• 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.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.169-174
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• 2006

현대 교육은 단순한 암기 위주가 아닌 첨단 컴퓨터를 이용한 실험 실습 위주의 직접 보고 듣고 느끼는 방향으로 진보하고 있다. 실험 실습에 의한 과학교육은 사용자의 탐구능력 향상과 과학적 태도 향상에 중요한 역할을 하게 될 것이며 기존의 암기위주나 단순한 수치에 의한 개념 학습을 탈피하여 Data collection 기술과 분석의 활용을 통해 사용자가 과학을 좀 더 이해하고 사용할 수 있도록 하는 능력을 증진하게 한다. 이를 위한 과학교육의 한 방법으로 MBL(Microcomputer Based Laboratory)은 실험자가 실험실이나 야외에서 각종 기구를 사용해 데이터를 습득할 수 있도록 도와주는 컴퓨터 기반 과학 실험 시스템으로서 미국, 영국 등 과학 교육 분야에서 추구하고 있는 세계적인 추세라고 할 수 있다. 이러한 MBL 시스템의 구성은 센서를 통해 얻어지는 자료를 컴퓨터에 전달하는 매개체인 인터페이스, 과학 실험에서 발생하는 데이터를 직접 전기적 신호로 변환하여 인터페이스에 전달하는 센서, 인터페이스에서 전달되는 전기적 신호를 컴퓨터 화면에 나타내어 주는 컴퓨터용 전용 프로그램으로 구성된다. 이러한 MBL을 과학교육에 활용한다면 학생들이 스스로 과학적으로 탐구하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양하는 데 많은 도움이 될 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.75-91
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• 2020

이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 '지구 온난화'를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, '분석-설계-제작-평가-시스템 사고'의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 '공기 소화기' 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전 교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 '창의융합인재'를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권8호
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• pp.963-977
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• 2009

이 연구의 목적은 지구계 교육의 학습자로서 대학생들의 지구계 순환에 대한 인식을 밝혀 교육에의 시사점을 찾는 것이다. 지구과학 교양 수업을 수강하는 62명의 비과학 전공 대학생들을 대상으로 8주 동안 창의적 이야기 쓰기 활동을 실시하였다. 창의적 이야기는 스토리맵 그리기 방법으로 순환의 구성 개념과 유형을 분석하여 범주화 하였다. 지구계의 순환 구성 개념은 32가지로 매우 다양하게 표출되었고, 순환 유형은 원형과 복합형이 다수였으나 일부 사례는 순환 고리를 완성하지 못한 가지형과 선형으로 표현되었다. 지구계 순환에 대한 대학생들의 인식은 자연-생물계에 편향되어 있으며, 자연-생물계와 인간계의 3 범주를 모두 인식한 사례는 30% 미만으로 나타났다. 지구계 교육을 통해 인간 활동에 의한 피드백의 영향을 인지할 수 있도록 순환을 소재로 교수 내용을 다양화 하고, 학습자의 시스템 사고를 지원해야 하겠다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제7권3호
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• pp.313-326
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• 2014

The purpose of this study is to explore the applying possibility of the Earth Systems Education(ESE) in elementary school science education through the improving of students' recognition with the earth systematic nature by systems thinking education - for this was the recognizing as earth systematic nature was the key element of ESE, and the systems thinking skill is accredited very effective tool for the understanding with earth systematic nature. For this, the systems thinking's teaching-learning programs were developed and applied to the 6th students (21s) for 10hours' classes. The results of this study are as follows; In most of the 6th students didn't recognize with earth systematic nature from a lack of understanding of the vapor being in every nature environments. In systems teaching-learning classes, most of students participated positively in learning activities and achieved the aim of a lesson. In the testing results for students' recognition improving to earth systematic nature after the systems thinking education, about 24% students were showed the improving results of the recognition with earth systematic nature. Consequently, It is suggested that just as the achieving of the points of ESE in elementary school science education, the approaching method of the systems thinking education is worth attempting to applying of the ESE.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.873-885
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• 2022

전 세계적으로 미세먼지(particulate matter, PM)와 사망률 및 유병률 증가의 관련성이 보고되면서 다양한 연구가 수행되었으며, 우리나라에서는 1990년대 후반을 기점으로 PM에 대한 중요성을 인식하고, PM에 대한 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 '미세먼지' 관련 연구들의 주제를 분류하고, 각 주제별 연구 동향을 확인하기 위해 Research Information Sharing Service (RISS)에 게재된 미세먼지 관련 2,764편의 논문을 대상으로 Latent Dirichlet Allocate (LDA) 분석을 수행하였다. 연구 결과, 총 10개의 주제로 분류하는 것이 가장 적합하였으며, 미세먼지 관련 연구주제는 '미세먼지 저감(Topic 1)', '정부 정책 및 관리(Topic 2)', '미세먼지 특성(Topic 3)', '미세먼지 모델(Topic 4)', '환경교육(Topic 5)', '바이오(Topic 6)', '교통수단(Topic 7)', '황사(Topic 8)', '실내 미세먼지 오염(Topic 9)', '인체 위해성(Topic 10)'의 주제로 분류할 수 있었다. 특히, '정부 정책 및 관리(Topic 2)', '미세먼지 모델(Topic 4)', '환경교육(Topic 5)'. '바이오(Topic 6)' 관련 연구주제들이 시간에 따라 전체 논문에 대한 비율이 증가하는 추세를 보여 성행하는 것을 확인하였다(linear slope>0). 본 연구의 결과는 미세먼지 관련 다양한 분야의 연구자들에게 새로운 문헌 고찰의 방법론을 제시하고, 미세먼지 분야의 역사와 발전에 대한 이해를 제공했음에 의의가 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.40-52
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• 2020

본 연구의 목적은 2025년 고교학점제의 전면도입에 직면한 고등학교 지구과학 선택과목의 변화 방향을 탐색하고 차기 교육과정 개정에 대비하여 지구과학 선택과목 재구조화 방안을 모색하는 것이다. 이를 위해 지구과학교육 전문가 델파이 조사, 현장지구과학 교사설문 조사, 전문가 심층 면담을 수행하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학 선택과목 재구조화에서 고려해야 할 점으로 지구과학소양 함양, 학생 진로와 연계, 지구과학 자체의 재미, 학생선택률과 대학입시라는 4가지 키워드를 도출하였다. 이를 바탕으로 지구과학 선택과목의 구체적인 재구조화(안)으로 지구과학 소양을 강조하는 지구시스템과학, 그리고 교과내 진로 연계를 강화한 고체지구과학, 대기·해양과학, 우주과학의 총 4개 과목을 구성하였다. 고교학점제 도입으로 지구과학 과목의 선택률이 하락할 것이라는 우려를 해소하려면, 지구과학 선택과목의 진로 연계성을 높이는 등 지구과학 교과의 위상 재정립을 필요로 한다. 후속 연구에서는 지구과학 선택과목의 명칭과 핵심개념 등에 대한 정교화와 공론화가 필요하다.

• 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.

• 대기
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• 제34권3호
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• pp.283-304
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• 2024

This study analyzed the variability and correlation between ground-level air pollutant concentrations and the atmospheric mixing layer height using data from four types of air pollutants (PM_2.5, PM₁₀, NO₂, and O₃) collected at AirKorea monitoring stations nationwide over a five-year period (2018~2022), and aerosol backscatter data observed by the Vaisala CL31 to derive atmospheric mixing layer heights. The five-year trends and variability of ground-level air pollutant concentrations under seasonal and hourly conditions were examined, as well as the seasonal distribution and diurnal variation of the atmospheric mixing layer height. Five correlation coefficient methodologies were applied to analyze the correlations between ground-level air pollutants and atmospheric mixing layer height under various seasonal and hourly conditions, confirming the dilution effect of the atmospheric mixing layer height. The results showed that PM_2.5, PM₁₀, and NO₂ generally had negative correlations with the atmospheric mixing layer height, while O₃ showed a strong positive correlation up to an altitude of 1,200~1,500 meters, and a negative correlation beyond that altitude. It was also shown that a single high concentration event (e.g., PM₁₀) can alter the overall correlation. The correlation can also vary depending on the characteristics of the correlation coefficient methodology, highlighting the importance of applying the appropriate methodology for each case during the analysis process.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제9권2호
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• pp.139-151
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• 2016

이 연구의 목적은 학생 활동 중심의 고등학교 '과학' 교과서 모델을 개발하고, 개발한 모델을 현장 적용 가능성을 알아보고자 하였다. 이 연구를 위해 학생 활동 중심의 교과서 모델을 개발하기 위하여 국내 및 국외 교과서와 교육과정에 대한 문헌 연구를 수행하였으며, 선행 연구의 결과를 토대로 7E 순환 학습 모델에 기반한 교과서 개발 Framework를 개발하였다. 개발한 Framework를 토대로 '시스템과 상호작용 - 지구시스템'의 성취 기준에 대한 학생 활동 중심의 고등학교 '과학' 교과서 모델을 개발하였다. 개발한 모델은 총 5차시 분량이며 시스템 사고, 융합인재교육에서 추구하는 여러 가지 목표를 반영하였다. 1~4차시까지는 최종산출물을 도출하기 위한 유기적은 연결되어 학생활동 중심의 탐구로 구성하였다. 마지막 5차시는 직업과 진로에 대하여 탐색할 수 있는 단원으로 제시하였다. 개발한 모형을 학교 현장에 투입한 후, 학생들의 반응을 살펴본 결과 수업에 대한 흥미, 교과서 내용, 산출물의 도출 등에서 학생들이 긍정적으로 응답하였다. 이러한 결과를 토대로 개발한 모델을 학교 교육과정에 적합하도록 수정 보완한 교과서가 만들어진다면 학생들의 긍정적인 변화를 이끌어낼 수 있을 것이다.