• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.118-143
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• 2023

우주공간은 안보공간의 역할에서 상업공간으로 역할을 급속히 넓혀가고 있다. 현실적인 제약들 때문에 늦게 출발했지만 우리나라는 최근 들어 비약적 기술발전과 함께 우주에 대한 국가적 관심이 커지고 있다. 2023년 5월 25일, 누리호는 7개의 위성을 성공적으로 550 km 고도의 태양동기궤도에 배치했다. 그런데, 이 근처 고도에는 이미 스타링크가 4,000대 이상의 위성을 배치시키고 상업적 서비스를 진행하고 있다. 따라서, 누리호 위성들은 스타링크위성들과의 위험상황발생 가능성에 대해 지속적으로 예측하고 만일의 경우에 대해서는 준비를 해야 한다. 본 논문은 누리호 위성들이 임무수행을 위해 궤도비행을 하면서 발생할 수 있는 충돌위험상황에 대해 수행한 연구의 계량적 분석결과를 보고한다. 분석결과에 따르면 누리호 위성들은 하루에 3회 정도 1 km 거리 이내로 스타링크위성에 접근하는 것으로 나타났으며, 이 상황에서의 충돌확률은 1.0E-5 이상인 것으로 계산되었고 크게는 1.0E-2 이상인 경우도 발생하고 있다. 2013년에 발사된 후 성공적으로 임무를 수행하고 있는 아리랑 5호에 대한 본 연구의 비교분석은 아리랑 5호와 누리호 위성들이 위험상황의 분포에 있어 중요한 차이가 있음을 보여준다. 본 연구는 스타링크가 회피기동을 할 때의 비용에 대한 계량적인 분석결과도 보고하며, 후발주자로서 우주산업에 진입하는 우리나라가 고려해야 할 전략도 제시했다. SpaceMap사에서 개발한 AstroOne 프로그램을 분석도구로 사용했으며, Celestrak사의 Socrates Plus에서 보고한 결과와 비교검증하였다. 우주물체데이터는 TLE(two line element)를 사용했다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.193-205
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• 2023

집중강우 시 육상으로부터 다량으로 유입된 부유쓰레기는 사회, 경제적 및 환경적으로 부정적인 영향을 주고 있으나 부유쓰레기 집적 구간 및 발생량에 대한 모니터링 체계는 미흡한 실정이다. 최근 인공지능 기술의 발달로 드론 영상과 딥러닝 기반 객체탐지 모델을 활용하여 수계 내 광범위한 지역을 신속하고 효율적인 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 육상기인 부유쓰레기의 효율적인 탐지 기법을 제시하기 위해 드론 영상뿐만 아니라 다양한 이미지를 확보하여 You Only Look Once (YOLO)v5s와 최근에 개발된 YOLO7 및 YOLOv8s로 학습하여 모델별로 성능을 비교하였다. 각 모델의 정성적인 성능 평가 결과, 세 모델 모두 일반적인 상황에서 탐지성능이 우수한 것으로 나타났으나, 이미지의 노출이 심하거나 수면의 태양광 반사가 심한 경우 YOLOv8s 모델에서 대상물을 누락 또는 중복 탐지하는 사례가 나타났다. 정량적인 성능 평가 결과, YOLOv7의 mean Average Precision (intersection over union, IoU 0.5)이 0.940으로 YOLOv5s (0.922)와 YOLOvs8(0.922)보다 좋은 성능을 나타냈다. 데이터 품질에 따른 모델의 성능 비교하기 위해 색상 및 고주파 성분에 왜곡을 발생시킨 결과, YOLOv8s 모델의 성능 저하가 가장 뚜렷하게 나타났으며, YOLOv7 모델이 가장 낮은 성능 저하 폭을 보였다. 이를 통해 수면 위에 존재하는 부유쓰레기 탐지에 있어서 YOLOv7 모델이 YOLOv5s와 YOLOv8s 모델에 비해 강인한 모델임을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 딥러닝 기반 부유쓰레기 탐지 기법은 부유쓰레기의 성상별 분포 현황을 공간적으로 파악할 수 있어 향후 정화작업 계획수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.297-307
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• 2010

최근 토목, 건축 구조물의 유지관리 기술에 대한 관심이 커지고 있으며 구조물의 성능저하 및 노후화 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 그리고 구조물의 노후화 및 부재의 균열 등으로 인하여 강성이 저하되면 구조물의 동특성에 변화가 나타나게 되며 구조물의 실제 거동상태에서 동특성을 분석하여 손상부위와 손상정도를 정확히 판단하는 것은 중요한 문제이다. 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 기존의 동적계측기는 측정 센서와 장비를 연결하는 케이블 길이가 길어질 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 얻기 힘들고 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 비경제적이다. 따라서 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 진동을 계측하기 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과, GPS를 이용하는 방법 및 영상처리기법 등이 대표적이다. 레이저의 도플러효과를 이용하는 방법은 정확도가 상대적으로 높지만 비경제적이며, GPS를 이용하는 방법은 장비가 고가이고 신호 자체의 오차와 데이터 취득속도의 제약이 있는 단점이 있다. 그러나 영상신호를 이용하는 방법은 간편하고 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되기도 하였으나, 기존의 방법은 구조물에 부착된 표적의 한 지점을 기록한 후 영상처리기법을 이용하여 진동을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 영상처리기법을 이용하여 구조물의 다중 변위응답을 측정할 수 있는 방법의 타당성을 검증하기 위하여 진동대 실험 및 현장재하실험을 수행하였다.

• 공연문화연구
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• 제38호
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• pp.249-275
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• 2019

강릉농요는 제의적 생생력 연희는 중요하다. 특히 연희 과정에는 학산오독떼기와 싸대와 같은 김매기 소리도 불려져 농경의례적인 풍농기원을 보여주기도 하였다. 강릉농요의 활용론은 여건상 매력적이다. 단순한 지역행사용 기획으로 승산이 없다. 종합예술로서 강릉학산오독떼기는 지역성과 대표성, 세계성을 동시에 살려 나아가야 한다. 이를 발전 추이에 따라 세 방향으로 제시하였다. 2방향에서 3방향은 정부-지자체 중심의 지원을 중심으로 편재하지만, 특히 3방향은 대중이 참여하는 열린 아카이브로 콘텐츠 프로슈머 참여를 지향해야 한다. 전통콘텐츠의 생산에서 '다양성'과 '상호관계성'을 통해 OSMU는 끝없이 재창조되고 확산될 수 있도록 해야 한다. 강릉학산오독떼기의 전승 내용과 분석 근거를 바탕으로 콘텐츠활용에 대해 논의하였다. 농요를 공연하는 방식의 다양화 제안, 흥미유발의 민요극 등을 제안하였고 8마당의 기능별로 12종의 노래가 전하고 있는 점에 근거해서는 공연예술의 놀이적 국면도 주목한 콘텐츠 재창조의 측면도 제안하였다. 공연단체의 바람직한 담론성을 제안하면서 농요의 구연원리를 전제로 한 체험 프로그램 개발, 교육, 홍보, 소통 영역의 보강, 대동적 전통과 행사의 수요를 바탕으로 농요 프로그램 개발과 실천도 제안하였다. 가치창조의 필요성도 언급하면서 농요의 원형과 전형 위에 감성, 상상, 신명, 교감 등을 입히는 공연문화기술의 생명력이 강릉학산오독떼기에 보태져야 할 것이다. 강릉아리랑의 독립적 전승 측면도 긍정적이다. 지정에 따른 전통성을 축소, 규격화한 전승, 자발적 공연 전개의 미흡, 시연 중심 전승 유지의 어려움 등이 있다. 좁게 보존회가 스스로의 역량 강화 측면에서 교육과 활성화 방향을 주목하였다. 농요가 지니는 농경문학의 본연의 가치를 구현하여 모든 세계, 모든 생명과 소통과 나눔의 감동을 안겨주고 인본적 세계관과 감성으로 감화를 이끌어낼 수 있다. 농업유산 스토리텔링 재구성, 범일국사, 굴산사, 당간지주, 석천, 학바위 등의 구체적 형상물이나 신화와 연계된 스토리텔링과 융복합형 농요박물관 건립도 제안하였다. 문화재형 문화콘텐츠산업 측면에서 지자체를 포함한 기관의 적극적인 지원과 다양한 농요 스토리텔링 창작사업을 주문하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권4호
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• pp.192-214
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• 2023

목조건축문화재는 그 나라의 정체성을 보여주는 가시적인 유물 가운데 하나이다. 문화재의 원형에 대한 개념이 정확하게 이해되지 않은 상태에서도 문화재는 '원형보존' 또는 '원형유지'를 보존관리의 원칙으로 삼았다. 더구나 요즈음은 국제적인 보존원칙의 흐름을 따라 문화재를 '역사적 대상물로의 가치'로서 중요하게 생각하고 있다. 이 논문은 목조건축문화재의 원형유지를 위해 어떤 부분을 모니터링 해야 하는가의 범위와 내용을 정해 보기 위한 시도의 결과이다. 목조건축문화재의 모니터링에 있어서 첫 번째로 해야 할 부분은 지면과 기단의 상태를 점검하는 일이다. 지면과 기단은 목조건축문화재가 오랫동안 서 있을 수 있도록 모든 힘을 받아 주는 곳이기 때문이다. 따라서 기단부와 낙수의 관계, 기단부의 침하 유무, 배수로의 유무와 구배 상태 확인 등을 모니터링 하였다. 두 번째는 기둥 부분이다. 기둥 기울음의 유무, 귀솟음과 안쏠림의 기법의 유무, 기둥 치수의 변화 유무, 기둥과 초석의 변위 발생 등을 확인하는 일이다. 기둥의 불안정성은 각 부재와의 이음과 맞춤 부분의 파손을 발생시키고 이로써 벽체의 손상까지로 이어지는 물리적 변화를 초래하기 때문이다. 세 번째는 지붕의 번와 유무, 번와에 따른 신·구 기와의 점유상태, 그에 따른 편심하중의 유무, 강우·강설에 의한 기와 사이의 이격 발생, 누수의 유무를 점검하였다. 지붕은 기와의 이격이나 파손에 의해 건물 내부로 누수가 지속되면 창방 이상을 부분 해체보수 해야 하기 때문에 가급적 원형유지를 위해서 모니터링 해야 한다. 시기적으로, 상태적으로 기준이 모호한 '원형보존'이나 '원형유지'를 문화재보존의 기본으로 하였어도 당시의 모든 현상은 문화재의 '원형'으로 보아야 한다. 그렇기 때문에 문화재돌봄에 있어서 기단부, 기둥, 지붕의 모니터링 범위는 당해 문화재에 어떠한 훼손이 일어나고 있는가를 확인하는 기준점이 된다. 다시 말하면 모니터링을 시작한 그 시점의 자료는 당해 연도의 '원형'이 된다. 지금에라도 현상에 대한 기록을 남기고 그것이 어떻게 변화되고 있는지, 훼손되고 있는지의 사진, 측정값, 도면 등의 여러 자료를 남겨두어야 후대가 필요로 하는 문화재의 '원형'에 대한 정보로 활용할 수 있을 것이다. 또 문화재 원형보존을 위한 모니터링의 분석에 따른 대안을 적극 도입하여야 한다. 그리고 문화재 모니터링의 결과물인 문화재의 현재 상태 및 상황을 여러 관련 기관과 공유하여서, 문화재의 '개입'에 의한 보존보다 예방보존을 구축해 나아가야 한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.7-7
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• 2023

현재 다양한 4차산업의 주요기술로는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 블록체인, 혼합현실(MR), 드론 등이 대표적인 기술들이다. 특히 최근에 세계적인 기술적 트랜드로 자리 잡고 있는 "디지털 트윈(digital twin)은 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 개념으로서. 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 Digital twin을 만들어 모의실험함으로써 실제 농작업의 특성(현재 상태, 농업생산성, 농작업 시나리오, 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 노지노업 주산지에 대한 디지털 트윈 데이터를 구축하고 스마트팜 단지를 설계 및 구축하여, 통합관제시스템 운영을 통해 자동 물관리, 원격생육예찰, 드론방제, 병충해 예찰작업 등으로 농작업을 효율화하고자 한다. 또한, 빅데이터 분석을 통한 적정량의 비료·농약사용으로 환경적 부하를 최소화하여, 노동력절감, 농작물 생산성을 향상할 수 있는 디지털 환경제어농업을 국내에 보급하고자 한다. 이러한 노지농업 기술은 디지털 농작업 및 재배관리 등 으로 노동력이 절감되고, 기후변화에 대비한 물이용 최적화와 토양오염예방 효과를 기대할 수 있으며, 전국 재배환경 디지털 데이터 확보를 통한 노지작물의 정량적인 생육관리가 가능하게 된다. 또한 농업생산성 향상을 통한 탄소중립 RED++ 활동을 직접적으로 실천을 할 수 있는 방안이다. 취득된 고정밀·고화질 영상기반 농작물 생육데이터취득을 통한 생육현황 분석과 예측은 디지털 영농작업관리에 매우 효과적이다. 실제 국립식량과학원 남부작물부에서는 지중점적, 땅속배수 등 다양한 종류의 노지스마트팜 연구개발을 진행하였다. 특히, 올해부터는 전국농업기술원 단지를 대상으로 노지스마트팜 시설 구축 및 기술 보급을 통한 사업화를 본격적으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 노지스마트팜 기술을 융합한 농업분야 구축사례와 향후 활용방안에 대하여 서술하고자 한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권3호
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• pp.174-193
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• 2023

우리나라는 지형적으로 바다로 둘러싸여 있으며 내륙 곳곳에 바다로 이어지는 강들이 분포한다. 이러한 지형 특성에 의해 예로부터 바다를 통하여 세계 여러 나라와 교류 및 해전이 있었으며 강에서는 나루터를 두어 세금으로 지불되는 곡식, 물품을 운송하는 선박 운항 및 승객 수송을 하는 등 바다와 강은 과거부터 우리나라의 삶에 많은 영향을 주었다. 그로 인해 바다나 강 속에는 많은 문화유산이 존재하고 있을 것으로 예상되며 이러한 문화유산은 과거의 사회와 문화 이해 및 한 국가의 정체성을 나타내므로 이를 찾기 위한 노력이 계속되고 있다. 하지만, 수중문화유산은 바다나 강 속에 있어 육안 관찰의 어려움과 접근이 제한된 환경으로 인해 발견하기가 매우 어렵다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해 지구물리탐사 기법을 활용할 수 있다. 지구물리탐사 기법은 탄성파의 반사와 굴절의 물리적 성질을 이용해 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사를 수행하여 수중에 있는 물체나 지층이 갖는 물리적 특성을 감지하고 그 차이를 분석하여 수저면 위에 놓여 있거나 매장되어 있는 수중문화유산을 조사한다. 수중지형 조사에는 음향측심기를 사용하고 수중저면조사에는 측면주사음파탐지기를 사용해 수저면에 놓여 있거나 일부 노출된 수중문화유산을 탐사할 수 있다. 지층조사는 탄성파지층탐사기를 사용해 해저에 매장되어 있는 수중문화유산을 찾을 수 있다. 다만, 현재까지는 국내에서 발견된 수중문화유산은 어로 작업 중이던 어부나, 낙지잡이, 잠수사에 의해 우연히 발견되었다. 본 연구에서는 수중문화유산 탐사를 목적으로 수행된 지구물리탐사 기반의 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사에 대한 최신 해외 연구 동향을 분석 정리해 국내의 수중문화유산 탐사 기법 연구에 기여하고자 한다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.122-135
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• 2024

본 연구는 2022년에 4학년을 대상으로 처음 초등학교에 적용된 7종의 2015 개정 과학과 검정 교과서의 '혼합물의 분리' 단원에 제시된 혼합물의 분리 사례를 네트워크 분석기법을 활용하여 그 구조를 분석하고 상호관계를 파악하고자 하였으며, 교사와 학생의 혼합물 개념에 관한 이해를 파악하고자 하였다. 이를 위해 검정 교과서에 제시된 혼합물의 분리 사례를 3차례에 걸친 클렌징 과정을 거쳐 최종적으로 96개의 키워드를 추출하였다. 또한 교사와 학생의 개념 이해를 분석하기 위하여 경기도 소재 초등학교에 재직 중인 교사 32명의 응답을 받았으며, 2022년에 검정 교과서로 혼합물의 분리 단원을 학습한 경기도 소재 4학년 92명의 설문을 분석에 활용하였다. 그 결과 고체의 경우 전체 96개의 사례 중 54개(56.3%)로 가장 높은 비율을 보였으며, 학생들의 발달 특성에 맞게 가장 많고 다양한 사례가 제시된 것을 파악할 수 있었다. 그 다음으로 생물, 액체, 기타 물체 및 물질, 기체 순이었다. 혼합물의 사례를 분석하여 추출된 96개의 키워드에 대한 네트워크 분석을 통해 이들의 구조와 상호관계를 도식화하였고, 각 키워드가 서로 혼합물의 사례로 관련성을 갖는 연결을 분석하였다. 교사는 교과서에 제시된 복잡한 혼합물의 분리 사례를 부분적이었지만 바르게 이해한 경우가 있었으나, 학생의 경우 대부분 인지하지 못하고 있었으며, 설문으로 제시한 7개의 분리 사례에 대한 교사와 학생의 개념 이해를 분석한 결과 혼합물의 분리에 대한 명확한 개념 이해를 바탕으로 한 것이 아니라 개별 사례의 특성별로 다르게 응답하는 경향을 보였다. 따라서 다소 추상적일 수 있는 혼합물의 분리 개념을 학생이 명확하게 인식할 수 있도록 교육과정과 학습자의 특성에 맞게 보다 명확한 사례를 제시할 필요가 있다고 판단하였다.

• 심성연구
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• 제33권2호
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• pp.141-194
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• 2018

용호비결은 조선 중기의 문신이던 정렴(1506~1549년) 선생이 저술한 일종의 선도(仙道) 수련서로 매월당 김시습의 용호론의 맥을 잇는 조선시대 가장 중요한 도교문헌의 하나라고 할 수 있다. 본 논문은 정렴 선생과 용호비결 판본에 대하여 소개하고 책의 제목인 용호(龍虎), 책의 내용 중 수단지도(修丹之道), 폐기(閉氣), 호흡법, 단전(丹田), 현빈일규(玄牝一竅)의 연금술적 내용을 분석심리학적 측면에서 살펴보았다. 용호(龍虎)는 정신양(psychoid) 단계에서 작용하는 변환의 요소로 이를 통하여 단(丹)이 만들어지는데 단(丹)은 메르쿠리우스이자 철학자의 돌로 연금술의 적화 단계를 의미하기도 한다. 정렴 선생은 단(丹)을 이루기 위하여 가늘고 긴 호흡을 통한 단전에의 집중을 강조하였는데 이를 폐기(閉氣)라고 한다. 폐기(閉氣)는 능동적으로 니그레도(nigredo) 상태로 들어가는 것으로 이때 우리의 정신은 외부로 향한 투사를 거두어들여 단전(丹田)을 향해 집중한다. 니그레도를 통한 지속적인 수련은 알베도(albedo) 상태로의 이행을 가능케 하며 이를 통해 투사에 의한 객체의 오염으로부터 정신이 자유로와져 마음의 중심이 자아(ego)로부터 자기(Self)로 옮겨간다. 현빈일규(玄牝一竅)란 노자가 곡신(谷神)으로 표현한 우주의 여성적 원리를 경험하고 이를 체화하는 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.11-27
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• 2024

본 연구는 학생들의 생산적인 과학 참여에 영향을 미치는 과학공감의 역할을 조사하고, 해당 과정에서 나타나는 과학공감의 주요 요소를 분석하는 것을 목표로 하였다. 초등학교 5학년 학생 12명이 본 연구에 참여하였고, 일반공감 능력을 기준으로 세 집단으로 나누어 디자인적 사고 과정을 적용한 생산적 과학 참여 수업을 진행하였다. 문제 해결의 다섯 단계 중 아이디어 생성과 프로토타입에서 소집단의 발화를 분석하여 과학공감과 과학실천 측면에서 관찰하였다. 분석결과, 디자인적 사고 과정을 효과적으로 적용한 과학 공감은 학생들의 생산적 과학 참여를 촉진하는 것으로 나타났다. 이에 세 집단의 과학공감 및 과학실천의 평균 발화 빈도가 아이디어 생성 단계에서는 증가한 후 감소하는 경향이 나타났으며, 프로토타입 단계에서는 후반부에 오히려 발화 빈도가 증가했다. 그러나 일반공감 능력이 낮은 소집단은 프로토타입 단계에서 협력적 의사소통의 결여로 과학공감과 과학실천의 발화 빈도가 감소하는 것으로 관찰되었다. 뿐만 아니라, 학습자들은 생산적인 과학 참여 상황에서 5가지 주요 과학공감 구성요소가 모두 발화로 드러났다. 높은 일반공감 능력 집단에서는 타인과의 과학공감 요소인 공감적 이해와 공감적 걱정이 높은 빈도로 나타났으나, 낮은 일반공감 능력 집단에서는 연구대상과의 과학공감 요소인 민감성, 과학적 상상, 상황적 관심이 상대적으로 더 높은 빈도로 관찰되었다. 이러한 결과는 과학 수업에서 타인뿐만 아니라 연구대상과의 과학적으로 공감하는 경험이, 일반적인 공감 능력과는 별개의 중요한 특성으로 학생들의 생산적 과학 활동을 다양한 참여를 유발하며 이를 지속하게 할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 과학공감이 학생들의 생산적 과학 참여에 다양한 방향으로 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시하여, 과학 수업에서 과학공감의 이론적 구조와 안정성에 대한 논의에 기여할 것으로 판단된다.