본 연구는 과학영재교육원의 지구과학영재들을 대상으로 좌/우뇌 활용 선호도에 따른 문제해결의 접근 방식에 관한 유형을 알아보기 위한 것이다. 지구과학 영재 16명을 대상으로 뇌활용 선호도를 알아보기 위하여 R/LCT, BPI를 실시하였고, 문제해결방식을 알아보기 위하여 S-CPST를 실시하였다. R/LCT에서 좌뇌 성향의 학생은 8명, 우뇌 성향은 7명, 중간 점수를 보인 학생은 1명이었다. BPI에서는 좌뇌 성향의 학생이 8명, 우뇌 성향은 8명이었다. S-CPST 에서 좌뇌 성향의 학생들은 먼저 구성 요소에 흥미를 갖고 그 특징을 탐색했다. 또, 숫자나 기호 등을 사용해 논리적이고 객관적으로 문제를 해결하는 반면 자신의 아이디어를 그림으로 표현하는 것을 어려워했다. 우뇌 성향의 학생들은 3단계문제해결방식을 나타냈다. 먼저 전체적인 형태에 관심을 갖고, 둘째, 각각의 구성요소 분석하고, 셋째, 이들을 종합하여 다시 전체로 조직하였다. 또, 직관적 패턴을 보고 문제의 해결 방법을 여러 가지로 제시하며 그림을 사용하여 구체화시켰다. 결과적으로 지구과학 영재들은 좌/우뇌 성향에 따라 서로 다른 방식으로 문제를 해결하였다. 따라서 보다 효과적인 지구과학 영재교육을 위하여 영재들의 좌/우뇌 성향을 고려한 교수학습방법이 요구된다.

본 연구의 목적은 중학교 2학년 과학 '지구와 별' 단원의 학습에 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 과학 학업성취도, 과학 관련 태도, 자기 주도적 학습능력에 미치는 영향을 분석하여 학습효과와 학생의 인식을 알아보는데 있다. 연구대상은 중학교 2학년 198명의 학생이며 6차시에 걸쳐 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 활용한 수업을 실시한 후 적용하기 전과 후의 조사를 통하여 그 학습효과를 분석하였다. 검사결과는 독립표본 t-검정과 대응표본 t-검정을 이용하여 분석하였다. 첫째, 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 전통적 수업 보다 학업성취도에서 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다(p〈.05). 그러나 3D 천문 프로그램을 활용한 수업이 과학 관련태도에 미치는 효과의 분석에서는 유의미한 효과가 없는 것으로 나타났으며(p〉.05), 자기주도적 학습능력의 향상에는 효과적이라는 결과를 얻을 수 있었다(p〈.05). 본 연구의 결과는 '3D planetarium software를 활용한 수업은 8학년 과학수업에서 효과적이었다는 것을 보여준다.'라고 끝마치고 있다.

최근 지구온난화로 인해 해수면이 상승하고 해양 생태계가 큰 변화를 보이는 것으로 보고되고 있다. 한반도 주변 해역에서도 수온과 해수면이 상승하고 있다고 보고되고 있다. 뿐만 아니라 가시파래, 불가사리, 해파리 등이 대량 발생하고, 바다 사막화가 증가되는 등 해수면 상승과 해양생태계의 변화로 어민 경제에 심각한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 지구 온난화의 원인과 그 메카니즘을 소개하고, 지구 온난화가 해양환경 변화와 해양 생태계에 미치는 영향과 그 대책에 관하여 보고하고자 하였다.

이 연구의 목적은 '지구'에 대한 8학년 학생들의 심상을 탐색하는 것이다. '지구'에 관해 단어와 그리기로 표현된 중학생들의 심상을 지구계 이해 분석틀로 분석하였다. 학생들의 '지구'에 관한 심상은 시각적 이미지를 형성하게 된주된 영향을 미친 경험과 선행 지식에 따라 달라졌다. 특히 간접적 시각 경험에 의한 지구의 전체 모습에 기반을 둔 천문학적 관점과 직접적 시각 경험에 의한 지표의 풍경과 환경에 기반을 둔 일상적 관점에 따라 지구계 이해가 다르게 나타났다. 대체적으로 학생들의 '지구'에 관한 심상은 시각적 경험에 의해 영향을 받은 것으로 보이며 이러한 학생들의 지구계 이해는 단어라는 형식적 언어의 형태보다는 시각적 심상인 그리기로 더 잘 표상되었다. 지구계 하위계 간의 상호작용에서 학생들의 부정적 이미지가 표상되었다.

과학 잡지가 과학자와 일반인 사이의 접점 역할을 수행하며 과학의 대중화에 기여할 수 있게 해 주는 기제를 과학 잡지 텍스트의 언어적 특성에서 찾기 위하여 과학 동아에 수록된 지구과학 관련 기사 12편을 선정하였다. 선정된 과학 잡지 텍스트의 언어적 특성을 규명하기 위하여 레지스터 분석을 실시하였다. 연구 결과, 1) 기자가 쓴 글은 과학자의 사유와 대화를 표현하는 인식적 술어와 발화적 술어의 비율이 높았다. 2) 기자의 글에는 문장의 주체가 사람으로 드러나는 비율이 높지만 과학자의 글에는 사람은 거의 드러나지 않으며 주체가 생략된 경우도 많았다. 3) 과학자의 글은 대부분 평서형 서법을 사용하지만, 기자가 쓴 글에서는 의문형과 청유형 서법, 생략 등의 비평서형 문장이 많았다. 4) 문장 속에 포함된 절의 밀도는 기자의 글이나 과학자의 글 모두 비슷하였다. 5) 정보의 구조 또한, 기자의 글은 단순한 정보의 발전 형태를 띠었고, 과학자의 글은 그에 비해 다소 복잡한 정보 구조를 나타내었다. 과학 잡지 텍스트의 언어적 특징을 통해 과학 잡지는 기자의 글을 통해 어려운 과학 내용을 쉽고 친숙한 텍스트로 제시함으로써 과학의 대중화에 기여할 뿐 아니라, 과학자가 쓴 순화된 과학 텍스트를 통해 일반인들을 과학의 언어라는 과학의 문화에 친숙하게 함으로써 과학의 대중화에 기여하게 됨을 밝혀 내었다.

내장산국립공원 백양사지구와 남창지구의 탐방객을 대상으로 설문조사를 통해 산쓰레기 관련 행태와 의식을 비교하였다. 미리 설정한 3개 연구가설에 의해 행락위주의 이용자와 등반위주의 이용자 그룹 간에 이용목적 등 행태의 차이와 ‘자연공원내 쓰레기통 철거’에 대한 호응도 그리고 ‘산쓰레기 처리 등 산행윤리 의식의 차이’를 검증하였다.백양사지구의 이용자특성상 연령과 거주지 및 재탐방율 등의 차별성이 드러났으며 탐방 주목적 역시 ‘자연경관감상’(백양사지구)과 ‘등산’(남창지구)으로 차별화된 결과를 보였다. 남창지구에서는 백양사지구와 달리 요구 탐방정보는 ‘쓰레기 처리정보’의필요성이 상대적으로 크게 나타났으며 등반 위주의 탐방이 이루어지는 남창지구는 도시락 지참율이 높고, 행락 위주의 백양사지구탐방객 보다 긍정적 측면에서 산쓰레기 처리에 능동적인 것으로 나타났다. ‘국립공원 내 쓰레기통 철거’에 대한 인식도 분석결과 백양사지구 탐방객은 남창지구탐방객에 비해 부정적이었으나 인지도나 만족도 그리고 불만족 이유에 대해서는 2개지구 탐방객의 의식 차이는 발견되지 않아 산쓰레기 관련 쓰레기통 철거에 대한 인식은 산행목적과는 관련이 없는 것으로보인다. 이와 함께 ‘자연공원내 쓰레기통 철거 시책’ 관련 인지도는 50% 수준을 밑돌아 “쓰레기통 철거에 따른 지속적인홍보”가 요구된다.한편 백양사지구 탐방객에 비해 남창지구 탐방객의 산행윤리는 상대적으로 강한 것으로 분석되었는데 이는 행락위주의탐방객과 등반위주의 탐방객 차이에 따른 의식의 차이로 확인되었으며 남창지구의 등반위주 탐방객은 산행 중 발생한 ‘쓰레기처리’를 중요한 산행윤리(에티켓)로 인식하고 있다는 점에서 행락위주의 탐방객과는 다른 차원의 산행 윤리의식을 보였다.

시각자료는 과학교과서의 주된 구성 요소이며, 학습자에게 과학적 개념을 효과적으로 이해시키는 매개체가 된다. 본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에 사용된 시각자료의 유형과 기능 및 구조를 분석하였다. 시각자료 유형에서는 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 시각자료의 기능에서는 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타난 반면, 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타났다. 시각자료의 구조에서는 단독의 비율이 다중에 비해 압도적으로 높았다. 또한 다중 구조에서 짝은 주로 대비에, 연속은 주로 순서를 표상하는데 사용되고 있었다. 시각자료의 유형, 기능, 구조 모두 교과서에 따라 유의미한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 학교 과학에서 시각자료의 교육학적 의의에 대한 보다 나은 이해를 위해 지구과학 분야에서 시각자료의 기능과 구조에 대한 기호학적 연구를 제안하였다.

본 연구의 목적은 망원경에서 별빛이 결상되는 원리를 교사들이 어떻게 이해하고 있는지를 알아보고자 하는 것이다. 경기도와 서울지역의 지구과학 교사 101명을 대상으로 설명식 지필문항 검사를 수행하고, 지구과학교육 전공자 3명이 교차분석을 실시하였다. 대부분의 교사들이 볼록렌즈에서 상이 형성되는 과정에 대한 체계적인 개념을 가지고 있지 않았고, 특히 상의 개념과 스크린의 역할에 대한 이해가 많이 부족하였다. 또한 망원경에서 별빛이 결상되는 원리에 대한 과학적 개념을 가지고 있는 교사는 참여교사의 3%로 극히 낮았으며 거의 대부분의 교사들이 볼록렌즈나 빛의 단편적인 성질을 이용하여 별빛의 결상을 이해를 시도하는 비과학적 혹은 대체개념을 가지고 있는 것으로 나타났다.

최근 들어 과학관과 학교 교육과정의 연계가 강조되고 있으나 과학관이 학교 교육과정을 어느 정도 반영하고 있는지를 가늠할 수 있는 기준은 부족한 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 과학관의 교육과정 반영의 정도를 객관적으로 판단할수 있는 기준을 개발하고 이를 이용하여 과학관 패널 전시 설명문을 평가하는데 있다. 이를 위해 중등학교 성취기준에 따른 평가 도구를 개발하였으며, 이를 이용하여 충청도지역의 세 과학관에서 지구과학 패널 전시 설명문의 교육과정 반영도와 교육과정 도달 수준을 측정하였다. 연구 결과 과학관 지구과학 패널 전시 설명문의 교육과정 반영도는 38.7%로 측정되었으며, 교육과정 도달 수준은 5.0 만점에서2.82로 평가되었다. 차후 과학관 전시물의 패널 전시 설명문의 수준을 결정하는 과정에서 교육과정의 성취기준에 대한 교육과정 반영도와 도달 수준의 평가 결과가 활용될수있기를 기대한다.

웨이블릿 변환은 기존 푸리에 변환이 갖는 주파수 변환 결과의 시간 영역에 대한 모호성을 극복할 수 있는 변환 기법으로 널리 이용되어 왔다. 기존의 푸리에 변환에 의한 셈블란스는 두 개의 시계열 자료의 위상을 주파수 영역에서 비교할 수 있도록 하는 방법이다. 이 방법은 비정상상태의 신호에 대해서는 잘 작동하지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 자연계의 신호가 대부분 비정상상태임을 고려하여 웨이블릿 기반으로 개발된 셈블란스 기법을 지구물리자료에 적용하였다. 첫 번째 사례는 지구자기장 자료처리로서, 원격으로 위치한 관측소의 자료끼리 서로 비교하여 상관성이 높은 신호만 남도록 필터링한 결과를 제시한다. 두 번째 사례는 중력과 자력탐사를 복합적으로 분석할 수 있는 방안으로서, 두 자료간 공간적 상관성이 높은 신호만을 추출하는 필터링 결과를 제시한다.

현대 측지학은 전례 없는 정밀도로 지구의 물리 기하학적 형상과 운동, 특히 이의 변화를 감시하고 있다. 이는 우주시대의 지구관측을 위한 정확하고 통일된 기준좌표계를 제공할 뿐만 아니라, 학제적 연구를 통해 지구형상과 운동의 변화를 일으키는 원인을 규명함으로써 궁극적으로는 지구시스템의 정확한 이해에 기여하고 있다. 국제측지연맹에서는 다양한 측지학적 도구들을 통합하고자 지구측지관측시스템(GGOS)을 구축하고, 전지구관측시스템(GEOSS)의 주요 파트너로서 지구환경변화에 대응하려는 인류의 노력에 기여하고 있다. 여기서는 지구측지관측시스템을 중심으로 측지학이 전지구관측시스템 및 지구과학의 여러 영역과 어떤 관계를 가지는지를 살펴보고, 학제적 연구의 동기 부여를 촉진하고자 한다.

본 연구는 수업의 3가지 맥락(자료, 과제, 역할)에서 학습자의 특성과 그룹의 상호작용에 따른 그룹과 개인의 반성적 탐구는 어떤 차이가 있는지를 알아보고 이를 통해 효율적인 반성적 탐구활동을 위한 소그룹 구성과 교사의 지도에 시사점을 얻고자 하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 1개 학급을 선정해서 반성적 탐구활동수업을 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동분석틀과 수업상황의 3가지 맥락으로 분석하였다. 본 연구의 결과로부터 학생개인과 그룹의 반성적 탐구는 학생들의 개별특성 그 자체보다는 다튼 학생과 학급에서 어떤 관계를 가지느냐에 더 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

교과교육학지식(PCK)은 과학 교사의 전문성을 나타내는 지표로 인식되어 왔다. 이 연구에서는 예비 교사와 현직 교사의 주제-특정적 PCK를 비교 분석하였다. 이를 위해 과학 교사들의 PCK를 명시적으로 드러낼 수 있는 분석틀을 개발 및 적용하여 예비 및 현직 지구과학 교사를 대상으로 동일 주제에 대한 PCK 차이를 분석하였으며, 서로 다른 2개 주제에 대한 PCK가 어떻게 달라지는지를 각각 분석하였다. 연구 결과, 동일 주제에 대한 예비 교사와 현직 지구과학 교사의 PCK는 구성 요소에 따라 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 서로 다른 주제에 대한 PCK의 변화는 경향성을 나타내지는 않았으나, 구성 요소 및 교사에 따라 매우 큰 차이를 나타내었다. 이 연구를 통해 PCK의 주제-특정성을 확인하였으며, 과학 교사의 수업 전문성 개발 및 평가에 PCK분석틀 및 프로파일의 활용가능성에 대해 논의하였다.

여 복숭아순나방(Grapholita molesta) 성충의 유살수를 2-3일 간격으로 조사하 였으며, 시험장내의 기상자료와 Weibull 함수식을 이용하여 복숭아순나방 월 동유충의 우화시기모형을 구하였다. 우화시기 모형은 r2값이 0.93으로 구해진 수식이 적산온도와 누적우화율과의 관계를 잘 설명하였다. 또한, 누적 우화시 기 모형을 바탕으로 사과시험장 인근 의성지역의 1973부터 2008년까지의 기 상온도 변화에 따른 복숭아순나방 초발일과 50%우화일, 우화 완료일을 연도 별로 비교하였다. 복숭아순나방의 연도별 초발생일을 비교한 결과, 1970년, 1980년 1990년, 2000년대각 각각 4월11일, 4월 13일, 4월 13일, 4월 9일이였다. 2000년대가 80-90년대에 비하여 초발생일이 약 4일 정도 빨랐으며, 70년대에 비하여 2일정도 빨랐다. 복숭아순나방 50% 우화일은 연대별로 각각 4월 27일, 4월 28일, 4월 28일, 4월 26일로 2000년대가 80-90년대에 비하여 약 2일정도 빨랐으며, 복숭아순나방 100% 우화일은 각각 6월 1일, 6월 1일, 6월 1일, 5월 30일로 복숭아순나방 50%우화일과 같이 2000년대가 80-90년대에 비하여 약 2 일정도 빨라서, 대체로 2000년대가 1970-1990년대에 비하여 복숭아순나방 월 동성충의 발생시기가 빠른 것으로 나타났다.

본 연구는 속리산국립공원 법주사 주변 소나무림을 대상으로 식생구조를 규명하고 17년간의 식생구조 변화를 비교 분석하여 소나무림의 보전관리방안 수립을 목적으로 하였다. 조사대상지는 속리산국립공원 법주사지구 내 속리산관리사무소~법주사지구의 3.6km2이다. 현존식생 조사결과 전체면적 360ha중 소나무 우점림은 64.7%이었고 소나무-낙엽활엽수 혼효림이 3.2%로 주로 계곡 사면과 능선에 걸쳐 소나무림이 분포하고 있었고 계곡 토지이용지 주변은 소나무와 낙엽활엽수가 혼효된 지역이 산재하였다. 조사구별 평균 상대우점치에 의한 우점종의 구성으로 식생유형을 분류한 결과 천이잠재성이 낮은 소나무군집, 천이잠재성이 높은 소나무군집, 천이진행중인 소나무군집, 도태중인 소나무군집으로 구분할 수 있었다. 17년간 식생구조 변화 분석결과 소나무군집의 천이경향은 천이잠재성이 낮은 소나무군집(소나무 순림)→천이 잠재성이 높은 소나무군집(아교목층에 낙엽활엽수가 우점하는 소나무림)→천이진행 중인 소나무군집(소나무-산벚나무군집, 소나무-졸참나무군집)→도태중인 소나무군집(졸참나무-소나무군집, 갈참나무-소나무군집)→낙엽활엽수혼효군집으로 발달하는 것으로 파악되었다. 소나무림 식생관리 방안으로 천이잠재성이 높은 소나무군집은 아교목층 낙엽활엽수를 제거하는 적극적인 관리가 필요하며 천이진행중인 소나무군집은 교목층 낙엽활엽수 가치치기 정도의 소극적인 관리가 필요하였다. 도태되는 소나무군집은 소나무림이 유지되기 어려우므로 낙엽활엽수림으로 자연적인 천이가 될 수 있도록 유지하는 방안을 제시하였다.