• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.27-39
• /
• 2019

본 연구는 고등학교 '통합과학' 교과와 연계하여 CLAMP(Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) 고기후 탐구를 통해 기후변화 교육을 할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발했다. PDIE 교수 설계 모형에 따라 2015 개정교육과정과 과학 교과서를 분석했고, 전문가 패널과 pilot test를 통해 10차시의 수업자료를 개발했다. STEAM 수업 과정에 따라 상황제시 단계에서는 학교 부근의 광엽수종에서 잎을 수집하여 LMA(Leaf Margin Analysis) 기후 탐구활동으로 학습목표를 제시했다. 창의적 설계 단계에서는 연구 지역의 지질과 화석에 대해 학습했고, CLAMP 입력자료(잎화석의 인상학적 31가지 특성)를 분류하는 실습을 했다. 감성적 체험과 새로운 도전 단계에서는 야외학습으로 화석을 채집하고, CLAMP 방법으로 고기후를 탐구하며 신생대의 기후 변화 경향과 원인에 대해 토의하는 과정에서 기후소양을 함양하게 하였다. 개발 프로그램의 타당도 검증은 전문가 패널 간의 신뢰도 구축 과정을 통해 모든 항목에서 개발 목적에 적합하다는 평가(CVI .84)를 받았다. 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용하기 위해서 불일치 사항을 보완하고, 적합성을 검토하기 위해 예비수업을 실시했다. 참여한 학생들의 수업만족도는 4.48이었고, 이들의 의견을 반영하여 프로그램을 완성했다. 이 연구는 고등학생들에게 기후변화에 대한 실천적 지식과 대응 행동 의지를 갖게 하고, 기후소양 함양에 기여할 수 있을 것이다.

• 과학교육연구지
• /
• 제48권2호
• /
• pp.111-120
• /
• 2024

본 연구의 목적은 생태 관광을 활용한 습지교육프로그램을 개발 및 적용하고, 중학생의 환경 소양에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 습지교육 프로그램은 중학교 교육과정을 분석하고 과학, 사회, 도덕, 기술가정 등의 교과와 연계하여 개발되었다. 본 연구의 대상은 제주 지역 중학교 2학년 학생 49명이다. 환경 소양 분석 결과, 생태 관광을 활용한 습지교육 프로그램은 환경 소양의 인지적 영역과 심동적 영역에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 특히 '기후변화 원인'과 '기후변화 대응'에 대한 인식이 높아진 것으로 나타났다. 환경 소양의 정서적 영역에서는 유의미한 차이를 나타내지 않았으나, 오염에 대한 태도, 적극적 태도 등 세부적인 부분에서는 긍정적인 효과를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 습지교육 활성화를 위한 효과적인 방법으로 생태 관광을 활용한 교육적 접근을 시도하는 후속 연구가 진행되기를 기대한다.

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

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.33-33
• /
• 2022

팔당댐 유역은 수도권 2600만 인구의 상수원으로, 수도권 전체 물 소비량의 90.2%에 달하는 물을 공급하고 있어 중요성이 상당히 크다. 하지만 기후변화로 한반도에 극한기후의 발생 빈도가 증가하면서 미래 수자원 관리가 더욱 어려워질 전망이다. 이에 본 연구에서는 모형 구축을 통해 기후변화가 팔당댐 유역의 수자원에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하였다. 본 연구는 저수량이 높은 다목적댐이자 상류에 위치하는 소양강댐, 충주댐의 유역의 유입량을 수문모형인 VIC model로 모의하였다. 댐의 존재에 따른 하류의 유량 교란을 고려하기 위해 딥러닝 기반의 LSTM 예측 모형을 활용하였고 각 댐의 방류량을 예측하였다. 보정 기간(1986-2019), 검증 기간(2020)에 대한 방류량 예측 모형의 NSE는 0.9407, 0.6449로 높은 예측성능을 보였다. 팔당댐 유입량 예측에도 LSTM이 활용되었고 소양강댐, 충주댐의 방류량과 두 유역을 제외한 잔여유역의 기상변수인 강우량, 온도, 풍속이 입력되었다. 팔당댐 유입량 예측 모형의 NSE는 보정 기간(1986-2019), 검증 기간(2020)에 대해 각 0.9990, 0.7878로 유입량을 정확도 높게 예측하였다. 기후변화의 영향을 평가하기 위해 기상청에서 제공하는 RCP4.5의 상세화된 고해상도(1km) 미래 기상자료를 구축된 모형에 입력하여 미래의 팔당댐 유입량을 모의하였다. 모의 결과, 미래 기간에는 팔당댐 일 유입량의 변동성이 증가하면서 유황이 불안정해지고 극한에 해당하는 빈도 갈수량이 크게 감소하는 것으로 예측되었다. 따라서 극한기후로 인해 물 공급이 제한되는 재난 상황에 대비하여 물 공급에 대한 자립성을 높일 수 있는 새로운 물관리 정책이 필요할 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.153-165
• /
• 2023

본 연구는 학습자들의 환경 소양을 조사하여 환경 소양의 요인별로 그 결과를 분류한 후, 요인별 분류에 따른 학생들의 환경행동 실천 경험에 대해 어떤 차이가 있는지를 알아보기 위한 연구이다. 연구의 실행은 P 광역시에 위치한 D 초등학교 6학년 학생 47명의 학생들을 최종 분석의 대상으로 진행되었으며, 환경소양 검사지와 환경행동 실천 경험에 관한 설문지를 주요 데이터로 사용하였다. 연구의 결과 학습자들은 환경소양 요인에 따라 세 군집으로 분류되었으며, 각각 고 환경소양군, 저 환경소양군, 저기능정서군으로 명명하였다. 각 군집별로 환경행동 실천 경험에 대한 기술 내용을 활용하여 언어 네트워크를 형성하고, 중심도 분석을 실시하여 시각화한 후 분석하였다. 분석한 결과 고환경소양군은 1) 환경행동 실천 주체를 개인과 가족으로 인식하고, 2) 환경행동 실천 경험을 환경소양의 모든 요소와 연관지어서 기술하였으며, 3) 기후변화에 대해 비교적 비관론적 관점으로 인식하는 것을 확인하였다. 저 환경소양군과 저기능정서군은 1)환경행동 실천 주체를 비교적 사회적 문제로 인식하고, 2) 환경행동 실천 경험에 대한 기술이 비교적 편향되어 있으며, 특히 저기능정서군은 지식 요소에 집중되어 있다. 그리고 3) 기후변화에 대해서는 비교적 낙관론적인 관점으로 인식하고 있는 것을 확인하였다. 이 같은 결론을 바탕으로 환경교육의 관점에서 시사점을 주는 제언을 하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.113-123
• /
• 2017

이 연구에서는 시스템 사고와 STEAM의 이론을 고찰해 보고 이 이론을 근거로 기후변화 학습에 맞는 시스템 사고 기반의 STEAM 프로그램을 구안하여 학교 현장에서의 적용효과를 확인하고자 하였다. 연구자와 외부전문가들의 지속적인 전문가 과정을 통해 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 개발하였으며, 중학생들을 대상으로 8주에 거쳐 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 과학수업에 적용하였다. 따라서 현장 적용에 대한 효과성을 검증하기 위해 시스템 사고 검사와 STEAM 소양 검사를 실시하였으며, 최종 학업 성취도 검사를 실시하여 시스템 기반 STEAM 프로그램의 효과성을 확인하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 분석에서는 시스템 사고의 하위 구인 중 '정신 모델'을 제외한 '시스템 분석', '개인숙련', '공유비전', '팀 학습'에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 둘째, STEAM 소양 검사에서는 '과학', '기술', '공학', '예술', '수학'의 사전 사후에 의한 두 집단 독립표본 t검정의 통계 결과, STEAM 소양의 하위구인들 전체에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 셋째, 기후변화에 관한 학업성취도 평가에서는 실험집단이 비교집단에 비해 학업성취도가 높은 것으로 확인되었다. 따라서 시스템 기반 STEAM 프로그램이 시스템 사고를 통한 융합적 사고력 배양에 적합하며, 기후변화 과학을 바탕으로 새로운 아이디어를 제시함으로써 창의적으로 문제를 해결하는 사고 능력을 신장할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1B호
• /
• pp.55-64
• /
• 2008

기후변화에 대한 명백한 증거가 전 세계적으로 관찰되고 있음에도 불구하고 현재 사용 중인 홍수 빈도분석 방법은 이러한 기후변화나 장기변동성을 고려할 요소를 갖추지 못하고 있다. 본 연구에서는 관측된 연최대 일강우량과 일유출량 시계열을 대상으로 추세분석을 실시하여 전 지구적으로 나타난 기온상승과 같은 증가추세가 존재하는지 linear regression과 Mann-Kendall 기법을 이용하여 살펴보았으며, 나아가 기후의 변동성으로 인해 발생할 수 있는 홍수량의 증가추세를 반영한 빈도분석 방안을 제시하였다. 5개 대상지점(서울, 인천, 울릉도, 전주, 강릉)의 연최대 일강우량 모두 시간에 따른 증가추세를 일관되게 보이고 있었으나, 통계적인 유의성이 검증되지는 않았다. 홍수량도 3개의 대상지점(안동댐, 소양강댐, 대청댐) 모두에서 시간에 따른 증가추세가 관찰되었으나, 안동댐의 상향추세만이 통계적인 유의성을 내포하였다. 선형추세를 가진 홍수량의 빈도분석 및 위험도를 추정할 수 있는 대수정규 추세모형(log-normal trend model)을 소개하고, 안동댐과 소양강댐의 홍수 빈도분석을 위해 적용하였다. 적용결과 대수정규 추세모형의 2005년 50년 빈도 홍수량은 안동댐과 소양강댐 모두 대수정규 모형보다 각각 41%와 21% 증가하였으며, 목표연도가 증가함에 따라 추정되는 홍수량 역시 함께 증가함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.1658-1662
• /
• 2009

최근 들어 기후 변화로 인한 이상 강우 현상과 기록적인 집중 강우로 탁수 발생의 빈도와 강도가 증가하고, 탁수의 장기간 하류 방류로 인해 경제적인 피해가 발생할 뿐만 아니라 환경적으로도 중요한 문제로 대두되고 있다. 저수지로 유입된 탁수의 시공간적 분포 예측 결과의 신뢰도는 탁수 밀도류 해석의 정확도에 가장 큰 영향을 받으므로 유입 하천수의 밀도 거동에 대한 정확한 해석이 필요하다. 따라서 탁수의 거동해석은 수리 및 수질의 연동 모의(Coupled modeling)가 필수적이다. 본 연구의 목적은 수리 및 수질의 연동 해석이 가능한 2차원 횡 방향 평균 모형(CE-QUAL-W2)을 소양호에 구축하고, 기록적인 강우 사상을 보인 2006년 수문조건에서의 모형의 적용성과 한계점을 평가하는데 있다. 구축한 소양호 탁수 예측 모델을 2006년 탁수사상에 적용한 결과, 홍수 사상으로 이중 첨두 유량이 발생한 후 저수지 내에서 중층 밀도류와 바닥밀도류의 두 가지 밀도류 형태가 혼재하여 진행되는 현상이 적절히 모의되었다. 하지만, 저수지내에서 측정한 탁수 수괴(plume)의 시공간적 수직분포(profiles)는 모의결과와 다소 편차를 보였으며, 특히 저수지 바닥 인근에서 모델은 실측값을 과대평가 하였다. 오차의 원인은 모델 입력 자료의 불확실성과 수치모델의 불확실성으로 판단된다. 따라서 향후 탁수 거동 모델링과정의 불확실성을 최소화하고 모의결과의 신뢰도를 개선하기 위해서 극한탁수 사상에서 발생하는 수리학적 현상과 SS 입자 동력학에 대한 이론적 연구와 입력 자료의 정확한 산정을 위한 현장 실험이 필요하다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권5B호
• /
• pp.439-447
• /
• 2011

변화할 것으로 예측되고 있는 기후환경에서 현재 수공구조물의 적응능력을 평가하고 지속가능한 시스템을 만들고자 하는 것은 최근의 수자원 관리의 핵심이다. 본 연구에서는 한강수계 5개의 댐을 대상으로 다양한 유입량에 따른 방류량 및 저류량의 변화를 퍼지 추론 시스템을 이용하여 분석하였다. 유입량의 변화에 대한 최대 저류량 및 최소 저류량의 변화를 저수지의 적응능력이라 정의하여 분석한 결과, 저류용량이 상대적으로 작은 광동댐은 유입량의 급격한 증가를 감당하기 어려우며, 소양강댐은 강우량 변화에 대한 적응능력이 가장 뛰어난 것으로 판단되었다. 그러나 퍼지 추론 시스템은 소속함수를 임의로 지정하고, 과거 자료를 이용하여 검증하기가 용이하지 않으므로, 보다 정확하고 효율적인 모의를 위해 소양강댐을 대상으로 적응 신경망-퍼지추론 시스템을 구축하여 적응능력을 평가하였다. 과거 자료의 빈도분석 결과와 기후변화 시나리오를 바탕으로 구축된 9개의 강우 시나리오에 대해 소양강댐의 방류량 및 저류량을 모의한 결과, 유입 시나리오에 따라 매우 상이한 저수지 운영결과를 나타냄을 알 수 있으며, 적응 신경망-퍼지 추론 시스템이 변화하는 강우량과 패턴에도 불구하고 안정적으로 저수지를 운영함을 알 수 있었다.

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