• 한국과학교육학회지
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• 제37권1호
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• pp.9-16
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• 2017

4년 주기로 반복되는 TIMSS 연구는 2016년 말에 TIMSS 2015 결과를 발표하였다. TIMSS 2015에서 우리나라 중학교 2학년의 과학 성취도는 이전 주기인 TIMSS 2011의 평균점수와 유사하며, 참여국 중 4위로 TIMSS 2011에 비해 1단계가 낮아졌다. 본 연구에서는 우리나라 중학교 2학년 지구과학 영역을 중심으로 TIMSS 2015 문항과 우리나라 교육과정의 일치도를 분석하고, TIMSS 2015 지구과학 평가틀의 평가주제별로 우리나라 학생들의 정답률과 응답경향을 분석하였다. 교육과정 일치도를 분석함에 있어서 제7차 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지를 분석대상으로 삼았다. 연구결과에 따르면, 교육과정에서 다룬 문항일수록 우리나라 학생들의 정답률이 높게 나타나며, 우리나라 학생들의 경우 선택형 문항에 비해 자유롭게 답을 적도록 한 구성형 문항의 정답률이 절반가량으로 떨어지는 것으로 나타났다. 지구과학 평가주제별로는, 지구의 구조와 물리적 특징, 지구의 변화와 역사 등을 포괄하는 '고체 지구' 영역의 경우 교육과정에서 다루어진 선택형 문항의 정답률은 높은 반면에, 실생활과 연계된 문항이나 생물 등 다른 과학영역과 연계된 문항의 경우 정답률이 낮게 나타났다. 지구의 순환을 포괄하는 '대기와 해양' 영역의 경우, 지역별 기후 비교나 지구온난화의 특징 등에 대한 우리나라 학생들의 정답률이 낮게 나타났는데 일부 내용은 중학교 사회과 지리 영역에서 다루는 것으로 나타났다. 태양계와 우주에서의 지구를 포괄하는 '우주' 영역의 경우, 지구의 자전과 공전, 달의 중력 등은 초등학교에서부터 학습한 내용이어서 높은 정답률을 나타내었다. 연구결과를 토대로 우리나라 중학교 지구과학 교육과정 개선 및 교수학습 개선 방안을 초등학교와 중학교교육과정에서 지구과학 내용의 연계성 확보, 학교 평가에서 서술형 문항의 출제 경향 변화의 필요성, 과학탐구 관련 역량 신장의 필요성 등의 측면에서 제안하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권1호
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• pp.1-5
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• 2021

이 논문에서는 축 방향 대칭성을 가지면서 두께를 무시할 수 있는 원판형 이상체 대한 벡터 중력과 중력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 밀도가 일정한 원판형 이상체의 중력 포텐셜을 원통 좌표계를 이용하여 정의한 후, 미분을 통하여 벡터 중력의 r 성분과 z 성분을 유도하였다. 벡터 중력 r 성분을 직교 좌표계에서 2개의 수평 성분으로 분해하여 벡터 중력을 구한다. 원판형 이상체의 중력 변화율 텐서는 직교 좌표계로 표현된 벡터 중력을 각 성분 방향으로 미분하여 유도하였다.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제7권2호
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• pp.266-275
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• 2014

The purpose of this study was to examine the effect of Earth System Education using multimedia on the elementary school students' environmental sensitivity and pro-environmental behavior. To verify this research problem, the subject of this study was fifth-grade students selected from two classes of M elementary school located in Busan city. For three months, the experimental group of 25 students was taught using multimedia. The comparison group also of 26 students was taught in normal classes which used a text-book. All students were given pre and post test to verify the effects of Earth System Education using multimedia on elementary school student's environmental sensitivity and pro-environmental behavior. The results from this study are as the following. First, Earth System Education using multimedia were effective on elementary school student's environmental sensitivity. Second, Earth System Education using multimedia were effective on elementary school student's pro-environmental behavior. Third, All most all experimental students were satisfied with Earth System Education using multimedia. In conclusion, Earth System Education using multimedia showed very positive effects on improvement of elementary school students' environmental sensitivity and pro-environmental behavior.

• 교육녹색환경연구
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• 제17권3호
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• pp.1-8
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• 2018

기후변화에 따른 지구 생태계의 변화와 에너지 및 자원고갈 등 전 지구적 대응노력이 절실한 상황에서 정부에서는 탈원전 정책 등 적극적인 정책을 수립하여 시행하고 있다. 특히 공공건물 중 적지 않은 비중을 차지하고 있는 학교시설은 학생수가 감소하는 반면 학교수가 증가하고 있으며 에너지사용량 또한 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 학교시설의 설계현황을 분석하여 에너지절약설계의 개선방향을 제시하고자 하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권3호
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• pp.225-235
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• 2021

이 연구의 목적은 천문 교육 방법의 개선 방향과 교육 자료 또는 소프트웨어 개발을 위한 시사점을 얻는데 있다. 교육과정 '태양계와 별' 지도와 연계하여 초등예비교사들에게 태양으로부터 행성까지의 상대적인 거리를 비교하는 재구성 과제를 제시한 후 이를 분석하였다. 연구 대상인 초등예비교사들은 B광역시 소재 초등 교사 양성 대학교 음악교육학과 2학년에 재학 중인 학생들로 남자 11명, 여자 19명이다. 도출된 시사점은 다음과 같다. 첫째, '두루마리 휴지를 이용한 거리 비교 활동'은 태양에서 행성까지의 거리를 단순 비교하는 데는 적합하지만 태양계의 광대함을 체험하게 하거나 학생 참여 중심의 수업을 이끌어내는 데는 한계가 있다. 둘째, 넓은 학습 공간의 확보와 함께 행성의 크기와 행성까지의 거리를 동시에 반영하고 또한 태양계의 광대함도 체험하며 실내에서 적용할 수 있는 초등학생용 소프트웨어 자료의 개발이 더 필요하다. 셋째, 교과서 자료는 초등예비교사의 수업 설계에 중요한 영향을 미친다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권6호
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• pp.545-554
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• 2018

백악기 음성분지는 북동-남서 방향으로 발달한 공주 주향이동 단층대를 따라 생성된 인리형 분지이다. 분지 남서부의 구곡리 농다리-미르 숲에는 두꺼운 자색 이암 퇴적층이 분포하며, 역암, 역질 사암, 녹색 이암 등이 자색 이암층에 협재한다. 퇴적층은 7개의 퇴적상으로 구성된다: 층리를 보이는 역암(C2), 실트암 내 역암(CE), 실트암 내 층리를 보이는 역질 사암(PSE2), 자색 사질 실트암(Zp), 녹색 사질 실트암(Zg), 자색 이암(Mp), 녹색 이암(Mg). 퇴적환경은 분지 남서부에서 발달하였던 충적-호소 퇴적계에서 충적 평원이 우세한 환경으로 해석된다. 구곡리 퇴적계의 퇴적층을 1:5000 축척 지형도를 이용하여 조사하였고, 도로 지질도로 작성하였다. 본 연구는 이 숲의 새로운 노두에서 측정한 고수류 방향 자료와 퇴적층의 특징에 근거하여, 동북동과 북북동 방향으로 발달한 하천 퇴적계를 새로이 제안하였다. 또한 기존에 보고된 구곡리 퇴적계의 모델을 개선하였다.

• 기독교교육논총
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• 제67권
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• pp.415-447
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• 2021

본 연구의 목적은 기후변화의 위기에 있어, 기독교교육이 생태학적 교육으로서 나아가야 할 방향을 모색해보는 데 있다. 기후변화가 보여주는 것은 불과 2-3도만 지구의 온도가 올라가도 생존이 불가능하다는 사실이다. 그러나 현재 우리의 모습은 삶을 변경하지 않는 한에서 기후변화의 위기를 염려하고 있다. 이를 위해 먼저 기후변화의 의미와 그 원인에 대해 살펴보았다. 인간중심주의적 세계관, 현대의 산업적, 과학기술적 성장, 그리고 소비지향적 사회구조 등을 그 원인으로 들 수 있는데, 인간중심주의적 세계관은 모든 것을 인간의 관점에서 정당화하며, 자연은 인간의 지배대상이나 하나의 도구로 간주해왔다. 또한 인간의 경제활동 규모가 커지면 커질수록 에너지 소비량은 증가하고, 이 증가에 따라 생태계 파괴의 위협도 증가한다. 개인의 소비증가와 풍요가 생태계 긴장을 가중시키는 것이다. 이러한 기후변화의 문제를 해결하기 위해서 성서 속의 창조를 통해 인간과 자연의 관계가 상생과 공존임을 규명하고, 안식의 원리를 통해 인간과 자연의 회복을 가져올 수 있으며, 성육신의 관점에서 세계를 하나님의 '몸'으로 이해하는 생태교육적 단초들을 발견하였다. 이 단초들을 토대로, 인간과 자연이 배려와 존중의 관계성을 가지는 생태적 패러다임으로의 전환, 창조영성의 회복, 청지기로서의 책임과 지구 차원의 연대를 이루어가기 위해 생태적 상상력의 함양을 제시함으로써 기독교 생태교육의 방향을 모색해보았다. 기후변화의 위기에 있어, 기독교의 생태교육적 단초들을 통한 기독교교육적 접근을 통해 지구의 회복이 이루어지고 책임적 존재로 다시금 설 수 있기를 기대해본다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.296-310
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• 2021

엘니뇨는 전지구적인 규모로 기후 변화를 유발하는 대표적인 해양-대기 상호작용 현상으로서 지구과학 분야에서 매우 중요한 교수-학습 소재로 사용되고 있다. 본 논고에서는 적도 해류계의 분포 특징 및 발생 역학에 관해 정리하였으며, 엘니뇨 시기의 적도 해류계 변동과 관련 오개념에 관해 조사하였다. 엘니뇨 시기에는 북적도해류, 남적도해류, 적도잠류들이 유의미하게 약화된다. 그러나 북적도반류는 중심축을 중심으로 남쪽 성분은 강화되고 북쪽 성분은 약화되면서 적도 쪽으로 남하하기 때문에 엘니뇨 시기의 북적도반류의 변동에 대해서는 일반화할 수 없다. 또한 서태평양에서는 북적도반류의 남하 폭이 커져 결과적으로 적도 서태평양에서는 동향류가 관측된다. 일부 대중 매체를 통한 과학 기사, 중등학교 평가 문항 뿐만 아니라 현직 교사들을 대상으로 한 설문 조사 결과 분석을 통해 엘니뇨 시기의 적도 해류계의 변동에 관한 개념이 통일되지 않았음을 확인하였다. 이는 기존에 사용되고 있는 엘니뇨 모식도의 부정확한 해석과 적도 해류 및 파동 역학에 관한 이해 부족과 연관된다고 유추할 수 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권1호
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• pp.76-90
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• 2022

본 연구에서는 20명의 예비 지구과학 교사들을 대상으로 논증구조 수업설계 프로그램을 적용한 후, 심층 면담을 진행하고 자료를 분석하여 과학논증 PCK 발달 모델을 도출하였다. 과학논증 PCK 발달 모델은 과학논증 PCK, PCK 생태계, 반성적 실천 등 세 가지 차원으로 구성된다. 과학논증 PCK는 논증구조를 교수적 추론 도구로 활용하여 수업을 설계하거나 실행하는 과정에서 발휘된다. PCK 생태계는 과학논증 PCK를 둘러싸고 상호작용하며 발달하는 차원으로, 기존의 통상적인 PCK 구성요소로 이루어진다. 반성적 실천은 과학논증 PCK와 PCK 생태계, 두 차원을 매개함으로써 각각의 차원을 조절하고 다양한 양태로 발달시킨다. 연구 결과를 토대로 도출한 결론은 다음과 같다. 첫째, 예비 과학교사들은 교수적 추론 도구로 논증구조를 활용하여 수업을 설계하거나 실행하는 과정에서 과학논증 PCK를 발휘할 수 있다. 둘째, 과학논증 PCK를 통해 다양한 PCK 생태계 구성요소들을 개발할 수 있으므로, 과학교사의 PCK 개발을 위해 과학논증 PCK와 같은 교수적 추론 도구와 관련된 PCK 개발이 선행될 필요가 있다. 끝으로, 과학논증 PCK는 반성적 실천을 유발하여 PCK 생태계 구성요소의 발달을 촉진하므로, 예비 과학교사의 반성적 실천을 지원하기 위해 과학논증 PCK를 활용할 필요가 있다.