• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.481-494
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• 2018

이 연구는 3개월 동안 별자리의 움직임을 관찰하여 그것을 묘사하고 그와 같은 별자리의 겉보기 운동이 발생하게 된 원인을 별자리와 태양, 지구의 위치 관계를 그림으로 표현하는 다층 서답형 문항(multi-tiered constructed response items)을 초등학생들에게 시행하고, 그 결과를 바탕으로 지구의 공전과 별자리의 겉보기 운동을 이해할 때 나타나는 초등학생들의 공간적 추론의 유형을 구분하여 학습발달과정의 관점에서 분석하였다. 초등학교 네 곳의 6학년 학생들 65명이 연구에 참여하였으며, 지구와 달의 운동 단원을 학습하기 전과 단원 학습한 후에 각각 동일한 검사지로 검사를 행하여 응답하였다. 사전/사후 검사 응답 결과를 귀납적으로 범주화하여 지구의 공전 운동을 이해하는데 적용된 공간적 추론의 유형을 수준별로 구분하였다. 그리고 사전 검사와 사후 검사에서 각 수준별 학생들의 분포를 비교하여 교사의 교수활동을 통해 개별 학생들의 공간적 추론 수준이 어떻게 변화하였는지 파악하여 학습발달과정의 관점에서 서술하였다. 학생들의 응답 결과 하위 정착점은 별자리가 지구 주위를 돌고 있다고 해석하는 지구 중심 우주관에 근거한 서술이 있었다. 중간 단계 수준의 응답으로 지구의 운동을 평면적으로 이해하거나 지구가 태양 주위를 공전함에 따라 별자리도 지구를 따라서 움직인다는 직관적인 태양 중심 우주관에 해당하는 서술이 있었다. 학생들의 응답 수준이 높아짐에 따라 별자리의 운동을 지구의 공전에 따른 겉보기 운동으로 이해하고, 점차 지구에서 보는 관점의 관측 사실을 우주에서 내려다보는 관점의 설명 모델로 전환하여 이해하는 서술이 있었다. 상위 정착점 수준의 학생들은 태양 중심 우주관에 근거하여 별자리의 겉보기 운동과 지구의 공전을 과학적으로 서술하였다. 학습발달과정의 선행연구와 비교할 때 학생들의 실제 응답 결과에 근거한 발달의 경로를 조사한 Evolutionary LPs 에 해당하며, 직관적 사고의 극복 여부, 지구에서 보는 관점과 지구 밖 우주에서 내려다보는 관점 간의 전환 능력 등이 초등학생들의 학습발달의 경로를 결정하는 중요한 임계 포인트가 됨을 논의하였다.

• 한국보육학회지
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• 제17권4호
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• pp.51-69
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• 2017

본 연구의 목적은 만 5세 유아들의 '흙' 주제 탐구과정에서의 활동과정과 교사의 반성적 평가 내용을 분석하여 교육적 의미를 도출하는 것에 있다. 이를 위해 만 5세반 유아 20명이 탐구한 '흙' 주제에서의 활동과정에 대한 자료를 수집하고 분석하였다. 분석 결과, 첫째, '흙' 주제에 대한 유아들의 사전지식 및 개념 평가를 반영한 활동선정의 중요성을 확인할 수 있었다. 둘째, '흙' 주제가 유아들의 자연에 대한 경이감과 생태학적 조망수용능력에 긍정적으로 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 셋째, '흙' 주제를 탐구하는 과정에서 유아들은 생물학과 생태학, 지구과학과 같은 과학교육의 내용 영역들을 포괄하여 탐구할 수 있었다. 넷째, 미디어를 통해 유아들이 흙과 인간의 관계에 대해 조사하는 과정에서 지속가능발전교육에 대해 관심을 갖게 되었다. 다섯째, '흙'을 탐구하는 과정에서 유아들이 자연스럽게 유추의 방법을 사용하여 과학적 지식을 구성하는 모습을 발견 할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권8호
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• pp.663-673
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• 2004

본 연구에서는 ‘달의 운동’ 단원에 대한 상호작용형 WBI 학습 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 중학교 과학교사 20명에게 의뢰하여 의견을 들었으며, 중학생 49명에게 3개월 동안 투입하여 그 질적 수준을 조사하였다. 그 결과 흥미유발, 궁금증 해결, 탐구능력 신장, 학습 참여도, 난이도 등의 면에서 응답자의 85%이상이 긍정적이라고 응답하였다. 그리고 과학에 대한 부정적인 인식을 갖고 있는 학습자들의 반응은 본 WBI 프로그램 학습 후 통계적으로 유의수준 .05에서 유의미한 차이를 나타내었다(p<.05). 또한 본 WBI 프로그램 투입 전후 학습자들의 개념 수준을 비교한 결과, ‘달의 운동’과 관련된 개념을 갖고 있지 않은 경우가 부분적인 개념을 갖고 있는 경우보다 개념 향상 정도가 더 높았다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.21-21
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• 2010

천연기념물 제395호 진주 가진리 새발자국과 공룡발자국 화석산지는 1997년 5월 20일, 경남과학교육원 신축 공사장에서 당시 경남과학고등학교 교사로 근무하던 백광석(현재 서상중고등학교 교장)에 의해 최초로 발견되어, 수 백 점의 새발자국 화석과 공룡발자국 화석들이 학계에 알려지게 되었다. 지금까지도 세계 여러나라의 중생대 새 발자국 중에서 가장 밀도가 높은 화석산지로 손꼽히고 있으며 많은 학자들의 관심을 받고 있다. 이곳의 지질은 백악기 하양층군 함안층 하부의 적색 이암 또는 셰일과 사암의 호층으로 구성되어 있고, 새발자국 화석들은 적색 이암에서 발견된다. 현재, 이 화석산지는 경남과학교육원 건물 내부에 위치하고 있으며, '화석문화재전시관'이라는 명칭으로 보호 및 관리되고 있기때문에 자연재해와 풍화에 의한 침식을 1차적으로 막고 있다. 이 화석산지는 우리나라에서는 천연기념물 제394호 해남 우항리 화석산지와 함께 현장을 그대로 보존하면서 화석의 보존과 관리를 동시에 할 수 있는 건물을 지어 자연사교육을 진행할 수 있는 곳으로 많은 학생들을 대상으로 우리나라의 소중한 화석을 직접 관찰하고 학습하는 체험교육이 가능하다. 원격조종카메라 시스템을 활용하여 관람객이 직접 자신이 원하는 발자국 화석을 세부적으로 관찰할 수 있게 장치한 interactive system은 과학교육 효과를 증진시킨다. 선행 연구에 의하면, 본 화석산지에서 익룡의 발자국 화석(KS 071)도 공룡이나 새발자국과 같은 층리면에서 서로 겹쳐서 나타난다고 보고되었으나, 본 연구에 의해 다시 조사된 결과 전형적인 익룡의 발자국 화석에서 보이는 분명한 특징들을 발견할 수 없었다. 물갈퀴를 가진 새발자국 가운데에서 Uhangrichnus chuni 와 Jindongornipes kimi 로 기재된 표본들에 대하여서도 새롭게 분석하였다. Uhangrichnus chuni로 기재된 많은 표본들은 II-IV번 발가락 사이의 각, 물갈퀴의 형태, 뚜렷한 hallux 등의 형태적 특징을 근거로 할 때, 대부분이 Ignotorinis yangi로 판단된다. Jindongornipes kimi로 기재된 표본들은 이미 기재된 표본보다 크기가 적어도 10%-25%가 작으며, II-IV번 발가락 사이의 각에서 차이를 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권1호
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• pp.81-92
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• 2013

본 연구의 목적은 소집단 활동에서 과학영재들의 의사소통 구조를 찾아보고, 이들의 의사소통 유형과 성취 수준의 관계를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 과학영재들을 대상으로 5명을 한 단위로 하는 8개 소집단을 구성하고, 이들에게 지구의 밀도 구하기라는 주제로 토론식 수업을 적용하였다. Pajek과 UCINET 6.0을 활용하여 과학영재들의 대화로부터 의사소통 구조와 성취 수준을 분석하였다. 그 결과 상호작용 분산 정도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 독점형과 공유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 상호작용 밀도와 집중도에 따라 과학영재들의 의사소통 유형을 $D_H{\cdot}N_H$형, $D_H{\cdot}N_L$형, $D_L{\cdot}N_H$형, $D_L{\cdot}N_L$형으로 분류할 수 있었다. 과학영재들의 소집단 활동에서 문제 해결 성취 수준은 구성원 간 상호작용의 분산이 아니라 상호작용의 밀도와 연결망 집중도의 차에 의해 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 교사들은 소집단 활동을 활용하여 학생들을 지도할 때 문제 해결에 관련된 의사소통이 이루어지도록 지도할 필요가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권1호
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• pp.9-29
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• 2005

이 연구에서는 기존의 야외 지질 학습 사례를 분석 종합하여 통합 문제 제시 단계 -답사 개괄 단계 -현장 집중지도 단계 -탐색 단계 -1차 결론 발표 단계 -재탐색 단계 -조별 토론 단계 -정리 단계 -답사 요약 단계의 새로운 야외 지질 답사 수업 모형을 제안하였다. 그리고 이 수업 모형을 적용한 후 학생들의 반응을 질적 분석하여 야외 지질 학습을 실시하려는 지구과학 교사들을 위한 구체적인 지도 방안을 찾아보았다. 학생들은 통합 문제와 답사 개괄을 통해 지질 답사의 방향과 전체적인 주제를 미리 알고 야외 지질 답사에 참여하게 된 것을 매우 높이 평가하였다. 또한, 지질학적 지식이 부족하고, 야외 지질 답사의 경험이 적은 까닭에 현장 집중 지도 내용이 답사 활동에 많은 도움이 되었다. 그리고 관찰 내용 요약 후 그 내용을 근거로 1차 결론을 발표하는 과정을 참신하게 생각하였으며 ,조별 토론을 통해 서로 다른 의견을 나누며 최종 결론을 도출하는 과정을 긍정적으로 평가하였다. 지도 교사는 조별 모임을 통해 통합 문제 제시와 답사 개괄을 충분히 실시하여 서로 친숙한 분위기를 형성할 수 있도록 도와주어야 한다. 또한 충분한 현장 집중 지도 내용과 전달 방식을 준비하고, 사전 연구 과정에서 통합 문제를 해결하려는 관점에서 상세한 노두별 지도 지침을 마련해 두어야 한다. 그리고 결론 도출 과정을 세밀히 파악하여 추측에 의한 결론이 나오지 않게 지도해야 하며, 토론을 올바른 방향으로 이끌어 갈 수 있도록 지질 현상에 대한 학생들의 오개념을 사전에 숙지하고있어야 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권2호
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• pp.185-198
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• 2017

본 연구에서는 융합인재교육(STEAM; Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics)이 본격적으로 시작된 2011년 이후 6년 동안 국내에서 발표된 연구물을 발표 연도, 내용, 유형, 교육 대상, 중심 영역별로 분류하여 연구 동향을 파악하고, 앞으로의 STEAM 연구의 방향에 대한 시사점을 얻고자 한다. STEAM의 국내 연구 동향을 살펴보기 위해 지난 6년 동안의 석 박사학위 논문과 학회지에 게재된 논문 총 1,000편을 수집하여 조사 및 분석을 실시하였다. 연도별 분석 결과 STEAM이 시작된 2011년에는 관련된 논문을 거의 찾아보기 어려웠지만 2013년부터 급격하게 증가해가는 경향을 보이고 있다. 연구 내용별 논문 게재 편수를 살펴보면 개발 적용 650편(48.9%), 효과분석 394편(29.6%), 이론 내용 179편(13.5%), 실태 인식 107편(8.0%)순으로 나타났다. 한편 연구 유형별 논문 분석 결과 양적 연구 347편(34.7%), 질적 연구 274편(27.4%), 혼합 연구 379편(37.9%)으로 나타났다. 연구 대상별 논문 게재 편수를 살펴보면 초등학교 435편(40.2%), 중학교 209편(19.4%), 고등학교 151편(14.0%, 문헌 150편(13.9%), 교사 88편(8.1%), 유아 19편(1.8%), 예비교사 11편(1.0%), 대학교 9편(0.8%), 일반인 9편(0.8%)순으로 나타났다. STEAM 중심 영역별 추이는 과학을 중심으로 한 연구의 비율이 383편(33.2%)로 가장 높으며, 예술, 기술, 수학을 중심으로 하는 연구 또한 각각 266편(23.0%), 161편(13.9%), 152편(13.2%)로 상당수를 차지한다. 초등 과학에서 STEAM은 전체 동향과 다르게 2014년에 연구물이 감소하는 경향을 보였고, 주로 개발 적용과 효과분석에 대한 연구를 시행하였으며, 혼합 연구를 선호하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국지구과학회지
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• 제45권3호
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• pp.173-191
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2A호 RGB (Red-Green-Blue)영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권3호
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• pp.219-229
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• 2000

구성주의 학습은 의미구성의 적극적인 과정이며, 학생 스스로 개인의 흥미와 관심, 능력에 따라 스스로 학습목표를 결정할 수도 있다. 본 연구에서는 구성주의에 입각한 학습 교재와 교수-학습 모델을 개발하고 이를 서울의 한 초등학교 학생들에게 적용하였다. 4학년 2학기 ‘지층과 화석’ 단원을 학생과 교사의 토론을 중심으로 재구성하였으며, 안내-실천-표현-합의-발전의 단계에 따라 1개월 동안 수업을 실시하고 그 결과를 정리해 보았다.