• 한국과학교육학회지
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• 제36권3호
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• pp.423-434
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• 2016

이 연구의 목적은 연구자가 개발한 전향력 실험 장치를 통해 예비 지구과학 교사들이 가진 정신모형의 변화를 알아보는 것이다. 예비 지구과학 교사 5명을 대상으로 전향력에 대하여 질문지에 제시된 그림 그리기와 면담을 통해 전향력 실험 장치를 활용한 활동을 수행하기 전과 후의 정신모형을 조사하고 그 변화를 비교하였다. 정신모형 수준이 낮은 단계인 소박한 정신모형이었던 두 학생은 개발된 전향력 실험 장치를 통한 활동을 통해 정적 불안정 모형과 동적 불안정 모형으로 향상되었다. 그리고 활동 전 정적 불안정 모형을 보여주었던 두 학생은 활동 후 모두 동적 불안정 모형으로 변화하였다. 마지막으로 활동 전 동적 불안정 모형을 보여주었던 학생은 활동 후에도 동적 불안정 모형에 남아있었지만 이미 가지고 있었던 선개념이 과학적 개념으로 많이 변화한 모습을 보여주었다. 이 연구를 통해 개발된 전향력 실험 장치 활용이 학생들의 전향력 개념의 학습에서 안정적이고 과학적인 개념 형성에 효과적이었음을 확인할 수 있었다. 개발된 전향력 실험 장치가 학교 현장에서 전향력과 관련된 수업에 효과적으로 사용될 필요가 있으며 나아가 위의 예비 지구과학 교사들이 교사가 되어 학교 현장에서 학생들을 가르치는 동안 나타나는 정신모형의 변화에 대해서도 알아볼 필요가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권6호
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• pp.787-798
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• 2009

지구과학 분야에서 대기와 해수의 운동을 이해하는 데 필수적인 개념인 전향력의 이해를 돕고자 전향력 실험장치를 개발하였다. 기존의 교과서에 제시된 전향력 실험 장치는 구슬을 내려 보내는 굴림대가 회전원판과 함께 회전하지 않으므로 구슬의 궤적을 이용하여 지구 위에서 전향력에 의해서 일어나는 대기나 해수의 운동을 바르게 설명할 수 없었다. 이러한 문제점을 개선하여 굴림대(빗면)를 원판에 부착하여 원판과 함께 회전하면서 구슬을 보낼 수 있는 새로운 실험 장치를 개발하였다. 개발한 장치와 기존의 장치를 사용하여 전향력 실험을 각각 실시하여 교과서의 실험 장치와 개발한 실험 장치의 특성을 비교하였다. 그 결과 교과서의 실험 장치는 구슬이 원판에 부딪히는 순간에 운동이 매끄럽지 못하여 구슬의 궤적을 분석하는 데 어려움이 있었던 반면에 개선된 실험 장치는 구슬의 궤적을 분석하기 쉬웠으며, 구슬의 속도를 다르게 할 수도 있어서 구슬의 속도가 다를 때 궤적을 서로 비교하는 것이 용이하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권1호
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• pp.88-94
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• 2010

서안경계류의 발생 역학을 이해하기 위하여 간단한 실험 장치와 방법을 개발하였다. 위도에 따른 코리올리 파라미터의 변화(즉 베타효과)를 구현하기 위하여 바닥이 경사진 반 시계 방향으로 회전하는 수조를 이용하였다. 중위도 해양에 작용하는 바람 응력은 수조 상부에서 시계 방향으로 회전하는 원판으로 대신하였다. 수조 바닥의 형태와 수조의 회전 유무의 조합으로 구성된 4가지 실험을 수행하였다. 그 결과, 베타효과가 포함된 실험에서 서안경계류와 유사한 흐름과 스베드럽 영역을 볼 수 있었다. 반면에, 베타효과 없이 일정한 코리올리 힘만 있을 때는 수조 속의 물은 관성류의 특징을 나타냈다. 우리는 또한 회전 유체가 굳어진 것처럼 변한다는 테일러-프라우드만 효과를 확인 하였다. 이 연구에서 개발된 장치와 방법은 베타효과에 의한 서안경계류를 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다.