본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

자기 주도적으로 자신에게 맞는 자료와 정보통신 기술을 활용하는 학습유도 정책인 스마트교육은 현재 한국 교육의 중요한 목표중 하나이다. 스마트교육에 적합한 과학교육을 위한 스마트 콘텐츠의 주요 고려사항은 사용자의 수준과 적성을 고려한 자기 주도적이고 흥미로운 콘텐츠를 만드는 것이다. 특히 실험을 통하여 이론을 배우는 과학교육의 특성상 사용자 스스로 실험을 할 수 있는 내용이 포함되어야 한다. 본 연구는 초중등 과학 교과 과정의 교육목표를 충족시키는 실험을 통하여 이론을 학습할 수 있는 스마트교육 콘텐츠 개발에 대한 것이다. 초, 중등 과학 교과과정 중 물리의 기본이 되는 뉴턴의 운동법칙을 연구 대상으로 선정하였다. 전통적인 과학실에서 교사 한명이 다수의 학생을 상대로 교육하는 과학 실험이 가진 시간, 장소, 경제적 제한 그리고 실험시 안전사고의 가능성과 같은 단점들을 보완하고, 모든 사용자에게 평등한 배움의 기회를 가지도록 하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 개발한 정규 교과과정을 충족하는 시리어스게임 형태의 뉴턴의 운동법칙 실험 콘텐츠를 통해 스마트교육시대의 교육 현장에서, 새로운 방식의 실험 콘텐츠의 가능성을 보여줄 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 2013 교육강령의 북한 교과서 중 지구과학 내용의 탐구 경향성을 조사하여 향후 북한 지구과학교육의 이해를 위한 기초 자료로 제공하는 것이다. 연구대상은 초급중학교의 자연과학1·2와 조선지리2, 고급중학교의 지리1 교과서이며, 교과서의 지구과학 내용을 Romey 분석법에 따라 본문·삽화·문제·활동지수 측면에서 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 대기과학 문제와 천문학 본문은 탐구적 경향을 나타내었다. 둘째, 해양학의 비중은 상대적으로 작았다. 셋째, 비 탐구적 문제가 많거나 탐구적 문제가 과도하여 문제의 균형이 필요하였다. 넷째, 탐구학습을 강조하지 않는 경향을 보였다. 마지막으로 탐구 경향성의 양적 및 질적 수준의 제고가 필요한 것으로 조사되었다. 향후 북한 교과서 중 지구과학 내용의 질적 분석 및 남북한 교과서 중 지구과학 내용의 탐구 경향성 비교 분석 등을 제안하였다.

As many existing research fields are matured academically, researchers have encountered numbers of academic, social and other problems that cannot be addressed by internal knowledge and methodologies of existing disciplines. Earlier, pioneers of researchers thus are following a new paradigm that breaks the boundaries between the prior disciplines, fuses them and seeks new approaches. Moreover, developed countries including Korea are actively supporting and fostering the convergence research at the national level. Nevertheless, there is insufficient research to analyze convergence trends in national R&D support projects and what kind of content the projects mainly deal with. This study, therefore, collected and preprocessed the research proposal data of National Research Foundation of Korea, transforming the proposal documents to term-frequency matrices. Based on the matrices, this study derived detailed research topics through Latent Dirichlet Allocation, a kind of topic modeling algorithm. Next, this study identified the research topics each proposal mainly deals with, visualized the convergence relationships, and quantitatively analyze them. Specifically, this study analyzed the centralities of the detailed research topics to derive clues about the convergence of the near future, in addition to visualizing the convergence relationship and analyzing time-varying number of research proposals per each topic. The results of this study can provide specific insights on the research direction to researchers and monitor domestic convergence R&D trends by year.

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.

제조업이 국가경제에서 차지하는 중요성에도 불구하고 고용비중의 급격한 감소는 한국을 포함한 선진국이 당면한 공통의 문제이다. 그 중에서도 과학기술 일자리는 고용의 질과 산업경쟁력에 직결되기 때문에 정책적 차원에서 중요성하나 이에 대한 선행연구는 미진 한 편이다. 본 연구에서는 제조업을 기술체제에 따라 세분화하고 신제품 개발, 신공정 개발, 개 방형 혁신, 정부 R&D지원이 과학기술 일자리 창출에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 신제품 개발은 과학기술 일자리 확대에 기여하나 신공정 개발은 과학기술 일자리를 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한 개방형 혁신은 연구개발 기능의 아웃소싱으로 인해 과학기술 일자리를 감소시키는 효과가 있으며, 정부 R&D 지원은 기술혁신에 대한 수요가 낮은 전통산업의 과학기술 일자리 창출에 기여하는 것으로 나타났다.

이 연구는 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행한 초등학교 교사들의 경험을 현상학적 연구 방법을 사용하 여 이해하는 것이다. 4명의 초등 교사가 참여했으며, 심층 면담을 실시하였다. 사용한 질문은 Seidman(1998)과 Schuman(1982)이 제시한 면담법을 재구성하였으며, Giorgi(1985)의 현상학적 체험 연구 방법 4단계를 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 교사들은 수업 중에 시스템 사고를 증진시키는 확산적 발문을 많이 하였고, 학생 중심의 물리적, 심리적인 환경을 조성하여 시스템 사고를 향상시켰다. 둘째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 교수학습 예시 자료의 부족과 수업 주제 선정의 어려움을 언급하였다. 또한, 평가 도구와 측정 방법이 부족하여 학생들의 학습 내용과 과정을 올바르게 평가하는 것이 어렵다고 지적하였다. 초등학생들의 탐구 활동 능력 부족으로 시스템 사고를 기반으로 한 과학 탐구 수업의 효과를 극대화 시키는 데 한계가 있는 것으로 나타났 다. 이 연구를 통해 초등학교 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 여러 역할을 수행하고, 어려움을 겪으면서도 더 나은 수업의 방향을 찾고 있었다. 이 연구 결과는 앞으로 초등학교 수업 현장에서 시스템 사고를 적용하는 데에 가치 있게 활용될 것으로 기대된다.

이 연구의 목적은 과학 흥미가 발달한 초등학생의 특성을 심층적으로 탐색하는 것이다. 서울 소재 2개의 초등학교 201명을 대상으로 1년 동안 3차례에 걸쳐서 흥미 변화, 과학과 관련된 활동의 선호도와 참여도에 대한 설문조사를 실시하였다. 3차례의 설문조사에서 과학 흥미에 유의미한 변화를 보인 학생들을 대상으로 사례연구 참여 대상자를 모집하였다. 사례연구 참여에 동의한 7명의 학생들에게 12주에 걸쳐서 매일 과학관련 활동 포토저널을 작성해 줄 것을 요구하였다. 또한 연구 참여자는 2주에 한 번씩 연구자 중 한 명을 만나 총 6차례 반-구조화된 인터뷰에 참여하였다. 7명의 사례연구 참여자 중에서 과학 흥미가 상황적 흥미 II 수준까지 발달한 학생 1인과 개인적 흥미 I 수준까지 발달한 학생 1인, 총 2명(TK와 QQ)을 대표 사례로 선정하여 심층 분석을 실시하였다. 분석대상 자료는 설문조사 결과와 포토저널과 면담내용이었다. TK 학생은 상황적 흥미 II 수준에서 개인적 흥미 I 수준까지 발달한 사례로서 주로 집에서 직접 실험하기, 수학 활동하기, 동식물 기르기, 관찰하기 등을 하였으며, 비형식 교육기관을 방문하는 활동에도 참여하였다. 이 학생은 과학과 관련된 활동 장소로 학교 밖 환경을 주로 선택하였으며, 스스로 자유로운 형태로 활동에 참여하는 경향을 보였다. QQ 학생은 상황적 흥미 I 수준에서 상황적 흥미 II 수준까지 발달한 사례로서 사진 찍는 것을 자신의 대표 활동으로 하였다. 이 학생은 학생의 아버지 또는 연구자 중 1인과 함께 활동에 참여하는 경향을 보였다. 두 학생에게서는 장소 기반 활동, 타인과의 상호작용, 활동의 주체성이라고 하는 개인적 특성을 볼 수 있었다. TK 학생은 다양한 장소를 기반으로 활동에 참여하였으며 타인과 상호작용의 목적이 인지적인 영역에 도움을 받는 것이었다. 반면 에 QQ 학생은 특정 장소를 기반으로 활동에 참여하였고 타인과 상호작용의 목적은 정서적인 교감이었다. 이 연구는 과학 흥미가 발달한 학생의 사례에서 학교 안과 밖 활동 및 함께하는 사람까지 포함한 특성을 밝혀내었다.

자폐 스펙트럼 장애를 가진 대상(이하 ASD)의 정서 인식 능력에 대한 행동 연구의 결과는 혼재되어 있고, 대부분 단일 감각 양식의 정서 인식 능력에 대한 검증에 치중되어 있다. 따라서 ASD가 실제로 정서 인식 결함을 가지고 있는지에 대한 통합적 이해는 아직 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구는 다중 감각 양식 정서 자극에 대한 따른 ASD 환자의 정서 인식 능력에 초점을 맞추고, ASD의 정서 인식 능력에 대한 혼재된 결과를 설명하기 위하여 최신 행동 연구와 인지신경과학 연구들을 개관하였다. 그 결과, 정서 인식 과제에서 행동적 결함을 보이지 않았던 ASD 일지라도, 뇌 영상 결과에서는 정서 정보 통합 기능에서 결함이 발견되었다. 따라서 본 개관 연구에서는, 최근에 제안된 ASD의 다중 감각 양식에 따른 정서 인식 능력의 결함, ASD의 정서 정보 통합 기능 결함, 그리고 실생활에서 정서 인식의 어려움에 대한 가능성과 선행 연구들의 제한점에 대해 논의하였다. 또한, ASD가 정서 정보를 통합하는 과정에서 활용하는 보상 기제를 살펴보고, ASD의 정서 기능 결함과 관련된 치료적 접근 방향과 후속 연구에 대해 제언하였다.

기술집약적 분야 산업은 영토 내 가용할 수 있는 자원이 극빈한 국가의 주요 성장 동력으로 활용되어질 수 있다. 예로, 한국의 경우 원자력 및 방사선 기술 산업을 고도로 육성시켜 자국 내 에너지 문제의 해결과 원자력발전소 수출 등 국익을 얻을 수 있었다. 반면 기술집약적 분야 산업에 대한 잘못된 정부정책결정에 의하여 국가적 손해가 발생한 경우도 존재한다. 본 연구에서는 기술집약적 산업에 대한 잘못된 정부정책사례를 분석하여 3가지 요인을 도출하였다. 그리고 3가지 모형의 앨리슨모델을 복합적으로 이용하여, 사례분석에서 도출된 3가지 요인의 문제점을 해결할 수 있는 합리적 정책결정 모형을 개발하고자 하였다. 궁극적으로, 본 연구의 결과는 기술집약적 산업에 대한 합리적인 정부정책결정 과정을 위해 향후 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구에서는 지구과학의 탐구 방법으로서 복수 작업가설의 방법을 특정한 구조를 지닌 암석의 형성 과정에 대한 귀추적 추론 과정에 적용하고, 그 속에서 드러난 복수 작업가설의 방법의 특징을 탐색하였다. 연구 참여자는 한 교육대학교에서 진행된 수업에 참여한 31명의 4학년 학생들이었으며, 이들은 수업 활동의 일환으로 문제 암석의 형성 과정에 대한 복수의 작업가설을 상정하고 그것들을 함께 고려하여 귀추적 탐구를 수행하였다. 학생들의 추론 과정과 결과를 스케치북 보고서에 기록하게 하고, 보고서의 내용을 분석적 귀납의 원리에 따라 분석하여 4가지 연구 주장을 도출하였다. 첫째, 학생들의 작업가설은 자원 모델을 바탕으로 상정되고 이 과정에서 종종 자원 모델의 변형이 일어난다. 둘째, 자원 모델의 활성화에는 증거의 지각적 특성이 영향을 미친다. 셋째, 관찰한 증거의 종류와 증거에 대한 다른 해석이 작업가설들에 대한 서로 다른 판단을 초래한다. 넷째, 종종 대안적인 가설들이 결합하여 또 다른 가설이 만들어진다. 이러한 연구 결과가 지구과학 교육과 관련 연구에 시사하는 점을 논의하였다.

우리나라 최초의 남극 기지인 세종과학기지가 위치한 킹조지섬은 남극해류에 영향으로 강수량이 많고 날씨가 급변하며 남위 62도에 위치하여 남반구의 여름엔 비교적 온도가 높은 편이다. 많은 강수량과 높은 온도의 영향으로 식생의 분포가 넓으며 종류도 다양하다. 연구지역의 대표적인 식생으로는 이끼(사니오니아)와 지의류(오크롤레키아, 우스니아)가 있는데 이 생물들은 지하의 수분분포에 따라 많은 영향을 받는다. 연구지역은 신생대 초기에서 중기 사이에 발생한 화산 쇄설물과 퇴적물로 이루어져 있으며 수분 공급처는 크게 세 가지로 직접적인 강수, 빙하가 녹은 물과 대기의 단열팽창현상인데 올해 2월 중순 총 강수량은 5.7mm로 남극의 여름철에는 특히 빙하가 녹은 물에 영향이 가장 크다. 연구지역의 이끼 서식지는 빙하에 가까우며 지의류에 서식지는 해안쪽으로 분포한다. 이것이 지하 내부의 수분분포와 관련된 것으로 가정 후 땅이 가장 많이 녹은 시기인 2018년 2월 중순에 측선 길이는 40m이며 1m 전극 간격의 웨너배열법을 사용한 전기비저항탐사, 주파수 500MHz 안테나를 사용한 레이다탐사를 실시하였다. 동토층의 깊이가 얕게는 0.8m부터 깊게는 1.5m로 많은 차이를 보였는데 동토층의 깊이가 수분량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며 특정 위치의 활동층 내에 존재한 두께 5~7cm 가량의 퇴적층 또한 동토층에 영향을 주었고 지표의 구조토 형성에도 영향을 준 것으로 보인다.

이번 연구는 예비 중등 지구과학 교사의 야외지질학습에 관한 인식을 조사하여 야외지질학습을 활성화하기 위 한 기초자료로 활용하는 것을 목적으로 한다. 서울 소재 대학교 예비 중등 지구과학교사 39명을 대상으로 야외지질학습의 필요성, 교육적 가치, 야외지질학습을 위한 교육적 경험, 야외지질학습을 교수하기 위한 지도방법, 예비교사 단계에서 필요로 하는 교육에 관해 인식조사를 실시하였다. 4명의 예비 중등 지구과학교사와는 추가로 인터뷰를 진행하였다. 이번 연구의 결과는 다음과 같다. 연구 참여자는 성별과 학년에 유의미한 차이 없이 야외지질학습이 필요하다고 인식하고 있었다. 또한 야외지질학습에 대한 교육적 가치도 긍정적으로 인식하고 있음을 확인하였다. 야외지질학습을 위한 교육적 경험에 관한 문항에서는 모든 예비교사들이 야외지질답사 경험이 있다고 하였으며 학년이 올라갈수록 경험의 횟 수가 증가하였다. 그리고 야외지질학습 지도 방법에 관한 문항에서는 야외지질학습의 목적에 대해서 학년 간 유의미한 차이가 있음을 볼 수 있었고, 새로운 수업 모듈을 개발해야한다는 문항에서는 남녀 간의 유의미한 차이가 있었다. 야외 지질학습을 실행하기 위해 예비교사 과정에서 필요로 하는 교육은 지질학적인 지식, 야외답사 경험, 야외지질학습을 지도하기 위한 새로운 교수법에 관한 것이다. 이번 연구는 야외지질학습을 실행하기 위해 교사 양성단계에서 필요로 교육을 포함하여 야외지질학습에 대한 인식을 탐색하였다는 점에서 의의가 있다.

본 연구는 과학공학 융합 수업을 통해 학생들의 공학과 공학자에 대한 인식이 어떻게 변화되었는지 알아보기 위 한 연구이다. 본 연구에서 사용한 과학공학 융합 수업은 제한된 예산과 시간동안 공학적 문제를 해결하는 24차시 수업으로 설계되었으며 20명의 초등 과학 영재 학생들에게 적용하였다. 본 연구의 주요데이터는 공학자 그림 그리기와 설명문 항, 그리고 이에 대한 개별 인터뷰와 초점 집단 면접을 통해 수집되었으며, 공학자 그리기에 대한 설명과 인터뷰는 전사 내용을 토대로 양적(빈도분석과 대응표본 t-검증), 질적 분석 방법을 모두 사용하여 분석하였다. 과학공학 융합 수업은 과학 영재 학생들의 공학 설계에 대한 이해에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 공학과 공학자, 그리고 공학 과 사회의 관계에 대한 인식도 바람직한 방향으로 변화하였다. 공학은 여러명이 협력하는 사회적인 활동이라는 인식, 그리고 공학자의 윤리의식, 공학의 사회적 가치 등 공학과 사회의 관계에 대한 인식도 바람직하게 변화하였다.