• 한국지구과학회지
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• 제29권6호
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• pp.495-505
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• 2008

이 연구의 목적은 방과 후 학교 활동으로 직접 활용될 수 있는 고등학교 천체관측반을 대상으로 한 천체 관측 프로그램 개발 및 적용이다. 연구방법은 먼저 현행 지구과학교과서의 천문관련 탐구활동을 분석한 다음, 가장 기본적인 관측 장비의 표준화 프로그램을 개발하였으며, 프로그램을 이용하여 학교 인근 여러 관측지에서 학생들이 직접 탐구활동을 수행하였다. 특히 관측 장비의 경우 일선학교에서도 쉽게 구비할 수 있는 102mm급 굴절망원경과 디지털카메라를 이용하였으며, 대부분 도심지에 위치한 학교의 관측지 환경을 고려한 탐구활동 및 그 수행을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 교육과정상의 천문관련 탐구활동은 대부분 제시된 자료를 분석하는 자료 해석이나 가상실험활동으로 구성되어 있다. 둘째, 대부분의 학교가 위치한 도심지의 경우 도시 외곽보다 관측 환경이 열악하다. 셋째, 학교 인근 도심지에서 보편화된 관측 장비를 이용한 효율적인 관측 기법과 도심지에서의 관측 기기의 표준화 계수를 결정하였다. 넷째, 이와 같은 일련의 과정을 프로그램화하여 측정한 결과, 도시와 도시외곽에서 실제 별의 등급과 큰 차이를 보이지 않았으며, 학습 프로그램 개발을 통하여 천체 관측에 관한 다양한 탐구 활동을 제공할 수 있었다 현재 천체 관련 교육은 실제 탐구 활동 영역이 결여되어 있으며, 대부분의 학교가 도심지에 위치하고 있어서 관측환경 또한 좋지 못하다. 하지만 이 프로그램을 이용하면 실질적인 천체관측 활동과 관측 결과에 대해 정형화된 보정활동을 거쳐 유의미한 관측 데이터를 수집할 수 있으며, 이를 여러 가지 활동을 통해 재해석 할 수 있다. 이를 통해 현장 체험 중심의 천체 탐구 활동을 활성화시킬 수 있으며, 과학적 흥미를 높일 수 있다.

• 천문학논총
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• 제36권3호
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• pp.47-63
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• 2021

와이즈/네오와이즈 자료를 사용하여 1형 활동은하핵의 근적외선 장기 변광 특성을 살펴보았다. 활동은하핵은 밀리퀘이사 목록을 사용해 가시광에서의 등급 제한을 두어 선정하였고, 여러 번의 다중시점 측광 자료를 확보하기 위해 황도북극과 황도남극에 가까운 대상으로 한정하였다. 이후 와이즈와 네오와이즈 데이터베이스에서 해당 대상들의 측광 자료를 추출하였다. 일부 근적외선에서 검출되지 않은 경우와 관측 횟수가 지나치게 적은 경우를 제외하고 총 73개의 1형 퀘이사 및 활동은 하핵, 140개의 측광학적으로 선택된 활동은하핵 후보에 대해 W1 (3.4 ㎛), W2 (4.6 ㎛) 밴드 광도곡선을 구성하고 이를 이용해 변광 분석을 수행하였다. 변광 여부를 판단하기 위해 초과 분산 값과 변광의 유의확률 P_var를 계산하였다. 초과 분산이 포아송 오차에 의해 추정되는 오차값보다 큰 경우, 그리고 P_var이 0.95보다 크거나 같은 경우를 변광으로 판단했는데, 활동은하핵 73개 중 19개, 활동은하핵 후보 140개 중 12개가 W1, W2 밴드 모두에서 변광 대상으로 판단되었다. W1 밴드보다 W2 밴드에서 변광 대상으로 판단되는 숫자가 작게 나타났는데, 이는 긴 파장으로 갈수록 변광의 정도가 작아짐을 시사하는 것으로 보인다. 약 9 ~ 26%의 대상들이 근적외선 변광을 보였다. 감쇠 랜덤워크 모형을 사용하여 변광 폭(σ)과 완화 시간(τ), W1과 W2 밴드 사이의 시간 지연 등을 추정하였다. 변광 폭 및 완화시간은 W1 등급과 큰 상관관계를 보이지 않았으며, 두 변수 사이에도 특별히 두드러지는 상관관계가 나타나지 않았다. 단, 감쇠 랜덤워크 모형을 사용해서 시간 규모를 추정할 때 광도곡선의 분량이 충분한지를 감안하면, 완화시간이 짧은 대상들에 대해서는 변광 폭과 완화시간이 음의 상관관계를 보인다고도 볼 수 있다. 대상의 개수가 통계적으로 유의미한 결과를 제시하기에는 부족하다. X선 광도와 변광 특성을 비교했을 때에는 상관관계를 찾아보기 어려웠으나, 앞으로 얻어질 X선 탐사자료와 전천 스펙트럼 탐사자료와 결합한 추가 연구가 기대된다. 전체 대상 중에서는 시간에 따라 (W1-W2) 색이 변하는 것으로 판단되는 흥미로운 대상이 4개가 존재했는데, 이들의 특성에 대해서는 추후 연구가 더 필요할 것으로 전망한다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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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.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.789-802
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• 2007

이 논문에서는 한국과 일본의 초등 예비교사들이 가지고 있는 천문학 기초개념에 대한 이해 정도와 천문학에 대한 태도를 조사하여 비교하였다. 천문학 기초개념 및 지식은 1998년에 천문교육연구협의회(The Collaboration for Astronomy Education Research, CAER)에서 개발한 천문학진단검사지(Astronomy Diagnostic Test, ADT ver.2.0)의 21문항에서 한일 양국의 중등학교 교육과정을 고려하여 선정한 12개 문항을 양국의 언어로 번안하여 투입하였다. 천문학 기초개념 및 지식에 대한 검사문항의 신뢰도는 0.69이었다. 천문학 태도에 대한 검사는 제일릭 등(Zeilik et at., 1999)이 개발한 천문학태도조사지(the Survey of Attitudes Towards Astronomy, SATA)를 그대로 번역하여 사용하였다. 신뢰도는 0.87이었다. 조사 결과 천문학 기초개념에 대한 한국의 예비교사들의 정답률은 38%이었고 일본은 37%이었지만, 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 천문학에 대한 태도에서는 한국의 초등 예비교사가 일본보다 높았다. 특히 천문학에 대한 인지적 능력과 가치의 범주는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05). 이 연구를 통해 부가적으로, 한국과 일본의 초등 예비교사들의 가진 천문학 기초개념이 지식의 수준이 40%, 미만이었으며, 천문학에 대한 태도 점수가 미국의 대학생들에 비하여 상당히 낮다는 점을 발견할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.61-76
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• 1996

The purpose of this study was to apply the instructional strategies for conceptual change prescribed by Posner et al(1982) to the astronomic content domain taught in the elementary and middle school and to analyze the characteristics of students' knowledge revealed in the test before, during and after the instruction. Also, it was to investigate the intercorrelation of cognitive levels, spatial ability and science achievement. The major findings of this study are as follows: 1. Students had a great variety of misconceptions related to the motion of the moon before the instruction, that is, the phases, the names of phases and the cause of changing phases by the moon's orbit about the earth, the moon's appearance and location at the given time, the relative positions of earth, moon and sun during a lunar eclipse, the cause that a full moon is not at the line of node once a month. In the analysis of students' responses concerning the cause of changing phases of the moon and a lunar eclipse, the results indicate that the great majority of students had rote learning rather than meaningful learning in the middle school. 2. Students' reponses during the instruction concerning the changing phases of the moon and the predictive knowledge about the motions of the earth and the moon were analyzed. 1) According to the results of the test given before and after experiment, after discussion, achievement score of the whole of subjects and groups in both preformal and formal cognitive levels appeared to increase linearly. 2) There was no statistically significant differences of achievement scores before and after experiment, after discussion between preformal group and formal group in cognitive levels. 3. Distribution of achievement scores according to the whole of subjects and groups in preformal and formal cognitive levels shows that there was a statistically significant difference between pretest and posttest. 4. Types of conceptual changes concerning the cause of changing phases of the moon that occurred from pretest to posttest were classified as accommodation, incomplete accommodation, assimilation, no change and no model. Six of the seven students starting instruction with alternative frameworks didn't sustain those alternative models throughout instruction. Five of these six students accommodated completely and the last one partially. Seventy-nine percentage of students taking instruction with fragmental models assimilated correct propositions at the end of the instruction. These results suggest that conceptual change model prescribed by Posner et al(1982) has promised the meaningful learning to students taking with fragmental models, especially in cases where students with misconception enter instruction. 5. High correlation between achievement score of simple-recall items and that of written items in pretest and posttest indicates that the higher students got the score in simple-recall items the better they also performed in written items. However, there was no statistically significant differences among cognitive levels, spatial ability and science achievement in the whole of subjects and groups according to the cognitive levels.

• 감성과학
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• 제22권2호
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• pp.83-100
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• 2019

본 연구의 목적은 오래전부터 한국인이 애용해 온 기본 도형을 분석하여 의미와 상징성을 밝히고 그 유형을 분류하는 것이다. 선조들은 원, 네모, 세모 형태를 선호하였는데 한글에 'ㅇ, ㅁ, ㅅ'가 존재하는 사실이 이를 뒷받침한다. 이를 위해 고조선부터 삼국시대에 이르기까지 복식과 유물 등에 나타난 기본 도형을 고찰하였다. 연구방법으로는 도서, 인터넷 및 사진자료 등을 분석하였으며 도자기, 청동기, 복식 등 다양한 곳에 나타난 도형의 연결고리를 찾았다. 그 연구결과 첫째, 원은 하늘, 해, 달, 별, 청동거울, 얼굴 등을 상징하는데 일찍이 천문관측이 발달했던 사실과 원형제단이나 제사장의 표징인 원형 청동거울이 이를 뒷받침한다. 둘째, 땅(地)을 상징하는 것은 네모라고 보았다. 하늘과 땅신에게 모두 제사를 지냈었고 네모는 부족 공동체의 안녕과 풍요를 담은 현실을 의미하는 형태이다. 마름모형이 더 많이 애용되었는데 이는 힘을 상징하는 세모가 두 개나 들어있는 형태이기 때문이라고 추측한다. 셋째, 빗살무늬 토기에서도 나타나지만 뫼 '산(山)'과 사람 '인(人)' 및 모자나 마늘의 형태 또는 나 '사(?)' 등으로부터 세모가 파생되었다고 보는데 하늘, 땅 다음으로 사람이 중요하다는 고대인의 사고에서 발생한 것으로 본다. 아름다운 유산인 기본 도형의 연구를 통해 한국역사의 오랜 전통과 정신을 이해하고 새로운 창조문화로 이어지길 기대한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.65-81
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• 2019

24절기는 연중 계절 변화를 기술하기 위해 만들어진 중국의 전통적인 천문학적 구분 방식이다. 본 연구는 지난 40년간의 기상 자료 분석을 통해 한반도 절기 기온이 전반적으로 상승했음을 보여주었다. 북한의 경우 청명, 소설, 대설을 제외한 21개 절기 기온이 모두 상승했으며, 계절별로 봄, 여름, 가을, 겨울에 해당하는 절기의 평균기온은 각각 $0.87^{\circ}C$, $1.19^{\circ}C$, $1.45^{\circ}C$, $0.64^{\circ}C$ 상승했다. 가을철 기온 상승의 폭이 커진 결과 여름의 지속 기간이 길어졌고, 겨울에 비해 상대적으로 여름의 기온이 더 큰 폭으로 상승하였다. 남한의 경우, 18개 절기의 기온이 상승했는데, 계절적으로는 가을과 겨울철을 중심으로 상승하였다. 다른 절기에 비해 대설은 기온 하강 폭이 현저히 크게 나타났는데, 이러한 경향은 남북한 차이 없이 공통적인 특징으로 조사되었다. 연중 가장 추운 절기를 나타내는 대한의 기온은 연구 기간 동안 현저한 증가 추세($3.08^{\circ}C$)를 보인 반면, 여름 절기인 소서의 기온 증가 폭은 $0.29^{\circ}C$에 그쳐 상대적으로 미미하였다. 최근 연중 극서일과 첫서리일 발생은 남북한 지역 전체적으로 과거에 비해 대서와 상강 절기보다 각각 늦어지는 경향을 보인 반면, 극한일의 발생은 대한 절기보다 일찍 나타나는 추세를 보였다. 연구 기간 동안의 절기별 기온 변화를 분석한 결과, 대서와 상강의 절기 부합도는 북한 지역에서, 대한의 절기 부합도는 남한 지역에서 각각 더 높게 조사되었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권2호
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• pp.213-223
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• 2022

이 연구는 초등 과학 5~6학년 교과서에 제시된 필수 탐구 활동의 유형을 파악하고, 현장 교사들은 실제 지도 과정에서는 어떤 어려움이 있는지를 파악하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 교과서에 제시된 필수 탐구 활동을 실험·관찰, 조사·토의 및 발표, 자료 해석, 토의·토론, 모의활동, 표현하기의 6가지 유형으로 분석하였다. 또한 초등 교사 108명을 대상으로 탐구 활동에 대한 탐구 활동의 성취기준 달성 적합성, 학생 수준 적합성, 학생 흥미도, 수업 지도의 어려움을 조사하였다. 연구 결과를 종합하면, 5~6학년 과학 교과서에 제시된 탐구 활동 유형을 분석한 결과 가장 많이 제시되는 유형은 실험·관찰 유형이었고, 다음으로 많은 유형은 모의활동 유형, 자료 해석 유형이었다. 5학년 교과서에는 토의·토론 유형이 없는 것으로 분석되었고, 6학년은 조사·토의 및 발표 유형과 표현하기 유형에 해당되는 탐구 활동이 교과서에 제시되지 않았다. 교과서에 제시된 탐구 활동의 성취기준 달성 적합성과 학생의 수준의 적합성에 대한 교사들의 응답결과에서는 5학년이 6학년에 비해 낮은 평균 점수를 나타냈고, 학생 흥미도와 지도 어려움에서는 비슷한 평균 점수를 보였다. 설문조사 결과를 바탕으로 개선이 필요한 탐구 활동을 도출한 결과 총 17개의 탐구 활동에 대한 개선이 필요한 것을 확인되었다. 구체적으로 교사들은 실험 결과가 교과서에서 의도한대로 잘 나타나지 않을 때, 탐구 활동에 대한 학생의 흥미도가 낮을 때, 학생 및 교사들이 관련된 과학 개념에 대해 이해도가 낮을 때 탐구 활동 지도의 어려움을 겪는다고 응답하였다. 천문 관련 단원에서 장기간의 꾸준한 관찰이 어렵다거나 초등학교 고학년 학생들이 역학놀이 활동에 적극적으로 참여하지 않는 등의 현실적인 문제도 지적하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권5호
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• pp.339-349
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• 2001

이 연구의 목적은 예비교사들의 달과 행성 운동의 문제 해결 과정에 대한 연구를 통하여 문제 해결 실패 요인을 파악하고 달과 행성의 운동에 대한 효과적 교수전략을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 연구 대상은 초등 예비 교사 40명과 중등 예비 교사 20명이었으며 이들은 지구과학의 천문 분야를 한 학기 수강하였다. 검사도구는 지필 검사와 면담이었다. 연구 결과 예비교사들의 문제 해결 정도는 낮았다. 초등 예비교사들의 문제 해결 정도는 중등 과학 예비교사에 비하여 더 낮았다. 문제 해결 실패 요인을 요약하면 다음과 같다. (1) 선행 지식의 부족 (2) 해결 원리에 의한 문제표상 실패 (3) 배운 지식의 다른 상황(행성)에의 일반화 실패 (4) 일상과 문제 해결 상황의 관점에 대한 변별 부족 (5) 인과적 이해 대신 사실적 지식 암기 학습. 이상의 달과 행성의 운동 문제 해결 실패 요인은 일반적 문제 해결 실패자가 가진 특징과 달과 행성의 운동 과제가 갖는 특징의 결합이라고 해석할 수 있다. 이 연구 결과를 바탕으로 달과 행성의 운동 과제의 특징을 고려하여 문제 해결 능력을 높이기 위한 몇 가지 교수 방안이 제시되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.975-988
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• 2017

2000년 이후로 발사된 큐브위성의 수는 약 750기(2017년 8월 기준)로 큐브위성의 제작과 발사가 급증하였다. 1999년 큐브위성의 규격이 발표된 이래로, 큐브위성은 단순한 교육 및 기술 검증 목적을 넘어 우주탐사나 지구관측 등 상업용으로 사용될 만큼 괄목할 만한 성장을 이뤘으며, 최근에는 그 형태나 임무의 다양성이 더욱 증가되고 있다. 국내에서는 2000년 부터 일부 대학교 및 개인이 독자적으로 큐브위성 제작을 수행하였고, 2012년 들어 과학기술정보통신부 주최, 한국항공우주연구원 주관으로 큐브위성 경연대회를 개최하면서 큐브위성 개발을 본격화하였다. 또한, 한국항공우주연구원, 한국천문연구원 등 국내 연구소에서도 우주과학 및 우주탐사에 활용하기 위해 큐브위성 제작을 시작하였다. 국내에서 2017년 8월 현재까지 제작완료하거나 제작중인 큐브위성은 총 19기이며, 본 논문에서는 큐브위성의 기술동향과 국내에서 현재까지 제작된 큐브위성에 대해 자세히 살펴본다.