• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2005.09a
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• pp.199-206
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• 2005

지구과학은 실생활과 직접적으로 관련되거나 학생들이 친숙하게 생각하는 많은 개념들을 포함하고 있으며 이런 특성은 과학캠프나 자연탐사 활동에서 지구과학과 관련한 탐구주제가 학생들의 큰 호응을 얻는 사실을 설명할 수 있다. 하지만 정규 수업에서 이루어지는 지구과학 실험 수업은 교과서에 제시된 자료해석 위주의 실험이 많아 학생들의 흥미를 반감시키는 경우가 많으며 자료 측정과정에서 과학자가 느낄 수 있는 중요하고 귀중한 경험을 놓칠수 있다. 그런데 인터넷에서는 해양과 대기, 천문, 지질 각 분야에서 지속적으로 갱신되는 실시간 관측 자료를 제공해 주는 곳이 많으며 이 실시간 자료들을 고등학교의 지구과학 실험에 이용할 수 있도록 학습 프로그램을 개발하면 기존의 자료해석 실험이 가지는 한계를 극복하고 학생들의 지구과학에 대한 호응도를 높일 수 있으며 보다 다양한 탐구 능력을 향상 시킬 수 있다. 이러한 학습 프로그램의 특징은 탐구 중심 혹은 문제 해결 학습을 강조하는 현재의 교육 목표를 잘 반영할 수 있다. 본 연구의 목적은 인터넷에서 제공되는 지구과학 관련 실시간 자료들을 활용할 수 있는 고등학교 지구과학 학습 프로그램을 개발하고 이를 지원할 수 있는 홈페이지를 구축한 후 실제로 수업에 적용하여 교육적 효과를 확인하는 것이다. 연구 결과 실시간 자료를 이용하는 고등학교 학생들을 위한 지구과학 학습 프로그램을 12개의 주제에 대해서 완성했다. 먼저 지구과학실험 시간에 적용할 수 있는 2차시 분량의 학습 프로그램 6주제를 개발했는데 개발 주제는 '지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?', '진앙으로 판의 경계를 결정하기', '진앙의 위치를 찾아라', '암영대를 찾아라', '태양의 자전 주기를 측정하기', '태양활동' 이다. 각 주제별로 수업소개, 학습목표, 과정, 학습자료(학생 활동지, 기타 자료, 수업 내용과 관련한 실시간 자료 제공 사이트 목록), 평가 자료를 만들었다. 학생들의 활동 내용은 <지진이 일어나고 있는 곳은 어디인가?>의 주제를 예로 들면 학생들이 실시간으로 전 세계의 지진활동을 모니터하는 사이트에 접속하여 최근에 지진이 어디에서 일어났는지 알아보고 지난 30일 동안에 일어났던 규모 4 이상의 지진 자료를 다운 받아 세계 지도에 점으로 표시한다. 이 때 학생들은 손으로 진앙의 위치를 지도에 그리는 대신 엑셀의 그래프 기능을 이용하여 지도에 진앙의 위치를 나타내게 한다. 또 개인 과제 연구에 적용할 수 있는 학습 프로그램을 5가지 개발하여 학생들이 특정한 주제에 대하여 탐구 과제를 수행할 수 있게 했는데 개발된 주제는 '태양 활동으로 오로라 예측하기', '국제 우주 정거장을 찾아내자', '한반도 부근의 해양 기상과 해수의 물리적 상호 관계', '일기도 분석을 통한 태풍의 진로 예측', '우리 나라 조석 예측' 이다. 마지막으로 사이버 학습을 통해서 수업 시간의 제약 없이 과제 형태로 처치 가능한 학습 프로그램 개발 했는데 그 주제는 '태풍이 저위도에서 북상하는 이유?'이다. 개발된 프로그램 중 2차시 학습 프로그램은 과학고 중학생 영재반에게, 개인 탐구 과제는 과학고 1학년 학생들에게, 사이버 수업 형태는 과학고 2학년 학생에게 적용시켰다. 실시간 자료 활용을 지원하는 홈페이지를 만들어 자료 제공 사이트에 대한 메타 자료를 데이터베이스화했으며 이를 통해 학생들이 원하는 실시간 자료를 검색하여 찾을 수 있고 홈페이지를 방분했을 때 이해하기 어려운 그래프나 각 홈페이지가 제공하는 자료들에 대한 처리 방법을 도움말로 제공받을 수 있게 했다. 실시간 자료들을 이용한 학습은 학생들의 학습 의욕과 탐구 능력을 향상시켰으며 컴퓨터 활용 능력과 외국어 자료 활용 능력을 향상 시키는데도 도움을 주었다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.28 no.6
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• pp.645-654
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• 2007

The purpose of this study was to investigate students' mental models and alternative conceptions about the Earth's interior. A total of 126 10th grade students participated in this study. They were requested to draw Earth's interior tasks and were interviewed about their mental models. A coding frame was designed to classify the students' drawings and interview responses, and then a four step cognitive model was established based on the frame of coding. In addition, the relationship of mental models was compared in terms of students' gender, and the type of alternative conceptions was analysed. The research results showed a variety of alternative conceptions on the interior of the Earth. The classified mental models showed naive mental model (11%), unstable mental model (81%), conceptual model (8%), while 69% of all sampled students accounted for the static process. The gender difference in the cognitive model showed no statistical significance.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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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.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.34 no.7
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• pp.711-726
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• 2013

The purpose of this study was to investigate how congruently the learning objectives of Earth Science I textbooks match the 2009 revised Earth Science curriculum. For this purpose, we classified the learning objectives of curriculum and textbooks were into three factors including ability, cross-cutting concepts, and behavioral verbs. The text data were analyzed using the semantic network analysis method. The results are as follows. The learning objectives of textbooks with regard to ability factors mainly emphasized the cognitive and affective domain. In addition, the ability of inquiry performance was emphasized in the learning objective of the curriculum. The textbooks used various sub-frame of cross-cutting concepts in comparison with the curriculum. Both textbooks and curriculum used the term 'comprehension' the most as behavioral verbs. However, most behavioral verbs just remained at the level of cognitive system.

• Journal of Science Education
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• v.32 no.1
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• pp.61-72
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• 2008

The purpose of the study is to research students' proficiency with systems-thinking approach concerning water cycles and to acquire data on Earth System-related concepts based on students' feedback. To achieve the purpose of the study, I chose 4 mid-level high school juniors living in Pohang, where the high school equalization policy has not been implemented, and the students answered a questionnaire about water cycles. Then, based on the results, I created a causal map and evaluated it using systems-thinking analysis. The results of the study are as follows: First of all, among the answers of the subjects, there were 21 concepts related to the conception of the earth system : 14 of the conceptions were linked scientifically, and 7 of the conceptions were not linked scientifically. Secondly, results of the causal map of what the subjects described showed that only two students'(A and C) feedback loops were completed, and that student C's feedback loop included unscientific reasoning. In conclusion, this study indicated that the students failed to understand the water cycle with the systems-thinking approach, or alternatively they applied low-level systems-thinking approach and had a lower understanding of it.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.21 no.6
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• pp.647-654
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• 2000

The purpose of this study is to investigate the types of concepts about atmospheric pressure of middle school students and to design a new method to improve students' understandings on atmospheric pressure. The second grade students of the middle school has been selected and examined their pre-concepts on atmospheric pressure through questionnaires and interviews. Two groups of students have been taught using the second grade science textbooks and experimental methods designed from this study, respectively. The results suggest that we need to develope various teaching methods that can improve alternative concept as well as experimental tools that can help students understand difficult scientific concepts. The reason is that once alternative concept is occupied, it is extremely difficult to fix it. In addition, the proposed experimental methods are effective in establishing the concept and understanding on atmospheric pressure.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.27 no.5
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• pp.367-378
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• 2007

The purpose of this study is to investigate the features of science language in Earth science textbooks and Earth science research articles. We examined two Earth science textbooks and two Earth science articles using the taxonomy of scientific words, the text structure analysis of explanations, the analysis of conjunctive relations and reasoning, and the function of conjunction. The results showed that school science language revealed in Earth science textbooks had high proportion of naming words and the text structures in which definition/exemplification structure and description structure were dominant. Also, internal relations that showed additional arrangement rather than logical inference, were predominant in Earth science textbooks. However, scientists' science language revealed in the Earth science articles had more proportion of process words and concept words than the Earth science textbooks and the schematic structure of explanation texts, such as orientation - implication sequence - conclusion. In addition, the text structures in each sentences of implication -sequence showed cause/effect or problem-solving after description structures. Also each sentences expressed causal or abductive reasoning through the internal relations using verbs or adverbial inflection. It is necessary that we bridge the gap between the two languages for students' authentic use of science language. For the bridging, we propose "interlanguage", which mediates between school science language and scientists' language.

• Journal of the Korean Society of Earth Science Education
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• v.12 no.2
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• pp.151-164
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• 2019

The purpose of this study is to find out the effects of reconstructing unit 'Seasonal Change' using step-by-step questioning for concepts changes to adjusting misconceptions of elementary school students. Most students have pre-conceptions at describing seasonal changes based on their experiences. Therefore, in newly developed unit, we reconstructed unit to include core teaching and learning contents by finding out common pre-conceptions of students and specifying purpose of teaching at misconceptions found in pre-conceptions as 'constituent of class for conceptual change'. After the scientific concept test, the result of 24 students in experimental group is statistically significant. Also, according to the result of qualitative analysis, the number of activated conceptional resources and degree of specificity in explaining seasonal changes are higher than that of control group.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.41 no.5
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• pp.504-519
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• 2020

Oceanic fronts, which are areas where sea water with different properties meet in the ocean, play an important role in controlling weather and climate change through air-sea interactions and marine dynamics such as heat and momentum exchange and processes by which properties of sea water are mixed. Such oceanic fronts have long been described in secondary school textbooks with the term 'Jokyung water zone (JWC hereafter) or oceanic front', meaning areas where the different currents met, and were related to fishing grounds in the East Sea. However, higher education materials and marine scientists have not used this term for the past few decades; therefore, the appropriateness of the term needs to be analyzed to remove any misconceptions presented. This study analyzed 11 secondary school textbooks (5 middle school textbooks and 6 high school textbooks) based on the revised 2015 curriculum. A survey of 30 secondary school science teachers was also conducted to analyze their awareness of the problems. An analysis of the textbook contents related to the JWC and fishing grounds found several errors and misconceptions that did not correspond with scientific facts. Although the textbooks mainly uses the concept of the JWC to represent the meeting of cold and warm currents, it would be reasonable to replace it with the more comprehensive term 'oceanic front', which would indicate an area where different properties of sea water-such as its temperature, salinity, density, and velocity-interact. In the textbooks, seasonal changes in the fishing grounds are linked to seasonal changes in the North Korean Cold Current (NKCC), which moves southwards in winter and northwards in summer; this is the complete opposite of previous scientific knowledge, which describes it strengthening in summer. Fishing grounds are not limited to narrow coastal zones; they are widespread throughout the East Sea. The results of the survey of teachers demonstrated that this misconception has persisted for decades. This study emphasized the importance of using scientific knowledge to correct misconceptions related to the JWC, fishing grounds, and the NKCC and addressed the importance of transferring procedures to the curriculum. It is expected that the conclusions of this study will have an important role on textbook revision and teacher education in the future.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.23 no.7
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• pp.543-551
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• 2002

The purpose of this study is to investigate the types of middle school students’ responses to dinosaur extinction inconsistent with the students’ previous conceptions. The types of texts about ‘the cause of dinosaur extinction’ were developed; one that was based on students’ previous ideas, while the other was based on conflicting materials. The students’ responses to the conflict materials were classified into six types: rejection, reinterpretation, uncertainty, belief decrease, partial theory change, and conceptual change. These results show that the use of conflict materials does not always promote conceptual change. Therefore, teachers will be able to help students change their conceptions in science classrooms by understanding students’ various responses to conflict materials and designing instructional strategy concretely.