본 연구에서는 중학교 및 고등학교의 지구과학 내용에 대한 멀티미디어 학습 프로그램을 개발하였다. 개발된 학습프로그램은 HTML 형식이며 텍스트, 사진, 그림, 동영상 등 다양한 내용물들로 구성되어 있다. 그리고 크게 학습 내용, 용어사전, 생활 과학, 탐구 활동, 영상 자료, 형성 평가 등 6가지 데이터베이스 요소들로 구성되어 있다. 본 연구에서 개발된 멀티미디어 학습 프로그램을 교사와 학생들에게 적용해본 결과 긍정적인 반응을 보였다. 이 프로그램은 현재 공주대학교 과학교육연구소 인터넷 흠페이지에서 무료로 제공하고 있다.

Heatwaves can affect human health and vegetation growth and bring about energy problems and socioeconomic damages, so the analysis and prediction of the heatwave is a crucial issue under a warming climate. This paper examines the production of STCI (Standard Temperature Condition Index) using ASOS (Automated Synoptic Observing System) in-situ observation data for the period of 1979-2020, and an STCI predictability assessment with an RF (Random Forest) model using ERA5 (ECMWF Reanalysis 5) meteorological variables. The accuracy was quite high with the MAE (Mean Absolute Error) of 0.365 and the CC (Correlation Coefficient) of 0.873, which corresponded to 7% to 10% difference for the range of STCI<1.5, and to 1% to 3% difference for the range of STCI>1.5, in terms of the probability density function. Also, we produced gridded maps for the summer STCI from 1979 to 2020 by utilizing the ERA5 raster data for the RF prediction model, which enables the spatial expansion of the ASOS point-based STCI to a continuous grid nationwide. The proposed method can be applied to forecasting of STCI by adopting future meteorological or climatic datasets.

본 연구는 범교과 학습 주제로서 경제교육의 활성화를 위해 학교 현장에서 활용되는 경제교육 자료를 분석하고 활용 제고 방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 경제교육 자료 활용 실태 분석을 위해 초‧중‧고 교육과정 및 KDI 자료, 각종 교육 자료 제공 사이트를 참고하였으며, 현장 교사들의 인식 파악을 위한 간담회와 장학사, 교사 커뮤니티 운영자 등을 대상으로 서면조사를 실시하였다. 경제교육 자료 실태 분석을 통해 얻은 문제점들은 다음과 같다. 첫째, 교육대상이 불분명하고 자료의 세분화가 부족하였다. 둘째, 학습자의 수준을 고려하지 않거나, 자료의 최신화 작업이 부족 하였다. 셋째, 교과나 창의적 체험활동과의 연계성이 부족하였다. 이와 같은 실태조사를 바탕으로 본 연구를 통해 제언하고자 하는 바는 다음과 같다. 첫째, 경제교육 자료의 교육대상을 분명히 하고, 자료의 세분화 및 접근성을 높이는 작업이 요구된다. 둘째, 학습자의 수준과 흥미를 고려한 교육 내용을 제공하여야 한다. 구체적인 방법으로는 찾아가는 경제교육 활용 방안, 교구 및 다양한 매체 활용 방안 등이 있다. 셋째, 학교 교육과정과 경제교육의 연계성을 강화하여야 한다. 이를 위해서는 학교 관리자의 관심이 절실하고, 창의적 체험활동과의 연계를 강화할 필요성이 있다. 넷째, 경제교육 자료의 홍보가 필요하다. 이를 위해서 개발된 경제교육 자료를 다양한 교사 커뮤니티나 교사 연수 과정을 통해 적극적으로 홍보‧보급할 필요성이 있다.

외국어를 습득함에 있어 언어적인 장애만을 생각하기 쉬우나 실제로는 크고 작은 문화적인 장벽(cultural barriers)이 차지하는 비중 또한 큰 것이다. 본 연구는 문화 지도 자료의 개발이 영어 교실에서 문화 교육의 효율을 높이고, 문화 교육이 영어를 통한 의사소통 능력을 극대화할 것이라는 이해에 근거하였다. 이에 학교 현장의 영어 수업에 직접 활용할 수 있는 문화 지도 자료를 설계 ⋅개발하여 현장에서 활용할 수 있도록 하는데 목적을 두었다. 본 연구는 체제적 교수 설계 과정을 바탕으로 요구 조사 및 분석, 기초 자료 분석, 자료의 수집, 자료 개발 및 평가를 통한 수정⋅보완의 단계를 거쳤다. 요구 분석과 수집된 생생한 사진 및 비디오 자료를 바탕으로 저작도구를 이용하여 자기 주도적 학습과 교실에서의 수업 지도 자료로서의 기능을 지닌 교수⋅학습 자료를 제작하였다. 제작된 지도 자료의 전반적인 보완 및 개선을 위하여 프로그램의 적합성에 대한 평가를 실시 하였다. 영어 교사 평가 결과 제작된 프로그램을 교사의 수업 자료제작에 대한 부담 없이 효율적으로 사용할 수 있다는 점 등이 장점으로 드러났으며 학생의 흥미와 동기부여에 도움이 됨을 알 수 있었다.

이 연구는 안용복이 독도교육에서 핵심적이고 중요한 인물로 인식되고 있는 상황에서 기존에 제작된 안용복의 행적에 관한 자료들이 학술적 엄밀성과 현실성이 결여된 채 제각각 다양한 버전으로 존재하는 것에 문제를 제기하면서 최신의 연구성과를 근거로 안용복의 울릉도 도해 및 도일 경로를 재구성하는 것이 목적이다. 연구결과, 첫째, 안용복의 행적에 관한 날짜는 음력이었음에도 양력인 것처럼 인식되었는데, 음력과 양력을 병기할 필요가 있다. 둘째, 안용복의 행적에 관한 용어는 ‘1693년의 울릉도 도해 및 피랍사건’과 ‘1696년의 울릉도 도해 및 도일사건’으로 구분하였다. 셋째, 안용복의 울릉도 도해와 관련된 연구 및 영토교육 시에는 당시의 항해 조건을 고려하여 동해상의 연중 기상 현상과 연계하여 설명할 필요가 있다. 넷째, 안용복의 피랍사건은 조선 조정의 수토제 시행의 동력이 되었던바, 안용복의 울릉도 도해 및 피랍/도일 사건은 중앙의 수토제와 관련지어 설명할 필요가 있다. 다섯째, 1696년에는 뇌헌이 승려들과 배를 동원하여 순천에서 출발했던 것을 근거로 출발지를 순천으로 변경할 필요가 있다.

Arctic sea ice as an indicator of climate change plays an important role in controlling global climate system. Thus, accurate observation and prediction of Sea Ice Concentration (SIC) is essential for understanding global climate change. In this study, we aim to improve the prediction accuracy of SIC by using machine learning and Regional Climate Model (RCM) data for a more robust method and a higher spatial resolution. Using the CORDEX RCM and NASA SIC data between January 1981 and December 2015, we developed three statistical models using Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Machine (SVM), and Deep Neural Network (DNN) which can deal with the non-linearity problem, respectively. The DNN model showed the best performance among the three models with the significant correlation between the predictive and observed SIC (r=0.811, p-value < 0.01)and the Root Mean Square Error (RMSE) of 0.258. With deeper considerations of the polar fronts and the characteristics of ocean current and tide, the DNN model can be applied for near future prediction of Arctic sea ice changes.

A novel disaggregation model that combines a machine learning model and kriging of residuals is presented to map precipitation at a fine scale from coarse scale precipitation data. Random forest (RF) and fine scale auxiliary variables are used to estimate trend components at a fine scale. Residual components are then estimated by area-to-point residual kriging. A case study of spatial disaggregation of TRMM monthly precipitation data acquired over the Korean peninsula is carried out to illustrate the potential of the presented disaggregation method. From the evaluation results, the presented method outperformed the RF-based disaggregation method that only considers trend components and ignores residual components, in terms of accuracy statistics and the ability of coherent predictions. This case study indicates that accounting for residual components by applying a proper spatial prediction method such as area-to-point kriging is very important in spatial disaggregation of coarse scale spatial data, even though advanced regression models such as RF could have high goodness of fit for the quantification of relationships between a target attribute and auxiliary variables.

스마트 기기의 폭발적인 보급에 힘입어 이를 교실 현장에 적용하려는 스마트 교육 움직임이 크게 일어나고 있다. 그러나 이를 실제로 적용하기에는 몇 가지 선행되어야할 조건이 있다. 그 중 하나가 스마트 기기에 교육자료를 탑재하여 실제 교육에 적용하였을 경우 일반 수업에 비하여 얼마나 효과적이겠는가라는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 초등 정보과학 영재학생들을 위한 스마트 앱 교수학습 자료를 개발하고 스마트 교육 수업을 실시하였다. 그리고 그 결과로 수업 만족도를 측정하여 활동지를 사용하는 전통적 수업과의 차이를 분석하였다.

본 연구의 목적은 고등학교 3학년을 대상으로 ‘대기 중의 수증기’ 단원에 대한 멀티미디어 교수자료 개발과 과학 관련 태도 및 학습 동기에 관한 효과 및 멀티미디어 활용 수업에 대한 인식을 알아보는 것이다. 이를 위해, 이질집단 사전사후 검사로 본 연구를 설계하였다. 5가지 주제의 실험으로 동영상자료를 개발하였으며, 개발된 6차시에 걸쳐 실험집단에 적용하였다. 수업 이후, 멀티미디어 교수자료를 활용한 교수학습에서 과학 관련 태도, 과학 학습 동기에 모두 통계적으로 유의미하게 상승한 것으로 나타났다. 멀티미디어 활용한 수업에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 대다수의 학생들이 멀티미디어를 활용한 수업에 대해 긍정적으로 생각하고 있었고, 다른 강의식 수업과 비교하여 지구과학의 개념을 쉽게 이해 할 수 있다고 답했다.

인문계 고등학교 ‘정보사회와 컴퓨터’ 과목의 ‘자료표현’ 영역은 컴퓨터의 작동원리를 이해할 수 있는 중요한 영역이지만 학생들은 이 영역 학습을 매우 어려워하며 성취도도 낮은 편이다. 따라서 학생들이 보다 쉽게 ‘자료표현’ 영역을 학습할 수 있는 지원시스템이 필요하며 본 연구에서는 개인의 능력에 따라 학습이 가능하고 실질적인 교수학습과정에 유용하도록 설계된 자기조절학습 프로그램을 적용한 자기조절학습시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 실제 교수 학습 현장에 적용하여 자기조절학습시스템을 활용한 수업이 학습자의 학업성취도에 긍정적인 영향을 끼쳤음을 확인하였다.

21세기를 지식 정보화 사회라고 말한다. 지식 정보화 사회란 인터넷 등 정보 통신 기술(information comunication technology:ICT)의 활용이 극대화되는 사회를 말하는데 모든 사회 산업의 전반에서 정보기술이 차지하는 비율이 점차 확대되어 정보통신기술(ICT)의 활용 능력이 그 국가의 경쟁력을 좌우하게 됨에 따라, 컴퓨터와 인터넷 등 정보 인프라의 구축이 21세기를 맞이하는 선진 각국의 핵심적인 사항이 되었다. 이에 세계의 모든 국가들은 정보 사회에 대응한 핵심적인 교육 사항의 하나로 사회 산업 전반에서 지식 정보사회 건설을 주도하고, 정보통신기술의 활용 능력을 갖춘 창의적인 인재를 양성하는 정보 교육을 강화하고 있다. 정보통신기술의 발전과 진보가 계속되면서 앞으로의 교육은 학습자들이 직접 실제로 경험하면서 얻어지는 지식과 능력 및 태도를 습득하는 체험중심 교수․학습, 학습자가 팀이 되어 다른 팀원들과 상호 작용을 함으로써 공동으로 문제를 해결할 수 있는 협동학습, 교사가 제시하는 학습내용을 학습자가 수동적으로 수용하는 것이 아니라 학습자 스스로가 지식을 구성함으로써 학생 스스로 의미를 부여할 수 있도록 하는 학습자중심 교수․학습 방법 등을 적용한 사례연구, 현장학습, 프로젝트학습, 시뮬레이션 및 게임, 실험․실습학습, 문제해결학습, 공동프로젝트학습 등이 강조된다. 이들 교수․학습 방법은 강의법과 같이 교사가 일방적으로 학습내용의 의미를 제시해 주는 것이 아니라, 학습자들이 다양한 상황과 생활 현장을 대상으로 하여 능동적으로 학습 계획을 세우고 실제로 수행해 봄으로써 학습자들은 창의력이나 논리적 사고력이 신장되고, 활동적이며 자율적인 학습 자세를 습득하게 된다. 최근 활성화되고 있는 가사·실업계 고등학교도 스스로 경쟁력을 갖추어 나가기 위해서는 변화하는 산업 사회와 학습자의 요구에 부응하는 교육 방법을 적용해야 할 것이다.

제 7차 교육과정이 발표된 초기, 특히 과학 교과에서는 새로운 교육과정에 대한 시각은 극과 극이었다. 학습자 중심, 생활 중심과 활동 중심의 목표가 잘 구현된 이상적인 교육과정이라는 소리도 있었으나, 탐구 중심에 치우친 나머지, 과학의 개념이나 본질을 간과 또는 무시되었다는 비판이 컸던 것도 사실이다. 그러나 새 교육과정은 예정대로 시행되었고, 이에 맞추어 정보와 과학의 시대답게, 탐구 중심과 활동 중심 수업에 대한 교수-학습 방법들이 등장하였다. 일단 새로운 교수-학습 방법들이 제 역할을 하기 위해서는 교사가 직접 현장에서 많이 활용하여야 한다. 그러나 교사가 새로운 교육과정을 이해하는 데 많은 시간과 노력, 연수 등이 필요하였듯이, 새로운 교수-학습 방법과 자료를 자신의 것으로 만들어 활용하는 데에도 많은 준비가 필요하다. 하지만 전(全) 과목을 가르쳐야 할 뿐 아니라 각종 업무와 생활 지도까지 전적으로 담당해야 하는 초등교사들에게는 교재 연구나 수업 준비에 절대적으로 시간이 부족하다는 말은 결코 과장이나 변명이 아니다. 수많은 연구에서 수많은 교수-학습 방법과 전략 또는 모형들이 개발되어 있다 해도 그 활용까지 이어지기 어려운 가장 큰 이유가 바로 이것이다. 활용이 쉽도록 잘 개발된 자료나 간편한 교수-학습 방법이 절실하다(권난주, 2005). 그러므로, 이러한 현장의 특성을 반영하면, 학습 모형이나 전략 등 무형(無形)으로 개발된 이론과 방법들보다는 책자나 파일로 제공되는 유형(有形)의 자료를 활용하는 교수-학습 방법이 훨씬 현실적인 도움이 될 것이다. 그러나 실제로 ‘매년’ 각 시도 교육청과 교육과학연구원을 비롯한 기관 및 단체에서 학교에 보급하는 자료가 50여종이 넘는다. 게다가 각종 교사 자료전의 출품 또는 입상작, 소프트웨어 공모전의 응모 또는 입상작을 포함하고, 과학 교과 내용과 관련된 인터넷 사이트나 교사용, 학생용 학습 사이트까지 본다고 하면, 우리는 실제로 자료의 바다 속에 있다고 해도 과언이 아니다. 과학교육을 담당하는 학자나 교사들은 이 바다 속에서 진주를 찾아내야 하는 것이다. 본 연구에서는 수많은 자료 중에서 좋은 자료를 추출해야 하는 현장의 이러한 숙제를 해결한다는 취지에서, 접근과 활용이 용이한 교수-학습 자료를 두 가지 선정하여 소개 ․ 기술하고자 한다. 이들 자료 및 방법은 전국 또는 지역 단위로 개발 ․ 보급된 것으로, 현재 초등학교 과학과 교육에서 획기적이면서도 성과가 좋은 자료 활용 교수 방법으로 주목받고 있는 것이다. 이 중 하나는 국가에서 지원 ․ 개발하여 전국의 모든 초등학교에 보급한 ‘탐구수업 지도자료’의 활용이며, 나머지 하나는 지역 교육청이 지원하여 개발 ․ 보급한 ‘과학완구 활용 교수-학습’ 방법이다.