• 한국지구과학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.300-312
• /
• 2019

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산 개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.310-321
• /
• 2022

이 연구의 목적은 VR/AR을 활용한 창의교육 프로그램이 학생들의 창의적 문제해결력과 수업만족도에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 충북지역 소재 J 고등학교 1학년 7개 학급, 총 179명을 이 연구의 대상으로 하였다. 창의적 문제해결력 검사지의 사전·사후 설문 검사 값을 두 대응표본 t검정(two-dependent sample, t-test)을 실시하여 자료를 분석하였으며, 수업만족도의 값은 기술통계량 및 인터뷰를 실시하여 결과를 분석 및 해석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 실행을 제외한 문제발견 및 분석, 아이디어 생성, 실행계획, 설득과 소통 및 혁신 성향에서는 통계적으로 유의미한 결과 값을 나타내었다. 둘째, 수업만족도에서는 평균 3.75로, 정규 수업시간에 학습자들이 주어진 시간 내에 창의적 아이디어와 산출물 및 모둠을 통한 결과물을 이끌어내기에 어려움이 있었으나, 대체적으로 긍정적인 반응을 나타내었다. 이는 융합인재교육(STEAM)과 같이, AR/VR 활용 창의교육 프로그램이 학생들의 문제해결을 위해 아이디어를 생성하거나 확장시키는 과정에서 학생들의 학습동기 및 흥미를 증가시킨 것으로 확인되었다.

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

• 한국과학교육학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.835-846
• /
• 2017

본 연구에서는 중학교 과학영재들의 성별과 재능영역에 따른 공학 설계 과정에 대한 인식을 조사하였다. 공학 설계 과정에 대한 인식 조사 도구는 문제 정의 능력, 정보 수집 및 활용 능력, 아이디어 도출 능력, 탐구 수행 능력, 협업능력(의사소통, 협동, 리더십) 등의 총 5개 영역으로 구성되어 있으며, 리커르트 5점 척도로 설문에 응답하도록 하였다. 연구 대상으로는 총 102명(남자 69명, 여자 33명)의 중학교 과학영재들이 설문 조사에 참여하였으며, 성별과 재능영역(물리학, 생명과학, 소프트웨어, 수학, 천문지질, 화학)에 따라 비교 분석하였다. 과학영재들은 자신의 공학 설계 과정에 대해 높은 수준의 인식을 갖고 있었다. 따라서 과학 영재들의 성별과 재능영역에 따라 관심분야의 영재성이 충분히 발휘될 수 있도록 공학 설계 과정을 반영한 맞춤형 영재 교육 프로그램의 개발이 필요하다. 또한 과학영재들의 실제적인 요구를 충분히 반영하여 과학 영재를 위한 공학 설계 프로그램의 교수 학습 방법 및 전략이 수립되어야 할 것이다.

• 영재교육연구
• /
• 제22권4호
• /
• pp.967-983
• /
• 2012

본 연구는 초등과학영재를 위한 과학캠프의 운영이 초등과학영재의 과학탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과를 알아보고, 과학캠프에 대한 초등과학영재의 인식은 어떠한지 알아보기 위해 계획되었다. 과학캠프는 '우주과학 창의체험 스쿨'이란 주제로 2012년 1월 14일부터 1월 17일까지 초등과학영재를 대상으로 3박 4일 동안 전남 고흥군 동일면에 위치한 K청소년 우주체험센터 및 우주과학관 일대에서 진행되었다. 과학캠프 프로그램은 K청소년 우주체험센터에서 개발된 체험활동 프로그램을 본 연구의 목적에 맞도록 천문우주과학 영역과 항공우주과학 영역으로 구분하여 총 30차시로 재구성하여 운영하였다. 과학캠프가 초등과학영재의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험처치 사전-사후에 과학탐구능력, 과학적 태도 검사를 실시하였고, 과학캠프의 효과성에 대한 초등과학영재의 인식을 조사하기 위해 설문지를 제작하여 사용하였다. 연구의 결과 분석은 과학탐구능력 및 과학적 태도 검사는 t-검정으로 분석하였고, 과학캠프에 대한 인식조사는 설문지에 대해 반응한 응답을 분석하였다. 연구의 결과는 과학캠프 체험학습은 초등과학영재의 과학탐구능력(t=8.649, p=.000)에 긍정적인 효과가 있었고(p<.05), 과학적 태도(t=3.431, p=.003)에도 긍정적인 효과가 있었다(p<.05). 따라서 과학캠프 운영은 초등과학영재의 과학탐구능력과 과학탐구능력에 긍정적인 효과가 있었으며, 과학캠프 운영에 대한 인식은 과학캠프의 운영에 대해 대체로 만족하였고, 프로그램의 효과성에 대한 인식은 탐구력, 활용도, 자기계발에 많은 도움이 되는 것으로 조사되었다.

• 천문학회보
• /
• 제38권2호
• /
• pp.98-98
• /
• 2013

태양의 활동영역에서 관측할 수 있는 흑점은 주로 흑점군으로 관측되며, 태양폭발현상의 발생을 예보하기 위한 중요한 관측 대상 중 하나이다. 현재 태양 폭발을 예보하는 모델들은 McIntosh 흑점군 분류법을 사용하며 통계적 모델과 기계학습 모델로 나누어진다. 컴퓨터는 흑점군의 형태학적 특성을 연속적인 값으로 계산하지만 흑점군의 형태적 다양성으로 인해 McIntosh 분류법과 일치하지 않는 경우가 있다. 이러한 이유로 컴퓨터가 계산한 흑점군의 형태학적인 특성을 예보에 직접 적용하는 것이 필요하다. 우리는 흑점군을 검출하기 위해 최소신장트리(Minimum spanning tree : MST)를 이용한 계층적 군집화 기법을 수행하였다. 그래프(Graph)이론에서 최소신장트리는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 구성된 간선의 가중치의 합이 최소인 트리이다. 우리는 모든 흑점을 정점, 그들의 연결을 간선으로 적용하여 최소신장트리를 작성하였다. 또한 최소신장트리를 활용한 계층적 군집화기법은 초기값에 따른 군집화 결과의 차이가 없기 때문에 흑점군 검출에 있어서 가장 적합한 알고리즘이다. 이를 통해 흑점군의 기본적인 형태학적인 특성(개수, 면적, 면적비 등)을 계산하고 최소신장트리를 통해 가장 면적이 큰 흑점을 중심으로 트리의 깊이(Depth)와 차수(Degree)를 계산하였다. 이 방법을 2003년 SOHO/MDI의 태양 가시광 영상에 적용하여 구한 흑점군의 내부 흑점수와 면적은 NOAA에서 산출한 값들과 각각 90%, 99%의 좋은 상관관계를 가졌다. 우리는 이 연구를 통해 흑점군의 형태학적인 특성과 더불어 예보에 직접적으로 활용할 수 있는 방법을 논의하고자 한다.