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과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총) update

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수록정보
수록범위 : 1권0호(1976)~46권1호(2021) |수록논문 수 : 386
과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총)
46권1호(2021년 06월) 수록논문
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1WRF-UCM을 활용한 전주지역 미세먼지 저감 연구

저자 : 위지은 ( Jieun Wie ) , 문병권 ( Byung-kwon Moon )

발행기관 : 전북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총) 46권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-14 (14 pages)

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이 연구는 전주시의 미세먼지 저감을 위해 전라북도 지역의 미세먼지 농도 변동 특성과 관련된 대기환경을 분석하고, 모델 수행을 통해 미세먼지 저감에 적합한 도시환경을 제시하였다. 에어코리아에서 제공하는 전라북도 미세먼지 자료를 이용하여 2012-2018년의 일평균 미세먼지 농도 변동의 경험적 직교 함수(empirical orthogonal function) 분석한 결과, 전라북도 전 지역에서 미세먼지가 증가하는 첫 번째 모드와 전주의 북서쪽지역에서는 감소하고 남동쪽 지역에서는 증가는 두 번째 변동 모드가 나타났다. 첫 번째 모드는 풍속이 낮고 고기압의 영향이 존재하였으며, 두 번째 모드는 기압배치에 따른 북풍계열의 바람이 불어왔다. 두 모드의 대표일을 선정하고, 건물 높이 증가, 전주 도심의 확장, 전주 도심을 숲과 논으로 변경한 4가지 실험을 수행한 결과, 건물 높이를 증가시키고 도심이 확장한 경우에는 풍속이 감소하고 도심을 숲과 논으로 변경된 모델 실험은 풍속이 증가하였다. 전주의 도시 특성 변화에 따른 풍속의 변화는 기본 풍속이 강할수록 커졌으며, 풍하측에 영향을 미쳤다. 풍속의 증가는 대기 연직 안정도를 낮춰 공기의 연직 순환을 촉진한다. 전주시의 미세먼지의 피해를 줄이기 위해서 건물의 높이를 낮추고, 도시에 나무나 초지를 많이 만든다면 도움이 될 것이다.


This study analyzes atmospheric conditions associated with the variability of particulate matter (PM10) concentration in Jeonju and its surrounding region, suggesting an urban environment suitable for PM10 reduction through modeling simulations. Analysis of the empirical orthogonal function of daily PM10 concentrations in Jeollabuk-do from 2012 to 2018 showed that the first mode was increased PM10 throughout Jeollabuk-do; the second mode was a dipole mode in which the concentration increased in the northwest region and decreased in the southeast region. The first mode is related to low wind speed and high pressure, and the second mode is affected by the north wind. The representative days of the two modes were selected, and modeling experiments with changing land use and building height were conducted. The experiments of increased building height and expanded urban area in Jeonju decreased the wind speed; however, the urban area experiments changed from urban to forest or rice fields in Jeonju increased wind speed. The wind speed change was more noticeable when the wind speed was faster, especially on the leeward side. The increase in wind speed decreased the atmospheric vertical stability and promoted vertical air circulation. The lowering of building height and the increase of trees and grassland would reduce PM10 damage in Jeonju.

2SSC 방법을 이용한 분광기 개발과 그 이용

저자 : 김선경 ( Sun-kyoung Kim ) , 김현경 ( Hyun-kyung Kim )

발행기관 : 전북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총) 46권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 15-28 (14 pages)

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SSC(Small Scale Chemistry) 방법을 이용한 분광기를 학생 자신만의 실험 기구로 만들어, 휴대하면서 관찰을 통해 탐구하며 과학적으로 사고하는 생활을 기르고자 주변에 있는 피자상자와 케익 상자를 이용하여 쉽고 간단하게 개발하였다. 상자의 가로, 세로, 높이의 길이가 분광기의 해상력과 얼마나 관계가 있는지 알아보기 위해 길이가 다른 상자를 만들어 나타나는 스펙트럼의 차이를 분석해 보고, 분석한 결과를 이용하여 성능이 우수하면서도 휴대하기에 편리한 분광기의 조건을 찾아 새롭고 손쉬운 분광기를 제작하였다. 이 연구에서, 종이로 만든 분광기부터 시작해서 아크릴로 만든 분광기, AAS(Atomic Absorption Spectroscopy)를 대안할 분광기까지 제작하여 각각의 장점과 그 이용을 보여주고자 한다. 우선 종이로 만든 분광기의 경우 기존 제품보다 매우 저렴하면서도(약 1/10배) 정밀한 관찰이 가능하기 때문에 학교에서 학생들의 교육용으로 사용하기에 알맞다. 또 아크릴판으로 만든 분광기는 손상되기 쉬운 종이 분광기의 단점을 개선한 것으로서 종이 분광기보다는 좀 더 안정되게 정밀하게 관찰할 수 있다. 아크릴 분광기를 확장하여 AAS를 대안할 분광기를 제작하여 스펙트럼의 사진도 찍을 수 있고 정성적, 정량적 분석이 가능하여 교사용 및 학생용으로 사용하기에 적합하게 하였다. 이 세 가지 분광기 모두 각각의 장점을 가지면서 기존의 분광기 보다는 모두 가격 면에서 저렴하고 성능도 뒤떨어지지 않았고, 직접 쉽게 분광기를 제작하면서 분광기의 원리를 이해할 수 있도록 하여 교육적 가치가 큼을 알 수 있었다.


In order to improve student's thinking ability by making SSC based spectroscope student's personnel equipment which students can carry and inspect, we made spectroscope with pizza box and cake box around us simply. In order to figure out the relationship between length of spectroscope's each side and it's resolution, we made many different sizes of spectroscope and analyzed it's spectrum's difference, and by using the result, we figured out and made the most optimized and most handy sized spectroscope.
In this study, starting from the spectroscope made by paper, spectroscope made by acryl, will be shown the merit, and its use respectively. Firstly, spectroscope made by paper is much more cheaper(about 1/10) than existing spectroscope and quite accurate that it's qualified for educational purpose in school. Also, acryl spectroscope have improved paper spectroscope's weakness that it makes us possible to get more reliable and accurate image. Addition to acryl spectroscope, by making spectroscope which can replace the AAS spectroscope, it was possible to take picture of the spectrum, for qualitative and quantitative analysis that it's optimized for the teachers and students. Having these three spectroscope's merit with cheaper price, performance was no less. Also students can learn how spectroscope works while making them that it's educational value is very high.

3시선 추적에 대한 국내 연구동향 분석

저자 : 정덕호 ( Duk-ho Chung ) , 이준기 ( Jun-ki Lee )

발행기관 : 전북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총) 46권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 29-38 (10 pages)

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이 연구의 목적은 시선 추적에 대한 국내 연구 동향을 살펴보고 과학교육 분야에서의 그 적용 방안을 찾아보는 것이다. 이를 위해 먼저 학술연구정보서비스(http://www.riss.kr/index.do)를 통해 시선 추적에 관련된 138편의 국내 논문을 추출하였다. 이들 논문에서 의미 단위로서 주요어를 추출하여 언어네트워크 분석법(Semantic Network Analysis)을 활용하여 분석하였다. 그 결과, 1) 국내 학술 연구에서는 주로 시선추적기를 이용하여 시각적 주의, 기억, 정보 처리 등을 탐색하고, 2) 그들은 읽기 자료와 같은 시각 정보에 대한 효과, 평가, 인식 등을 주로 알아보고자 하였다. 3) 시선 추적을 통해 연구는 주로 광고, 브랜드, 디자인 등의 효과를 알아보는 마케팅 영역에서 이루어졌다. 과학교육 분야에서의 연구는 많지 않았다. 그리고 대부분의 연구는 시각적 주의에 대한 단일 요소만을 분석하였다. 그러므로 앞으로는 시각적 주의가 인간의 학습과 어떤 연관이 있는지를 밝히는 연구가 진행될 수 있기를 기대한다.


The purpose of this study is to investigate the domestic research trends on eye tracking and explore its application in science education. For the purpose, I accessed 138 articles on eye tracking from the Research Information Sharing Service (http://www.riss.kr/index.do). And I analyzed key words corresponding to semantic units in these articles using Semantic Network Analysis. As a result, researchers have mainly explored visual attention, memory, and processing of information using the eye tracker in Korea. They have investigated effects, evaluations, and perceptions about visual information, such as reading materials. Eye tracking has been studied primarily in marketing such as advertising, branding, and design. It was relatively not much in the science education. Most of these studies analyzed only a single element on visual attention. Therefore, It look forward to research that clarifies human learning psychology through eye tracking in the future.

4한반도 지체구조도에 대한 지구과학Ⅱ 교과서 분석

저자 : 허현 ( Hyeon Heo ) , 이한솔 ( Han-sol Lee ) , 박소연 ( So-yeon Park ) , 정덕호 ( Duk-ho Chung )

발행기관 : 전북대학교 과학교육연구소 간행물 : 과학과 과학교육 논문지(구 과학교육논총) 46권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 39-45 (7 pages)

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본 연구의 목적은 지구과학 Ⅱ 교과서에 제시된 한반도 지체구조도를 비교하기 위한 것이다. 이를 위하여 4종의 지구과학 Ⅱ 교과서에 실린 지체구조도를 비교했을 때 1종의 교과서가 나머지 3종의 교과서와 다르게 임진강대의 범위가 표시된 것을 확인하였다. 이를 위하여 한국지질자원연구원의 지체구조도(2020)를 지구과학 Ⅱ 과목 4종의 교과서들과 비교하는 기준 지체구조도로 설정하였다. 그 결과 1종의 교과서가 한국지질자원연구원의 새로운 지체구조도와 범위가 유사하였다. 현재 임진강대와 서해안 쪽에서 나오는 암석이 연장성 있게 발달을 하므로 이 부분을 좀 더 확대하여 홍성-임진강대로 새롭게 규정을 한 듯이 앞으로 새로 나오는 교과서에서는 이와 같은 점을 반영해야 할 것이다.


The purpose of this study is to compare the structure of the Korean Peninsula's geotectonic map presented in Earth Science II textbooks. For this study we compared four different Earth Science II textbooks that are now being used. After comparing the textbooks we found out that one textbook was different from the other three. So we compared the structure of the Korean Peninsula's geotectonic map that has recently been published from the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (2020) with the four Earth Science II textbooks. The results showed that the different textbook from the other three was similar to the geotectonic map that was recently published. Currently, rocks from the Imjingang Belt are extended to the west coast, and is now being called Hongseong-Imjingang Belt. So this should be reflected in the new textbooks.

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