• Journal of Korean Elementary Science Education
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• v.27 no.4
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• pp.385-398
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• 2008

The purpose of this study is to understand the effect of The Model of Phases of the Moon on conception changes for preservice teachers. The researcher interviewed two preservice teachers under the agreement with them on their participation in the research just before he performed a class using The New Model of Phases of the Moon. The post-interview with the same content as the pre-interview was preformed one month later. The main content of the interview is as follows; 'Explain the shape of the Moon by drawing it.', 'Explain the relative different position among the Sun, Earth, and Moon depending on phases of the Moon by drawing them.', 'What do you think of the cause of phases of the Moon?', 'Draw a picture to explain why we always see only one side of the moon.' The results of the research are as follows. First, the class with New Model of Phases of the Moon was able to perceive the relationship of Sun, Earth, and Moon in three-dimensions rather than in two-dimensions and it helped to change their misconception that the Moon's shadow causes the Moon's shape. Secondly, the class with New Model of Phases of the Moon helped preservice teachers understand better the different positional relationships among the Sun, Earth, and Moon depending on the Moon shapes. Third, the class adopting the New Model of Phases of the Moon help preservice teachers form scientific conceptions on the causes of phase change of the Moon. Fourth, the class with the New Model of Phases of the Moon is not appropriate for explaining the reason why only one face of the Moon is seen. Based upon the results above, the researcher realized the limitation of this model and suggested that this model would help learners understand phase change of the Moon and increase space perception ability.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.29 no.2
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• pp.163-174
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• 2008

In this study, we compared textbook knowledge organization with students' mental models to contribute to a more well-designed instruction scheme. The selected science content was the cause of moon phases. We investigated 9 textbooks and 25 third-year middle school students. Patterns and features in participants' mental models were identified through cross inter-rater data analysis by 9 researchers, including in service teachers and experts in science education. According to the results, observing and modeling are the main activities engaged in when dealing with moon phases. The activities consisted of such concepts as: lunar revolution, the sun's parallel rays, the illuminated half of moon, and the relative positions of the sun, moon, and earth. Each concept involved inquiry skills such as: creating and manipulating models, utilizing the relationship between time and space, and communicating. However, the most important skills which are required for authentic scientific inquiry, namely controlling variables and formulating hypotheses, were missing. We categorized students' mental models into three types: scientific models, mixed models, and alternative models. The knowledge structure of each of the models was also discussed in this paper. Consequently, it was found that, typically, students were not given enough opportunities to strengthen the connection among ideas.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.38 no.4
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• pp.481-494
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• 2018

This study investigated elementary students' understanding of Earth revolution and its accompanied apparent motion of constellation in terms of spatial reasoning. We designed a set of multi-tiered constructed response items in which students described their own idea about the reason of consecutive movement of constellations for three months and drew a diagram about relative locations of the Sun, the Earth, and the constellations. Sixty-five sixth grade students from four elementary schools participated in the tests both before and after science classes on the relative movement of Earth and Moon. Their answers to the items were categorized inductively in terms of transforming frames of reference which are observed on the Earth and designed from the Space-based perspective. We analyzed those categories by the levels of spatial reasoning and depicted the change of students' levels between pre/post-tests so that we could get an idea on the preliminary developmental pathway of students' understanding of this topic. The lower anchor description was that constellations move around the Earth with geocentric perspective. Intermediate level descriptions were planar understanding of Earth movement, intuitive idea on constellation movement along with the Earth. Students with intermediate levels did not reach understanding of the apparent motion of constellations. As the upper anchor description students understood the apparent motion of constellations according to the Earth revolution and could transform their frames of reference between Earth-based view and Space-based view. The features as the case of evolutionary learning progressions and critical points of students' development for this topic were discussed.

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.35 no.2
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• pp.289-301
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• 2015

This study noted that elementary school students were unable to accurately comprehend the principles of moon phase changes and that teachers themselves lacked a full understanding of it as well. Therefore, this study classifies conception types through 161 5th grade respondents and suggests how to change students' conception types through the use of reconstructed teaching and learning materials (that have been developed in existing studies). It verified the changes in the learning achievement of 129 5th grade respondents and analyzed how to think about reconstructed teaching and learning materials through four teacher respondents and four 5th grade respondents from the same study. The results of this study are as follows: First, the conception types on moon phase changes were classified into C and W types. W types consisted of W1, W2, W3, W4, and W5 types. Students had difficulty in understanding the principles of a waxing crescent moon and first quarter phase changes. Second, the group taking classes, which implemented reconstructed teaching and learning materials, showed greater improvement in learning achievement posttest and long-term tests compared to those who have not. Finally, teachers and students reacted positively to the reconstructed teaching and learning materials as shown in exit survey results. In conclusion, it is suggested that teachers are better off utilizing reconstructed teaching and learning materials so that elementary school students may fully understand the principles of moon phase changes rather than just memorizing the results.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.22 no.6
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• pp.469-479
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• 2001

This study investigated the trends in the number of applicants and mean score and applicants’ responses on the test items of Earth Science in the College Scholastic Ability Test (CSAT) implemented for 3 years (1999-2001). The percentage of applicants of science track were 43.14% in 1995, but reduced through 29.5% in 2001 to 26.92% in 2002 CSAT For elective subject, about 22% of science track students applied to Earth Science II which ranked third to Biology II and Chemistry II. In 1999, test items were developed to have the expected difficulty 40 ${\sim}$ 59% (6 items) to 60 ${\sim}$ 79% (10 items). But in 2001 every 16 items were developed to have difficulty 60 ${\sim}$ 79%, which was caused by the policy of so called ‘easy CSAT’. Thus the mean score of ‘Earth Science II’ was increased from 50.26 in 1999 through 64.47 in 2000, to 67.58 in 2001. Applicants were generally very good at solving test items focusing on process skills only and familar items but poor at solving test items related to the motion of the earth and planets and sea wave, especially items calling two or more concepts. Thus special measures to cope with the decrease in applicants of science track should be provided. And it is recommended to develop test items with wider range of difficulty and to reduce test items calling process skills only. And special consideration should be given to teaching the content area with poor achievement and high actual difficulty compared to the expected.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.42 no.2
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• pp.37.3-38
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• 2017

우리나라의 천문 관측의 기록의 역사는 삼국시대 이전 선사시대까지 거슬러 올라간다. 선사시대에는 천문 현상을 바위나 건축 유물에 기록을 남기고 역사를 기록하기 시작한 이후에는 일반 역사 기록 속에 항상 함께 기록하고 있다. 특히 동양은 역사기록 자체가 인간이 남긴 자취뿐만 아니라 하늘과 땅에 일어나는 다양한 자연 현상도 함께 동시에 남겼다. 고대로부터 인간은 하늘과 땅과 항상 유기적인 관계를 갖는다고 믿었기 때문이다. 우리나라는 정사로서 가장 오래된 역사 기록인 삼국사기와 삼국유사에 일식, 혜성 출현, 별똥과 유성우, 달과 행성 운행, 초신성 관측 등 250회 이상의 천문 기록이 나타나며 대부분 실제로 일어났던 사실을 그대로 기록하고 있다. 그 후 고려사와 조선왕조실록에는 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많은 천문 기록을 남기고 있다. 이러한 천문 기록뿐만 아니라 일찍부터 중국으로부터 역법을 도입하여 천체 운행을 이용하여 우리 생활에 필요한 시각법을 사용하고 달력을 제작하였다. 특히 달과 태양의 운행 원리를 파악하여 일식과 월식을 직접 추산하였다. 역법의 운용은 천체 운행의 원리를 이해하고 수학을 발전시키는데 큰 역할을 하였다. 이러한 천문 관측과 정확한 시각 체계를 유지하고 정밀한 역법을 사용하기 위해서는 끊임없이 천체를 정밀하게 관측할 필요성이 있다. 이를 위해 다양한 천문 관측기기를 개발하고 제작하였다. 천문 의기는 천체의 위치를 측정하고 천체의 운행을 이용하여 시각 체계를 유지 관리를 위해 필수불가결한 기기이다. 우리나라 천문학 발달의 네 가지 축인 천문(天文), 역법(曆法), 의상(儀象), 구루(晷漏)등은 조선 초기 세종시대 완성을 보게 되었다. 이는 단일 왕조가 이룬 업적으로 다른 문화권에서 볼 수 없을 정도의 우수한 과학 기술의 유산이다. 특히 칠정산내편과 외편의 완성은 중국의 역법에서 벗어나 독자적인 역법을 완성하려는 시도였다. 이 모든 것은 당시 이를 주도하던 세종대왕의 지도력과 천문학과 수학에 뛰어난 천문학자가 이룩한 업적이다. 그 후 조선 중기로 접어들면서 쇠퇴하다가 임진왜란과 병자호란을 겪으면서 거의 모든 과학기술의 유산이 파괴되거나 유실되었다. 조선 현종 이후에 세종시대의 유산을 복원하려는 노력 중에 중국을 통하여 서양의 천문학을 도입하게 되었다. 중국에 들어와 있던 서양 선교사들이 주도하여 중국의 역법 체계를 바꾸었다. 즉, 일식과 월식의 예측력이 뛰어난 시헌력을 만들어 사용하기 시작했다. 시헌력에는 서양의 대수학과 기하학을 이용한 다양한 수학적 기법이 사용되었다. 조선 후기에 이 시헌력을 익히기 위한 노력을 하는 과정에서 서양의 수학과 기하학을 접하게 되고 새로운 우주 체계를 도입하게 되었다. 특히 서양의 천문도와 지도 제작에 기하학의 투사법이 사용되어 복잡한 대수학적 계산을 단순화시켜 활용하였다. 조선 후기에 전문 수학자뿐만 아니라 많은 유학자들도 서양의 수학과 기하학에 깊은 관심을 갖고 연구하였다. 고천문학 전체를 조망해 볼 때 핵심은 현대의 천체물리학이 아니라 위치천문학이다. 따라서 고천문학을 연구하는데 필수적인 요소가 지구의 자전과 공전 운동에 의해서 일어나는 현상과 세차운동에 의한 효과를 정확하게 이해하고 있어야 한다. 그중에서도 구면천문학과 천체역학에 대한 원리를 알고 있는 상태에서 접근해야 한다. 고천문학의 중심인 천문(天文), 역법(曆法), 의상(儀象), 구루(晷漏) 등의 내용은 이러한 위치천문학이 그 기본 골격을 이루고 있다. 예를 들어 고려사의 천문 현상을 모아 놓은 천문지(天文志)와 일식과 월식 계산 원리가 들어있는 역지(曆志)를 연구하기 위해서는 위치천문학의 기본 개념 없이는 연구하는데 한계가 있다. 인문학을 전공하는 학자가 고천문을 연구하는데 가장 큰 걸림돌이 되는 점이 위치 천문학의 기본 개념 없이 접근하는 것이다. 심지어 조선시대 유학자들조차 저술한 많은 천문 관련 기록을 보면 상당부분 천체 운행 원리를 모르고 혼란스럽게 기록된 내용이 적지 않다. 우리나라 수학사를 연구할 경우 방정식 해법, 보간법, 삼각법, 일반 기하 원리에 대한 것을 연구하는데 큰 문제가 없다. 그러나 천문 현상이나 천문 의기 제작에 사용되는 수학은 천문 현상에 대한 원리를 모르면 접근하기 어렵게 된다. 수학사를 하더라고 기본적인 위치 천문학의 기본개념을 이해하고 있어야 폭 넓은 수학사 연구에 성과를 거둘 수 있다. 의외로 천문 현상 추산을 위해 사용되는 수학이나 기하학 원리가 수학사 연구에 중요한 요소가 된다. 더구나 한문으로 기록된 천문 내용을 한문 해독이 능숙한 학자라 하더라도 내용을 모르고 번역하면 도무지 무슨 내용인지 알아볼 수 없는 경우가 많다. 그래서 한문으로 된 천문 현상 기록이나 역법 관련 기록의 번역 내용 중에 많은 오역을 발견하게 된다. 문제는 한번 오역을 해 놓으면 몇 십 년이고 그대로 그 내용을 무비판적으로 인용하게 되고 사실로서 인정하는 오류를 범하게 된다. 이 때문에 우리 선조들이 남긴 고천문 관련 기록에 관한 이해는 우리 현대 천문학자의 역할이 대단히 크다.