통 받을 극지 생물에 더욱 관심이 크고 잘 알고 있다는 사실을 통해 확인됐다. 또한, 학생들은 극지 기후 변화의 문제를 자신을 제외한 전지구적 문제로 인식했다. 북극과 남극에서 일어나는 일은 전 세계에 영향을 미치지만, 자기 자신과 지역 사회에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 생각한다는 것이다. 극지에 대한 지식의 수준과 극지 관련 자료를 해석, 추론하는 탐구 능력은 서로 큰 관련이 없었으며, 극지에 대한 경험 다양성의 수준이 높은 학생일수록 극지의 과학 기술에 대한 이해가 뛰어났다. 본 연구는 학생들의 극지 소양 관련 특성을 점검했다는 것과, 향후 극지 교육이 나아가야 할 방향을 제시하는 기초 자료가 될 것이라는 점에서 의미가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권2호
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• pp.201-220
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• 2021

이 연구는 최근 연구가 활발히 진행되는 극지 과학에 대한 인식과 관심을 널리 확산하고, 극지 소양의 개념과 방향성을 설정하고자, 학교 공통교육과정에 해당하는 교과서에서 극지 내용을 다룬 현황을 분석했다. 우리나라를 포함해 극지 진출이 활발한 5개국-미국, 프랑스, 일본, 독일, 영국의 과학과와 사회(지리)과 교과서 110권으로부터 추출한 402건의 사례를 함께 분석했고, 내용적, 형식적, 수업 단계적 측면에서 양적·질적 분석을 시도했다. 분석 결과를 바탕으로 지질과학 교육으로서 극지 연구의 가치와 더불어 지구 환경 변화의 지표로서 극지 연구의 인식 확산이 필요함을 논의했다. 교과서는 극지 빙하, 극지 화산론, 고체지구물리학, 극지 기반 시설, 그리고 지질 유산의 보전과 지질 자원 등 주요한 극지 주제와 소재로 활용했다. 이를 통해 극지는 지구의 과거와 현재, 미래 환경에 중요한 단서를 지닌 연구 분야이며 좋은 지질학 교육 소재임을 알 수 있지만, 이를 체계적으로 강조할 교육학적 접근이 보완될 필요가 있다. 이를 위한 연구의 시사점으로 극지 과학 연구자와 교육자의 협력 체계 구축, 극지 소양을 위한 핵심 개념 추출과 그에 따른 내용 재구성, 교과와 연관된 새로운 극지 소재 발굴, 교과서 제시 형식의 다양화와 시각 자료 수준의 심화, 올바른 인지적 이해에 기반한 정의적 심상 고취 등을 제시했다. 교과서 속 극지 내용의 정비를 통해, 학생들의 극지 소양과 극지 과학 문화가 확산되고, 장차 지속 가능한 극지 연구의 원동력이 될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.126-131
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• 2010

본 논문에서는 극지 빙해역을 운항하는 쇄빙선박이나 해양구조물에 작용하는 해빙의 재료특성을 계측할 수 있는 간이 실험 장비를 제작하였다. 극지 빙해역을 운항하는 쇄빙선박의 빙저항이나 해양구조물에 작용하는 빙하중을 추정하기 위해서 극지 현장에서 실규모의 시험을 수행하게 되는데, 저온과 얼음이라는 악조건을 극복하기 위한 빙역학 기술과 특수 장비가 필요하다. 국내에 한국해양연구원 MOERI 빙해수조가 완공됨에 따라 얼음의 특성을 고려한 모형빙 재료특성 시험용 계측장비가 일부 마련이 되었으나 빙해역 현장 시험에 대한 경험이 전무하며, 계측장비에 대한 지식과 기술 역시 확보되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 차후 쇄빙연구선 ARAON호를 이용한 빙해역의 실선계측 시 해빙의 강도를 측정하기 위한 계측시스템 마련의 일환으로 시험편 획득을 위한 코어링 장비와, 해빙의 재료특성 중 1축 압축강도를 측정하기 위한 간이 압축시험기 그리고 얼음의 결정구조를 파악하기 위한 편광기를 제작하였다. 또한 극지 현장실험에 적용할 실험기법 확보를 위한 일련의 과정을 마련하기 위해 제작된 장비를 이용해 소양호에서 현장실험을 수행하였고 계측된 결과를 참고문헌과 비교해본 결과 유사한 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.599-616
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• 2020

해수면온도는 해양-대기 상호작용, 열속 변화, 대양의 해양 순환을 이해할 수 있는 가장 중요한 해양 변수들 중의 하나이다. 0℃ 이하 -2℃까지 극저 해수면온도는 기후변화 및 지구환경 변화를 유도하고 조절하기 때문에 다른 범위의 해수면온도보다 더 중요하게 다루어져야 한다. 전구 대양에서 이러한 극저 해수면온도의 시간적 공간적 변동성을 이해하기 위하여 1982년부터 2018년까지의 기간 동안 관측된 인공위성 일별 해수면온도 데이터베이스를 활용하여 평균 기후장을 산출하였다. 또한 장기간의 해양 실측 자료에 기반하여 생산된 표층 수온의 기후 평균장을 활용하여 극저 해수면온도가 전구 대양에서 존재하는 해역과 0℃ 등온선의 월별 공간 변동을 분석하였다. 그 결과 극저 해수면온도는 북극해와 남극해와 같은 극지 해역과 고위도의 연해에서 상당한 해양의 표면적을 차지하고 있었다. 이러한 극저 해수면 온도가 어떻게 시각화되어 있는지 검토하기 위하여 6종 지구과학교과서를 분석하였다. 대부분의 교과서에서 해수면온도 삽화는 0℃ 혹은 그 이상 수온에서 부터 도시하여 학생들이 극저 해수면온도에 대한 개념과 역할에 대한 이해를 획득하는 것을 저해하고 있었다. 데이터 시각화는 데이터 리터러시의 주요한 요소 중에 하나이므로 위성 해수면온도 자료가 교과서에 적절하게 시각화되도록 교과서 삽화의 개선이 필요하다. 본 연구는 인공위성 해수면온도 자료와 해양 실측 자료를 활용하여 해양 데이터의 시각화를 통하여 해양학적 소양과 데이터 리터러시가 동시에 함양되고 강화될 수 있음을 강조하였다.