• 제목/요약/키워드: research in earth science education

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전라남도 무안군 피서리지역 후기 제4기 퇴적층에서 산출된 포자·화분 연구 (Palynological study of the Late Quaternary sediments at Piseo-ri, Muan, Korea)

  • 정철환;이헌종;임현수;김정빈
    • 한국지구과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.597-602
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    • 2005
  • 무안군 피서리 유적지에 노출된 후기 제4기층에서 포자$\cdot$화분 분석결과,낙엽성 활엽수 화분이 주종을 이루고 있으며 초본류와 침엽수 화분도 풍부하게 산출되었다. 대표적인 종류로는 고란초과, 낙우송과-측백과-주목과, 오리나무속, 서어나무속, 낙엽성 참나무속, 국화과 및 벼과 등이다. 탄소연대측정 결과, 그 생성 시기가 지난 최후 빙하기에 해당하는 43,000-18,000 yr BP 로 측정된 이 포자$\cdot$화분군은 오늘날 한반도 중부의 한랭한 온대 낙엽성 활엽수림의 식생과 유사하다. 전체적인 식생 조성에 근거하여 3개의 포자$\cdot$화분 분대를 설정하였다. Zone I은 고란초과, 낙우송과-측백과-주목과, 오리나무속 및 낙엽성 나무속 등으로 이루어진 한랭한 온대의 낙엽성 활엽수림을 지시하며 특징적으로 난대종이 지속적으로 산출된다. Zone II에서는 고란초과와 낙우송과-측백과-주목과 등이 뚜렷하게 감소하고 초본류가 증가하는 양상을 보이는데 이는 당시에 한랭한 온대의 낙엽성 활엽수림과 함께 부분적으로 초지가 분포했음을 의미한다. Zone III에서는 초본류의 지속적인 산출과 함께 침엽수가 증가하는 경향을 보인다. 피서리 포자·화분군의 식생 조성은당시의 기후가 한랭한 온대였다는 것을 지시하며 시간이 흐르면서 점차 한랭·건조해진 것으로 해석된다.

Sm 농도에 따른 무연 3상 유리계의 합성과 물리적 성질 (Synthesis and Physical Properties of Sm Doped Pb Free 3 Phase-Glasses)

  • 박종호
    • 한국재료학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.368-373
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    • 2012
  • Glasses were prepared with compositions of $(13-x)BaO-80B2_O_3-7Li_2O{\cdot}xSm_2O_3$, BBLSx(x=0.5, 0.4, 0.3) by melting the starting materials of boron oxide(99.9%), lithium oxide(99.9%), barium carbon oxide(99.9%), and samarium oxide(99.9%) and then quenching the melt at $1350^{\circ}C$. This led to good-quality BBLSx(x=0.4, 0.3) and poor-quality BBLSx(x=0.5) glasses. The physical and structural properties of the BBLSx glasses were studied by means x-ray diffraction, scanning electron microscopy(SEM), differential scanning calorimetry(DSC), and dielectric spectroscopy. From the x-ray diffraction and SEM results, the quality of the BBLSx glasses significantly depends on the $Sm_2O_3$ concentration. The x-ray diffraction pattern showed that the crystallites in the BBLSx glasses after heat treatment at $700^{\circ}C$ may be $LiBaB_9O_{15}$. From the DSC results, the glass transition temperatures($T_g$), crystallization temperatures($T_c$), and the maximum temperatures of the crystallized($T_p$) BBLSx glasses all changed with the $Sm_2O_3$ concentration. According to the dielectric spectroscopy results, the values of the real dielectric constant and Tan ${\delta}$ of the BBLSx glasses depended on the $Sm_2O_3$ concentration. The values of the real dielectric constant and Tan ${\delta}$ were also shown to depend on the measuring temperature, possibly due to the ion migration in the bulk of the BBLSx glasses.

다층 서답형 문항을 이용한 태양계 구조 학습 발달과정 개발 및 타당성 검증 (The Development and Validation of Learning Progression for Solar System Structure Using Multi-tiers Supply Form Items)

  • 오현석;이기영
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.291-306
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    • 2020
  • 이 연구에서는 다층 서답형 문항을 이용하여 태양계 구조에 대한 학습 발달과정을 개발하고 그 타당성을 검증하고자 하였다. 이를 위해 Wilson(2005)이 제안한 구인 모델링 방식을 적용하여 '태양계 구성원', '태양계 행성의 크기와 거리의 경향성', '태양계 모델링'을 발달 변인(progress variables)으로 설정하고 각각에 대한 다층 서답형 문항을 개발하여 검사지로 구성하였다. 개발된 문항을 초등학교 5학년 150명을 대상으로 '태양계와 별' 단원 수업의 사전 및 사후에 적용하였다. 평가 결과를 기술하기 위해 각각의 평가 문항에 대한 학생 응답을 범주화 하는 과정을 거쳤으며, 이범주들을 구인별로 5개 수준으로 분류하였다. Rasch 모델의 부분점수 모형을 적용하여 작성된 Wright map을 분석함으로써 학생들의 응답 결과를 기반으로 작성된 학습 발달과정의 수준이 적절한지 검토하였다. 또한, 수업 전후 학생들의 수준 변화를 추적함으로써 학습 발달과정에서 설정한 가설적인 경로의 타당성을 검증하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 다층 서답형 문항을 이용한 상향식 연구방법으로 초등학교에 적용할 수 있는 태양계 구조에 대한 경험적 학습 발달과정을 정교하게 설정할 수 있었다. 그리고 학습 발달과정의 구인 타당도가 높게 나타나며 학생들의 발달이 학습 발달과정을 따라 변화하는 것으로 나타났다.

중학교 과학 교과서에서 과학 내용 영역에 따른 인포그래픽의 특징 분석 (An Analysis of the Infographics Features according to the Scinece Content's Domains in Middle School Science Textbooks)

  • 노상미;양순영;김용진
    • 과학교육연구지
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    • 제41권3호
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    • pp.462-479
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    • 2017
  • 본 연구는 중학교 과학교과서 2종에 수록된 시각화자료들을 데이터시각화와 인포그래픽으로 나누어 분류한 후, 인포그래픽 분석틀에 따라 에너지, 물질, 생명, 지구의 과학 내용 영역별로 인포그래픽의 유형과 특징을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 과학 교과서에서 시각화 자료는 인포그래픽(평균 23.20%)보다 데이터시각화(평균 76.80%)에 해당하는 자료가 더 많았다. 둘째, 인포그래픽은 정보내용의 영역에서 과학 교과의 영역별로 서로 다른 특징을 보였다. 에너지와 물질 영역에서는 정보내용 중 '관계'에 해당하는 내용이 많았고, 생명 영역에서는 '기능', 지구 영역에서는 '위치'와 관련된 정보내용이 많이 나타났다. 과학 전체 영역에서 시각표현 유형은 일러스트형과 비교분석형이 주로 사용되었으며 레이아웃 유형은 수평형이 가장 많은 비율을 차지하였다. 따라서 과학교과서에서 제시하는 그림은 단순 정보를 전달하는 데이터시각화보다 인포그래픽으로 표현하여 제시할 필요가 있으며, 과학의 각 영역별로 다양한 인포그래픽 유형을 활용한 교과서 개발이 필요하다.

해양관측을 통해 획득된 과학적 지식에 기반한 과학교과서 동해 해류도 (An Oceanic Current Map of the East Sea for Science Textbooks Based on Scientific Knowledge Acquired from Oceanic Measurements)

  • 박경애;박지은;최병주;변도성;이은일
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권4호
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    • pp.234-265
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    • 2013
  • 중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 해류도는 해양에 대한 학생들의 호기심과 관심을 유도하는 데 중요한 역할을 한다. 이 해류도들은 급변하는 기후변화와 지구상의 에너지 균형 문제와 관련이 있는 해류에 대해 학생들이 학습할 수 있는 중요한 기회를 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고 중등학교 교과서의 해류도들은 최근의 해류관련 과학적 지식과 비교해 볼 때 다양한 과학적 오류들을 내포하고 있었다. 이 연구는 오류가 없는 해류도를 제작하고 다양한 동해 해류도들을 하나로 통일하기 위하여 해류도 제작의 기본적인 틀과 방법을 제안하였다. 먼저 중등 과학교과서 27종의 해류도와 기존의 과학 연구 논문에서 제시한 주요 해류도 27개의 도법을 통일하였으며 동해의 난류와 한류들의 수치화된 정량적인 위치 정보를 추출하였다. 대한해협에서 대마난류의 분지 양상, 대마난류의 일본연안분지와 외해분지, 동한난류의 연안거리와 북상한계, 쓰가루해협, 소야해협을 통한 대마난류의 유출 양상과 환류, 리만한류와 북한한류의 분포 양상 등 해류도 제작을 위한 분석 항목들을 선정하였다. 해양 현장관측을 기반으로 형성된 해양학자들의 과학적 전문지식과 연구결과들을 활용하여 동해 해류도 초안을 제작한 후 이를 바탕으로 국내 학회 회원들을 대상으로 동해 해류도 초안에 대한 의견을 묻는 설문조사를 실시하였다. 또한 2013년 춘계 해양학회 특별세션을 기획하여 학회의 의견을 수집하였으며 해양학자들과의 수차례에 걸친 논의를 통하여 일련의 동해 해류도를 제작하고 수정하는 과정을 반복하였다. 최종적으로 해류도에 대한 학계 해류 전문가들의 평가와 의견을 모았으며 이를 최종해류도 제작을 위하여 해류도를 수정하는데 활용하였다. 향후 교과서 해류도 제작과정에서의 오류를 방지하기 위하여 완성된 동해 해류도 결과를 디지털화하여 위 경도 정보를 제시하였다. 이 연구는 황해와 북서태평양을 포함한 우리나라 주변해의 종합적인 해류도를 완성하기 위한 첫걸음이며 향후 중등학교 교과서 해류도 완성을 위한 해양학자들의 관심을 촉진하는 계기가 될 것으로 기대된다.

한탄강 세계지질공원 연천 지역의 자기-안내식 해설 매체를 통한 스스로 이해 가능 정도: 이독성과 교육과정 관련성을 중심으로 (Degree of Self-Understanding Through "Self-Guided Interpretation" in Yeoncheon, Hantan River UNESCO Geopark: Focusing on Readability and Curriculum Relevance)

  • 김민지;김찬종;유은정
    • 한국지구과학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.655-674
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    • 2023
  • 본 연구의 목적은 한탄강 세계지질공원 연천 지역의 "자기-안내식 해설" 매체가 방문객이 이해하기 쉽고 배경지식수준에 맞춰 작성되어 있는지 탐색하는 것이다. 이를 위해, 2022년 9월과 11월 2차례에 걸쳐 한탄강 세계지질공원을 현장 조사하고, 지질명소의 형성 시대와 지질 특성이 다양한 연천 지역을 분석 대상으로 선정하였다. 연천 지역에 존재하는 총 36개의 자기-안내식 해설 매체를 대상으로 지질명소별 해설 매체의 현황, 이독성 수준, 그래픽의 특성, 과학과 교육과정 반영 정도를 분석하였다. 연구 결과, 연천 지역 해설 매체 종류는 안내판이 가장 많고, 지질명소를 안내한 내용이 주를 이루었다. 해설 매체 텍스트의 분량은 12학년 과학 교과서보다 많고, 평균 어휘 등급은 11-12학년군 과학 교과서 수준과 유사하고, 복문의 비율이 높아 이독성이 다소 낮았다. 해설 매체에 포함된 그래픽의 종류는 사진이 가장 많고, 대부분 예시적 기능이며, 다중 구조 그래픽이 사용되어, 지질 형성 과정을 이해하는 데 도움을 주었다. 해설 매체에서 사용하는 과학 용어 중 86.3%가 2015 개정 교육과정의 "고체지구" 영역에 포함된 용어를 사용하였으며, 교육과정에 포함된 과학 용어는 4학년 수준의 용어가 가장 많았다. 선택 교육과정인 11학년 수준의 용어가 두 번째로 많고, 전체 과학 용어 중 13.7%는 교육과정에 포함되어 있지 않은 용어였다. 또한, 지질명소에 따라 해설 매체에 사용된 과학 용어 수준 차이가 나타났으며, 특히 안내판보다 홈페이지에 사용된 용어 수준이 일반적으로 높은 경향을 보였다. 본 연구 결과를 통해 연천 지역의 지질명소별 해설 매체에 따라 방문객 스스로 이해하는 데 어려움을 주는 요인을 구체적으로 파악할 수 있었다. 일반 관람객의 지질자원 교육을 활성화하고 지질학 분야의 발전을 기대할 수 있는 자기-안내식 해설 매체의 개선 방향에 대한 후속 연구를 제언하였다.

지구물리 자료의 고속 베이지안 역산 (Fast Bayesian Inversion of Geophysical Data)

  • 오석훈;권병두;남재철;이덕기
    • 지구물리
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    • 제3권3호
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    • pp.161-174
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    • 2000
  • 베이지안 역산(Bayesian inversion)은 불충분한 자료를 가지고 지하구조를 추정해야 하는 지구물리자료의 해석에 있어서 안정적이고 신뢰를 줄 수 있는 방법 중의 하나이다. 관측 자료가 측정 과정부터 불확실성을 함유하고 있으며, 역산에 이용되는 이론 자료 또한 모델의 매개변수화에 따른 각종 불확실성을 포함하고 있다. 따라서 지구물리 자료의 역산은 확률적으로 접근하는 것이 가장 바람직하며 베이지안 역산은 이에 대한 처리뿐만 아니라, 추정에 대한 신뢰도와 불확실성에 대한 이론적 근거를 제공한다. 그러나 대부분의 베이지안 역산이 고차원의 적분을 필요로 하므로 몬테 카를로 방법과 같은 대규모의 계산이 요구되는 방법에 의해 사후 확률분포가 구해지는 경우가 많다. 이는 특히 지구물리 자료와 같이 고도의 비선형 자료에 대하여 매우 적합한 접근 방법이기는 하지만, 점차 현장화, 고속화되어가는 자료의 해석 경향에 맞추어 간략하게 사후 확률분포를 근사한 수 있는 기법의 연구 또한 필요하다. 따라서 이 연구에서는 관측자료와 사전 확률분포가 정규분포에 의해 근사 될 수 있는 지구물리자료에 대한 베이지안 역산에 대해 논의 하고자 한다. 사전 확률분포의 작성을 위해 지구통계학적 기법이 이용되었으며, 관측자료의 통계적 불화실성을 추정하기 위해 교차 검사(cross-validation) 방법을 이용하여 공분산(covariance)을 유도하고 그것에 의한 우도 함수(likelihood function)를 작성하였다. 베이지안 해석을 위해 두 확률분포를 곱하여 근사적인 사후 확률분포를 얻을 수 있었으며, 이에 대해 최적화(optimization) 기법을 이용하여 최대 사후 확률(Maximum a Posterior)을 따르는 지하 구조를 얻을 수 있었다. 또한 사후 확률 분포의 공분산 항을 이용하여 지하 비저항 구조를 시뮬레이션 하여 불확실성분석을 수행하였다.

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중생대 새의 낙원 한반도 경상 분지에서 산출되는 새 발자국 화석 (Bird Tracks from the Gyeongsang Basin of the Korean Peninsula: A Paradise of Mesozoic Birds)

  • 김정률;김경수;임종덕
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권1호
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    • pp.40-61
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    • 2009
  • 한반도에는 중생대 백악기에 주로 호수와 하천 환경에서 퇴적된 쇄설성 퇴적물로 이루어진 경상누층군이 넓게 분포한다. 경상누층군에서는 다양한 식물 화석, 이매패와 복족류를 포함한 연체동물 화석, 곤충 화석 등의 무척추 동물의 화석과, 수 많은 공룡의 발자국과 뼈, 알 그리고 이빨 화석이 산출된 바 있다. 또한 최근에는 새로운 공룡과 익룡 및 새의 발자국 화석이 발견되어 세계적으로 학계의 주목을 받고 있다. 여러 곳에 분포한 공룡과 새 발자국 화석지는 천연기념물로 지정되어 국가적으로 보존 관리되고 있으며, 최근 유네스코 세계 자연 유산 등재를 위한 노력이 이루어지고 있다. 우리나라 경상누층군에서 산출되는 새 발자국 화석은 Koreanaornis hamanensis, Jindongornipes kimi, Goseongornipes markjonesi, Ignotornis yangi, Uhangrichnus chuni 및 Hwangsanipes choughi로서, 이들은 전 세계적으로 알려진 중생대 백악기 새 발자국 화석종의 약 1/3을 차지한다. 한반도 경상 분지는 중생대 새의 낙원이라고 할 수 있는 세계적으로 가장 다양한 새 발자국 화석이 산출되며, 이들은 새의 진화와 고지리적 분포에 대한 정보를 제공하는 귀중한 자연 유산이다.

무인항공기반 태안반도 방포해빈의 지형분석 (Thematic and geometric analysis of Bangpo beach based on UAV Remote Sensing)

  • 배성지;유재형;정용식;양동윤;한민
    • 한국지형학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.117-128
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    • 2016
  • High resolution aerial photographs and digital elevation models for Bangpo beach using UAV were generated in this study to analyze the thematic and geometric characteristics of coastal features. Based on 728 aerial images acquired on September 10, 2016 by the UAV, a image mosaic at 2.2 cm spatial resolution and a digital elevation model at 4.4 cm spatial resolution were developed. This study found out that Bangpo beach consisted of intertidal zone and supratidal zone. The intertidal zone can be subdivided into lower part and upper part with distinctive geomorphological characteristics. While the lower part included sand bars and ripple marks along the coastline, the cusps and sand dunes were the major coastal features of the upper part. Part of the intertidal zone was occupied by shore platform with average slope of 0.9 degree containing various sizes of gravels. The supratidal zone slanted toward ocean with berms on the surface with an interval of 15 m. These coastal features indicated the flow intensity towards to the land and tidal effect. It validated that the UAV application in coastal research was very effective analyzing to examine coastal processes.

2015 개정 교육과정 초등 3~4학년 과학 국정교과서와 검정교과서 시각화 자료의 유형과 역할 비교 분석 (Types and Roles of Visualization Materials in National Compared with Authorized Textbooks for Third- and Fourth-Grade Science under the 2015 Revised Curriculum)

  • 고미정;신동훈
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제42권1호
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    • pp.93-108
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    • 2023
  • 이 연구에서는 2015 개정 교육과정에 따라 개발하여 2021학년도까지 사용한 초등 3~4학년 과학 국정교과서와 2022학년도부터 사용하고 있는 7종의 검정교과서의 시각화 자료 유형과 역할이 다양성 측면에서 어떤 차이가 있는지 비교분석하였다. 분석 대상은 초등 3~4학년 과학 교과서의 운동과 에너지, 물질, 생명, 지구와 우주, 통합 영역 모든 단원으로 총 17단원이다. 시각화 자료의 유형과 역할을 분석하기 위하여 분석틀을 개발하여 8종의 교과서를 비교 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 국정교과서와 검정교과서 7종의 시각화 자료 총량과 일반삽화 총량에 차이가 있었다. 그러나 영역별로 일반삽화와 인포그래픽을 사용하는 양에 차이가 없었다. 인포그래픽을 많이 사용하는 영역이 생명, 지구와 우주 순서로 같았다. 둘째, 시각화 자료 유형에 따른 역할 측면에서 일반삽화는 차이가 있었으나 인포그래픽은 차이가 없었다. 세부적으로 살펴보면 모든 검정교과서의 일반삽화에서 동기유발 역할이 증가하였다. 탐구과정 안내의 역할이 줄어든 검정교과서가 3종 있었고, 2종의 검정교과서에서 적용 및 예시의 비율이 증가하였다. 셋째, 인포그래픽 하위유형별 빈도수를 살펴보면 프로세스형, 구조형, 비교분석형, 타임라인형이 전체의 86%를 차지하고 있으나 교과서별로 하위 유형에 다소 차이가 있다. 이 연구로 얻은 시사점은 다음과 같다. 첫째, 교과 내용 선정 시 탐구활동 유형, 탐구과정, 탐구기능, 소재의 변화가 선행되어야 시각화 자료의 유형이나 역할 측면에서 차별화가 이루어질 것이다. 둘째, 교과서 단원이나 차시 내 구성의 틀이 변화되어야 시각화 자료의 양이나 유형에서 다양성과 창의성이 발휘될 것이다. 셋째, 검정교과서 심사 기준 및 방식에 대한 지속적인 연구와 논의가 필요하다.