• 한국지구과학회지
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• 제27권1호
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• pp.20-31
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• 2006

본 연구에서는 초등학교 과학교과서 지구과학 부문에 대한 예비교사들의 질문을 분석하였다. 주요 질문의 대상이 된 교과 내용은 교과서 단원별로 쪽 당 평균 질문수의 3배 이상이 나온 교과서 쪽의 내용(주요 질문 교과 내용1)과 2배 이상 3배 미만의 질문수가 나온 내용(주요 질문 교과 내용2)으로 구별하고, 각 교과 내용별로 질문 속에 나타나는 주요 용어들 간 상호관련성을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 주요 질문 교과 내용1은 ‘구름관찰’, 지층의 생성 과정‘ 등이 발견되었고, 주요 질문 교과 내용2는 ’강수량 측정‘, ’하룻밤 동안 달의 이동‘ 등으로 4-2학기를 제외한 모든 학기에서 발견되었다. 둘째, 각 교과 내용 당 질문용어의 상호관련성을 보이는 경우는 질문수가 많은 주요 질문 교과내용에서 증가하고 있지만, 4개 용어 유형은 오히려 교과 내용2에서 다수 발견되었다. 셋째, 상호관련성이 큰 질문 용어 묶음은 교과내용1에서 ’석탄과 석유-생성‘, ’변성-열과 압력‘, ’변성-열과 압력-변성암‘, ’행성-태양-혜성-공전‘ 등이며, 교과내용2에서는 ’별자리판-사용‘, ’건습구습도계-원리‘, ’건습구습도계-원리-습도‘, ’지진계-원리-습도‘, ’지진계-원리-지진‘, ’지구자전축-기울어짐-발생‘, ’별자리판-별자리-관찰-사용‘ 등이다. 본 연구에서 분석 자료로 사용된 질문의 원천은 대체로 교과서의 구체적인 구성체제로부터 비롯된 것이거나 지구과학내용에 대한 예비교사들의 일반적인 의문점에서 비롯된 것으로 판단된다. 전자의 경우라면 교과서의 집필과정에서 문장의 서술방법이나 관련 삽화 등의 문제점에서 유발된 것일 가능성이 크기 때문에 교과서 집필상의 문제점을 개선함으로서 해결 가능하지만, 후자는 소양교육 내용과 기초 지구과학개념으로서의 초등학교 교육과정에 대한 재고가 필요하다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.746-752
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• 2022

남태평양 섬들인 키리바시와 주변국은 해수면 상승으로 섬의 면적이 점점 감소하고 있다. 해수면 상승의 원인으로 기온상승에 따라 감소하는 빙하와 해수의 열팽창정도에 따라 지속적으로 변화하며, 지구온난화는 해수의 양과 부피 모두에 영향을 주어 해수면 상승이 진행되고 있다. 조석현상은 달과 태양등 천체의 인력작용으로 해면이 1일 2회 나타나지만 달은 약 18.6년을 주기로 달의 공전 궤도면이 지구의 적도와 이루는 각도가 약 10° 정도 변화하는데 지구의 적도면과 달의 공전 궤도면의 거리에 따라 조석력의 크기가 변화한다. 하와이 대학교 해수면 센터에서 Kiribati의 Tarawa, Christmas, Kanton, Fiji의 Lautoka, Suva, Tuvalu의 Funafuti, Tonga의 Nuku'alofa, Vanuatu의 Port Vila을 선정하여 자료를 취득하였다. 19년간 각 연도별 조위를 비교하였을 때 차이를 이용하여 조석에 의한 수면의 변화를 확인하고 조석의 영향인지 파악하는데 중점을 두었다. 최고천문조위(HAT, Highest Astronomical Tide)와 최저천문조위(LAT, Lowest Astronomi cal Tide)는 각각 Trawa 297.0, 50.8 cm, Christmas 123.8, 19.9 cm, Kanton 173.7, 39.9 cm, Lautoka 240.7, 11.3 cm, Suva 213.4, 17.8 cm, Funafuti 328.6, 98.4 cm, Nukualofa 188.8, 15.5 cm, Port Vila 161.5, -0.5 cm로 파악하였다. 해수면 변동은 각각 Trawa 3.1 mm/year, Christmas -1.0 mm/year, Kanton 1.6 mm/year, Lautoka 3.1 mm/year, Suva 7.4 mm/year, Funafuti 1.4 mm/year, Nukualofa 4.2 mm/year, Port Vila -1.2 mm/year로 변화하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.40-47
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• 2020

본 연구는 전북 서해안권 국가지질공원 지질명소의 안내 표지판에 기술된 용어를 분석하였다. 안내 표지판에 기술된 용어들 중 명사만을 추출하여 표준국어대사전, 지구과학 학술용어집, 2015개정 교육과정에 따른 교과용 도서 개발을 위한 편수 자료를 기준으로 등재 여부를 확인하여 8가지 유형으로 분류하였다. 추출된 용어 중 71개(10.8%)의 용어는 어느 용어집에도 등재되지 않은 [유형 8]에 해당하는 용어들이었다. 이 유형의 용어들은 대부분이 [명사]+[명사] 또는 [명사]+[접사]가 결합하여 파생된 합성어로 그 의미를 명확하게 해석하여 이해하기란 쉽지 않은 것으로 판단되었다. 또한 256개(46%)의 용어가 전문 분야에서 사용되는 전문 용어로 확인되었다. 따라서 국가지질공원 안내 표지판의 제작에 있어 일반인들과 학생들이 더 쉽게 읽고 이해할 수 있도록 전문 용어를 가급적 쉽게 풀어서 기술하고 전문 용어를 사용할 경우에는 용어에 대한 주석을 달아 부연 설명을 통해 충분한 교육적 효과를 얻을 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권4호
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• pp.513-526
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• 2009

해양 염분의 단위가 퍼밀(%o)에서 다른 단위로 바뀐 지 오랜 세월이 지났다. 하지만 우리나라 중학교, 고등학교 과학 및 지구과학 교과서는 여전히 오래 전에 정의한 염분 단위인 퍼밀(%o)을 사용하고 있다. 본 연구의 목적은 염분단위의 변화와 측정 기술에 대한 역사적 발달 과정을 개괄적으로 다루고, 염분 단위들 사이의 차이를 제시하며, 그리고 교과서에서의 염분 단위 수정에 대한 필요성과 타당성을 강조하는데 있다. 이를 위해 제 7차 교육과정에 기초한 27종의 중등 과학교과서에서 다루고 있는 염분 단위의 표현, 염분의 정의들을 조사하였다. 분석 결과는 1967년부터 2008년까지 한국해양학회지에 게재된 논문들에서 사용하고 있는 염분 단위 사용의 빈도수와 비교하였다. %o 사용의 백분율은 교과서 본문에서 96.3%, 그림과 표에서 83.8%에 달하였다. 이에 반해 과학적 논문들은 1994년부터 psu를 사용하기 시작하였으며, 2004년 이후로는 %o을 거의 사용하지 않고 있었다.

• 자원환경지질
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• 제54권3호
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• pp.389-397
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• 2021

모량단층은 안강-모량-덕현-원동-김해를 잇는 선상의 단층곡으로부터 인지되며, 동측에 발달하는 양산단층과 안강 인근에서 만난다. 단층곡은 100-300 m 폭의 V자 형태를 보이며, 단층곡을 따라 수 m 내외의 폭을 가지는 소규모 단층파쇄대가 발달한다. 약 9 km에 달하는 경주시 대현리-울산 양동리 배내미고개 구간에서 9개 지점의 단층노두들이 확인되었으며, 단층은 주로 북북동 내지 북동 주향과 고각의 북서 경사를 가진다. 기반암내에서 단층은 좌향 이동성분을 갖는 역단층운동, 좌수향과 우수향주향이동단층운동이 관찰되었으며, 미고결퇴적층이 형성된 이후에는 단층의 서측이 동쪽으로 상승하는 우향이동성분의 역단층 운동을 하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.469-479
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• 2001

본 연구는 1999 ${\sim}$ 2001학년도의 대학수학능력시험에서 지구과학 II 선택 경향 및 선택과목간의 점수를 비교하고, 지구과학 관련 문항의 탐구과정 및 내용 요소별 분포와 각 문항에 대한 학생의 반응을 분석하여 정답률이 낮은 문항에 대한 오답 유형을 추출하였다. 대학수학능력시험의 자연계 응시자는 1995학년도에 43.14%이었으나 최근 2년 동안에 급격히 줄어들어, 2001학년도에는 29.51%이었고, 2002학년도에는 26.92%로 감소하고 있다. 자연계 응시자의 지구과학 II 선택 비율은 약 22%로 생물 II(약 38%), 화학 II(약 28%)에 이어 3번째이다. 탐구과정별로는 공통과학 및 지구과학 II 모두 자료 해석에 대해서 가장 많이 출제되고 다음으로 결론 도출 및 평가에 대해서 많이 출제되었다. 내용별로는 공통과학에서는 ‘지각의 물질과 지각변동’(20.83%)에서 가장 많이 출제되었고, ‘온실효과’와 ‘우주과학’에 대해서는 출제되지 않았으며, 다른 영역에서는 대체로 고루 출제되었다. 지구과학 II에서는 ‘지각의 물질과 변화’ (22.92%)영역에서 가장 많이 출제되었고, 전반적으로 고르게 출제되었으나 ‘환경과 자원’에서 출제되지 않았고, ‘태양계’에 대해서는 비교적 적게 출제되었다. 문항 난이도 분포를 보면 1999학년도는 예상정답률 40 ${\sim}$ 59%와 60 ${\sim}$ 79%의 문제를 각각 6, 10개 출제하였고, 2000학년도에는 40 ${\sim}$ 59% 1문항, 60 ${\sim}$ 79% 14문항, 80% 이상 1문항 출제하였으나 2001학년도는 16문항 모두를 60 ${\sim}$ 79%에 해당하는 것을 출제하였다. 정답률이 높은 문항은 문제 해결에 지구과학 개념이 요구되지 않고 탐구 과정만 요구되는 문항, 매년 출제되어 학생에게 익숙한 분야, 탐구 능력 없이도 특정 지식만 있으면 해결되는 문항이다. 반면에 정답률이 낮은 문항은 지구와 행성의 운동, 해파에 관한 문항이며, 특히 복합개념이 요구되는 문항의 정답률이 낮다. 학생의 오답 반응 분석 결과 기본 개념에 대한 이해가 미흡한 주요 내용은 공통과학에서는 변환단층 및 부정합에서 지질학적 현상, 혼합층과 수온 약층의 의미, 온대저기압 통과 전후의 날씨 변화이며, 지구과학 II 에서는 달의 위상과 위치변화, 화성암의 구성광물 ${\cdot}$ 화학조성 ${\cdot}$ 조직 변화와 마그마 분화 및 풍화와의 관계, 지진파 주시곡선, 대기순환의 종류와 규모, 해파, 혼합층과 수온 약층, 서안강화 현상, 행성의 위치와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.770-788
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• 2021

본 연구는 중학생들이 온실 효과와 지구 온난화를 이해하고, 이를 지구 복사 평형 관점에서 설명할 수 있는지 심층적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해 '대기권과 날씨' 대단원 수업을 완료한 중학교 3학년 118명의 학생을 대상으로, 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화에 대한 선택형 및 서답형으로 구성된 학생 이해 온라인 평가를 2021년 7월 13일부터 7월 24일까지 실시하였다. 최종적으로 97명의 학생 응답을 수집하여 분석한 결과, 과반수(61.9%)가 넘는 학생들이 복사 평형의 의미를 옳게 기술하였으나 제시된 자료와 무관하게 사전 지식이나 구체적 사례를 들어 설명하는 경우가 많았다. 대부분의 학생들(92.8%)은 대기가 있는 지구에서 온실 효과가 나타나는 것을 알고 있었지만, 온실 효과를 복사 평형이 깨진 상태로 생각하는 경향이 높았으며(32.0%), 달과 지구 모두 복사 평형이 일어난다고 응답한 학생(47.4%)은 절반에 미치지 못했다. 온실 효과의 원인으로 대기의 재복사를 찾아낸 학생은 다수(69.1%)였으나, 지구로 입사한 태양 복사량보다 방출한 지표 복사량이 더 크다고 응답한 학생은 소수(39.2%)에 불과하였다. 또한 절반 정도의 학생들(49.5%)이 온실 기체의 증가와 대기 흡수, 이로 인한 지표로의 재복사의 관계를 잘 이해하고 있었다. 그러나 온실 기체가 증가할 때, 지표 방출에 대해서는 증가(14.4%), 일정(9.3%), 감소(7.2%), 무응답(18.6%)으로 의견이 매우 다양하게 나타났다. 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화는 지구계의 균형과 상호작용이라는 빅 아이디어로 연결된 커다란 하나의 의미망이므로 학생들이 지구 온난화로 인한 기후 변화를 이해하고 적용하고 해석하는 개념 체계가 될 수 있다. 따라서 현재 인류에 닥친 기후 변화 위기와 관련해 학생들이 정확한 이해에 근거하여 과학적으로 사고하고 과학적 개념을 정립할 수 있도록, 정교한 프로그램 개발과 수업 경험을 제공하고 그 효과를 점검하는 후속 연구가 진행 되어야 할 것이다.

• 암석학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-52
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• 2019

인류 생활에 큰 위험과 많은 피해를 가져오는 화산활동은 오랫동안 지구의 역사와 함께 지속되어 왔다. 홀로세에 해당하는 약 1만 년 전부터 현재까지의 시기 동안 분화 이력이 있는 활화산들은 대략 1,520개로 알려져 있다. 이들 중 2010년 이후에 활동하고 있는 화산체들은 약 210여 개에 달한다. 2018년(2018년 1월 3일~12월 18일; USGS 자료)에 활동한 화산은 83개이다. 대략 지구상에서 1년간 평균 80~90여 개의 화산이 활동 중이며, 이 중에 90% 이상이 환태평양 화산대인 "불의 고리"(Ring of Fire)에 분포한다. 이는 지구상에 분포하는 활화산들의 80% 가량이 판의 수렴경계부에, 그리고 15% 가량이 발산경계부에, 나머지 5%가 판 내부에 위치하는 것과 잘 일치한다. 조사기간인 51주 중 특히 Aira(일본, 50회), Sabankaya(페루, 49회), Sheveluch(러시아, 49회), Ebeko(러시아, 49회), 그리고 Kirishimayama(일본, 40회)등 5개 화산에서 빈번한 화산 활동이 발생하였다. 화산활동의 뚜렷한 증감은 발생하지 않았으며 매년 비슷한 수준의 활동이 발생하고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권6호
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• pp.691-711
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• 2022

지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.