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FRAGSTATS 모형을 이용한 도암댐 유역의 산림 파편화 분석 (Landscape Analysis of the Forest Fragmentations at Doam-Dam Watershed using the FRAGSTATS Model)

  • 허성구;김기성;안재훈;윤정숙;임경재;최중대;신용철;유창원
    • 한국지리정보학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.10-21
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    • 2007
  • 강원도 평창군에 위치한 도암댐 유역은 인간의 개발행위에 따른 산림지역 파편화로 인해 산림지역의 상당부분이 농업/도시 지역으로 변화되어 왔다. 이러한 토지이용변화로 인해 하류 수역에서는 많은 부정적인 영향이 발생하고 있다. 그러나 토지이용변화가 도암댐 유역내 경관에 미치는 영향을 과학적인 분석 툴을 이용하여 수계단위로 분석한 예는 그리 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 산림의 파편화가 경관에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 경관분석 프로그램인 FRAGSTATS를 이용하였다. 복잡한 계산식으로 구성된 경관지수를 자동으로 산출해주는 FRAGSTATS 프로그램은 경관분석에 많이 이용해 왔으나, 각 경관지수별 설명이 충분하지 않아 FRAGSTATS를 처음 사용하는 사용자가 이를 이용하여 정량적 경관분석을 수행하기에는 다소 어려움이 있어 왔다. 따라서 본 연구에서는 경관 파편화가 발생하기 전과 후의 가상적이면서 단순화된 경관을 구성하여 경관지수를 설명하였다. 본 연구에서 기술된 경관지수를 이용하여 도암댐 유역내에서 산림 파편화가 경관에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 총 19개 소유역중 S1 유역이 1985년부터 2000년까지 가장 많은 산림 파편화가 진행된 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 산림지역의 파편화, 이에 따른 토지이용변화가 수질에 미치는 영향을 수계단위로 평가하는데 매우 유용하게 사용될 수 있으리라 판단되며, FRAGSTATS과 같은 경관분석 프로그램의 결과를 바탕으로 한 환경친화적 토지이용계획 을 수립하는데 매우 유용하리라 판단된다.

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지구과학 논문과 지구과학 교과서 텍스트의 과학 언어적 특성 비교 (Comparison of the Features of Science Language between Texts of Earth Science Articles and Earth Science Textbooks)

  • 이정아;김찬종;맹승호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.367-378
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    • 2007
  • 과학 교과서와 과학 연구 논문의 과학 언어적 특성을 조사하기 위하여 지구과학 교과서 2 종과 지구과학 논문 2 편을 선정하여 각 텍스트의 과학 용어 분류, 설명 텍스트의 구조 분석과 접속 관계를 통한 추론 분석, 접속어의 기능에 대한 분석 방법을 적용하여 분석하였다. 연구 결과, 지구과학 교과서에서 드러난 학교 과학의 언어는 명명어의 비중이 높으며, 정의/예시 구조와 기술 구조 중심의 설명 텍스트 구조를 보였다. 또한, 논리적 추론보다는 부가적인 나열 관계를 나타내는 내적 관계가 우세하였다. 이에 반해 지구과학 논문에서 볼 수 있는 과학자의 과학 언어는 명명어의 비중이 큰 가운데서도 과정어와 개념어의 비중이 과학 교과서의 과학 언어에 비해 높았으며, '도입 - 연관 계열 - 결론'에 이르는 설명 텍스트의 도식적 구조를 갖추고 있었다. 또한, 연관 계열을 이루는 각 문장의 텍스트 구조는 원인/결과 구조 또는 기술 구조에 뒤이은 문제/해결 구조를 보였으며, 각 문장틀 간에 부사형 어미나 동사를 이용한 내적 관계를 통해 인과적 추론 또는 귀추적 추론 관계를 표현하고 있었다. 학생들의 진정한 과학 언어 사용을 위해서는 두 언어 사이의 간극을 줄이는 것이 필요하다. 이를 위해 학교 과학의 언어와 과학자의 언어를 매개하는 지구과학 교사의 교수 언어로서 중간 언어를 제안하였다.

불확실함에서 벗어나기까지: "왜 강낭콩이 싹트지 않았을까?" 논변 활동에서 초등학생들의 정서-인지적 반박 (Escaping Uncertainty: Elementary Students' Emotional-Cognitive Rebuttals in the Argumentation of "Why Did the Kidney Beans not Germinate?")

  • 한문현
    • 한국과학교육학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-12
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    • 2020
  • 논변 활동에서 불확실함은 상대방의 설명에 대한 막연하고 애매모호한 느낌을 말하며 학생들은 그들이 경험하는 불확실함에서 벗어나기 위해 반박을 사용할 수 있다. 본 연구의 목적은 초등학생들이 "왜 강낭콩이 싹트지 않았을까" 논변 활동에서 경험한 불확실함 맥락과 이에 따른 반박 사용이 어떠했는지를 탐색하여 불확실함과 반박 간의 역동을 이해하는 데 있다. 이를 위해 본 연구는 논변 정교화와 불확실함 감소에 중요한 역할을 할 수 있는 반박이 활발하게 나타날 수 있는 맥락을 불확실함 경험 측면에서 해석하고 설명하고자 한다. 경기도 초등학교 4학년 학생 20명 및 담임교사가 연구 참여자로 참여하였으며 학생들은 5개(남, 녀 4명으로 구성)의 소집단으로 이루어져 논변 활동에 참여하였다. 연구자는 학생들의 논변 활동이 녹화된 비디오에 대한 전사본, 학생들과의 면담, 연구자의 필드 노트를 질적 자료로 수집하였다. 자료 분석 과정에서, 지속적 반복적 비교 방법을 사용하여 학생들이 어떠한 맥락에서 불확실함을 경험하였고 이에 따른 반박 사용은 어떻게 나타났는지를 탐색하였다. 이를 통해 나타난 연구 결과는 첫째, 학생들은 "왜 강낭콩이 싹트지 않았을까?" 논변 활동에서 불확실함을 경험하였고 이 정서에서 벗어나고자 하였다. 둘째, 학생들은 이 불확실함을 줄이고자 정교화형 반박, 의견형 반박, 비난형 반박을 사용하였다. 그러나 학생들의 불확실함은 감소하지 않았으며 그들이 사용한 비난형 반박은 학생들의 부정적 정서를 높이기도 하였다. 셋째, 교사의 개입은 학생들이 비난형 반박 사용을 멈추도록 이끌었으며, 학생들은 정교화형 반박을 사용하여 강낭콩이 싹틀 수 있는 조건을 탐색하였고 "왜 강낭콩이 싹트지 않았는가?"에 대한 적절한 설명을 찾게 되면서 불확실함에서 벗어날 수 있었다. 추가적으로 연구자는 본 연구 결과를 토대로 하여 불확실함과 정교화형 반박의 상호작용이 일어나도록 하는 것이 논변 발달을 촉진할 수 있음을 논의하였다.

혈액 순환 요소별 학생들의 개념 분석 : 횡단적 연구 (An Analysis of Students' Conceptions on Blood Circulation as Components: A Cross-sectional Study)

  • 김미영;김희백
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.753-764
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    • 2006
  • 생물학 영역에서 혈액 순환은 복잡하고 추상적인 개념으로 학생들이 이해하기 어렵고, 오개념이 많아 수업 후에도 쉽게 변화하지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 혈액 순환 개념의 존재론적 속성에 따른 학생들의 개념 이해도를 학교 급별로 조사 분석하고, 혈액 순환에 대한 학생들의 이해 향상을 위한 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 이 연구는 세 부분으로 나누어 진행하였다. 첫째로, 순환 개념을 심장, 혈관, 혈액 순환으로 구분하여, 각 개념의 구조, 기능, 행동, 기작 요소별로 학생들의 이해를 알아보기 위한 개념 검사지를 개발하였다. 두 번째로 개념 검사지를 중학교, 고등학교, 대학교 학생들에게 적용하여 순환 개념의 요소별로 학교 급에 따라 개념 이해 수준이 어떻게 다른지를 비교하고, 학생들의 순환 경로의 유형을 구분하였다. 마지막으로 개념이해가 낮은 요소에 대한 개념의 존재론적 범주를 분석하여 그 특성을 파악함으로써, 개념의 범주 간 이동을 촉진시키는 수업 전략을 구성하는데 도움을 주고자 하였다. 본 연구 결과, 혈액순환 개념 중 구조나 기능 요소는 중학생, 고등학생, 대학생이 모두 높은 이해 수준을 보였고 학교 급별로 큰 차이가 없었으나, 행동이나 기작 요소에 대한 이해는 자연계열 고등학생과 대학생들에서 뚜렷하게 높아졌다. 학생들의 혈액 순환 모형은 7가지 유형으로 구분할 수 있었으며, 자연계열 고등학생들과 대학생들은 이중 분지형의 비율이 다른 학교 급에 비해 상대적으로 높았다. 또한 학생들의 순환 기작에 대한 존재론적 범주를 분석한 결과, 평형-독립적 범주의 개념을 사건-목적 범주로 인식하는 경우가 많아, 개념에 대한 잘못된 존재론적 범주의 인식이 개념 이해를 어렵게 한 원인으로 여겨진다.

과학 학습 언어의 문법적 특성을 고려한 초등학생의 과학적 의사소통 능력 고찰 (Investigation of Elementary Students' Scientific Communication Competence Considering Grammatical Features of Language in Science Learning)

  • 맹승호;이관희
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제41권1호
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    • pp.30-43
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    • 2022
  • 이 연구는 초등학생의 과학 수업 대화 및 글쓰기에 구현된 언어 표현의 국어 문법적 특성에 근거하여 그들의 과학적 의사소통 능력의 양상을 조사하였다. Brown et al. (2010)의 증거에 기반한 추론 프레임웍을 순환학습모형에 접목하여 작성한 수업안을 초등학교 5학년을 대상으로 "날씨와 우리 생활" 단원에 적용하였다. 수업 대화에 활발히 참여한 학생 8명의 대화 전사본과 그 학생들의 과학 글쓰기 문장을 연구 자료로 활용하였으며, 텍스트의 내용 및 논리 관계 분석 방법을 적용하여 문법적 특성을 조사하였다. 연구에 참여한 초등학생들은 데이터 분석, 증거 해석, 규칙 적용, 설명 구성 등의 맥락에서 사용되는 과학 언어의 문법적 구조와 일치하지 않는 언어 사용의 양상을 보였다. 그러나 부분적으로 명사화 방식의 문법적 은유를 사용하거나, 적절한 인과 관계의 문법 구조를 사용한 글쓰기 사례도 제시되었다. 교사의 교수법적 안내 발화나 교과서 텍스트의 문법 구조를 통해 학생들이 과학의 문화에서 사용되는 언어 활동의 양태를 경험하면 초등학생도 유사한 과학적 말하기와 글쓰기를 나타낼 수 있었다. 학생들이 증거에 기반한 추론에 근거한 과학지식 구성의 맥락에 적절한 언어 사용 이해와 이에 대한 문식 기능을 습득할 수 있게 하려면, 과학 학습에 관한 언어 사용 모델을 접할 기회를 충분히 제공해 주는 것이 필요함을 논의하였다.

기능성 정보 전달 방법 및 소비자 태도에 따른 건강기능식품 광고 효과 분석 (Analysis of Health Functional Foods Advertisements Effects according to the Delivery Tool for Efficacy Information and Consumers' Attitudes)

  • 이연경;김지연;권오란;황인경
    • 한국식품영양학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.835-848
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    • 2016
  • 본 연구에서는 소비자 중심적인 건강기능식품 기능성 전달방법을 도출하기 위하여 이미지, 원료 및 기능성에 대한 설명, 기능성을 설명하는 도표, 특허 정보, 권위자의 설명 등 다양한 전달 방법들이 소비자의 광고 평가에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 소비자들이 이미 가지고 있었던 건강기능식품에 대한 인식들이 광고 평가에 미치는 영향에 대하여 살펴 보았다. 이미 수행된 정성조사(Focus group interview)에서는 실제 사용되던 건강기능식품 광고 50여건을 소비자에게 제시하고, 기능성과 관련하여 소비자의 광고 인식에 미치는 방법들을 찾아내었다. 이렇게 찾은 방법들에 대하여 보다 넓은 범위에서 검증하기 위하여, 이를 바탕으로 6가지의 광고안들을 개발하여 정량 조사를 수행하였다. 6가지 광고안은 각각 정인지 이미지+원료에 대한 설명+기능성을 설명하는 도표, 정인지 이미지+원료에 대한 설명, 정인지 이미지, 오인지 이미지, 오인지 이미지+특허 정보, 오인지 이미지+권위자의 설명을 반영하여 제작되었다. 정량 조사의 대상은 서울 및 수도권 거주자 30~60대 총 300명이었으며, 대인면접법으로 한 사람당 4가지 광고안을 평가하도록 하여 광고안 당 200개의 평가 결과가 나올 수 있도록 하였다. 광고에 대한 평가는 광고 위계 효과 모형에서 제시되는 인지-감정-행동 세 가지 요소가 모두 반영될 수 있도록 '광고가 시선을 끄는가', '광고가 얼마나 이해하기 쉽다고 생각하는가', '제품 기능에 대한 정보가 충분한가', '광고의 메시지에 공감이 가는가', '광고를 통해 제품의 효능/효과를 얼마나 신뢰하는가', '광고를 본 후 구입하고 싶은 생각이 드는가'의 6가지 항목을 질문하였다. 또한 광고에 대한 평가와 함께 소비자들이 건강기능식품에 대하여 가지고 있는 태도를 '건강하기 위해서는 건강기능식품을 꼭 섭취해야 한다고 생각한다', '건강기능식품의 효능/효과에 대해 신뢰한다', '건강기능식품을 구입하기 전에 많은 정보를 수집한 후 구입한다', '평소 건강기능식품 광고들을 관심있게 본다', '건강기능식품 광고에서 전달하는 효능/효과에 대해 신뢰한다' 이렇게 5가지 문항을 통하여 조사하였다. 건강기능식품에 대한 소비자의 태도를 t-검정 및 일원분산분석을 이용하여 분석한 결과, 성별에 따른 차이로서 '광고관심도'에 대해서는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, '섭취필수도', '효과신뢰도', '구입 전 정보수집도' 및 '광고내용신뢰도'에 대해서는 여성이 남성보다 유의하게 긍정적인 태도를 취하고 있는 것으로 나타났으며, 연령에 따른 분석 결과로서는 모든 항목에 대하여 40대와 50대 연령층이 30대와 비교하여 보다 긍정적인 태도를 취하고 있음을 알 수 있었다. 제시된 6가지 광고에 대하여 광고 효과를 분산분석한 결과, 단순히 이미지만을 제시한 광고안들에 비하여 원료와 기능성에 대한 정보가 함께 제시된 광고안들의 효과가 유의적으로 높게 평가되어 즉, 원료 및 기능성에 대한 설명, 그래프 형태의 시험 결과 제시, 특허, 권위자의 설명은 인지, 정서, 행동 모든 측면에서 광고 효과를 높일 수 있는 것으로 확인되었다. 하지만 소비자들은 오인지 이미지에 대하여 인지하지 못하여 이에 따른 광고 평가의 영향은 없는 것으로 나타났다. 다른 변수들과의 상호작용을 살펴보기 위하여 이원분산분석을 수행한 결과, 이러한 경향은 성별, 연령과 서로 상호작용을 가지지 않았으며, 성별과 연령에 상관없이 동일하게 나타났다. 하지만 건강기능식품에 대한 태도와 상호작용을 관찰한 결과에서는 '섭취필수도', '효과신뢰도', '구입 전 정보수집도', '광고내용신뢰도'가 '이해용이도', '주목도', '공감도', '구매욕구도' 등에 대하여 상호작용 효과를 가지고 영향을 주는 것으로 확인되었다. 예를 들어, '섭취필수도'가 높은 그룹에서는 기능성에 대한 그래프, 특허 정보, 전문가에 대하여 언급하는 것이 광고에 대한 '주목도'를 높이는데 유의하게 효과적이었으나, '섭취필수도'가 낮은 그룹에서는 광고안에 따른 '주목도' 차이가 없었다. 이러한 결과로부터 기능성 관련 정보를 자세하게 제공하는 것은 이미지만 제시하는 것과 같이 적은 양의 정보를 제공하는 것보다 소비자가 광고와 그 내용에 대하여 주목하고, 이해하기 쉽다고 느끼고, 정보가 충분하다고 느끼고, 공감하고, 신뢰하며, 구매하고 싶다고 느끼도록 하는 데 효과적일 수 있으나, 이러한 효과는 소비자가 건강기능식품에 대하여 기본적으로 가지고 있는 태도에 따라서 변화할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 기능성 전달 방법에 따른 광고 효과의 차이는 분명히 있으나, 그 효과를 극대화하기 위해서는 광고를 접하는 소비자들을 세분화하여 각기 다른 방식으로 접근하는 노력이 필요하다.

경찰화재조사의 개선방안에 관한 연구 (A Study on the Improvement Plans of Police Fire Investigation)

  • 서문수철
    • 한국화재조사학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.103-121
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    • 2006
  • 우리나라에서 발생한 화재 원인조사 대부분은 소방관서에서 초기조사, 경찰관서에서 수사가 진행되고 있으며, 보다 난해하거나 이해관계가 복잡한 경우인 일부만이 경찰에서 심도 있게 조사하고 경찰조사 시 감정이 필요한 경우 감정기관에 감정의뢰 후 경찰관서 자체조사만으로 끝나며, 점차 전문기관에 의뢰되고 있는 건수가 증가하고 있는 실정이나 많은 문제점을 안고 있어 이에 대안을 제시한다. 국내 화재사고 발생 건수는 소방방재청 통계 연간 약 30만 건으로 추산되나, 전국 경찰화재감식 전문 요원(국립과학수사연구소 전문화 교육 이수자)은 80여명에 지나지 않으며, 국립과학수사연구소 화재감정 관련 연구원은 전국에 15명인 것에 비추어 사건화 된 화재에 대한 감식 감정 인력은 턱없이 모자라 과중한 업무를 수행하고 있는 실정이다. 가연성 액체에 의한 방 실화 시 바닥재의 연소형태를 비교 연구함으로써 연소에 사용된 연소촉매제에 대하여 추론 할 수 있는 연구를 실시하여 모델을 제시하였다. 화재사건 관련 감식 감정 업무를 담당하고 있는 경찰 및 국립과학수사연구소의 과중한 업무의 부담인 의뢰 건수의 폭주로, 경찰 화재 감식의 대상 중 범죄혐의(방화, 실화 등)가 있는 사건은 전체 조사 건수의 20% 미만이고, 나머지 80%에 달하는 사건이 범죄혐의 없는 제조물 관련 또는 이재 관계의 민사 소송 사건에 지나지 않는 것이 현실이다. 본 연구는 경찰화재조사 및 소방화재조사에 대한 검토와 문제점 대안 등을 제시하여 화재사건과 관련하여 경찰 소방 양 기관에서 합동으로 사건을 처리하는 것이 과오를 범하지 않는 효율적이고 과학적인 수사가 될 수 있다는 제도개선이 필요함이 요구된다.

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국립과천과학관의 테슬라코일 전시물 설명판에 대한 관람객의 주목도 분석 (An Analysis in Visitors' Attentions on Exhibit Panels of a Tesla Coil in the Gwacheon National Science Museum)

  • 이일;유준희;정광훈
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.46-63
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 설명판에 포함된 내용 요소의 종류와 관람객의 집단 유형에 따라 관람객의 설명판에 대한 주목도가 어떻게 달라지는가를 분석하여 주목도에 영향을 주는 요인을 탐색하는 것이다. 이를 위해 국립과천과학관의 테슬라코일을 대상으로 하여 테슬라코일에 대한 관람객의 지적 수요를 기반으로 기본 개념, 현상 설명, 작동 원리, 응용, 역사적 배경 등 5개의 내용 요소를 도출하였으며 각각의 요소에 대한 설명판을 제작하여 자유 관람 상태에서 관람객의 관람 행동을 녹화하여 분석하였다. 연구 참여 집단은 총 586집단으로 학생개인, 성인개인, 학생집단, 성인집단, 가족으로 분류하였으며, 각 집단별로 30.0%, 20.6%, 28.2%, 2.4%, 18.8%의 비율을 나타냈다. 관람객의 설명판에 대한 주목도는 견인력과 유지력으로 나누어 분석하였으며, 견인력은 설명판을 바라본 전체 집단 수에 대하여 3초 이상 주목한 집단 수의 비율로 구하였다. 유지력은 각 설명판에 대한 평균 주목시간과 감쇠 시간으로 구하였다. 역사적 배경과 응용 설명판의 견인력은 각각 72.3% 68.8%로 비교적 높게 나타났으며, 기본 개념 설명의 견인력은 46.6%로 비교적 낮게 나타났다. 평균 주목시간의 경우 현상 설명과 작동 원리 설명판이 각각 37.0초와 34.2초로 높게 나타났으며, 역사적 배경과 응용 설명판은 각각 25.0초와 25.4초로 낮게 나타났다. 각 설명판에 대한 감쇠시간도 평균 주목시간과 유사한 경향으로 나타났다. 즉, 접근하기 쉬운 설명판은 견인력이 높고, 과학적 개념을 심도있게 다루는 설명판은 유지력이 높다고 해석할 수 있다. 성인개인, 가족, 학생집단의 경우 견인력이 각각 66.9%, 66.4%, 62.4%로 높게 나타났으며, 학생개인과 성인개인의 경우 견인력이 55.7%로 나타났다. 평균 주목시간은 학생집단, 가족, 성인집단이 34.0초, 33.0초, 31.6초로 높게 나타났으며, 학생 개인이 19.5초로 낮게 나타났다. 각 집단 유형별 감쇠시간도 평균 주목시간과 유사한 경향으로 나타났다. 즉, 학생집단이나 가족의 경우 견인력과 평균 주목시간이 모두 높게 나타났으며, 학생개인의 경우 견인력과 평균 주목시간이 모두 낮게 나타났다. 잠정적으로 설명판의 견인력은 내용 요소에 의해, 평균 주목시간은 집단 유형에 의해 영향을 좀더 받는다고 할 수 있으며, 추가 연구가 필요하다.

고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념간의 상관관계 (The Correlation between Concepts on Chemical Reaction Rates and Concepts on Chemical Equilibrium in High School Students)

  • 박국태;김경수;박광서;김은숙;김동진
    • 대한화학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.247-255
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    • 2006
  • 이 연구의 목적은 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념을 조사하여 이들간의 상관관계를 알아보고자 하는 것이었다. 연구대상은 경기도 K시 소재의 인문계 고등학교 자연계열 3학년 학생 120명이었다. 이 연구를 위하여 화학반응속도와 화학평형에 관한 학습내용에서 서로 관련이 있는 것들을 선정하여 개념 검사지를 개발하였고, 문항별 응답 내용을 분석하였다. 연구결과, 화학반응속도에 관한 객관식 문항에 대한 정답률은 높게 나타났으나, 응답 이유를 묻는 문항에 대한 정답률은 상대적으로 낮아서 화학반응속도에 대한 과학적 개념 형성이 잘 되어 있지 않음을 알 수 있었다. 대부분의 고등학생들은 정반응 속도에 관한 문항의 정답률은 높았으나 역반응 속도에 관한 문항의 정답률은 낮았다. 화학평형에 관한 개념의 형성 정도에 있어서는 한쪽 반응만 생각해도 이해할 수 있는 평형개념에 대한 정답률은 높게 나타났으나 정반응과 역반응을 동시에 생각해야 하는 문항에 대한 정답률은 낮게 나타났다. 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념간의 상관관계에서 전체적인 상관관계가 다소 높은 것으로 나타났다. 특히, 역반응에 관한 화학반응속도 개념이 부족한 고등학생들은 화학평형이 동적 평형 상태라는 것을 잘 이해하지 못하는 것으로 나타났으며, 화학반응 메커니즘을 충돌론으로 잘 이해하지 못하는 고등학생들은 농도와 촉매가 화학평형 이동에 미치는 영향에 대한 이해도 부족한 것으로 나타났다. 그리고 농도와 촉매에 관련된 화학반응 개념과 화학평형 개념간에 상관관계가 있으나 낮은 것으로 나타났다. 따라서 화학평형의 선개념으로 중요한 부분인 화학반응속도에 관한 과학적 개념형성이 화학평형에 대한 오개념을 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다. 그리고 한쪽 반응에만 국한된 화학반응속도에 관한 교수-학습 방법은 동적 평형과 관련된 화학평형 개념 형성에 어려움을 초래하므로, 화학반응속도론에 근거하여 정반응과 역반응을 모두 언급할 수 있도록 하는 교수-학습 방법을 개발하여 학습지도하는 것이 화학평형 개념 형성에 효과적일 것이다.

모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험에서 학생들의 모델링에 대한 인지과정 탐색 (Investigating the Cognitive Process of a Student's Modeling on a Modeling-Emphasized Argument-Based General Chemistry Experiment)

  • 이동원;조혜숙;남정희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.313-323
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    • 2015
  • 이 연구는 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 활동에서 나타나는 학생들의 모델링 변화와 변화 과정 및 모델링에서 나타나는 학생들의 인지과정에 대한 탐색을 통해 논의에 바탕을 둔 교수 전략이 모델링에 어떠한 영향을 미치는지와 변화의 이유를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 일반화학을 수강하는 사범대학 화학교육과 1학년 학생 21명을 대상으로 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 여섯 개 활동을 1학기 동안 적용하였고, 학생들의 모델링에서 나타나는 인지과정을 탐색하기 위해 학생 인터뷰 자료를 수집하였다. 모델링 수행에서 나타나는 인지과정의 분석 결과, 효과적인 모델의 요소에 대해 학생들은 시각적 표현, 설득력 있는 설명의 제공, 수사학적 구조의 측면에서 응답하였다. 모델링 과정에서 사용한 전략에 대해서 학생들은 모델링 수행 전과 수행과정의 두 가지 측면에서 응답하였다. 모델링 수행 전에는 실험 보고서를 작성하는 과정에서 중요한 키워드 등을 미리 정리해 두거나 개요를 따로 작성하고 실제 모델링 수행과정에서는 다양한 자료를 이용, 자료를 재구성하여 제시, 핵심개념에 대한 정의와 설명을 제시, 수사학적 구조를 고려, 메타인지를 이용하는 전략을 사용하였다. 모델링 과정에서에서 겪는 어려움에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재, 이해 부족의 두 가지 범주로 나눌 수 있었으며, 이러한 어려움의 해소에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재와 내용 이해 부족으로 나타나는 어려움을 해소하기 위해 어떻게 모델링 전략을 습득하고 내용을 이해하는지로 구분되었다. 학생들은 피드백 단계, 모델링 경험, 실험 보고서에 대한 평가, 자신이 이전에 작성한 모델, 참고문헌을 통해 전략을 습득하며, 내용에 대한 이해는 수업 단계에서 나타나는 논의 과정과 실험 보고서 작성 과정을 통해 이루어졌다. 이러한 결과로부터 모델링을 교수학습에 이용할 때 논의에 기반을 둔 학습전략이 정신 모델을 검증하고 수정하여 표현된 모델로 구현하는 과정에 도움을 주고 과학 개념과 더불어 메타모델링 지식의 이해를 도와 학생들의 모델링 발달에 영향을 줌을 보여 주었다.