X-선 중심 가광 초신성 잔해 : 성간운 증발과 열전도 모델

최승언,정현철,박병건,CHOE SEUNG-URN,JUNG HYUN-CHUL,PARK BYEONG-GEON 한국천문학회 1999 天文學論叢 Vol.14 No.2

We present the results of one-dimensional numerical simulations of SNR evolution in the in­homogeneous medium considering the effects of the evaporation of the cloud and the thermal conduction. We have included the effects of changing evaporation rate as a function of cloud size and the ambient temperature so that the clouds could be evaporated completely before they reach the center of the SNR. The heat conduction markedly changes the density distribution in the remnant interior. To explain the observed morphologies of the centrally peaked X-ray SNRs(for example W44), the maximal thermal conduction is required. However, this is unlikely due to the magnetic field and the turbulent motion. The effects of the evaporation of the cloud and the thermal conduction described here may explain the class of remnants observed to have centrally peaked X-ray emmision.

분출물 밀도분포에 따른 Ia형 초신성 잔해의 동력학 : 분출물 우세단계에서 세도브-테일러 단계

최승언,정현철,CHOE SEUNG-URN,JUNG HYUN-CHUL 한국천문학회 1998 天文學論叢 Vol.13 No.1

We have simulated the interaction of supernova remnants with constant ambient medium to explore the dynamics of Type Ia supernova remnant. We assumed the supernova ejecta density distribution of the central constant and the outer power-law density distribution$({\rho}{\propto}{\gamma}^{-n})$. We have calculated four different cases with different n. By scaling the length and time scales from the initial parameters-ejecta mass, ejecta energy, the ambient density, we could compare effects of the different density distribution of the ejecta on the dynamics of the SNRs. The radius of the outer forward shock converges the Sedov-Talyor solution at t' = 2.3 when the swept-up mass is 8 times of the ejecta mass. On the other hand, the motion of the reverse shock are largely affected by n. The ejecta with smaller n takes comparably long time to thermalize the whole ejecta at $t'{\simeq}5.3,\;M_{sw}{\simeq}18M_{ej}$. We have applied our calculated results to obtain the ejecta density distributions of Tycho and SN1006 with $n{\simeq}6$.

'월엄범오위'의 사례에 나타난 전통적 천문관에 관한 판단 유형: 4개 집단간 비교 연구

오필석,최승언,Oh, Phil-Seok,Choe, Seung-Urn 한국지구과학회 2000 韓國地球科學會誌 Vol.21 No.4

월엄범오위(月掩犯五緯)의 사례에 나타난 전통적인 천문관(天文觀)에 관하여 중학생(164명), 고등학생(157명), 대학생(172명) 및 일반인(139명)의 판단 유형과 판단 이유를 조사, 비교하였다. 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째 , 월엄범오위에 대한 전통적인 해석 방식에 동의하는 응답자들이 15.7%, 동의하지 않는 응답자들이 38.1%, 분명히 말할 수 없다는 응답자들이 46.2%이었다. 상대적으로 많은 수의 대학생들이 전통적인 천문관에 동의하지 않는다고 하여 과학적으로 옳은 판단을 내린 반면, 그와 같이 판단한 중학생들의 비율이 가장 적었다. 둘째 , 전통적인 천문관을 판단하는 데에는, 응답자들의 집단이나 판단 유형과는 관계없이, 자연관과 과학관이 공통적으로 중요한 판단 이유가 되었다. 특히, 우리 나라의 전통적인 자연관과 유사한 관념을 지니고 있는 응답자들이 많았으며, 대부분의 응답자들은 다수의 경험적 자료와 실험을 통한 증명을 중요하게 생각하였다. 셋째, 고등학생들과 대학생들이 다른 집단에 비해 자연관이나 과학관과 같은 형이상학적인 믿음을 더욱 중요하게 고려하는 반면, 중학생들과 일반인들은 자신들의 개인적 경험을 상대적으로 보다 중요하게 생각하였다. 넷째, 응답자들의 사회적 경험과 과학 지식 또한 전통적인 천문관을 판단하는 중요한 이유가 되었다. 하지만, 응답자들의 과학 지식의 차이가 판단 과정에 서로 다른 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 결론들은 개인의 사고 과정에 영향을 미치는 요인들이 다양하며, 그들이 속한 집단이 공유하고 있는 사고의 방식 또한 서로 다르다는 것을 잘 말해 준다. 따라서, 다문화적인 환경을 고려한 과학 교육과 연구가 필요하다. 또, 학생들의 자연관과 과학관과 같은 형이상학적인 믿음에도 주목할 필요가 있다. We investigated people's patterns of reasoning regarding the Korean traditional interpretation of Planet Occultation by the Moon. A questionnaire survey was administered to the sample which consisted of 632 participants: middle school students(n=164), high school students(n=157), university students(n=172), and the public(n=139). It was revealed that 15.7% of the participants agreed, 38.1% disagreed, and 46.2% were neutral to the traditional interpretation. A comparatively large portion of the university students made a scientifically correct judgement by disagreeing with the traditional interpretation. On the other hand, a relatively small proportion of the middle school students disagreed. Participants' views of nature and views of science were the major reasons for making their judgements. Most participants were fixed with similar views to the Korean traditional view of nature. Most of the participants valued using more extensive evidence and experimental proofs in science. High school and university students considered their metaphysical beliefs, such as view of nature and view of science, more important than other groups did. In contrast to this, middle school students and the public depended more strongly on their personal experiences. Participants' social experiences and their scientific knowledge were also important reasons for making their judgement. However the differences in their scientific knowledge seemed to exert different influences on their reasoning. The results of this study show differences in how an individual thinks as well as differences between communities. Thus, science education and research considering multicultural settings are needed. In addition, science educators and researchers should pay attention to pupils' metaphysical beliefs such as their views of nature and views of science.

국제천문 및 천체물리 올림피아드 현황과 기출문항에 대한 과학탐구 유형 분석

임인성,성현일,한인우,김유제,최승언,Yim, In-Sung,Sung, Hyun-Il,Han, In-Woo,Kim, Yoo-Jea,Choe, Seung-Urn 한국천문학회 2011 天文學論叢 Vol.26 No.3

The International Olympiad on Astronomy and Astrophysics (IOAA) initiated by the Thailand Astronomical Society in 2007 is an annual competition for high school students. One of its aim is to enhance the development of international exchange in the field of school education in astronomy and astrophysics. This paper first provides the overview of the IOAA in terms of key regulations based on its statutes, history and current status. Secondly, the published syllabus of the IOAA is used for content analysis according to subject areas regarding the exam questions of the IOAA in theoretical, observational and data analysis parts from 2007 to 2010. Also, a scientific inquiry framework is applied to the same questions for assessment based on scientific inquiry in the cognitive aspect with two sub-classes of scientific knowledge and scientific reasoning. Among a dozen astronomy subject areas listed on the syllabus, the theoretical part of the IOAA makes more frequent use of the Sun, the solar system, properties of stars, and concept of time. In content knowledge, a factor of scientific knowledge, the IOAA questions, especially in the theoretical part have a lesser degree in difficulty than the IAO (International Astronomy Olympiad) exam questions for the same period whose degree in difficulty is comparable to college level. With regard to scientific reasoning, the IOAA questions tend to involve convergent rather than divergent thinking. Lastly, in light of these findings, discussions are given on the outcome of Korean participation in the previous IOAAs and ways to help better in preparing Korean students for future astronomy Olympiads.

테라포밍에 대한 과학적 모델링 수업에서 소그룹 상호작용 중 발현되는 초등학생의 창의성

박신희 ( Shin Hee Park ),최승언 ( Seung Urn Choe ),김찬종 ( Chan Jong Kim ) 한국과학교육학회 2020 한국과학교육학회지 Vol.40 No.6

본 연구는 학생들의 모델링 과정에서 나타나는 창의성을 사회적 구성주의 관점에서 사회적 상호작용을 통해 학습자가 구성할 수 있는 인지적 능력으로 보고, 이것이 성인의 지도보다는 학습자끼리 서로 상호작용할 때 더 활성화 될 수 있음에 주목하였다(Vygotsky, 1978). 이에 따라 모델링 과정에서 나타나는 학생들의 창의성과 그것에 영향을 미치는 소그룹 상호작용의 특징에 대하여 질적 분석을 통한 본질적 사례연구를 수행하였다. 연구자는 실제 수업에 활용할 9차시의 모듈을 개발하였다. 연구 참여자는 한국의 4학년 초등학생 24명(남 12명, 여 12명)이다. 연구자는 수업자 및 관찰자로서 연구에 참여했으며, 수업 동영상 자료와 녹음 자료, 학생 면담 녹음 자료, 활동지 등의 자료를 수집하였다. 창의성의 수준은 ‘Mini-C’ 창의성(Beghetto & Kaufman, 2007)을 기준으로 하였으며, 학생들의 창의성 분석을 위하여 Davis, Rimm & Siegle(2010)가 제시한 19가지 창의적 능력을 참고하였다. 연구 결과, 개인 모델링 과정에서 주로 나타난 학생들의 창의성은 정교화, 평가, 시각화, 성급한 결론의 유보, 독창성, 분석, 집중 등이었다. 또한 모델링 과정에서 학생들의 창의성에 영향을 주는 소그룹 상호작용은 ‘제안’, ‘동의’, ‘질문’, ‘반박’, ‘전환’의 5가지로 분류할 수 있었다. 각각의 상호작용을 통해 학생들은 모델링 과정에서 자신만의 생각과 아이디어를 표현하고, 수정하는 과정을 보여주었다. 특히 어린 학생들임에도 불구하고, 자신의 개인 모델을 무조건적으로 반영하기 보다는 다양한 창의적 능력의 사용과 합의를 통해 더 나은 그룹 모델을 형성하고자 하였다. 이러한 점은 앞으로 과학적 모델링연구에서 학생들의 창의성에 더욱 주목해야 할 필요성을 보여준다. The purpose of the study is to find creativity factors of students in the process of small group modeling and relate them to the types of interactions among students. In order to capture students’ detailed interactions, this study was conducted as an ‘essential case study’ through qualitative analysis. We have developed the modules of nine lessons about terraforming, and they were used in an actual classroom. In order to understand the creativity of the students in the process of modeling, students’ discourses and interview data were analyzed using 19 creative factors or abilities. The findings are as follows. Frequently found creativity factors are Elaboration, Evaluation, Visualization, Resist premature closer, Originality, Analysis and Concentration. And students’ interactions that affect students’ creativity in the process of modeling can be classified into four categories: Suggestion, Agreement, Questioning, Refutation, and Conversion. Through each interaction, students demonstrated the process of expressing and modifying their own thoughts and ideas in the modeling process. The findings of the study suggest that it is important to the teachers to understand types of interactions among students and the relationship between the types of interaction and creativity factors for students’ creative modeling in modeling-based learning.

천문올림피아드 국제대회 참가자에 대한 추적연구

임인성,성현일,김유제,최승언,Yim, In-Sung,Sung, Hyun-Il,Kim, Yoo-Jea,Choe, Seung-Urn 한국천문학회 2011 天文學論叢 Vol.26 No.3

We have carried out a follow-up study on the students who have participated or are going to participate in either the International Astronomy Olympiad (IAO), the Asia Pacific Astronomy Olympiad (APAO) or the International Olympiad on Astronomy and Astrophysics (IOAA) from 2002 to 2011. The survey questionnaires returned from ten high school students including five who are to participate in 2011 as well as fourteen college students have been analyzed in various aspects of their backgrounds and personal characteristics. In family life, their parents tend to have high educational background along with high expectations for their children. In regard to the academic environment, most students express a general satisfaction in school life, including their relationship with teachers and classmates. In personal characteristics, they describe themselves as inquisitive, perseverant, competitive, creative, self-motivated and goal-oriented, in addition to many other traits. Most students have a strong interest in astronomy which usually begins in middle schools through exposure to astronomy books. On top of it, the astronomy olympiad has provided them with an opportunity to strengthen their self-esteem, problem-solving ability and conviction about scientific careers. Accordingly, the experience in astronomy olympiad has led a considerable number of students to continuously studying in astronomy related fields or otherwise in other science and engineering areas. In conclusion, the astronomy olympiad plays such an important role that it can make a significant contribution to astronomy as well as science in general by having positive impact on the potential career path of its participants.

천문우주 질문상자에 나타난 역법과 고천문분야 질문유형 분석

임인성,성현일,김광동,김순욱,최승언,Yim, In-Sung,Sung, Hyun-Il,Kim, Kwang-Dong,Kim, Soon-Wook,Choe, Seung-Urn 한국천문학회 2007 天文學論叢 Vol.22 No.4

In this paper, we analyze the scientific inquiries type on Almanac and Historical Astronomy asked through the Q&A service in Korea Astronomy and Science Institute(KASI) webpage with the aid of scientific inquiries analysis methods. We also study the contents of the questions. Specifically, we have created statistics of questions and inquiries, and have developed categories to analyze the characteristics of questions with regard to their cognitive aspects. Each question is categorized as either of the two elements based on their recognitive aspect: science knowledge or science study. Each element also has sub-categories that help the reader understand the characteristics of the questions. For the analysis, we used the sample consisting of questions collected from April, 2005 to June, 2007. Through this study, we achieved a better understanding of the questions in the area of Almanac and Historical Astronomy asked in the Q&A service. Throughout this study, we find that the need of questions in the area of Almanac and Historical Astronomy are increasing with time, and the overall quality of the questions is getting improved. As we expect that the number of people using our Q&A service will increase and that the questions will get more difficult to answer, development of improved contents is required.

‘과학의 본성’ 교육 -그 다원성 고찰-

조은진 ( Eunjin Cho ),김찬종 ( Chan-jong Kim ),최승언 ( Seung-urn Choe ) 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.5

최근 유수 과학교육연구자들은 세계 여러 나라의 과학교육 현장은 물론, 과학교육 연구 전통에서 과학의 본성 교육의 중심축을 형성해온 ‘합의 과학의 본성 관점’에 대한 비판과 옹호 및 대안적 견해들을 갑론을박 형세로 제기하고 있다. 합의 과학의 본성 관점은 다각적인 경로를 통해 NOS 교육 표준화를 위해 구축한 ‘보편적 과학 지식의 본성’에 해당한다. 그 교의에는 과학 지식의 잠정성, 주관성, 이론의존성, 법칙과 이론, 관찰과 추론, 상상력과 창의성, 사회문화적 착근성 주제 등이 포함되며, 몇 가지 선언적 문장으로 구성된 리스트 형식을 취하고 있다. 본 연구자는 지금까지의 서구 과학교육 연구 내 NOS 개념화 전통은 물론, 현 시점에서 논의되는 NOS 교육의 동향을 파악하는 것이 현대적이며 미래 지향적 과학적 소양인 교육을 위해 필수적이라고 판단하였다. 이에 먼저 문헌 연구를 통해, 특히 과학에 대한 전체론적 인식론을 주창해 온 저명 과학교육 연구자들이 제시한 합의 NOS관점에 대한 논쟁과 비판의 요지를 파악하여 제시하였다. 이어 과학의 본성이 갖는 본유적 가치는 다양한 학문적 렌즈를 통해 과학이 기능하는 실제 방식을 표현하는데 있으므로, 그러한 기능을 충분히 수행하도록 이끌 수 있는 과학의 본성 개념에 다가가기 위해, 여러 대안적 과학의 본성의 내용 요소에 대한 제안 및 과학의 본성 교육에 대한 의견들을 살펴 보았다. 즉 ‘과학의 본성 개념이 갖는 논쟁적 요소에 대한교수’, ‘비판적 과학의 본성’, ‘비판적 사고력 과학의 본성’, ‘전체 과학’, ‘과학의 특성’, ‘재개념화 된 가족유사성 접근 과학의 본성’ 등을 고찰하여, 현대적 과학철학과 과학지식사회학에 기반을 두어 과학의 본성 내용 지식의 보편성과 다원성을 중심으로 그 함의를 제시하였다. Nature of Science(NOS) has been a well-organized focus of science education and one of the key elements in defining and cultivating scientific literacy for more than a century. In recent years, a specific description of NOS, which is often known as ‘the consensus view of NOS’, has become very influential and has gained ready acceptance as an arrangement for both curriculum building and research into understanding of NOS by students and teachers in many countries around the world. This study has two purposes; one is to review some debates and criticism on the consensus view of NOS which consists of a list of sentences to describe nature of refined and general science, which have been heated up for the last few years by many prominent science education researchers, and the other is to consider alternative perspectives on NOS for the purpose of a new direction of NOS education. As a result of an investigation into such views as ‘Teaching about NOS’, ‘Critical NOS’, ‘Critical Thinking-NOS’, ‘Whole Science’, ‘Features of Science’ and ‘Reconceptualized Family Resemblance Approach to NOS’, some implications which focus on the generality and plurality of content knowledge of NOS based on current philosophy of science and sociology of scientific knowledge are suggested for the improvement of teaching and learning NOS.

과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색

조은진 ( Eunjin Cho ),김찬종 ( Chan-jong Kim ),최승언 ( Seung-urn Choe ) 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.5

과학 교육의 궁극적 목표인 학생들의 과학적 소양을 배양하는데 있어 이하 모델과 모델링이 차지하는 핵심적 역할을 고려할 때, 중등과학 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하는 것은 모델 기반 교수·학습을 실제 과학 수업에 적용하기 위한 토대를 마련하기 위해 필수적이라고 할 수 있다. 모델 기반 교수·학습이란 학생들이 자신의 모델을 생성(generating), 평가(evaluating), 수정(modifying)하는 모델링을 통해 과학적 내용 지식을 학습하고 나아가, 과학의 본성에 대한 바람직한 이해를 구축하도록 모델과 모델링 과정에 대하여 학습하는 것을 의미하며, 그러한 모델링 수업의 안내자로서 과학 교사는 모델과 모델링에 대하여 튼튼한 이해를 소유하여야 한다. 이에 본 연구자는 현재 학교 현장에서 과학 교과를 가르치는 50명의 중등 과학 교사를 대상으로, 10개의 개방형 문항을 사용하여 다음과 같은 두 가지 범주의 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 인식, 첫째, 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 이해, 즉 정의, 예시, 목적, 다양성, 변화성, 설계와 구성, 평가 기준, 둘째, 교수도구로서의 모델과 모델링 활용의 중요성과 교수 의사를 조사하였다. 수집된 자료에 대한 질적 분석을 통하여 다음과 같은 결론에 도달 하였다. 첫째, 대부분의 과학 교사들은 모델이 갖는 교수도구로서의 기능적 측면에 집중하여, ‘실제의 단순화된 표상’이라는 모델 개념을 소유하지만, 과학 내용 전달 측면의 효용에만 집중하기 때문에, 과학에 있어서 모델과 모델링의 역할을 파악하지 못 하고 있다. 둘째, 대부분의 과학 교사들은 하나의 자연 현상을 표상하기 위해 다양한 모델이 구성될 수 있다는 사실과, 그러한 모델의 변화 가능성에 대하여 비교적 잘 인식하고 있으나, 모델의 설계와 구성이나 평가 기준 측면의 이해는 수정을 필요로 하는 제한적 수준에 머물러 있다. 셋째, 많은 교사들이 모델과 모델링에 대하여 가르치는 것의 중요성을 인식하지만, 여러 교육 과정 상의 현실적 어려움과, 교사의 지식 부족을 토로하여 모델과 모델링의 실제 현장 적용에 대해 부정적 시각을 견지하는 교사들이 상당하였다. 넷째, 물리, 화학, 지구과학 전공 교사들에 비하여, 생물 전공 교사들은 전공 또는 과목 의존적 이해의 양상, 즉 생물 교과에 자주 등장하는 기능적, 실물 모델에 국한된 모델 개념을 소유 하였고, 그러한 관점은 교수도구로서 모델과 모델링을 활용하는 것에 대한 부정적 견해로 나타나, 모델에 대한 지식과 신념 사이의 상호관련성이 일견 탐지되었다. 본 연구에서 중등 과학 교사들이 모델과 모델링에 대하여 무엇을 알고, 어떻게 가르치는가에 대한 기존의 인식을 탐색하여 분석한 결과는 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 이해의 제고를 위한 적극적인 개입에 대하여 큰 시사점을 갖는다. The purpose of this study is to probe secondary science teachers’ perception on scientific models and modeling. A total of 50 experienced science teachers were surveyed with 10 open-ended questions about several aspects of models and modeling: definition, examples, purpose, multiplicity, changeability, design/construction, evaluation and beliefs in the use of models and modeling as a teaching tool. The analysis of the data shows the following results: 1) understanding of models and modeling held by a majority of experienced secondary science teachers was far from that of experts as they concentrated on a model’s superficial, representative, and visual functions, 2) when it comes to their view toward the use of a model, a model does not remain in the stage of ‘doing science’ but in the stage of being a subsidiary teaching tool for the teacher’s explaining and the students’ understanding of scientific concepts, 3) the subjects they majored in made meaningful differences in their contextual understanding of models and modeling, 4) though most of the teachers acknowledged the importance of teaching about models and modeling, even a lot of them showed a negative position toward the opinion that they are willing to apply modeling to their classes. Implications of the results were discussed in terms of intervention in order to enhance secondary science teachers’ understanding and pedagogical content knowledge of models and modeling.

연소의 과학적 모형형성 수업에서 나타난 중학생의 사회적 상호작용 특징

박현주,김혜영,장신호,심영숙,김찬종,김희백,유준희,최승언,박경미,Park, HyunJu,Kim, HyeYeong,Jang, Shinho,Shim, Youngsook,Kim, Chan-Jong,Kim, Heui-Baik,Yoo, Junehee,Choe, Seung-Urn,Park, Kyung-Mee 대한화학회 2014 대한화학회지 Vol.58 No.4

이 연구는 연소의 과학적 모형형성 수업에서 나타난 중학생들의 사회적 상호작용의 특징을 문화적, 언어적 상호작용, 토론유형도(map)를 통해 분석한 것이다. 중학생의 연소에 대한 모형형성 과정을 사회적 상호작용 측면에서 CLEQ (Cultural Learning Environment Questionnaire)를 살펴보고 모형형성 측면에서 언어적 상호작용, 토론유형도를 통해 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학생들의 문화적 특징은 경쟁보다는 협동 측면에서의 집단주의를 선호하지만 과학학습 태도는 타인의존적인 경향이 높고, 모형형성 과정에서 스스로의 의견을 소극적으로 제시하는 것으로 조사되었다. 둘째, 언어적 상호작용의 특징은 모형형성에 관련된 지식을 단순하게 제시한 형태가 많았고, 상대방의 의견에 대한 반응과 피드백을 하는 메타인지 영역이 상대적으로 낮게 나타난 것으로 조사되었다. 셋째, 토론유형도는 특정한 학생에 의존하여 의견제시만 하는 개념제시 상호작용과 응답진술을 반복하며 이루어지는 반응 상호작용이 많은 것으로 나타났고, 의견교환 할 때 새로운 의견제시, 수정, 근거를 들어 설명하는 등의 정교화 상호작용은 적은 것으로 조사되었다. 이 연구는 모형형성에 영향을 주는 상호작용 유형에 대한 이해와 우리나라 학생들의 상황을 고려한 사회적 상호작용을 위한 교수 설계의 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다. The purpose of this study was to investigate the characteristics of social interaction on cultural aspects, verbal interaction, and discussion maps in scientific modeling instruction on combustion in middle school. Revised-CLEQ (Cultural Learning Environment Questionnaire), verbal interaction framework, discussion maps analysis were implemented for this study. The results of study follow respectively. First, the characteristics on cultural aspects of middle school students showed cooperation rather than competition in terms of collectivism. Students' attitudes to learning science tended to depend on others' idea, and students were passive and reluctant to present their comments when they were modeling work. Second, for the characteristics of verbal interaction, they simply presented knowledge related to build a model. The response to comments and feedback was relatively few. Third, discussion maps showed a lot of interaction for reponses that was alternatively brought the concept of commenters, which students were depended on a specific one, and responses. There were not many interaction for elaboration, which were described to have new presented ideas, corrections, and reasons when they exchange their ideas. In this study the model type of interaction affecting the formation of the students understanding of and in our country, it makes a lot of social interactions as the basis for teaching system could be utilized.