연구에서는 한국 시민들의 지진 재해 준비도를 알아보기 위해 지진에 대한 지식, 인지, 대처의 3개 구인으로 구성된 설문 문항을 개발하고 비례 층화 표본 추출 방법으로 수집된 1,256명 시민의 응답을 라쉬분석, 추리통계, 군집 분석 기법을 이용하여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 시민들의 지진 재해 준비도 분석 결과, 전체적으로 시민들의 지진 재해 준비도는 ‘보통’ 수준이었으며, 지식과 인지에 비해 대처가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 둘째, 지진 재해 준비도와 관련된 변인 분석 결과, 지진 재해 준비도에 영향을 주는 변인으로는 성별, 교육 수준, 실제 거리, 안전 인식이 있었다. 셋째, 지진 재해 준비도의 3개 구인 간 상관관계를 분석한 결과, 지식, 인지, 대처 세 가지 구인은 높은 상관을 나타내 구조적으로 서로 밀접한 관계를 보였다. 또한, 성별과 교육 수준이 달라도 이러한 구조적 상관은 비슷하게 나타났다. 군집 분석 결과, 5개 유형의 집단으로 구분되었으며 지진 재해 준비도 3개 구인의 수준이 중간 정 도로 서로 비슷한 집단 유형이 대부분을 차지하였다. 이 연구 결과를 토대로 시민들의 지진 재해 준비도 함양을 위한 교육의 지향점을 제안하였다.

이 연구에서는 이슬점에 대한 중학생들의 개념 이해를 평가하기 위한 루브릭을 개발하였다. 이를 위해 국가 수준 학업성취도 평가의 다층 서답형 문항에 대한 중학생의 응답을 분석하였다. 학생들의 응답 특성에 따라 유형을 분류하고, 성취도 점수 평균에 따른 응답 유형의 분포를 분석하였다. 이를 토대로 이슬점 개념 이해를 평가하기 위한 루브릭을 작성하였다. 연구 결과 다음과 같다: 첫째, 포화수증기량 곡선에서 이슬점 찾기에 대한 학생 응답을 분석한 결과, 다수의 학생들이 이슬점에 대한 개념이 없거나 부족한 것으로 나타났다. 둘째, 이슬점에서 수증기 응결과정에 대한 학생 응답을 분석한 결과, 과학적 개념 유형의 비율은 매우 낮았으며, 오개념 유형의 비율이 상대적으로 높았으며 유형 또한 다양하였다. 셋째, 성취도 점수 평균에 따른 학생 응답 유형 분포 분석을 토대로 4수준의 평가 루브릭을 작성하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 지구과학 분야에서 개념 이해 평가를 위한 루브릭 개발과 활용 측면에서 제언을 하였다.

In this study, we developed a learning progression for the structure of the solar system using multi-tier supply form items and validated its appropriateness. To this end, by applying Wilson’s (2005) construct modeling approach, we set up ‘solar system components,’ ‘size and distance pattern of solar system planets,’ and ‘solar system modeling’ as the progress variables of the learning progression and constructed multi-tier supply form items for each of these variables. The items were applied to 150 fifth graders before and after the classes that dealt with the ‘solar system and star’ unit. To describe the results of the assessment, the students’ responses to each item were categorized into five levels. By analyzing the Wright map that was created by applying the partial credit Rasch model, we validated the appropriateness of the learning progression based on the students’ responses. In addition, the validity of the hypothetical pathway that was established in the learning progression was verified by tracking changes in the developmental level of students before and after the classes. The results of the research are as follows. The bottom-up research method that used multi-tier supply form items was able to elaborately set the empirical learning progression for the conceptualization of the structure of the solar system that is taught in elementary school. In addition, the validity of the learning progression was high, and the development of students was found to change with the learning progression.

이 연구의 목적은 집단중심 추세모형을 적용하여 과학고 학생들이 탐구를 수행하는 과정에서 나타난 통합 탐구 기능 변화의 양상과 특징을 분석하는 것이다. 이를 위해 3개의 가설-연역적 탐구 과제를 이용하였으며, 이를 59명의 과학고 학생들에게 순차적으로 수행하게 하고 그 과정을 보고서로 작성하게 하였다. 작성된 보고서는 Lee and Park (2017)에 의해 개발된 평가 준거틀에 따라 통합 탐구 기능 4개 요소별로 평가하였으며, 이를 집단중심 추세모형에 적용하여 탐구 과제를 수행한 3개 시점에 따른 탐구 기능 수준의 변화 양상을 요소별로 분석하였다. 또한, 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 몇 가지 관점에서 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 집단중심 추세모형을 적용하여 학생들의 통합 탐구 기능 변화 양상을 분석한 결과, 4개 요소 모두에서 2개 집단으로 분류되었으나 그 변화 양상은 요소별로 많은 차이가 있었다. 둘째, 학생들의 통합 탐구 기능 변화에서 나타난 특징을 분석한 결과, 탐구 기능의 맥락의존성, 탐구 기능 발달 경로의 변이성, 탐구 기능 요소별 수준의 들쭉날쭉성을 발견할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 과학고 학생들의 통합 탐구 기능 발달을 위한 제언을 하였다.

이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수·학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수·학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

이 연구에서는 학습 발달과정을 탐색을 통해 계절의 변화에 대한 교육과정과 교수 계열을 제안하고자 하였다. 학습 발달과정을 알아보기 위해 Wilson (2005)이 제안한 ‘구인 모델링 방식’의 4가지 단계(구인특화, 평가 문항 개발, 평가 결과 기술, 측정 모델)를 적용하였다. 구인특화 단계에서는 계절의 변화의 하부 구인으로 ‘계절에 따른 그림자의 길이’, ‘계절에 따른 별자리의 위치’, ‘남반구와 북반구의 계절’, ‘계절에 따른 태양의 일주운동’, ‘계절의 원인과 현상‘을 설정하였으며, 선행 연구 결과를 바탕으로 각 하부 구인의 하위 정착점인 수준 1에서 상위 정착점인 수준 4까지를 나타낸 구인구성도를 작성하였다. 평가 문항 개발 단계에서는 구인구성도를 토대로 C-E (choose and explain) 형태의 문항 3개, CR (constructed response) 형태의 문항 2개로 구성된 총 5개의 평가 문항을 개발하였으며, 초, 중, 고등학교 학생 383명을 대상으로 적용하였다. 평가 결과 기술 단계에서는 평가 문항에 대한 학생 응답 결과를 구인구성도를 토 대로 범주화하는 과정을 거쳤으며, 이 범주들을 학생 능력에 따라 4수준으로 분류하고 1-4점의 점수를 부여하였다. 측정 모델 단계에서는 Rasch 모델의 부분점수 모형을 적용하여 학생들의 응답 결과를 통해 작성한 학습 발달의 경로가 선행 연구를 기반으로 작성한 구인구성도와 일치하는지 비교하였다. 이를 통해 구인구성도를 수정함으로써 최종적으로 계절의 변화에 대한 가설적인 학습 발달과정을 작성하였다. 최종적으로, 연구 결과를 바탕으로 계절 변화에 대한 교육 과정 개정 방향과 효과적인 교수 계열을 제안하였다.

이 연구의 목적은 초등학교 6학년 학생들의 달의 위상 변화에 대한 학습 발달과정을 천문학적 시스템 사고를 기반으로 탐색하는 것이다. 선행 연구 결과 분석을 통해 서답형 문항을 개발하고 가설적 학습 발달과정을 설정하였으며, 이를 토대로 문항 분석틀을 개발하였다. 달의 위상 변화에 대한 수업을 실시하기 전과 후에 서답형 문항을 이용한 검 사 자료를 수집하였으며, 평가 결과를 이용하여 가설적 학습 발달과정의 타당성을 검증하였다. 이를 통하여, 상향식으로 지구-달계에 대한 학습 발달과정을 탐색할 수 있었다. 연구 결과, 초등학생들은 지구 기반 관점과 우주 기반 관점 사 이의 사고 전환에 어려움을 겪는 것으로 보인다. 또한, 달의 위상 변화에 대한 초등학생들의 학습 발달과정을 근거로 할 때, 달의 위상 변화의 개념은 교육과정 상에서 초등학교의 학습 내용으로 다소 높은 수준인 것으로 판단된다.

이 연구의 목적은 지구과학 탐구에서 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 탐색하는 것이다. 이를 위해 과학 탐구 기능 발달과정 관련 문헌의 조사를 통해 ‘탐구 설계’, ‘자료 수집’, ‘자료 해석’, 그리고 ‘결론 도출’을 발달 변인으로 설정하고, 각각에 대한 가설적 학습발달과정(HLP)을 4개 수준으로 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 조사하기 위한 도구로 3가지 지구과학 탐구 과제를 개발하였는데, 이들은 학생들이 주어 진 문제 인식에서 출발하여 결론 도출에 이르기까지의 통합 탐구 기능을 포함하는 가설-연역적 탐구이다. 중학생, 고등 학생, 대학생 총 126명을 대상으로 각각 개발된 지구과학 탐구 과제를 수행하게 한 후 HLP를 토대로 개별 학생들의 통합 탐구 기능을 요소별로 평가하였다. 또한, 학생들의 평가 자료를 Rasch 모델에 적용하여 HLP에 대한 타당화 과정 을 거쳤다. 마지막으로, 분석 결과를 근거로 HLP를 수정 보완하여 경험적 학습발달과정을 개발하였다. 이 연구는 학생 들의 통합 탐구 기능의 발달에 영향을 주는 요인들을 규명함으로써 지구과학 탐구 수업에서 학생들의 통합 탐구 기능 을 효과적으로 향상시키기 위한 스캐폴딩 방안을 찾는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 지구과학 탐구 수업에 대한 교사들의 PCK를 향상시키는데 필요한 시사점을 제공한다.

The purpose of this study is to examine the exposure risk of thermal paper ingredients by analyzing skin permeation using an in vitro Franz cell. Thermal printer papers are usually used for receipt papers, and the skin of shop assistant is continuously exposed to hazardous ingredients of thermal papers. The skin permeation risk of thermal paper ingredients, including bisphenol A and toluene, was determined using an in vitro Franz diffusion cell method using hairless mouse full skin and human cadaver epidermis. Bisphenol A, a major component in each thermal paper, showed moderate skin penetration. Most skin absorption rates were similar in both hairless mouse full skin and human cadaver epidermis. The possible risk of exposure to toxic substances in thermal paper was confirmed from this study. These is results are expected to contribute to establishment of management regulations for thermal papers.

이 연구의 목적은 중학교 천문 수업에 대한 과학 교사의 교수 실행에서 나타나는 시스템 사고를 분석하는 것이 다. 이를 위해 4명의 중학교 8학년 과학 교사의 천문 단원 수업을 녹화하였고 녹화된 수업은 모두 전사하였으며, 선행 연구의 시스템 사고 위계 구조를 수정하여 개발한 시스템 사고 분석틀을 적용하여 이들을 분석하였다. 또한, 수업 분석 후 참여 교사의 과학 수업에 대한 지향과 교수학적 생각을 심층적으로 분석하기 위해 비디오 자극 회상 면담을 실시하 였다. 연구 결과는 다음과 같다: 모든 참여 교사들은 천문 수업에서 시스템 사고의 위계를 제대로 반영하지 못하였으며, 낮은 수준의 시스템 사고만을 활용하는 것으로 나타났다. 또한, 교사가 학생 중심의 교수 지향을 지녔다 하더라도 시스 템 사고의 교수 실행은 교사 중심으로 진행되는 것으로 나타났다. 천문 수업의 교수 실행에서 시스템 사고가 부족하게 나타나는 것은 공간적 사고에 보다 집중하는 것과 지구과학 비전공 교사로서의 천문 내용 및 형성 평가 지식 부족 때 문인 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 천문 수업에서 효과적인 시스템 사고의 도입 방안을 논의하였다.

이 연구의 목적은 지질 전개도를 활용한 수업이 고등학생들의 공간 시각화 능력 및 지질 공간 능력에 미치는 효과를 살펴보고, 이 수업에 대한 학생들의 인식을 혼합연구 방법으로 조사함으로써 지질 전개도를 활용한 수업의 적용 가능성을 탐색하는 것이다. 이를 위해 10개의 지질 전개도(수평층 2개, 수직층 2개, 경사층 4개, 단층 1개, 습곡 1개)를 개발하였고, 지질 전개도를 활용한 수업 실시 전후에 학생들의 공간 시각화 능력과 지질 공간 능력을 검사하였다. 또한, 이 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하기 위하여 인지적 영역과 정의적 영역으로 구성된 설문지를 이용하여 양적 연구를 실시한 후, 이를 보완하기 위한 질적 연구로 참가 학생에 대한 포커스 그룹 인터뷰를 진행하였다. 연구 결과, 지질 전개도를 활용한 수업은 공간 시각화 능력과 지질 공간 능력을 향상시키는 데 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 이 수업은 학생들의 지질 구조 공간 배치에 대한 인식 능력 및 시각 투시 능력을 향상시키는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 지질 전개도를 활용한 수업에 대해 학생들의 인식을 조사한 결과, 학생들은 인지적 영역과 정의적 영역 모두에서 상당히 긍정적으로 평가하고 있었다. 이 연구에서 개발된 지질 전개도는 ‘지질도의 작성과 해석’에 관한 수업을 위해 효과적인 도구로 사용될 수 있으며, 일반 고등학교의 지질 수업에서 과학 성취도가 높은 학생들을 대상으로 한 수업에의 적용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

Residential thermal conditions are important because people spend the majority of their time in the home environment. Indoor temperature and relative humidity(RH) were measured continuously over 1 year in 14 residences in Seoul, Korea. The relationship between residential indoor and outdoor conditions were determined by four meteorological parameters-temperature, apparent temperature(AT), RH, and absolute humidity(AH). Outdoor and indoor temperature, AT and AH were closely correlated, but RH was not. While indoor temperatures, AT, and AH were significantly higher than the corresponding outdoor levels, indoor RH was significantly lower than outdoor RH. Regression models between indoor and outdoor temperature detected a heating threshold at 15.0oC of outdoor temperature. The indoor thermal conditions were significantly different by the two residence types. Indoor temperatures in apartments were lower in summer and higher in winter than those in detached houses. However, indoor RHs in apartments were lower than in detached houses. During tropical nights, the daily temperature range was higher in residences with air-conditioning than in naturally ventilated residences.

This study characterized PM and VOC emissions from cow dung combustion in a controlled experiment. Dung from grass-fed cows was dried and combusted using a dual cone calorimeter. Heat fluxes of 10, 25, and 50 kW/m² were applied. The concentrations of PM and VOCs were determined using a dust spectrometer and gas chromatography/mass spectrometry, respectively. PM and VOC emission factors were much higher for the lower heat flux, implying a fire ignition stage. When the heat flux was 50 kW/m², the CO₂ emission factor was highest and the PM and VOC emission factors were lowest. Particle concentrations were highest in the 0.23-0.3-μm size range at heat fluxes of 25 kW/m² and 50 kW/m². Various toxic VOCs including acetone, methyl ethyl ketone, benzene, and toluene were detected at high concentrations. Although PM and VOC emission factors at 50 kW/m² were lower, they were high enough to cause extremely high indoor air pollution. The characteristics of PM and VOC emissions from cow dung combustion indicated potential health effects of indoor air pollution in developing countries.