이 연구는 지구과학 I 교과서에 제시된 지질 시대 및 화석 관련 내용이 교과서에 따라 어떤 문제점이 있는지를 분석하고, 이를 토대로 관련 내용의 개선 사항을 제안하기 위한 것이다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정의 지구과학 I 교과서 6종을 분석 대상으로 선정하고, 지질 시대의 구분, 표준 화석, 시상 화석, 지질 시대 환경과 생물 관련 내용을 중심으로 교과서의 설명 텍스트와 삽화 제시 측면의 적절성을 분석하였다. 분석 결과, 일부 교과서는 자료 출처에 대한 표기가 없었고, 지질 시대의 시간 간격을 동일하게 제시하여 시간 규모의 개념에 대한 혼동을 일으키고 있었다. 또한 표준 화석과 시상 화석 사진을 하나의 자료에서 나란히 배치하고 있었는데, 자료에서 척도의 표기가 없어 실제 화석의 크기를 파악하기 어렵게 제시되어 있었다. 모든 교과서는 지질 시대별 생물군의 변화를 설명하는 데 많은 분량을 할애 하고 있었지만 대부분 지질 시대별 생물군의 변화를 나열하는 수준에 그치고 있었고, 일부 교과서의 경우 특정 생물군 에 대한 설명에서 최신 과학 지식과 차이를 보였다. 또한 교과서는 지질 시대를 결정하는 생물군의 변천을 설명하기 위해 생물군의 최초 출현 및 최종 멸종보다는 번성 여부를 중심으로 서술하는 경향이 큰 것으로 나타났다. 지질 시대 및 화석 관련 개념은 지구의 장기적인 변화를 해석하는 데 중요한 요소라는 점에서 교과서의 내용은 지질학적 사건에 대한 시간 순서뿐 아니라 시간 규모에 대한 설명이나 보충 자료를 추가적으로 제시할 필요가 있다.

본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정에 따라 개발된 고등학교 통합과학1·2 및 지구과학 교과서를 대상으 로, 과학 관련 사회적 쟁점(Socio-Scientific Issues, SSI)의 주제 구성, 교수·학습 전략, 그리고 민주시민역량 요소의 반영 양상을 분석하였다. 분석틀로는 SSI 주제 영역 8개 범주와 Park et al. (2022)이 제시한 민주시민역량 분석틀(8개 요 소)을 적용하였다. 연구 결과, 통합과학 교과서는 첨단과학, 기후변화, 자연재해 등 다양한 SSI 주제를 폭넓게 다루는 경향을 보인 반면, 지구과학 교과서는 기후변화와 자연재해 관련 주제가 상대적으로 높은 비율을 차지하는 주제 분포 특성을 나타냈다. 교수·학습 전략 측면에서는 두 교과 모두 탐구 중심 활동의 비중이 높게 나타났으며, 논증, 의사결정, 시민 실천과 같은 고차적 SSI 전략은 상대적으로 제한적으로 제시되는 경향을 보였다. 민주시민역량의 경우, 정보처리 능력, 의사소통 및 협력, 의사결정력과 같은 인지적·기능적 요소의 비중이 높게 나타난 반면, 공감능력과 사회적 책임 감과 같은 정의적 시민성 요소는 상대적으로 낮은 빈도로 나타났다. 이러한 결과는 교과서에 제시된 SSI 활동이 과학 적 탐구와 개념 이해를 중심으로 구성되는 경향을 보이며, 사회적 성찰과 가치 판단, 시민적 실천의 요소는 교사의 수 업 설계를 통해 확장될 가능성이 있음을 시사한다. 본 연구의 결과는 향후 교과서 개발과 SSI 기반 수업 설계에 시사 점을 제공하며, 과학교육에서 민주시민역량을 보다 체계적으로 고려할 필요성을 강조한다.

Thermal barrier coatings (TBCs) for hydrogen-fueled gas turbines withstand higher combustion temperatures and increased steam concentrations compared to conventional natural-gas systems. These harsh operating conditions significantly accelerate the thermal degradation of widely used YSZ coatings, emphasizing the need for alternative top-coat materials with improved phase stability and reduced thermal conductivity. In this study, rare-earth zirconate ceramics, Gd2Zr2O7 (GdZO), Tm2Zr2O7 (TmZO), and a mixed composition (Gd0.5Tm0.5)2Zr2O7 (Gd/TmZO), were synthesized and investigated as potential next-generation TBC candidates. Each material was comparatively examined with a focus on crystal structure, thermophysical properties, and thermal conductivity. Furthermore, high-temperature steam exposure experiments were performed to simulate hydrogen combustion environments. Microstructural analyses, high-temperature degradation behavior, and phase stability evaluations were carried out to obtain fundamental experimental data. This study provided essential baseline information for the design and development of high-performance TBC materials suitable for the hydrogen-fueled gas turbine systems.

이 영화는 각 장에 부가한 제목과 함께 내용을 전개하면서 책을 읽는 듯한 느 낌까지 제공한다는 점에서 독특한 구성을 보인다. 더 흥미로운 점은 무속신앙의 면모를 깊이 있게 다룸으로써 혼령, 정령 등의 차이와 물과 불, 쇠와 막대 등의 상극 관계에 대해서도 소개하고 있다는 점으로, 이성의 공간인 현실에 펼쳐진 비 이성적 개념인 혼, 귀 등에 대한 이해를 촉구한다. 한국이라는 공간에서 묫자리는 어떤 개념으로 운용되는가와 그곳의 혼령과 억울함을 털어내지 못하고 죽은 혼귀가 정령으로 남아 산자들을 괴롭히는 것에 이르기까지 삶의 공간 속에 들어온 죽음의 의미는 무속 신앙에 대한 이해의 지 평을 확장하게 함을 알 수 있다. 물과 불의 관계, 쇠와 목의 관계 등 일상에서 간과하기 쉬운 부분에 대해 종교적 시각에서는 어떻게 바라보고 있는지를 정령 에 대처하는 모습을 통해 명확하게 보여주었다. 종교적 제의가 사자들의 혼을 위로하고, 결국에는 그들의 이야기를 들어주고 한을 풀어주는 것이 산자에게도 반드시 필요한 부분임을 알 수 있다. 결국 삶과 죽음은 하나의 연장선상에서 몸, 육체의 소멸로 끝나는 것이 아니라는 점을 보 여주는 것이 무엇보다 중요하다. 이 지점에서 혼령에 대한 이해는 곧 핏줄에 대 한 이해였고, 혼귀가 원하는 바를 파악하기 위해 그에게 말을 걸어 다가가는 방 법이 결국 무속신앙을 통해 재현되고 있음이 매우 흥미로운 지점이다.

본 연구는 2022 개정 과학과 교육과정 ‘지구와 우주’ 영역의 6개 핵심 아이디어와 이해 중심 교육과정(UbD) 간의 일관성을 체계적으로 분석하여 교육과정의 이론적 기반을 강화하고 초등학교 교육과정을 중심으로 실천적 시사점을 도출 하는 데 목적이 있다. 2022 개정 교육과정은 기존의 내용 중심 교육과정에서 벗어나 핵심 아이디어 중심의 이해 중심 교 육과정으로의 패러다임 전환을 시도하고 있어, UbD 이론과의 일관성 검토가 필요한 시점이다. 연구는 문헌 분석과 내용 분석을 중심으로 한 질적 연구로 설계되었으며, 2022 개정 과학과 교육과정 문서와 UbD 관련 이론적 문헌을 분석하였다. 이해 중심 교육과정에서 제시하는 핵심 아이디어의 네 가지 준거(중심성, 전이 가능성, 영속성, 탐구 가치)를 분석틀로 활 용하였다. 연구 결과, 6개 핵심 아이디어는 UbD의 영속적 이해와 높은 수준의 개념적 일치성을 보였다. UbD의 역방향 설계 원리와의 비교 분석에서는 1단계 ‘바라는 결과 확인’은 핵심 아이디어 기반 성취기준이 명확한 학습 목표를 제시하여 높은 부합성을 보였으나, 2단계 ‘수용 가능한 증거 결정’과 3단계 ‘학습 경험과 교수 방법 계획’에서는 핵심 아이디어별 특 화된 평가 방법과 학습 경험에 대한 구체적 안내가 부족하여 제한적 부합성을 나타냈다. 개선 방안으로는 교육과정 문서 차원에서 6개 핵심 아이디어 간 연계성을 명시하는 개념 지도 제시와 핵심 질문 설정, 교수학습 실행 차원에서 직접 관찰 이 어려운 현상을 위한 시뮬레이션 자료 개발, 평가 차원에서 지구계 상호작용 설명이나 천체 관측 자료 해석 등의 수행 중심 평가 도구 개발을 제안하였다. 본 연구는 우리나라 과학교육이 국제적 수준의 교육 이론을 적절히 반영하고 있음을 확인하였으며, 성공적 실행을 위한 교사 연수, 교수학습 자료 개발, 평가 방법 개선 등 체계적 정책 지원의 필요성을 시사 한다.

This study investigated the current research trends related to the integration of artificial intelligence (AI) into science education by analyzing 106 domestic and international research papers published between 2020 and 2025. The analysis categorized the studies according to research stage, topic, methodology, educational subject, and keyword frequency. The results indicate that most research is conceptual and theoretical, focusing on understanding the role of AI and developing educational materials, with limited large-scale empirical or curriculum integration studies. Research is methodologically early stage, predominantly design-based, and exploratory, with a notable lack of studies addressing expanded applications and long-term impacts. Curriculum development is active but incomplete; while AI technology advances rapidly, it often outpaces pedagogical adaptation. Teachers and students’ readiness for AI integration has been identified as a critical gap in emerging training models. Additionally, research on Earth Science Education in the context of AI remains sparse. These findings highlight the need for more comprehensive, empirical, and application-focused research to effectively incorporate AI into science education across all disciplines.

본 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 지구과학 용어의 특성을 분석하고, 이에 대한 중학생들의 이해 양상을 체계적으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 예비 연구를 통해 대표 용어 58개를 선정하고 대표적인 용어 이 해를 추출하여 설문지를 개발했고, 773명의 중학생을 대상으로 조사를 실시하고, 질적·양적 분석을 통해 영역별 용어 이해 특성을 도출했다. 연구 결과, 학생들의 개념 이해는 용어 자체의 언어적 특성과 경험적 배경, 비과학적 개념 융합 등의 요인에 영향을 받는 것으로 나타났다. 지질학 용어는 한자어와 동음이의어의 영향으로 인해 학생들이 가장 어렵게 인식하는 영역이었으며, 천문학 용어는 은유적 표현과 미디어 노출이 개념 형성에 복합적인 영향을 미쳤다. 대기·해양 용어는 상대적으로 이해도가 높았으나, 일상적 의미와 과학적 정의의 차이로 인해 오개념이 형성되는 경향이 확인되었 다. 본 연구는 지구과학 용어에 대한 중학생들의 대표적인 이해를 정리하고 그 특성을 도출하여 용어 교육을 위한 사전 자료를 제공하고, 학생들의 개념 형성 과정에서 과학 용어의 특성이 미치는 영향을 종합적으로 분석했다는 점에서 의의 가 있다. 연구 결과는 교과서 개발 및 교육 과정 설계에 활용될 수 있으며, 학생들의 과학 개념 형성을 지원하기 위한 효과적인 교수학습 전략 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 고등학교 지구과학교육에서 ChatGPT가 제공하는 과학적 응답의 타당성을 분석하고, 그 한계 및 향 후 과제 탐색을 목적으로 한다. 이를 위해 15명의 지구과학 예비교사가 2015 개정 교육과정을 기반으로 지구과학 I과 지구과학 II의 내용을 바탕으로 총 600개의 질문-이유-확신도(Q-R-C) 프롬프트 구조의 문답을 생성하였다. 본 연구는 문서 분석(document analysis) 방법을 적용하여 ChatGPT의 응답을 과학적 타당성, 설명적 명확성, 교육적 적합성의 기 준으로 독립적으로 평가하였다. 분석 결과, ChatGPT의 응답 중 85% (N=510)는 과학적으로 타당했으며, 81.2% (N=487)는 설명적 명확성을 충족하였고, 78.7% (N=472)는 지구과학 교육과정에 부합하는 내용을 포함하고 있는 것으 로 나타났다. 반면, ChatGPT 응답의 한계로는 개념적 일관성 부족, 추론 기반 응답의 오류 가능성, 응답 수준의 불균형, 지역별 특이성 미반영이 확인되었다. 이는 ChatGPT가 개념 학습을 지원하는 교육적 도구로 활용될 가능성을 시사하지 만, 향후 효과적인 교수 전략을 통해 교사의 지도와 비판적 사고를 촉진하는 과정이 필수적임을 보여준다. 본 연구는 생성형 AI (Gen AI) 기반 도구가 지구과학교육에서 효과적으로 적용될 수 있는 방안을 탐색하며, 향후 교수·학습 설계 에서 고려해야 할 시사점을 제공한다.

본 연구는 교과서에서 엘니뇨 현상의 대기 순환과 관련하여 서술된 내용의 물리적 정합성 문제와 개념적 오류 를 분석하고, 현직 지구과학 교사들의 엘니뇨에 대한 이해 특성을 조사하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정과 2015 개정 교육과정의 고등학교 교과서 총 22종을 대상으로 엘니뇨 시기 열대 태평양의 기압, 무역풍, 워커 순환에 대한 설 명과 표현을 비교·분석하였다. 교과서 분석 결과, 일부 교과서에서 엘니뇨 시기의 기압 배치와 무역풍 형성 원리가 상 충되는 내용을 담고 있었으며, 무역풍이 서태평양 일부 해역에서 서풍 계열로 전환되는 관측 결과에도 불구하고 이를 열대 태평양 전역의 현상으로 서술하는 문제점이 발견되었다. 또한 워커 순환의 경우 교과서마다 상이한 형태로 제시되 면서도 이것이 실제 순환인지 편차를 나타내는 것인지에 대한 명확한 설명이 부족하였다. 현직 교사들을 대상으로 한 개념 조사에서는 평년값으로부터의 편차를 절대적 크기로 표현하거나 기압 배치와 무역풍의 물리적 관계성을 설명하는 데 있어 정합성이 부족한 특징이 나타났다. 특히 교사들이 제시한 워커 순환이 교과서의 서술 내용과 유사한 패턴을 보여, 교과서 내용의 제한점이 교사들의 이해에 영향을 주었을 가능성을 시사하였다.

The study on the efficiency improvement of qualification procedures for low Earth orbit (LEO) satellites analyzed the differences between the European ECSS and the American NASA standards. ECSS allows flexible test tailoring to accommodate project-specific requirements, whereas NASA enforces strict standardized procedures to ensure high reliability. Additionally, ECSS prioritizes cost efficiency, while NASA emphasizes reliability. In terms of application scope, NASA focuses on private-sector collaborations, whereas ECSS is centered on cooperative projects within Europe. Based on this comparative analysis, this study proposes a qualification framework for Korean LEO satellites, categorizing 18 qualification test items into mandatory and optional groups. This approach is expected to enhance the reliability, performance, and stability of satellite systems. Therefore, the proposed Korean qualification test sequence should be implemented and incorporated into national defense standards. This will strengthen the systematic structure of the qualification process while maximizing efficiency in terms of testing time and cost.

이 연구는 생성형 인공지능(Gen AI) ChatGPT를 활용한 초등과학 모의수업에서 나타나는 실천적 특성 탐색을 목적으로 한다. 비수도권 소재 교육대학교 과학교육과의 예비교사 29명을 대상으로, 태양계와 별, 날씨와 우리 생활, 지 구와 달의 운동, 계절의 변화 등 지구와 우주 영역의 대단원을 중심으로 5주간 한 차시 과학 수업을 준비하였다. 자료 는 수업 지도안, 수업 자료, 활동지, ChatGPT 대화 로그, 모의수업 영상 및 음성녹음, 반구조화된 면담 등을 통해 수집 되었다. 자료 분석은 기술 통합 평가 틀(TIAR)을 수정하여 주제 중심 분석과 반복적 비교 분석을 통해 귀납적으로 진 행되었다. 연구 결과, ChatGPT는 초등과학 수업에서 교육과정과의 연계성, 교수학습 모형, 도구적 활용 측면에서 유의 미하게 작용할 수 있음을 보였다. 특히, ChatGPT는 학습 활동을 촉진하는 도구로 긍정적인 역할 수행의 가능성을 나타냈다. 그러나 ChatGPT 활용 시 정보의 신뢰성 문제, 명령어 입력 한계, 학생들의 Gen AI 의존성, 교사의 역량 요구 증가 등 도전 과제도 확인되었다. 이 연구는 ChatGPT가 과학교육에서 학습 촉진자로 유용하게 활용될 수 있음을 시사 하며, 효과적인 활용을 위해 교사의 비판적 사고와 기술적 역량 강화를 제언하였다.

최근 과학 교육 분야에서는 체화된 인지 혹은 인지의 체화성 또는 신체성에 대한 관심이 높아지고 있다. 그런데 여러 과학 분야 중에서도 지구과학은 체화된 인지가 중요한 역할을 하는 분야임에도 불구하고, 그동안 지구과학 교육에 서 이에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 편이다. 이 점을 고려하여 본 연구에서는 지질 현장에서 이루어지는 탐구를 중심으로 지구과학적 실행의 체화성에 대해 이론적으로 고찰하였다. 이를 위해 체화된 인지와 지구과학적 실행에 관한 문헌들을 고찰하고, 그 내용을 ‘지각하기, 상상하기, 표상하기’라는 현장 기반의 지질학 탐구의 세 단계에 따라 제시하 였다. 지질학 탐구 현장에서 지각하기는 몸의 여러 가지 지각 활동을 토대로 탐구 대상에 대한 정보를 창출하는 과정 이다. 상상하기 과정에서는 신체적 경험이 상상의 내용을 제공하며 신체적 제약이 몸의 한계를 뛰어넘는 상상을 유발한 다는 점에서 체화성이 중요한 역할을 한다. 표상하기는 몸을 사용하여 지질학적 탐구 대상의 특징이나 과정을 재현하는 과정으로서, 지질학 탐구의 체화성을 잘 나타내고 있다. 지구과학적 실행의 체화성에 관한 이러한 고찰이 지구과학 교 육에 시사하는 점을 논의하였다.

이 연구의 목적은 Giorigi의 현상학적 연구 방법을 토대로 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 과학 수업 실행 경험을 탐색하는 것이다. ChatGPT를 활용한 지구과학 모의 수업을 경험한 예비교사 4명(남2, 여2)이 이 연구에 참여하였다. 연구 참여자들을 대상으로 두 차례 걸쳐 면담을 진행하였다. 면담은 통시적인 관점에서 개인적 경험에 대 해 생애사적 이해, 실제 경험, 의미에 대한 성찰 세 단계로 구분되었다. 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수 업 실행 경험 분석 결과, ‘기술에 대한 불안에서 자신감으로 Gen AI 활용에 대한 인식 변화’와 ‘Gen AI의 과학 교수 학습적 한계와 도전적 접근’으로 구분하였다. 세부적으로 ‘교수학습 과정에서 수업 설계의 주제 선정 및 탐구 활동의 구체화’, ‘ChatGPT 수업 실행의 도구적 활용 및 과학적 탐구 활동 촉진’, ‘Gen AI의 정보 제공과 그 한계’, ‘교사의 교 수학습 개입의 필요성, 유의점 그리고 향후 과제’로 구체화하였다. 이 연구는 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수업을 통해 Gen AI 도구의 교육적 활용과 교사 역량 개발에 대한 기초적인 자료를 제공하는 것으로써 향후 Gen AI 기반 지구과학 학습의 이론적 토대를 마련하는 데 도움이 될 것이라 기대한다.