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 연구의 목적은 초등 예비교사가 C hatGPT-4 o를 활용하여 과학 평가 문항을 개발하는 과정에서 나타난 사전 인식과 설계 경험의 특성을 탐색하는 데 있다. 이를 위해 비수도권 소재 A 교육대학교의 초등 예비교사 5명을 선정하 고, 2015 개정 초등과학 교육과정 ‘지구와 우주’ 영역을 중심으로 평가 문항을 생성·검토·수정하는 설계 활동을 수행하도록 하였다. 연구 자료는 사전 서면 응답, 문항 초안 및 최종본, ChatGPT 상호작용 로그와 프롬프트 입력 이유 기 록, 반성적 저널, 반구조화된 면담을 통해 수집되었다. 자료 분석은 두 단계로 이루어졌다. 첫째, 문항 생성 이전에 형 성된 인식은 사전 서면 응답을 중심으로 귀납적 내용 분석을 실시하였다. 둘째, 문항 검토·보완 단계에서의 설계 경험 은 사례 기반 과정 중심 질적 분석을 통해 AI Assessment Scale (AIAS) 틀을 참조하여 해석하였다. 분석 결과, 사전 인식은 (1) Gen AI를 설계 부담 완화와 사고 확장을 지원하는 도구로 기대하는 ‘역할 기대’와, (2) 생성 결과에 대한 신뢰와 불확실성이 공존하며 과학적·교육과정 타당성 검증과 최종 판단 책임은 교사에게 귀속된다는 ‘한계 인식 및 인 간 책임’의 두 축으로 구조화되었다. 또한 설계 경험 분석에서는 예비교사들이 Gen AI가 제시한 문항을 그대로 사용하 기보다 사고 구조의 재설계, 인지 수준 조정, 평가 기준 및 판단 책임, 문항 범위 및 표현 조정을 통해 인간 주도로 재 구성하는 양상이 나타났다. 이러한 활용은 전 사례에서 AIAS Level 4의 특성과 관련지어 해석될 수 있으며, Gen AI가 설계를 지원하더라도 핵심 판단과 책임은 예비교사에게 남아 있음을 보여준다. 본 연구는 사전 인식과 설계 경험을 구 분하여 분석함으로써, 초등 예비교사 교육에서 Gen AI 활용과 평가 전문성 논의를 확장하는 데 기초 자료를 제공한다.

Low-surface-brightness (LSB) structures provide critical insights into the hierarchical formation of galaxies and galaxy clusters. The KASI Deep Rolling Imaging Fast Telescope (K-DRIFT) is designed to detect such diffuse features through deep, wide-field optical imaging with a surface brightness reaching ∼30 mag arcsec−2. To interpret the observational data expected from KDRIFT, we have developed the Galaxy Replacement Technique (GRT), an N-body simulation framework optimized for tracing the gravitational evolution of stellar components. The GRT works by inserting high-resolution galaxy models, including a dark matter (DM) halo and stellar disk, in place of multiple low-resolution DM halos in the base N-body cosmological simulation. It allows us to achieve very high mass (mstar = 5.4×104M⊙ h−1) and spatial resolution (10 pc h−1) with shorter computation time compared to full hydrodynamic cosmological simulations. Therefore, this technique is particularly well-suited for studying LSB structures, with a surface brightness reaching ∼31 mag arcsec−2. In this paper, we present the motivation and methodology of the GRT, summarize key results from previous studies, and highlight its synergy with K-DRIFT observations. We further discuss planned science cases using the GRT, aiming to build a theoretical basis for interpreting LSB features in various environments.

Low-surface-brightness (LSB) structures serve as evidence of the intricate mass assembly of galaxies, and dedicated studies of these structures promise profound insights into the evolutionary history of galaxies. Furthermore, delving into the properties of star formation (SF) in the LSB regime can broaden our understanding of SF activity in regions characterized by low surface gas density, thereby shedding light on fundamental cosmic processes. However, systematic uncertainties may hamper the exploration of the LSB universe by limiting detectable SB levels. Indeed, despite dedicated advancements in telescope and observing techniques over decades, achieving ultra-deep photometric depths in optical wavelengths remains a formidable challenge. To overcome this challenge and explore the LSB universe that we have yet to see, we have been developing a novel telescope called K-DRIFT. This paper outlines the telescope’s specifications and describes various LSB features we aim for, explicitly focusing on nearby individual galaxies. To further advance the capabilities of the K-DRIFT survey, focused on LSB detection, we present several feasible research topics that utilize other survey data together and discuss the role of LSB observation in understanding the evolution of galaxies.

In this paper, we review the extended halo material and the circumgalactic medium (CGM), including both dust and gas, and discuss promising science cases that could be realized using the KASI Deep Rolling Imaging Fast Telescope (K-DRIFT). Scattered starlight from cirrus clouds in our Galaxy poses one of the major challenges to studying the low surface brightness features of extragalactic sources. Therefore, it is essential to investigate how to discriminate extragalactic sources from cirrus cloud features. At the same time, interstellar dust clouds themselves are fundamental to understanding dust properties and the interstellar radiation field, both of which are essential for studies of chemical evolution and star formation in our Galaxy. Measuring the reddening of background sources, such as quasars, with K-DRIFT, which benefits from its broad field of view and accurate background subtraction, allows for the effective detection of extended dust in galactic halos, the CGM, and intracluster space. Observations of the Hα emission lines can be used to identify signatures of star formation activity within galaxies, as well as the environmental effects acting on them. Galactic winds driven by active galactic nuclei and starbursts can be traced through Hα emission. Strong ram pressure stripping effectively removes the interstellar medium (ISM) from galaxies. The stripped ISM becomes ionized or dissociated through mixing with the hot intracluster medium (ICM), forming Hα tails. The surface brightness of these Hα tails correlates not only with the presence of star formation in the tails but also the mixing stage of the stripped ISM and ICM. The Hα survey with K-DRIFT will enable the investigation of the evolutionary stages of ram pressure stripped galaxies in cluster environments, as well as the multiphase gas reservoir around galaxies and in the CGM.

The KASI Deep Rolling Imaging Fast Telescope (K-DRIFT) is a pioneering instrument designed to explore low-surface-brightness (LSB) phenomena. This white paper presents a compelling set of science cases that showcase K-DRIFT’s unique capabilities in unraveling the mysteries of intracluster light (ICL) and other LSB components within galaxy clusters. Exploring the origin of ICL in galaxy clusters and comparing the spatial distributions of ICL and dark matter will offer new insights into galaxy cluster dynamics. Moreover, investigating LSB objects in galaxy clusters, such as LSB structures in the brightest cluster galaxies, ultra-diffuse galaxies, and tidal features, will enhance our understanding of galaxy evolution within the cluster environment. We present our strategies for addressing scientific queries, encompassing LSB observation and analysis techniques, specialized simulations, and machine-learning approaches. Additionally, we examine the potential synergies between K-DRIFT and other ongoing and forthcoming multi-wavelength surveys. This white paper advocates for the recognition and support of K-DRIFT as a dedicated tool for advancing our understanding of the universe’s subtlest phenomena.

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.

본 연구는 국내 국립과학관의 재해‧재난 전시물을 대상으로 전시 구성의 특징을 분석하고, 해저드리터러의 다섯 가지 차원이 전시에 어떻게 반영되는지를 체계적으로 검토한 것이다. 이를 위해 세 곳의 국립 과학관의 전시물을 연출 방식, 재해·재난 유형, 패널 구성 요소를 중심으로 조사하고, 패널 전시는 텍스트 마이닝을 통해 주제어를 도출했다. 또 한 해저드리터러시의 다섯 가지 차원(지식‧이해, 사고‧기능, 가치‧태도, 심리‧정서, 행동‧실천)을 기준으로 전시물을 분 석했다. 분석 결과, 세 과학관 모두 집단 텍스트와 서문 중심의 구성과 시각 자료 활용이 두드러졌으며, 재해·재난 유형은 기후 변화와 지진이 공통으로 높은 비중을 차지했다. TF-IDF 분석 결과, 세 과학관은 공통 주제에도 불구하고 SM1은 자연재해, SM2는 환경·기후 변화, SM3는 복합 기상재해를 각각 선택적으로 강조하는 차별적 전시 방향성을 보 였다. 해저드리터러시 차원에서 지식‧이해가 가장 높고 심리‧정서와 행동‧실천은 낮게 나타났으며, 복합 매체 전시는 단일 매체보다 다섯 가지 차원을 균형 있게 반영했다. K-medoids 군집 분석 결과, 전시물은 미흡형, 지식-사고-가치 기 반형, 가치·태도 중심형, 지식 중심형, 균형형으로 분류되었다. 본 연구는 과학관 전시가 재해·재난 인식과 행동에 미 치는 영향을 밝히고, 비형식 교육에서의 전시 기획 방향을 제안한다.

본 연구에서는 과학고등학교 학생들이 천문분야 자율탐구에서 생성형 AI (ChatGPT)에 제기한 질문을 개념기반 및 탐구기반 분석틀로 분석하였다. 한 과학고등학교의 천문분야 진로 희망 학생 6명이 1년간 ChatGPT에 제기한 질문 705개를 분석하고, 인식 네트워크 분석(ENA)을 실시하였다. 전체 질문 중 개념적 질문이 53.9%, 사실적 질문이 46.1% 를 차지하였고, 논쟁적 질문은 나타나지 않았다. 탐구기반 분석에서는 ‘수학적 사고’, ‘자료 분석 및 해석’, ‘컴퓨터와 모형 활용’이 높은 빈도로 나타났다. ENA 결과, 사실적 질문은 자료수집, 수학적 계산, 컴퓨터와 모델 활용 기능이 결 합한 절차 중심의 수행형 탐구로 연결이 강하게 나타났으며, 개념적 질문은 탐구 설계와 수행, 자료 분석 및 해석, 수 학적 사고 간의 연결이 강한 네트워크 구조를 형성하였다. 이는 질문 유형이 탐구 과정·기능의 진행과 수준을 결정하였음을 시사한다. 연구 결과를 토대로 과학 탐구활동에서 학습자의 탐구 과정·기능을 조직, 확장하는 매개로 생성형 AI를 활용하는 방안, 생성형 AI를 활용한 탐구에서 질문 유형과 탐구 과정·기능 구조화의 필요성과 교사의 탐구 중재 자 역할의 필요성 등을 결론으로 제시하였다.

남극은 전 지구적 환경 변화에 대응하고 인류의 지속가능한 미래를 보장하기 위한 핵심 지역으로 부상하였다. 이와 함께 남극 거버넌스에서는 과학과 정책의 상호작용을 기반으로 한 근거 기반 정책 결정의 중요성이 커지고 있다. 본 연구는 남극 거버넌스의 작동 원리를 과학-정책의 상호작용과 정치적 영향력 관점에서 분석하고, 이를 통해 해양생명과학자의 역할과 정책적 시사점을 제시하고자 하였다. 최근 남극 해양보호구역 설정이나 황제펭귄 특별보호종 지정과 같은 주요 정책 제안들이 과학적 근거의 부족, 국가 간 경제적 이해관계, 정치적 갈등 등의 이유로 합의 도출에 실패하고 있다. 이러한 사례는 과학의 정치화 문제를 명확히 보여준다. 즉, 지식 격차를 이유로 과학적 정책 결정을 지연시키거나, 특정 입장을 위해 과학 데이터가 선택적으로 활용될 수 있음을 드러낸다. 따라서 남극 해양생명과학 연구는 단순히 경험적 사실을 제공하는 수준을 넘어, 효과적인 정책 수립과 제도 설계를 위한 기반을 마련하고 실질적인 의사결정을 뒷받침하는 역할로 적극적으로 확장되어야 한다. 나아가 해양생명과학자는 남극 거버너스 내 정책 현안에 대한 관심 증대, 과학과 정책과의 소통 강화, SCAR의 Ant-ICON, CCAMLR의 CEMP, MEASO와 같은 국제 협력 체계에 주도적 참여 등을 통해 남극조약의 핵심 가치인 과학의 인류 공동 이익에 대한 기여를 실현하고, 정책 구현의 실효성을 강화해야 할 것이다.

해양과학조사는 해양환경 보호, 기후위기 대응, 자원의 지속 가능한 이용을 위한 핵심 수단으로 기능한다. 해양법협약은 제246조를 통해 배타적 경제수역 과 대륙붕에서의 조사를 연안국의 동의에 따라 수행하도록 규정하고 있다. 특히 ‘통상적 상황’ 하에서는 평화적이고 비상업적인 과학 조사에 대해 연안 국이 동의를 부당하게 거부하거나 지연할 수 없도록 하여, 과학 연구의 자유와 연안국의 자원 주권 간의 균형을 지향하고 있다. 그러나 최근 무인 수중 장비, 운용해양학에 사용되는 플로트, 위성 기반 원 격탐사 등 신기술의 등장으로 기존 동의제도의 전제가 흔들리고 있다. 본 논문 은 이러한 기술 변화가 ‘통상적 상황’ 개념의 해석과 적용에 어떠한 긴장을 야 기 하는지 분석하고, 대한민국의 「해양과학조사법」이 국제규범과 정합성을 갖추고 있는지를 비교법적으로 검토하였다. 그 결과, 우리나라 법제는 ‘통상적 상황’ 개념의 미수용, 묵시적 동의제도의 부재, 신기술에 대한 절차적 대응력 부족 등 여러 제도적 한계를 내포하고 있음을 확인하였다. 이에 따라 본 논문은 ‘통상적 상황’ 개념의 국내법적 명문화, 기술 유형에 따 른 조사 절차의 차등화, 국제 공동 조사에 대한 유연한 대응체계 구축 등 제도 개선 방향을 제안한다. 이를 통해 대한민국이 해양과학조사의 자유와 연안국 권익 보호라는 이중의 목표를 균형 있게 달성할 수 있도록 하는 규범적 기반을 확립할 필요가 있음을 강조한다.

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.

빛공해는 인공적인 광원에 의해 발생하는 오염 현상으로, 천문관측에서 악영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 천문대가 운영되고 있는 국립대구과학관 주변 빛공해의 영향을 모니터링하기 위해 밤하늘 밝기를 Sky Quality Meter- LE (SQL-LE)를 이용하여 1년간 1시간 단위로 관측하였다. 밤하늘 밝기에 운량과 달이 미치는 영향을 확인하여 빛공해 분석에서 배제한 결과, 평균 밤하늘의 밝기가 18.39±0.28 mag/arcsec 2으로 도심과 교외 사이 수준에 해당하고, 야간 천 체관측 프로그램이 가장 많이 운영되는 시간인 21시에는 평균 17.89±0.19 mag/arcsec 2으로 4등급 보다 밝은 별들만 맨 눈으로 관측 가능하다는 것을 확인하였다. 또한, 밤하늘 밝기와 미세먼지가 선형 상관관계가 존재하여 PM2.5농도가 10 g/m 3 이하인 경우에 비해 30 g/m 3 이상인 경우는 밤하늘 밝기가 1.4배 밝아지는 것을 확인하였다. 향후에는 밤하늘 밝기 관측 데이터를 지속적으로 확보하여 빛공해의 장기적 변화와 계절, 날씨, 미세먼지 등과의 상관관계를 규명할 예 정이다.