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큰제목아이콘 중등학교 과학 교과서 분석

해양 염분의 단위가 퍼밀(‰)에서 psu(practical salinity unit) 또는 무차원 단위로 이미 오래전에 바뀌어 사용하여 왔음에도, 우리나라 중학교, 고등학교 과학 및 지구과학
교과서는 여전히 퍼밀(‰)을 염분 단위로 사용하고 있음.

단위는 사회적인 약속인 만큼 교과서에서 정확한 단위를 사용하는 것은 과학을 배우는 학생들에게 무엇보다도 중요함.

이에 염분 단위의 불일치를 조정하기 위하여, 현행 교과서에 있는 그림이나 표에서의 염분단위, 교과서 내용에서 다루고 있는 염분의 정의 및 단위를 분석하고, 국내 해양학회지에
게재된 연구 논문들을 분석한 결과와 비교하여 현행 교과서의 염분 단위 개정에 대한 연구를 진행하고 있으며, 이와 관련한 다수의 논문을 게재하였음.

[중등 과학교과서에서 사용된 염분 단위 분석]

해수면온도는 급변하는 기후를 이해하는 가장 중요한 해양 변수 중의 하나이므로 해수면온도 영상을 활용한 지구과학교육의 필요성은 증대되고 있는 추세임.

과학 교과서의 삽화는 현행 과학 교과서에서 핵심적인 시각적 표상 요소 중의 하나로서, 텍스트로 표현할 수 없는 정보를 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 역할을 하므로
과학 교과서에는 정확하고 오류 없는 해수면온도 영상이 제시되어야 함.

위 그림은 교과서에 실린 삽화들 중에서 구름 처리가 제대로 이루어지지 않은 대표적인 사례를 제시한 것임.

  • - (b) 그림을 제시하고 동해와 제주도 서쪽에 해당하는 영역에 대해 해수면온도가 주변에 비해 매우 낮게 표현되는 원인에 대하여 질문하자, 해빙이 주요한 원인(동해)이라고
    생각하는 응답자가 44%, 양쯔강 유출수의 영향(제주도 서쪽)일 것이라고 답한 응답자가 84%나 되는 등 대부분의 예비교사들은 영상 처리의 문제점을 유추하지 못한 채,
    저온 영역을 구름이 아닌 해양학적 현상과 관련지어 유추하였음.
  • - 예비교사들이 교과서에 실린 영상에 대해 높은 신뢰도를 가지고 있다는 것을 의미.

따라서 여러 가지 문제점을 가지고 있는 현행 과학 교과서의 인공위성 해수면온도 영상 자료를 분석하여 영상이 가지고 있는 문제점을 유형별로 분류하여 제시하였고, 예비 교사들을
대상으로 한 설문 조사의 결과를 근거로 교과서에 수록된 해수면온도 영상을 개선할 방안을 제시하고자 관련 논문을 게재하였으며, 지속적인 연구를 진행 중에 있음.

[고등학교 과학 교과서 인공위성 해수면온도 영상 오류 분석]

해류는 기후변화와 지구상의 에너지 균형에 중요한 역할을 하고 있어 정확한 해류와 순환에 대한 과학 교육의 중요성은 점점 커지고 있음.

교과서 삽화는 학생들이 과학적 개념을 더 효과적으로 이해하는데 중요한 역할을 하지만, 잘못된 지식이 전달되면 오개념을 유발하여 학생들의 학습에 큰 영향을 미치게 되므로
해류도와 같은 삽화는 해류에 대한 정확한 지식을 바탕으로 제작되어야 학생들의 과학적 사고능력이 향상될 수 있음.

이에 염분 단위의 불일치를 조정하기 위하여, 현행 교과서에 있는 그림이나 표에서의 염분단위, 교과서 내용에서 다루고 있는 염분의 정의 및 단위를 분석하고, 국내 해양학회지에
게재된 연구 논문들을 분석한 결과와 비교하여 현행 교과서의 염분 단위 개정에 대한 연구를 진행하고 있으며, 이와 관련한 다수의 논문을 게재하였음.

따라서 중등학교 과학교과서의 해류도를 분석하여 정량적이고 객관적으로 분석할 수 있도록 각 교과서 해류도를 디지털 수치 영상자료로 변환하고, 세부 분석 항목을 기준으로
과학 논문의 해류도와 비교하여 각 교과서 해류도의 오류를 제시하고자 하였음.

[중등 과학 교과서의 해류도 분석]

큰제목아이콘 중등학교 교과서를 위한 해류도 제안

교과서를 위한 우리나라 근해의 해류도를 통일화할 수 있는 방안을 마련하고자 연구를 진행하고 있으며, 우리나라 주변해역 해류모식도 제작 활동(2011년-2015년)을 통해 통일된
해류모식도를 완성하였음.

[동해 해류 명칭 및 특징]

해류 특징
대마난류
(Tsushima Warm Current, TWC)		 동중국해와 황해로부터 제주도 북쪽과 남동쪽으로 유입된 해류가 제주도 동쪽 해역에서 만나 대마난류를 형성
이는 다시 대마도에 의해 서수도와 동수도로 나뉘어져 흐름
동한난류
(East Korean Warm Current, EKWC)		 대한해협의 서수도를 통과한 대마난류가 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흐르는 난류
북위 약 37°-38° 부근에서 북동방향으로 이안한 후, 동해 중앙을 사행하며 쓰가루해협 쪽으로 흐름
동한난류의 사행 진로는 해마다 변화함
북한한류
(North Korean Cold Current, NKCC)		 북한 동쪽 연안을 따라 남쪽으로 흐르는 해류로, 폭이 좁고 주로 여름에 강하게 남하
속초와 묵호 연안 해역은 동한난류의 약화와 여름철 북한한류의 발달로 연안에 냉수대가 발달할 수 있음
리만한류
(Liman Cold Current, LCC)		 러시아의 남쪽 해안을 따라 남서진하는 해류로, 동해 북부의 추운 해역에서 저온과 해빙의 용융으로 인해 형성
일본연안분지
(Nearshore Branch of TWC, NB)		 대한해협을 통과한 대마난류의 일부가 일본 서쪽 연안을 따라 북동진하는 흐름
외해분지
(Offshore Branch of TWC, OB)		 대한해협을 통과한 대마난류의 일부 중 한국 남동해안에서 분기되어 동쪽으로 사행하는 흐름으로 수년의 변동성을 지님

[북서태평양 해류 명칭 및 특징]

해류 특징
쿠로시오해류
(Kuroshio Current)		 북태평양 중위도 아열대순환의 서안경계류로서, 북적도해류의 일부가 필리핀 동쪽해역을 따라 북상하다 대만과
요나구니지마(Yonagunijima) 섬 사이를 통해 동중국해로 유입됨.
동중국해 유입 이후 오키나와 협곡을 따라 북상하다 토카라 해협(Tokara Strait)을 통해 북서태평양으로 유출됨
고온·고염분의 해수로 구성
류큐해류
(Ryukyu Current)		 류큐열도의 동쪽에서 류큐열도를 따라 흐르는 해류로, 오키나와 남쪽에서 큐슈 남부까지 존재
표층 아래에 그 중심이 있지만 표층에서도 나타남
쿠로시오속류
(Kuroshio Extension)		 쿠로시오해류로부터 연결된 북태평양 아열대 순환의 일부
북위 약 35°에서 찬 오야시오해류의 영향을 받아 동쪽으로 방향을 바꾸어 사행
북적도해류
(North Equatorial Current)		 북서태평양 아열대 순환의 일부로서 북동무역풍에 의해 북위 9-18° 사이에서 서쪽으로 흐름
필리핀 동쪽에서 갈라져 일부는 북상하여 쿠로시오해류와 연결되며, 일부는 남하하여 적도 반류를 이룸
서안경계류만큼 빠르지는 않지만 넓은 해역에 걸쳐 흐름
아열대반류
(Subtropical Counter Current)		 아열대 해역의 서안경계 근처에서 아열대 순환과 반대로 동쪽으로 흐르는 해류
북위 20-25° 근처에 나타남
오야시오해류
(Oyashio Current)		 동캄차카해류로부터 기원한 한류로 알루샨열도를 따라 남서쪽으로 흐름
북위 35-37°에서 쿠로시오해류와 만나 쿠로시오해류 아래로 침강
동캄차카해류
(East Kamchatka Current)		 캄차카반도를 따라 남서쪽으로 흐르는 한류
아극해류
(Subarctic Current)		 쿠로시오해류와 오야시오해류로부터 혼합되어 형성된 해류로 알류샨 열도의 남쪽에서 동쪽을 향하여 흐름

[황해 및 동중국해 해류 명칭 및 특징]

해류 특징
황해난류
(Yellow Sea Warm Current, YSWC)		 황해 중앙부 깊은 골의 서쪽 사면을 따라 북상하는 난류
겨울철에 존재가 뚜렷함
저층에서 강하게 나타남
대만난류
(Taiwan Warm Current, TC)		 남중국해의 해수와 쿠로시오해류로부터 형성된 해류로 대만해협을 지나 동중국해로 흐름
겨울보다 여름에 강함
제주난류
(Jeju Warm Current, JWC)		 제주도 남쪽의 동중국해 상에서 대만난류와 쿠로시오 큐수 서쪽 분지류의 영향을 받아 생성되며 제주를 시계방향으로 돌아 제주해협으로
유입됨.
겨울철 세력이 서쪽으로 확장됨
양자강 유출류
(Changjiang Discharge Water Flow, CDW)		 양자강으로부터 나오는 강물로 주변의 해수와 섞이며 저염수 형성
겨울에는 대체로 중국연안을 따라 남하하지만 여름에는 동중국해와 황해로 퍼지며 표층 물성에 영향을 줌
여름철에 일부는 제주해협과 제주도 남쪽을 지나 동해로 유입
한국연안류
(Korea Coastal Current)		 한국의 서쪽 연안을 따라 흐르는 해류로 여름에는 북상하고 겨울에는 남하함
중국연안류
(Chinese Coastal Current)		 산둥 반도를 지나 중국 동쪽 연안을 따라 흐르는 해류
큰제목아이콘 해양캠프 프로그램

해양학 분야는 고비용의 해양조사선이나 선박을 이용해야 하기 때문에 다른 분야에 비해서 상대적으로 체험학습을 진행하기가 어려움.

이러한 체험학습 활동 여건의 제약은 학생들이 해양과 관련된 잠재적인 재능을 발현할 수 없게 하며, 학생들의 해양 현상에 대한 관심과 흥미 및 동기를 유발할 수 있는 교육 환경
조성을 더욱 어렵게 함.

이에, 해양에 대한 관심과 호기심이 높은 잠재적 과학영재들이 바다에 대한 친근감을 함양할 수 있도록 해양캠프 ‘여름바다학교’ 프로그램을 개발하여 2004년부터 2012년까지
9년동안 4학년에서 9학년까지 초등 및 중등학교 학생들에게 적용하였음.

여름바다학교의 프로그램은 스노클링 해상 훈련과 인근 해양관련 연구소 및 박물관 견학활동, 해양 관련 각종 체험 학습, 해양 및 지구과학 관련 야외답사 활동, 그리고 해양에 관한
다양한 주제의 강연으로 구성됨.

일례로, 2008년 노벨화학상 수상자인 오사무 시모무라(당시 80세)는 어릴 적 보았던 해파리에 대한 호기심에서 연구의 아이디어를 얻어 해파리의 녹색형광단백질을 최종적으로
발견할 수 있었다고 함.

  • - 이는 바다에 대한 유년기의 경험이 노벨상에 버금갈 정도로 과학에 대한 동기 부여에 중요한 역할을 할 수 있음을 입증하는 사례로 볼 수 있음.

따라서, 해양캠프 프로그램을 통해 다양한 해양 분야에서의 잠재적 과학영재 발굴과 학생들의 과학적 태도의 향상을 기대해 볼 수 있으며, 장기 해양캠프의 역할을 논의하고 개선하기
위한 연구를 진행 중에 있음.

[여름 해양 학교 (2004-2012년)]

[여름 해양 학교 (2004-2012년)]