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

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Science Teaching and Learning for Productive Disciplinary Engagement (PDE) through Model-Based Learning (MBL): Insights from Relevant Literature

  • Park, Byung-Yeol;Campbell, Todd
    • 한국지구과학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.490-497
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    • 2022
  • The practice turn in the science education community emphasizes students' engagement in the activities that scientists and engineers actually do when they see, explain, and critique a phenomenon, or solve a problem. This turn highlights the importance of science learning environments for students. Consequently, the purpose of this study was the examination of relevant literature with the aim of proposing theoretically and empirically derived teaching strategies for students' productive disciplinary engagement (PDE) through model-based learning (MBL) in science classrooms. To this end, collected literature focusing on PDE and MBL was analyzed to better understand 1) how teachers can foster students' PDE in science classrooms, 2) how PDE can be connected to MBL, and 3) what supports are required for students' PDE through MBL. As a result of our analysis, a close relationship between PDE and MBL was identified. Importantly, this research reveals the promise of MBL for supporting students' PDE through the problematizing, authority, accountability, and resources. Further, our literature examination provided a better understanding of what supports are required for students' engagement in PDE through MBL and why this matters in the context of the practice turn in science education.

Impact of Iron Scavenging and Desorption Parameters on Chlorophyll Simulation in the Tropical Pacific within NEMO-TOPAZ

  • Lee, Hyomee;Moon, Byung-Kwon;Park, Jong-Yeon;Kim, Han-Kyoung;Jung, Hyun-Chae;Wie, Jieun;Park, Hyo Jin;Byun, Young-Hwa;Lim, Yoon-Jin;Lee, Johan
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.390-400
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    • 2021
  • Ocean biogeochemistry plays a crucial role in sustaining the marine ecosystem and global carbon cycle. To investigate the oceanic biogeochemical responses to iron parameters in the tropical Pacific, we conducted sensitivity experiments using the Nucleus for European Modelling of the Ocean-Tracers of Ocean Phytoplankton with Allometric Zooplankton (NEMO-TOPAZ) model. Compared to observations, the NEMO-TOPAZ model overestimated the concentrations of chlorophyll and dissolved iron (DFe). The sensitivity tests showed that with increasing (+50%) iron scavenging rates, chlorophyll concentrations in the tropical Pacific were reduced by approximately 16%. The bias in DFe also decreased by approximately 7%; however, the sea surface temperature was not affected. As such, these results can facilitate the development of the model tuning strategy to improve ocean biogeochemical performance using the NEMO-TOPAZ model.

Developing a Framework of Conceptual Understandings of Earth Systems

  • Nam, Younkyeong
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.309-322
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    • 2016
  • This paper presents an analytical framework of Conceptual Understandings of Earth Systems (CUES) that shows a relationship between disciplinary knowledge of Earth systems and the specific thinking skills required to understand that knowledge. This framework is developed through an extensive literature review of students' and teachers' understandings of earth systems concepts and systems thinking in earth science context. This study first presents the categories of disciplinary knowledge of Earth systems, Earth System Knowledge (ESK). This study then illustrates a relationship between categories of ESK and the ontological categories (Matter, Process, Systems) that has been used to study students' conceptual understandings of Earth systems. Finally, this study presents the CUES framework to show the relationship between disciplinary knowledge and thinking skills. The implications of using this framework for curriculum development, assessment, and teacher education and ESS research are discussed.

지구물리학적 방법에 의한 화산 칼데라 지역의 지질구조 연구 (Study of geological structure in area of Hwasan caldera using geophysical method)

  • 권병두;이희순;양준모;박계순;엄주영;김동오
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.267-272
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    • 2007
  • Uiseong subbasin belonging to Kyungsang basin resulted from volcanic activity in the late Cretaceous. In this study, we carry out MT and gravity survey at the Hwasan caldera, which was formed of volcanic and abyssal rocks complex, then analyze and identify geological substructure. Potential survey such as gravity and magnetic survey has been mainly carried out in former studies, so depth information for understanding substructure was not enough. To complement a potential survey, we use MT method, which has high vertical resolution. Moreover we make a simple 2D model comparing with former study. The result of MT and gravity 2D modeling shows that this area is roughly composed of 3 layers; The bottom layer is a basement. In the second layer, intrusive rocks having high resistivity is placed along the ring faults and the sedimentary layer of low resistivity is inside caldera. The highest layer is alluvium. To comprehend the 3D structure of the Hwasan caldera, we perform 3D gravity inversion, and construct the 3D model from the result of 3D gravity inversion. MT responses are calculated by using the constructed 3D model and the 3D model of the Hwasan caldera's structure is suggested after comparing the calculated values with the observed values at MT line.

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10학년 과학 교과서 지구 분야에 등장하는 과학적 모델 분석 (Analysis of Scientific Models in the Earth Domain of the 10th Grade Science Textbooks)

  • 오필석;전원선;유정문
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.393-404
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 우리나라 10학년 과학 교과서 지구 분야에 등장하는 과학적 모델을 분류해 보는 것이었다. 과학적 모델을 표상 매체, 표상 방법, 모델의 가동성이라는 세 가지 차원에서 검토할 수 있도록 개발된 분류틀을 이용하여 11종 교과서의 지구과학 관련 단원을 분석하였다. 연구의 결과, 과학 교과서들은 지구과학의 세부 영역의 본성이 반영된 영역-특이적인 모델들을 수록하고 있는 것을 알 수 있었다. 즉, '지구의 변동' 단원은 접근이 용이하지 않은 지구의 내부 구조나 판들의 운동을 표상하는 모상 모델을 많이 포함하고 있었는데, 이들은 대부분 평면적 그림 모델과 정적 모델에 속하였다. '대기와 해양' 단원에서는 일기도나 해수의 온도와 염분을 나타낸 등치선도 등을 포함한 기호모델과 도해적 모델이 많이 등장하였다. '태양계와 은하' 단원에서는 규모가 큰 천체나 그들의 운동을 표상하는 모상 모델이나 유비 모델의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 분석 결과가 지구과학 교육과 관련 연구에 시사하는 바를 논의하였다.

제6차 및 제7차 초등학교 과학과 교육과정에서의 STS 내용 비교 (Comparative Analysis on the STS Contents of the 6th and 7th primary Science Curriculum)

  • 권치순
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.9-17
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    • 2010
  • This study was carried out to examine the tendency about the relative importance of STS education of the 6th and 7th primary science curriculum. The results of the research are as follows. Primary science textbooks in the 6th curriculum, average 13.3% of the total pages was assigned to STS contents but it is increased to 24.2% in the science textbooks of the 7th curriculum. STS constituents of the 6th primary science textbooks come out orderly applications of scientific knowledge(47.1%), relevance of a community(40%), social problems and issues(11.8%). Of the 7th science textbooks, the contents about applications of scientific knowledge amount to 67.1% of the total STS constituent and relevance of a community(32.2%) rank behind it. The contents of other components are not enough. The 6th science textbooks contents about the effect of technological development amount to 35.3% of the total STS subject area, and environmental quality(20.0%), natural resource(15.2%), energy(11.8%), sociology of science(11.8%) ranks behind it. In the 7th science textbooks ranking is the effect of technological development(42.3%), natural resource(17.3%), energy(12.5%), sociology of science(12.5%), environmental quality(20.0%). There are few contents about population, human engineering and space research and national defense in the science textbooks.

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한반도 남서부에서 발생한 미소지진의 진원 기구해 분석 (Focal Mechanism Solutions of Microearthquakes in the Southwestern Part of the Korea Peninsula)

  • 조희규;강태섭;경재복
    • 한국지구과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.341-347
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    • 2006
  • 2001년부터 2005년까지 한반도 남서부에서 발생한 7개 미소지진에 대한 진원 기구해를 분석하였다. 진원 기구해를 구하기 위하여 P파 초동극성과 SH/P 진폭비 자료를 이용한 격자탐색을 수행하였다. 분석 결과, 대부분의 지진들이 일부 역단층 성분을 포함하는 주향이동 단층 운동과 관계된 것으로 해석된다. 전체적으로 한반도 남서부 지역의 지진원에서 단층 운동을 일으키는 주 압축 응력 방향은 ENE-WSW 또는 NE-SW 방향인 것으로 해석되며, 이 결과는 남한 내의 주요 지진에 대하여 알려진 주 응력장의 방향과 유사하다.

자동기상관측시스템을 활용한 실시간 기상 관측 자료 제공 웹 페이지 개발 (Development of a Web Page for Real-time Meteorological Observation Data Service Using AWS)

  • 김용남;성기홍;홍정희;강동일
    • 한국지구과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.478-484
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    • 2009
  • 본 연구에서는 자동기상관측시스템(AWS)을 이용하여 기상요소의 관측 자료를 수집하고 실시간으로 그 자료를 제공하는 웹 페이지를 개발하였다. 이 시스템은 실시간으로 자료를 제공하면서 동시에 데이터베이스(DB)로 누적하여, 사용자의 요청에 따라 과거의 기상 자료를 파일로 제공하는 기능도 있다. 완성된 페이지를 이용하여 학교 현장에서 지구과학 교과의 기상분야 탐구학습에 성공적으로 활용하였다. 이 연구 결과, 기상 관측 자료를 실시간으로 제공함으로써 기상 분야 탐구학습의 현장감을 높일 수 있게 되었다. 또 누적된 과거 기상 자료를 이용함으로써 시간규모가 너무 길어서 실질적인 탐구학습이 어렵던 지구과학 교과의 제약을 일부 극복하게 되었다.

지구과학의 본성에 대한 연구방법 제안 -현상학적 접근 및 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근의 활용- (Suggesting Research Methods to Explore the Nature of Earth Science: Applying the Phenomenological Approach and Family Resemblance Approach to NOS)

  • 박원미
    • 한국과학교육학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.51-60
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    • 2020
  • 본 연구에서는 문헌 고찰을 기반으로 현상학적 접근 및 NOS-가족 유사성 접근을 적용하여 지구과학의 본성을 규명하는 방법을 제안하였다. 현상학적 접근은 지구과학에 고정된 본질이 있는 것이 아니라 시대와 상황의 요청에 따라 본성 자체가 유동적인 것임을 전제로 한다. 이는 직관적으로 드러난 감각적 현상들을 통해 지구과학의 다면적 특성을 편견 없이 모두 수집, 분석하고 종합하는 방법이다. 현상학적 접근은 학문적 세계의 토대를 이루는 생활세계를 직시하면서 지구과학의 본성을 탐구할 수 있는 통찰력을 제공한다. 이를 통해, 지구과학이 가지는 풍부함과 복잡성, 역동성을 드러낼 수 있다. 현상학적 관점에서 지구과학의 본성을 탐색하기 위한 방법으로, 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 제안하였다. NOS-가족유사성 접근을 통해, 조금씩 차이점을 가지는 다양한 과학의 영역들이 서로서로 공유하는 특성들을 조합함으로써 과학의 본성(NOS)을 포괄적으로 설명할 수 있다. 이를 지구과학의 본성에 적용하면 지구과학을 '가족'으로 만들어주는 일반적인(domain-general) 특성과 영역별로 특수한(domain-specific) 특성을 동시에 규명할 수 있다. 예컨대 지구과학을 구성하는 학문영역인 지질학, 대기 과학, 해양학, 천문학, 지구시스템 과학 등등이 서로 공유하는 특징들의 네트워킹을 통해 이들 학문영역을 지구과학이라는 가족으로 특징짓는 가족유사성을 추출할 수 있고, 이를 통해 지구과학의 본성을 총체적으로 드러낼 수 있을 것이다. 또한, 지구과학의 본성에 대한 가족유사성 접근을 통해 지구과학을 구성하는 하위 영역 학문의 특성이 달라짐에 따라 변화하는 지구과학의 본성을 파악할 수 있으며, 교과목으로서 지구과학의 위상과 발전체계를 정립하는 데에도 기여할 수 있을 것이다.

고등학교 학생을 위한 가상지질조사 웹 컨텐츠 개발 -제주도 송악산과 지삿개를 중심으로- (Web Contents Development of Virtual Geologic Field Survey for High School Students -Focusing on the Songaksan and Jisagae area of Jeju island-)

  • 홍석의;이창진
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.172-180
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    • 2003
  • 지질조사는 제7차 지구과학교육과정에서 지구과학을 배우는 학생에게 매우 중요하지만, 시간, 거리, 비용이 너무 많이 들어 실제로 학생들이 야외지질조사를 나가서 학습하기 어려운 경우가 많다. 이러한 어려운 문제를 해결하기 위하여 이 연구는 제주도 송악산과 지삿개 일대를 선정하여 가상야외지질조사의 웹 컨텐츠와 교수-학습 자료를 개발하고자한다. 개발된 웹 컨텐츠는 주 메뉴, 부메뉴, 내용의 3 부분으로 구분하여 학습자가 쉽게 인식하도록 구성하였다. 기존웹 자료의 한계를 극복하기 위하여 동영상과 탐구 학습지를 학습자에게 제공하였고 웹 컨텐츠는 실제 야외지질조사에서 얻을 수 있는 내용을 체험할 수 있도록 고안하였다.