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.
본 연구에서는 2003년도에 46개국에 참여한 TIMSS 2003 연구에서 지구과학 영역의 성취도를 주제별, 문항 유형별, 인지영역별로 분석하였다. 또한 문항 수준에서 국제평균과의 정답률 차이가 큰 문항과 남녀 정답률 차이가 큰 문항을 분석하였다. 우리나라 학생들은 모든 유형별로 국제평균보다 유의하게 높은 정답률을 나타내었고, 인지 영역별로는 우리나라 중학생들은 지구과학 영역에서 천문학 관련 주제 및 추론과 분석 영역에서 강세를 나타내었다. 우리나라의 정답률이 국제평균 정답률보다 낮게 나타난 5개 문항을 분석한 결과, 우리나라 중학생은 이해하고 있는 내용을 그림이나 도식으로 표현하는 데 미숙함을 알 수 있었다. 우리나라 여학생들은 사실적 지식을 묻는 선택형 문항에서 남학생들 보다 정확한 정보를 회상해 내는 데 어려움을 겪고 있으며, 학습하지 않은 내용에 대하여 어려워하는 경향이 남학생보다 크다는 것을 추정할 수 있다 연구 결과를 토대로 우리나라 교육과정의 지구과학 내용 구성과 교수학습 방법 개선에 대한 제언을 제시하였다.
이 연구의 목적은 고등학생들의 광물과 암석에 대한 개념 이해의 특징을 알아보는 것이다. 연구 목적을 위하여, 광물과 암석에 대한 개념 질문지를 개발하였다 질문지는 4개의 영역으로 총 12문제로 구성되어 있었다. 고등학교 10학년 학생 93명, 11학년 학생 119명을 대상으로 자료를 수집하였다. 수집된 자료의 분석을 통해 고등학생들의 광물과 암석에 대한 이해 수준 및 특징은 다음과 같이 나타났다. 전체적으로 고등학생들은 절반정도의 이해 수준을 보였으며, 10학년 학생은 화성암 영역에서, 11학년 학생들은 암석 영역에서 평균보다 약간 낮은 이해 수준을 보였으나, 광물의 녹는점과 관련된 특정 개념에서 매우 낮은 이해를 나타냈다. 둘째, 10학년과 11학년 학생의 이해수준은 대체로 비슷하여 과학적 개념 형성 비율이 유사함을 나타냈으나, 몇몇 문항에 대해서는 학년이 올라감에 따라 과학적 개념 형성 비율이 증가한 경우도 있었다. 그러나 학년이 올라갔음에도 통계적으로 유의하지는 않았지만, 현무암의 표면적 특징을 묻는 문항에서 오히려 비과학적 개념의 빈도가 줄어들지 않고 늘어나는 경향을 보인 것도 있었다. 셋째, 학생들의 과학적 개념 형성에 지구과학 교과에서 배운 개념뿐만 아니라 주변 과학교과에서 배운 개념이 광물과 암석 개념 형성에 도움을 준 것도 있었지만 오히려 방해된 것도 있었다. 이 결과를 통해 학생들에게 지구과학 교과에서 사용되는 특징적인 용어들에 대한 교육을 할 경우 타 교과에서 사용되는 의미와는 별도로 이해되어야 한다는 것을 염두에 두고 가르칠 필요성이 제시되었다.
인터넷상에서 관측할 수 있는 36 츠 자동화 망원경이 개발되었다. 이 시스템의 추적 오차는 약 1"/분이고, 지향 정밀도는 적경 방향에서 약 ±10", 적위 방향에서 약 ±20"였다. 이것은 계속 개선되어나갈 것이다. 예비관측을 통해 얻은 영상자료를 IRAF를 통해 분석해본 결과 비교적 안정적인 결과를 보여주었다. 이러한 결과는 원격천체관측 교육에 활용할 수 있음을 의미한다.
고등학교 지구과학 I '날씨와 기후' 단원 중심으로 웹 기반 프로젝트 수업을 적용하였다. 연구 대상은 고등학교 2학년 4개 학급이었다. 자기 주도적으로 설계된 웹기반 프로젝트 수업이 학생들의 자기 주도적 학습력, 자아개념 및 학교에 대한 태도에 긍정적인 영향을 주었다. 웹 기반 프로젝트 수업의 결과, 자기 주도적 학습력 '행동통제' 변인을 제외한 7개 변인, 자아개념 3개 변인, 학교에 대한 태도 2개 변인이 전통적인 수업과 유의미한 차이를 보였다. 또한 모든 수준의 학습자에게 웹 기반 프로젝트 수업이 자기 주도적 학습과정에 긍정적인 영향을 준다는 결과를 얻을 수 있었다.
대규모 표준화된 문항을 사용하는 과학과 국제 비교 연구에서 드러난 우리 나라 학생들의 성 차이가 국내 연구에서도 나타나는지 파악하기 위해 지난 30년 동안 과학 교육 관련 학술지인 한국과학교육학회지, 한국초등과학교육학회지, 한국지구과학회지, 한국생물교육학회지, 화학교육, 새물리 등에 게재된 논문 전체를 분석했다. 젠더 문제를 연구의 주제로 한 논문은 많지 않았지만, 총 279편의 논문에서 연구 결과를 성별로 제시했다. 이 중 통계적 유의미도가 검증된 225개의 논문을 2인의 연구자가 내용 분석했다. 분석 결과는 검사 문항을 사용한 조사 연구와 프로그램을 적용한 실험 연구 등으로 구분해 경향을 파악했다. 조사 연구 논문 분석 결과, 과학 지식과 태도 모두에서 국제 비교 연구와 마찬가지로 남학생이 우월하게 나타난 논문이 가장 많았다. 특히, 과학 관련 태도에서 성 차이를 보인 논문이 가장 많았고, 다음으로 과학 지식, 그리고 과학 탐구 능력에서의 성 차이를 보인 논문이 가장 적었다. 실험 연구 분석 결과, 새로운 과학 교육 프로그램의 효과에 있어서 성 차이가 나타나지 않는 논문이 가장 많았지만, 프로그램 적용 후 남학생은 인지적 측면에서 여학생은 정의적 측면에서 더 효과적으로 드러난 논문이 많았다. 여학생들의 과학 성취도 향상과 과학에 대한 태도를 긍정적으로 하는 다양한 프로그램 개발이 필요한 시점이다.
이 연구에서는 제주도 동부지역 섭지코지 일원에 분포하는 선돌 분석구와 그 주변의 현무암질 화산암류를 주 대상으로, 암석기재, 주원소 및 미량원소의 특성 등을 분석하여 선돌 분석구의 화산과정과 현무암의 암석학적 특징을 검토하였다. 선돌 분석구의 하부는 스패터 위주로, 그 상부는 적갈색 화산탄을 포함하는 화성쇄설물질이 우세하며 최상부 표층부에는 흑색의 스코리아가 다량 분포한다. 이들 화산작용은 스트롬볼리 분출상에 의해 진행되었으며 마지막에는 하와이 용암 분출상으로 용암이 분화구를 충진한 후 동북쪽으로 흘러넘치면서 분석구를 파괴하고 북쪽으로 흘러 용암 델타를 형성하였다. 분석구 중심부의 암경은 현무암으로 채워져 있다. 이 지역의 화산활동 시기는 대략 95 ± 3 ka에 해당한다. 연구 지역의 현무암은 전이 현무암으로 분류될 수 있으며, 감람석과 단사휘석의 정출이 분화작용에 주된 영향을 미쳤음을 보여주며, 동일마그마에서 기원하였음을 보여주고 있다. 이들은 판내부 현무암에 해당한다.
우리나라 서, 남해안에 지하수의 해수침투 현상을 관측하기 위해 설치된 관측망 자료를 이용하여, 해당지역별 대수층을 통한 해수침투의 유형을 분석하였다. 분석에 이용된 관측정은 25개 해안지역 소유역의 총 45개 암반관정으로, 지하수위, 수온, 전기전도도를 대상으로 기본통계분석, 상관성 분석 및 변동유형 분류를 수행하였다. 분석 결과 지하수위의 경우 강우 영향을 받거나 양수에 의한 수위강하가 나타나는 관측정에서 큰 폭으로 변동하고 있다. 지하수온은 대부분의 경우 변동폭이 0.2˚C 이내로 안정적인 특징을 보여주고 있으며, 전체적으로 평균 온도가 15˚C 이상으로 나타났다. 전기전도도의 경우 상대적으로 변동폭이 크고 불규칙한 특징을 가지고 있으며, 평균값이 2,000 μS/cm 이내의 관측정이 28개, 10,000 μS/cm를 초과하는 관측정은 9개소로 나타났다. 교차상관도 분석에 의하면, 지하수위는 강우의 영향을 받아 변동하는 형태가 많았지만 수온과 전기전도도는 상대적으로 강우의 영향이 없는 것으로 나타났다. 조석의 경우에는 일부 관측정에서 강우에 의한 영향보다 높은 교차상관도가 나타났다. 본 연구에서는 장기관측자료를 변동형태에 따라 정상형, 추세형, 주기형, 충동형, 계단형, 경사형 등 6가지로 분류하였다. 지하수위의 경우 강우나 양수의 영향을 받는 충동형이 가장 많은 73.3%이며, 조석의 영향은 13.4%에 해당되었다. 지하수온의 경우 변동폭이 일정한 정상형태가 51.2로 가장 높게 나타났으며, 강우나 양수에 의한 충동형이 26.7%에 해당되었다. 전기전도도의 경우는 지하수위나 지하수온과 달리 추세형, 계단형, 경사형 등의 변동형태가 우세한 것으로 나타났다. 전체적으로 동일한 해안지역에 설치된 관측정별로 관측자료의 변동 특성이 상이한 경우가 나타남에 따라, 향후 각 소유역별로 관측정 자료의 정기적인 변동 경향성을 분석하는 것이 필요하다.
소백산 천문대의 0.6m 광학망원경과 2K CCD 카메라를 이용하여 소행성 55 Pandora에 대한 R 필터 시계열 측광관측을 수행하였다. 관측으로부터 소행성의 자전 주기(P=4.h8168)와 진폭(δR=0.281±0.001란 구하였고, Amplitude-Magnitude 방법을 이용하여, 소행성 55 Pandora의 자전축 방향 λp((o)=342, βp(o)=64와 세 축의 비는 a/b=1.27, b/c=1.31인 형태로 자전하고 있음을 알아내었다.
지금까지 보고된 하부 오르도비스기의 Tremadocian과 Arenigian에 속하는 방산충 군집들 간에는 유사성이나 연관성이 거의 보이지 않았다. Tremadocian에서 Arenigian의 방산충 군집의 진화경향을 알 수 없었던 이유는 후기 Tremadocian 방산충 군집에 대해 알려진 바가 없었기 때문이다. 캐나다 뉴파운드랜드의 Cow Head Group에서 후기 Tremadocian에 속하는 방산충 화석 군집들이 처음으로 발견되었다. 이 새로운 방산충 군집들은 모두 6과, 11속, 26종에 속한다. 이들 가운데 6속 17종이 새로이 발견된 것들이다. Arenigian에서만 보고되었던 Proventocitidae에 속하는 종들이 다양하게 산출되었다. 초기 Tremadocian에 번성했던 Protoentactiniidae와 Echidniniidae에 속하는 것들은 감소하고 Aspiculumidae에 속하는 것들은 더욱 분화되어 다양하고 풍부하게 산출되었다. 방산충과 함께 출현하는 코노돈트 연구로 Low Diversity Interval에서 M. dianae Zone 그리고 하부 P. proteus Zone에 속하는 후기 Tremadocian 방산충 군집들로 밝혀졌다. 또한 R. manitouensis Zone에 속하는 코노돈트 화석군집이 발견되어 중기와 후기 Tremadocian에 속하는 Cow Head Group이 분포하는 여러 지역 간의 (Martin Point, Western Brook Pond, Broom Point, 그리고 St. Paul's Inlet) 층서대비를 보다 정확하게 할 수 있었고, 코노돈트 생층서에서는 R. manitouensis Zone, Low Diversity Interval, M. dianae Zone, 그리고 하부 P. proteus Zone이 식별되었다.