• 대한지구과학교육학회지
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• 제9권3호
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• pp.352-363
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• 2016

본 연구의 목적은 초등예비교사의 과학개념 수준에 따라서 수업곤란도, 수업만족도, 수업평가는 어떻게 달라지는가를 알아보는 것이다. 본 연구를 수행하기 위해서 P교육대학교 1학년 117명의 학생들을 대상으로 초등과학 '지구와 우주'영역의 개념수준에 따라서 두 집단으로 나누어서 이들 집단의 수업곤란도, 수업만족도, 수업평가에 대한 사전 사후 점수의 결과를 추출하여 결론을 도출하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 초등예비교사들의 과학 개념수준이 높은 집단이 낮은 집단에 비해서 수업곤란도가 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하게 나타났다. 이것은 개념수준이 높으면 수업단원을 효과적으로 지도할 수 있다는 사실을 말해준다. 둘째, 초등예비교사들의 과학 개념수준 높은 집단이 낮은 집단에 비해 수업만족도 점수는 상대적으로 높게 나왔지만, 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하게 나타나지 않았다. 이것은 수업의 만족도는 교수자의 능력뿐만 아니라 학습자의 수준이나 학습 환경 등 다른 요인이 더 많이 작용하기 때문이다. 특히, 수업자의 언어구사능력, 상호작용 능력 등이 동시에 작용하기 때문이라고 생각된다. 셋째, 초등예비교사들의 과학 개념수준이 높은 집단이 낮은 집단에 비해서 수업평가 점수가 유의수준 .05에서 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다. 이것은 개념수준이 높으면 수업을 효과적으로 지도할 수 있다는 것을 말해준다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권7호
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• pp.519-531
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• 2004

본 연구의 목적은 인지 수준에 따른 고등학생들의 지구와 달의 운동에 대한 생각을 알아보는 데 있다. 연구를 수행하기 위하여 경기도 수원시에 소재한 일반계 고등학교 10학년 학생 73명을 선정하여, 인지 사고 수준이 상, 중, 하인 학생 5명을 표집, 질적 분석의 대상으로 삼았다. 연구 결과, 학생의 인지 수준이 높을수록 지구와 달의 공전과 자전에 대한 개념이 비교적 논리적이고 과학적으로 정립되어 있었다. 인지 수준이 중간인 학생의 경우, 보편적으로 수업 시간에 학습한 내용을 비판 없이 무조건 수용하고 암기하려는 수동적인 학습 태도를 가지고 있었으며 파지된 개념이 확장되지 못하고 쉽게 망각되었다. 또한, 지구와 달의 운동을 설명하는 과정에서 유년적 개념 및 직관과 오인이 나타났으며 논리적 오류를 범하는 경우도 있었다. 특히 달의 위상 및 계절 변화의 원인에 대한 설명에서 학생들의 오개념이 심한 것으로 나타났다. 인지 수준이 낮은 학생들은 대체로 과학을 비롯한 학업 성취도가 낮음을 이유로 의욕적인 논리적 사고를 하려고 하지 않았으며, 개념을 인지하고자 하는 태도에서도 소극적이었고, 수동적인 ‘학습된 무기력’이 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.910-922
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• 2009

본 연구에서는 물리를 전공하지 않은 중학교 과학 교사들의 '힘과 운동' 영역의 교과내용지식에 대한 전문성의 정도를 서술형 응답 분석 및 심층 면담의 방법을 통해서 조사하였다. 조사 대상으로는 화학, 생물, 지구과학을 전공한 중학교 과학 교사 9명을 선정하였으며, 이들을 대상으로 물리 개념 조사 도구를 투입하여 이들의 서술형 응답 내용의 분석 및 심층 면담 내용의 분석 결과로부터 이들의 '힘과 운동' 내용 지식 영역에서의 전문성을 분석하여 물리를 전공하지 않은 중학교 과학 교사들의 전문성을 유추해 보았다. 연구의 결과, 연구 대상 교사들의 '힘과 운동' 영역개념에 대한 정답률이 높지 않고 일부 교사는 오개념을 가지고 있음을 볼 때, 중학교 수준의 물리 내용 지식, 적어도 힘과 운동 영역의 물리 영역의 전문성이 높다고 보기 어렵고, 따라서 물리 개념을 정확히 설명하는 데 어려움을 겪을 수 있다고 생각되며, 상황이 달라졌을 때 물리 개념을 일관성 있게 적용하지 못한 다든지, 공식을 단순히 적용하여 해결함으로써 문제해결에 대한 정성적인 이해가 부족함을 보임을 볼 때, 학생들에게 물리 개념의 적용 및 심화 적용 능력을 지도하는 데 어려움이 있음을 유추할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제52권1호
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• pp.84-95
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• 2008

이 연구에서는 대기 중에서 물이 증발하는 현상을 상평형 그림으로 설명하는 중등학교 화학전공 교 사들의 선개념을 알아보았다. 이 연구에서 개발한 설문을 실시하기 위하여 25명의 화학전공 과학 교사들을 선 정하였으며, 그 중에서 6명에게 설문지의 응답에 대한 생각을 면담으로 알아보았다. 연구 대상자 중 10명의 교 사를 선정하여, 이 연구에서 개발한 수업에 의해 선개념이 변화하는지 알아보았다. 연구 결과, 많은 교사들이 물의 증발 현상을 상평형 그림으로 설명할 수 없다고 생각하는 것으로 밝혀졌다. 또한 그들은 증기 압력과 상 평형 그림의 세로축과도 관련이 없다고 생각하였다. 그러나 그들은 수업을 통해 지구과학에서 다루는 포화 수 증기량 곡선을 적용함으로써 상평형 그림의 증기 압력 곡선을 설명할 수 있다는 점을 깨달았다. 그들은 이미 포화 수증기량 곡선에서 물질의 포화 상태와 불포화 상태, 평형 이동 과정 등에 대한 개념을 적용하는 과정을 알고 있었기 때문이다. 지구과학과 화학을 통합한 과학 수업을 통한 개념 변화에 의해 교사들은 증발과 같은 자연 현상을 상평형 그림으로 이해할 수 있게 되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.684-694
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• 2020

이 연구에서는 이슬점에 대한 중학생들의 개념 이해를 평가하기 위한 루브릭을 개발하였다. 이를 위해 국가 수준 학업성취도 평가의 다층 서답형 문항에 대한 중학생의 응답을 분석하였다. 학생들의 응답 특성에 따라 유형을 분류하고, 성취도 점수 평균에 따른 응답 유형의 분포를 분석하였다. 이를 토대로 이슬점 개념 이해를 평가하기 위한 루브릭을 작성하였다. 연구 결과 다음과 같다: 첫째, 포화수증기량 곡선에서 이슬점 찾기에 대한 학생 응답을 분석한 결과, 다수의 학생들이 이슬점에 대한 개념이 없거나 부족한 것으로 나타났다. 둘째, 이슬점에서 수증기 응결과정에 대한 학생 응답을 분석한 결과, 과학적 개념 유형의 비율은 매우 낮았으며, 오개념 유형의 비율이 상대적으로 높았으며 유형 또한 다양하였다. 셋째, 성취도 점수 평균에 따른 학생 응답 유형 분포 분석을 토대로 4수준의 평가 루브릭을 작성하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 지구과학 분야에서 개념 이해 평가를 위한 루브릭 개발과 활용 측면에서 제언을 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권6호
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• pp.549-558
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• 2014

통합개념은 여러 학문 영역의 사실, 원리, 법칙, 개념을 포괄할 수 있는 개념으로 통합교육 설계의 중심으로 활용될 수 있다. 통합개념 중심 교육은 학습의 효율성과 경제성을 제공한다는 면에서 효과적인 통합의 방법이다. 이 연구에서는 우리나라 학교 현장에서 개념 중심의 통합교육을 시행하는데 중심이 될 수 있는 통합개념을 추출하기 위하여 과학 및 인문학 교과의 전문가를 대상으로 델파이 조사를 시행하였다. 124명의 전문가가 델파이 조사에 참여하였다. 델파이 조사는 3차에 걸쳐 진행하였다. 1차에서는 통합개념에 대한 개방형 설문을 시행하였으며 2차 설문에서는 1차에서 선정된 통합개념에 대하여 각 전문가가 속한 영역에서 활용 가능하다고 판단되는 통합개념을 모두 선택하게 하였다. 3차 설문에서는 2차 설문에서 선정된 중앙값 이상의 선택빈도를 갖는 통합개념에 대하여 각 학문영역에서의 활용 가능성을 리커트 척도로 응답하도록 하여 내용타당도를 분석하였다. 연구 결과 과학 교과 내(물리, 생명과학, 지구과학, 화학)의 통합을 시도하고자 할 때 활용할 수 있는 통합개념으로 변화, 상호작용, 시공간, 에너지 평형이 최종 선정되었다. 또한 인문학 교과 내(경제, 역사, 윤리, 정치, 지리)의 통합을 시도하고자 할 때 활용할 수 있는 통합개념으로 갈등, 공동체, 관계, 구조, 권력, 다양성, 문화, 변화, 사회, 상호작용, 자유, 정의, 평등이 최종 선정되었다. 마지막으로 과학과 인문학에서 공통적으로 활용할 수 있는 통합개념으로는 구조, 다양성, 변화, 상호작용, 순환, 시스템, 환경이 최종 선정되었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제27권4호
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• pp.319-327
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• 2008

본 연구의 목적은 물의 순환에 대해 학습하는 학생들의 개념과 지구 시스템 사고에 직접적인 영향을 미치게 될 초등 예비 교사들의 인식을 밝히는 것이다. 초등 예비 교사 131명을 대상으로 개념 그리기 방법을 적용하여 물 순환의 구성 요소로 응답한 개념들을 지구 시스템의 하위계인 수권, 기권, 지권, 생물권의 범주로 코딩하고, 물의 순환 과정으로 응답한 요소들로부터 지구 시스템 하위계의 상호작용에 대한 인식을 지구 시스템의 관점에서 분석하였다. 예비 교사들은 물 순환의 구성 요소를 주로 기권과 수권에서 인식하고 지권의 작용과 생물권의 영향에 대한 인식이 부족하였다. 물의 순환 과정에서 모든 예비 교사들이 강수를 인식하였고 대부분 증발과 응결에 대한 인식을 표출하였으며, 지표에서의 흐름을 다수의 예비 교사들이 응답한데 반하여 지하에서의 흐름에 대한 표출이 적었다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.183-199
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• 2012

종래의 지구과학 교과서에서는 대중 과학잡지를 비롯한 각종 언론 매체에서 자주 다루는 최신 천문 현상들에 대한 내용이 매우 부실하였다. 2009 개정 과학과 교육과정에서는 이러한 내용들을 적극 수용하자는 것이 주요 개정 방향 중 하나이다. 추가로, 천문학과 물리학의 깊은 연관성에도 불구하고 그동안 지구과학 교과에서는 현대 물리학의 개념, 물리 교과에서는 천문학과의 연관성에 대한 내용이 많이 다루어지지 않았다. 따라서 2009 개정 과학과 교육과정에서는 과학의 융합 개념을 강조하고 있다. 위의 두 가지를 모두 포함하는 분야들 중 하나로서 고에너지 천체의 격변광 현상을 들 수 있다. 본 연구는 e-Science를 이용한 천체 관측의 실시간 자료 전송 및 영상화를 소개하였다. 그 첫 단계의 실험으로서 우리는 국가 연구 교육 시험망의 하나인 KOREN을 이용한 국내 최초의 한 일간 천문 관측 자료의 대용량 자료 전송 실험을 실시하였다. 또한 천문학 및 천체물리학 관측 분야에서 활발하게 진행되는 세계 각국의 e-Science 분야들을 소개하고, 과학탐구활동 및 과학 대중화 활동과 어떻게 연결되어 진행되는지 소개하였다. 아직 걸음마 단계인 국내 천문 분야의 e-Science에 있어서 우리의 실험이 가지는 과학적 및 교육적 의미를 짚어보고, 머지않아 상용화될 Gbps급 인터넷 환경에 있어서 이와 같은 실험의 과학탐구활동 및 과학 대중화 활동에 있어서의 활용을 전망해 보았다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.187-187
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• 2010

공간자료를 다루는 일반적인 과정은 연구자의 정의에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 자료 수집, 자료 구축, 분석 및 결과 도출의 일반적인 과학/공학적 분석 절차와 유사하다. 산업체의 관점에서 볼 때, 1990년대 초기 국가GIS 사업이 시작될때부터 현재까지는 공인된 자료 구축에 많은 주안점을 두어서 기존 아날로그 자료의 디지털화, 자료 가공, 데이터베이스 구축, 자료의 시각화 등의 일반적인 자료 구축 및 도시에 주안점을 두어왔다. 또한 다양한 공간해상도의 원격탐사 자료와 같이 다중 근원 자료의 이용이 빈번해짐에 따라 공간자료의 갱신 또한 중요한 부분을 차지하고 있다. 그러나, 공간자료를 다루는 일련의 과정이 궁극적으로는 특정 분야에서의 의사 결정보조자료의 제공 등을 지향한다고 간주할 때, "from data to information to knowledge"의 중간 혹은 최종 단계의 결과물을 산출하기 위한 적절한 분석 기술의 개발 및 적용 또한 중요한 부분을 차지한다. 공간분석을 별도의 학문분야로 간주하느냐 아니냐의 문제와는 상관없이, 최근 20년간 공간분석은 GIS 및 원격탐사 분야뿐만 아니라 기본적으로 공간자료를 다루는 많은 응용분야에서 공간자료의 이해와 부가정보의 생산을 위한 중요한 기술 분야로 간주되어 왔다. 공간분석의 여러 응용 분야중에서 환경분야에의 적용 연구는 또한 환경과학이라는 별도의 분야 뿐만 아니라, 기존 학문들인 지리학, 생태학, 지구과학, 사회학, 경제학, 도시 계획 등의 하위분야에서 중요한 방법론으로 자리 잡고 있다. 이 기술 세미나에서는 환경분야에 직간접적으로 활용이 가능한 공간정보 분석 기술의 동향을 지구통계학을 중심으로 소개하고자 한다. 국내에서 크리깅으로 대표되어온 지구통계학은 적용하는 학문 분야에 따라 보다 넓은 의미를 가지는 공간 통계학이라는 용어로 사용되고 있지만, 보다 학문적/기술적 의미로 살펴보면 공간분석의 특화된 분야로 간주할 수 있다. 1950년대 알려진 광상의 위치 정보를 이용하여 은둔 광상의 위치를 추정하기 위해 기본 개념이 소개된 이후에 수학적으로 이론이 1960년대 정립된 지구통계학은 많은 발전을 이루어 현재 다양한 분야에서 적용되고 있다. 그러나 외국과 달리 국내에서는 크리깅을 고급 내삽 기법으로만 간주하여 단순 주제도 작성에 제한적으로 사용하고 있다. 이 기술 세미나에서는 특정 학문분야에서 적용되기 보다는 일반적으로 통용될 수 있는 지구통계학의 기본 개념을 우선 소개한 후에, 국내외 학계에서의 환경주제도 제작과 관련된 주요 응용분야를 소개하고자 한다. 이후에 지구통계학이 적용될 수 있으면서, 다학제적 관점에서의 이슈가 될 수 있는 분야를 제시하고자 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권1호
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• pp.32-48
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• 2006

본 연구에서는 고등학교 과학 교사들의 지질 시대 관련 개념들에 대한 이해 정도를 알아보고, 교사들의 개념 이해 정도와 원인이 교과서의 서술 내용과 어떤 관련성이 있는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 충북 지역 고등학교 과학 교사 40명을 대상으로 설문을 실시하였고, 현행 제7차 교육 과정에 따른 중등 교과서 및 지도서에 제시된 지질시대 관련 내용을 분석하여 비교하였다. 많은 교사들은 단순히 지구의 나이를 방사성 동위 원소로 측정한다고 생각하고 있으나, 자세한 측정 방법을 알지 못하고 있었다. 50% 이상의 교사들은 지사학의 5대 법칙을 동일 과정설, 지층 누중의 법칙, 생물군 천이의 법칙, 부정합 관계 그리고 관입 관계라고 생각하였다. 중등 교과서 및 지도서에 제시된 지구의 나이, 가장 오래된 암석의 연령, 지질 시대의 정의 및 기간, 지구의 나이 측정 방법 그리고 지사학의 법칙 등과 같은 지질 시대 관련 내용은 상당 부분이 올바른 개념을 제시하고 있지 않으며, 제시된 유형도 다양하다. 설문에 응답한 상당수의 교사들은 지질 시대에 관련된 내용에 대하여 잘못 이해하고 있으며, 이러한 교사들의 이해는 교과서와 교사용 지도서에 기술된 내용과 상당한 관련이 있는 것으로 생각된다. 그러므로 교과서와 지도서에 제시된 지질 시대 관련 내용에 대한 논의와 수정이 필요하다.