• 한국지구과학회지
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• 제28권6호
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• pp.699-706
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• 2007

본 연구의 목적은 지구 시스템 과학을 학습하는 학생의 개념과 사고에 직접적인 영향을 미치게 될 지구과학 예비 교사들의 물 순환의 구성 요소와 순환 과정에 대한 인식을 밝히는 것이다. 국립사범대 지구과학교육학과에 재학 중인 지구과학 예비 교사 50명을 대상으로 개념 그리기 방법을 적용하여 물 순환의 구성요소로 응답한 개념들을 지구 시스템의 하위계인 수권, 기권, 암권, 생물권의 범주로 코딩하고, 물의 순환 과정으로 응답한 요소들로부터 지구 시스템 하위계의 상호작용에 대한 인식을 분석하였다. 예비 지구과학 교사들은 물 순환의 구성요소를 주로 수권과 기권에 한정하여 인식하고 있으며, 생물권에서 식물과 동물의 작용에 대한 인식이 매우 부족하고 특히 인간이 물의 순환에 미치는 영향에 대한 인식은 극히 드물었다. 물의 순환 과정에 대해서는 대부분의 예비 교사들이 증발과 강수만을 순환 과정으로 인식하고 있으며, 지표면의 이동에 비해 지하에서의 이동에 대한 인식이 부족하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.325-343
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• 2021

이 연구의 목적은 한국 천문 유산인 앙부일구와 고대 천문 기록을 활용한 과학 교육 프로그램을 개발하고, 시범적용을 통해 활용 가능성을 탐색하는 것이다. 앙부일구와 고대 천문 기록의 TSK 구성적 특성, 과학 교육과정과의 연계성, NOS와의 연계성을 고려하여 앙부일구는 초등학생을 위한 핸즈온 활동으로, 고대 천문 기록은 중·고등학생을 위한 과학 탐구 활동으로 개발했다. 개발된 프로그램을 초등과 고등 집단에게 시범 적용하여 활용 가능성을 확인했다. 앙부일구 활동을 통해 학생들은 절기별 태양 운동에 대한 오개념을 수정하며 개념 지식을 정교화했고, 이후 천구 좌표계 개념과의 연계 가능성을 확인했다. 학생들은 앙부일구의 과학적 가치를 인식했으며, 과학·기술·사회 간 상호작용의 본성을 이해했다. 고대 천문 기록 활동에서 학생들은 귀납 및 연역적 탐구 방법을 경험했고, 다양한 정보와 전략을 활용했다. 활동을 통해 학생들은 TSK에 대한 과학적 이해와 태도를 발전시켰다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.70-70
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• 2010

이 연구의 목적은 귀추적 탐구 방법과 관련된 전략들을 적용하여 지구온난화에 관련되어 측정된 다양한 유형의 데이터를 관련된 사실, 원리, 법칙, 선행 연구 결과 등을 토대로 지구통합적인 관점과 지구계를 구성하는 요소들 간의 상호작용과 영향을 중심으로 재해석하고 이해하는 것이다. 지구과학(지구시스템과학)의 학문 성격, 최근 동향, 본성 및 탐구 대상의 특성에 대한 내용과 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법에 대해 학습한 후, 학생들은 인천 및 다양한 지역의 기상과 해양 자료 분석을 통하여 관찰되는 현상(결과)의 원인과 영향을 파악하는 연구 활동을 하였다. 이 과정에서 귀추적 탐구를 충분히 이해할 수 있도록, 과학 탐구에서 귀추적 탐구 방법을 사용하는 과학자들의 예시와 모의 활동을 통하여, 귀추적 탐구 방법에 사용되는 다양한 사고 전략(예, 데이터의 재구성 전략, 유추 전략, 개념적 결합 전략 등)에 대한 예시를 경험하였다. 학생들은 지구온난화에 관련되어 나타나는 현상(조사된 사항 포함)과 영향에 대해 지구시스템적으로 이해하고 재해석하기 위해 지구시스템을 구성하는 요소(예, 수권, 대기권)와 관련된 데이터 정보를 검색하고 수집하였다. 1) 지구시스템과 지구온난화에 대한 조사하고, 2) 지구온난화 및 기후변화의 변동성 확인한 후, 3) 지구온난화와 관련된 선행 연구 결과 분석하였다. 또한, 지구과학의 본질적 속성에 잘 부합하는 귀추적 탐구 방법의 이해와 적용하는 과정에서 1) 지구 온난화 및 기후 변화의 실태 파악하고, 2) 인천 지역의 월별, 계절별 기온 변화 분석 및 경향 조사(탐색: 연구문제 규명)한 후, 3) 인천과 속초 지역의 기온, 수온의 변화 추이 및 분석 (조사: 원인 조사 과정)하였다. 4) 속초 지역의 평균해면기압변화 추이 및 분석한 후, 그 결과를 토대로 5) 문헌조사 및 선행연구 결과 분석을 통한 지구 온난화의 영향을 미치는 요인 재검토 및 확인(선택 및 설명)하여, 6) 인천지역과 속초지역의 지구온난화 원인 분석 및 문제점 보완(설명)하기 위해 7) 겨울철 지구온난화가 더 심각한지 부산지역과 포항지역의 자료 분석을 통하여 연구 결과 내용의 보완 (추가 조사 및 설명)한 후, 8) 분석 결과 및 해석 내용을 전문가와 상담 실시하였다. 이 연구는 연구를 진행하면서 얻은 결과를 교육적 측면에서 다시 정리해 보면 다음과 같다. 우선, 학생들의 지구환경적 문제 해결 과정에서 귀추적 탐구 방법을 활용한 문제 해결 능력을 향상시켰다. 아울러, 지구과학의 탐구 본성, 최근 동향, 탐구대상의 특성 등의 학습을 통해 지구과학도로서의 기본적인 소양과 자질 향상에 기여하였으며, 사회과학의 연구방법을 순수과학연구에 접목하여 과학자로서의 문제해결 능력과 시스템 사고력을 향상시켰다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권3호
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• pp.290-304
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• 2008

이 연구의 목적은 고등학생들의 태양계 상대적인 크기를 쉽게 이해하고 창의적인 사고 능력을 키우기 위한 교육 프로그램 개발이다. 프로그램은 태양계의 상대적 크기 영역에서 4개 주제와 8차시 분량으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 구미시에 소재한 G 고등학교 10학년 155명에게 투입하였다. 연구 결과를 살펴보면, 개발된 프로그램 학습을 통해 학생들이 태양계 행성들의 상대적인 크기를 쉽게 이해할 수 있었고, 발산적 사고로부터 수렴적 사고로 이어지는 창의적 사고력을 향상 시켰다. 개발된 프로그램의 주제별 활동을 통하여 학생들에게 창의적 사고 능력의 배양과 태양계내의 행성간 거리와 크기에 대해 쉽게 학습시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.1-8
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• 2011

본 논문 새로운 경기도 교육청에서 선도하여 시행하고 있는 경기 혁신 교육지구 사업에 관하여 문제점과 발전방향을 고찰하였다. 특히 현재 직면한 특성화고등학교의 여러 가지 문제점을 인식하고 특성화고등학교의 경쟁력을 높이는 방안으로 프로그램의 내용과 수준을 살펴보았으며 교육혁신지구 사업의 장단점을 분석하여 향후 발전방안을 모색하기도 하였다. 선행 연구 분석결과 지원대상과 특성화고의 취업지원이 미치지 못하는 부분이 발생 하였으며 일반계 초 중등학교에 전반에 걸쳐 지원 되므로 특성화고(전문계)에서 필요로 하는 하드웨어 기반보다는 보편적 교육복지로 초등학교, 중학교, 일반고에서 원하는 감성적 소프웨어적인 지원이 보다 많은 것을 알 수 있었다. 이에 특성화고 학부모와 교사 학생에 대한 설문지 조사 분석결과 대체로 만족한 평가를 받았지만 균형적인 지원을 요구하는 교사가 증가하고 교육효과를 의심하는 학생도 있고 일부 학부모는 주민입장에서 교육보다는 지역 발전을 요구하는 경우도 설문조사에 포함되어 아직까지 학부모 교사 학생들이 혼선을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는 지역교육공동체 구축을 내실화하고 행 재정지원 에서 교육청과 지자체가 적극적으로 공교육 혁신을 이루기 위한 신뢰와 믿음으로 대규모 시설사업에서 탈피하여 특성화고 학교실정에 맞는 프로그램이 지원이 될 수 있도록 지역혁신교육협의체에 지역특성화고 교사를 포함한 전문가 교사운영위원회를 설치 참석시켜 현장의 요구를 반영시킬 수 있어야 하겠다. 지역의 인적 물적 인프라 활용한 계획으로 초빙강사인력풀 구축 하여 혁신프로그램을 수행하는 교사에게 제공하여 교육의 질을 높이고. 학생의 선택권을 넓혀 우수 타 학교 프로그램에 참여 기회를 주도록 개선방안을 모색하여야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.524-535
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• 2021

급격한 기후 변화와 해양 온난화에 의해 지난 수십 년 동안 파고의 변동성이 증가하였다. 상위 1% (또는 5%) 파고와 같은 극한 파고는 국지적인 해역 뿐만 아니라 전 지구 대양에서도 평균 파고에 비해 현저하게 증가하였다. 1991년부터 인공위성 고도계를 활용하여 유의파고를 지속적으로 관측하고 있으며 통계적 기법을 기반으로 100년 빈도 유의파고를 추정하기에 비교적 충분한 자료가 축적되었다. 이어도 해양과학기지에서 유의파고 극값을 추정하기 위하여 2005년부터 2016년까지 위성 고도계 자료를 활용하였다. 대표적인 극값 분석 방법인 Initial distribution Method (IDM)와 Peak over Threshold (PoT)를 위성 도고계 유의파고 관측 자료에 적용하고 이어도 해양과학기지에서 관측된 실측자료와 비교하였다. 이어도 해양과학기 관측 자료에 IDM과 PoT 기법을 적용하여 추정된 100년 빈도 유의파고는 각각 8.17 m와 14.11 m이며, 인공위성 고도계 관측 자료를 활용하였을 때는 각각 9.21 m와 16.49 m이었다. 관측 최대값과의 비교 분석에서 IDM을 활용한 분석은 유의파고 극값을 과소추정 하는 경향을 보였다. 이는 IDM 보다 PoT 기법이 유의파고의 극값을 적절하게 추정하고 있음을 의미한다. PoT 기법의 우수성은 높은 유의파고가 발생하는 태풍의 영향을 받는 이어도 해양과학기지 실측 자료를 활용한 결과에서도 증명되었다. 또한 PoT 기법으로 추정된 유의파고 극값의 안정성은 고도계 자료의 감소에 따라 저하될 수 있음을 확인하였다. 인공위성 고도계 자료를 활용하여 유의파고 극값 추정시 발생할 수 있는 한계점과 인공위성 자료를 검증할 수 있는 자료로써 이어도 해양과학기지 관측 자료의 중요성에 대하여 논의하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.165-173
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• 2019

본 연구의 목적은 토의 토론 중심 과학수업이 과학적 개념 습득 및 과학교수효능감에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 연구의 대상은 B 교육대학교의 2학년 학생 27명을 대상으로 연구집단을 구성하였다. 토의 토론 중심을 활용한 과학수업을 위해 2015 개정교육과정을 분석하여 지구와 우주영역인 '태양계와 별', '지구와 달의 운동', '계절의 변화' 단원에서 20개의 과학개념을 추출하였다. 그리고 과학주제를 토의 토론 중심 과학수업 12차시로 나누었으며, 12주간의 실험처치를 하였다. 연구집단에 사전-사후검사로 과학개념 검사, 과학교수효능감 검사를 하였다. 토의 토론 중심 과학수업을 통해 자연스럽게 과학개념의 습득과 과학교수효능감이 향상될 수 있도록 연구절차를 설정하여 연구를 진행하였다. 이에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업은 과학개념 습득에 효과가 있었다. 둘째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업이 과학교수효능감 함양에 효과가 있었다. 셋째, 초등예비교사들의 토의 토론 중심 과학수업에 대한 인식 변화를 분석한 결과 참가한 학생 대부분이 토의 토론 중심의 과학수업에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이러한 연구 결과를 통하여 토의 토론 중심 과학수업이 초등예비교사들의 과학 개념 습득 및 과학교수효능감에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.61-67
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• 2021

고체상의 눈 또는 얼음의 안정동위원소 값은 과거의 기후를 복원하고 동위원소 수문분리의 단성분으로 기여율을 계산하는 데에 사용되어 왔다. 융해와 냉동이 일어나면서 눈 또는 얼음과 액체상의 물 사이의 동위원소 분별작용이 일어나는데, 융해는 상대적으로 현장, 실험 및 모델연구를 통해 연구결과가 제시되어 있지만, 냉동에 대해서는 알려진 것이 많지 않다. 본 논평에서는 평형 냉동이 발생할 때 물의 두 안정동위원소인 산소, 수소의 선형관계 및 레일리분별과정을 통해 냉동에 의한 동위원소 분별과정을 고찰하였다. 해양에서 증발한 수증기에 의해 응축된 눈은 기울기 8을 가지는 지구천수선을 따라 움직이지만, 냉동 및 융해가 발생하게 되면 기울기 19.5/3.1~6.3을 가지는 선형관계를 나타내게 된다. 평형냉동 동안 레일리분별과정에 의해 액체상인 물은 열린 계와 닫힌계에서 같은 동위원소변동을 보여 주었다. 눈 또는 얼음이 제거되는 열린 계에서는 남아있는 물의 안정동위원소와 분별계수만큼의 차이를 가지면서 높은 값을 나타내었다. 닫힌 계에서는 초기 액체상의 물의 동위원소 값으로 눈 또는 얼음은 수렴하였다. 냉동에 의한 눈 또는 얼음의 동위원소변동과정은 고기후 연구 및 수문분리의 정확도를 증가시킬 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권1호
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• pp.38-43
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• 2022

화산의 화도나 불발탄과 같이 축 대칭을 갖지만 단면의 반지름이 변하는 경우 대칭축에 수직인 얇은 원판들의 반응을 더하여 모델링하는 것이 효율적이다. 이런 모양의 이상체에 대한 자력 및 자력 변화율 텐서 모델링을 위해서는 얇은 원판에 대한 해석해가 필수적이다. 따라서 이 논문에서는 원판형 이상체에 대한 벡터 자력과 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 벡터 자력은 중력 변화율 텐서를 자력으로 변환하는 포아송 관계식을 이용하여 원판형 이상체의 기존 중력 변화율 텐서로부터 유도하였다. 자력 변화율 텐서는 직교 좌표계의 미분 관계식을 원통 좌표계로 미분 관계식으로 변환한 후 벡터 자력을 미분하여 유도하였다. 벡터 자력과 자력 변화율 텐서는 원판형 이상체의 축 대칭성을 이용한 립쉬츠-한켈(Lipschitz-Hankel) 적분을 기반으로 구하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권2호
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• pp.105-118
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• 2023

본 연구에서는 2016년부터 2020년까지 내륙 관측소 중 안개 최다발 지역인 안동을 대상으로 XGBoost-DART 머신러닝 알고리즘을 이용하여 1 시간 후 안개 유무를 예측하였다. 기상자료, 농업관측자료, 추가 파생자료와 각 자료를 오버 샘플링한 확장자료, 총 6개의 데이터 세트를 사용하였다. 목측으로 획득한 기상현상번호와 시정계 관측으로 측정된 시정거리 자료를 각각 안개 유[1]무[0]로 이진 범주화하였다. 총 12개의 머신러닝 모델링 실험을 설계하였고, 안개가 사회와 지역사회에 미치는 유해성을 고려하여 모델의 성능은 재현율과 AUC-ROC를 중심으로 평가하였다. 전체적으로, 오버샘플링한 기상자료와 기상현상번호 기반의 예측 목표를 조합한 실험이 최고 성능을 보였다. 이 연구 결과는 머신러닝 알고리즘을 활용한 안개 예측에 있어서, 목측으로 획득한 기상현상번호의 중요성을 암시한다.