Digital Literacy in the 2015 and 2022 Revised Science Curriculum: Emphasis on Elementary Science

Lim,Heejun(Heejun Lim) 경인교육대학교 교육연구원 2022 교육논총 Vol.42 No.-

This study compared the characteristics of digital literacy in the 2022 revised science curriculum to the 2015 revised science curriculum for elementary school. In the aspects of the overview, achievement standards, teaching-learning and evaluation method in 2015 and 2022 revised science curriculum documents, the content related to digital literacy was compared. The 2015 revised curriculum offered at the level use of audio-visual tools or Internet data. The 2022 revised curriculum, in contrast, promotes digital literacy instruction and is enlarged and highlighted the use of smart devices, digital devices, softwares, and data sharing through social network platforms. The clear direction and emphasis were more than the 2015 curriculum appeared in grade 5th-6th achievement standards. In the directions and method of teaching and learning, the 2022 revised curriculum offers more diverse and particular teaching and learning for digital literacy in response to changes in the digital education environment. In the aspect of evaluation direction, digital literacy–related contents were not specifically presented in the 2015 revised curriculum, however, evaluation methods or evaluation tools using digital educational environments such as online learning support tools are covered in the 2022 revised curriculum.

Remediation of heavy metal-contaminated soils using eco-friendly nano-scale chelators

Lim, Heejun,Park, Sungyoon,Yang, Jun Won,Cho, Wooyoun,Lim, Yejee,Park, Young Goo,Kwon, Dohyeong,Kim, Han S. Techno-Press 2018 Membrane water treatment Vol.9 No.3

Soil washing is one of the most frequently used remediation technologies for heavy metal-contaminated soils. Inorganic and organic acids and chelating agents that can enhance the removal of heavy metals from contaminated soils have been employed as soil washing agents. However, the toxicity, low removal efficiency and high cost of these chemicals limit their use. Given that humic substance (HS) can effectively chelate heavy metals, the development of an eco-friendly, performance-efficient and cost-effective soil washing agent using a nano-scale chelator composed of HS was examined in this study. Copper (Cu) and lead (Pb) were selected as target heavy metals. In soil washing experiments, HS concentration, pH, soil:washing solution ratio and extraction time were evaluated with regard to washing efficiency and the chelation effect. The highest removal rates by soil washing (69% for Cu and 56% for Pb) were achieved at an HS concentration of 1,000 mg/L and soil:washing solution ratio of 1:25. Washing with HS was found to be effective when the pH value was higher than 8, which can be attributed to the increased chelation effect between HS and heavy metals at the high pH range. In contrast, the washing efficiency decreased markedly in the low pH range due to HS precipitation. The chelation capacities for Cu and Pb in the aqueous phase were determined to be 0.547mmol-Cu/g-HS and 0.192mmol-Pb/g-HS, respectively.

오비탈과 원자 모형에 대한 과학 고등학교 학생들의 이해

임희준(Heejun Lim),장신호(Shinho Jang) 한국열린교육학회 2004 열린교육연구 Vol.12 No.2

본 연구에서는 과학 고등학교 학생들을 대상으로 오비탈 및 원자 모형에 대한 이해, 오비탈과 원자 모형 사이의 관계에 대한 이해, 그리고 오비탈 개념의 유용성에 대한 인식을 조사하였다. 조사 결과, 80% 정도의 학생들이 오비탈을 전자가 발견될 확률을 나타낸 함수 또는 공간 영역으로 적절하게 이해하고 있었다. 그러나 원자 모형에 대해서는 약 60% 정도의 학생들이 원자핵을 중심으로 한 공전 운동으로 원자핵 주변의 전자 운동을 이해하고 있었다. 또한, 대부분의 학생들이 오비탈에 대해서는 적절한 개념을 가지고 있음에도 불구하고 오비탈이 현대의 원자 모형을 설명하는 개념이라는 사실에 대해서는 65% 정도의 학생들만이 인식하고 있었으며, 이들 중에서도 많은 학생들이 보어 모형과 오비탈 모형이 혼재된 형태로 이해하고 있었다. 또한 오비탈 개념이 화학 결합 및 분자 구조 등의 이해와 밀접한 관련이 있음에도 불구하고, 30% 이상의 학생들이 오비탈 개념이 다른 화학 개념의 학습이나 이해에 전혀 도움이 되지 않았다고 응답하였으며, 특히 오비탈 개념 학습을 과학 지식의 발전과 연결지어 생각하는 학생은 거의 없었다. 본 연구의 결과는 교과서나 화학 수업에서 오비탈 개념이 다른 관련 개념과의 관련성 및 과학의 발전에서 지니는 의미 등을 토대로 지도될 필요가 있음을 시사한다. This study investigated science high school students' understanding of orbitals and the atomic model, and the relationship between them, and examined students' perceptions of usefulness of the orbitals concept. The results revealed that around 80% of the students understood orbitals as mathematical function of the probability distribution of electrons or areas that electrons could be found. However, around 60% of the students explained the atomic model as the electrons revolving around a nucleus. Although the majority of the students understood orbitals appropriately, only 65% of the students responded that the orbital model is the contemporary atomic model. The students recognized the atomic model as a hybrid model of Bohr's model and the orbital model. Despite the close connections among the orbital concept and other chemical concepts, such as chemical bonding, molecular structure, etc, over 30% of the students answered that the orbital concept was not helpful for learuing other chemistry concepts and understanding. Moreover, there were few students who appreciated learuing the orbital concept in relation to learuing of the nature of science/scientific knowledge. The results indicate that the orbital concept need to be taught on the basis of the relationships with other chemical concepts and the understanding of the nature of science.

초등학생의 증거에 기반한 과학적 설명의 수정 과정 고찰

임희준 ( Heejun Lim ) 한국초등과학교육학회 2015 초등과학교육 Vol.34 No.3

The purpose of this study was to explore the characteristics of elementary science gifted students` modification of scientific explanations based on evidences. For this study, sixteen 6th elementary students were participated. The subjects of this study were enrolled in the program for the science gifted. Students were asked to generate initial hypotheses before experiment, and to modify and revise their scientific explanations based on the experiments about water rising in burning candle(s). All the processes of small group discussion during the inquiry were audio-recorded. Students` modification of their scientific explanations were appeared in three types: 1) appropriate connections among evidences, reasoning, and claims, 2) disconnections among evidences, reasoning, and claims and/or use of inappropriate reasoning, 3) scientific explanations without their own understanding. Other problems that students encountered in the processes of modification of their explanations were also discussed.

과학 분야 사사 프로그램에 대한 학생 및 교수들의 인식조사

임희준(Heejun Lim) 한국영재학회 2004 영재교육연구 Vol.14 No.1

본 연구에서는 고등학교 영재 학생을 위한 미국의 한 과학 분야 사사 프로 그램을 통하여 학생들이 사사 프로그램에 참여한 이유, 학생들이 사사 프로 그램을 통하여 배운 점, 그리고 학생 프로젝트의 평가와 지도에 대한 교수들 의 인식을 조사하였다. 이 사사 프로그램은 여름방학 7주 동안에 걸쳐 단기적 이고 집중적으로 진행되는 프로그램이었으며, 연구를 위한 자료로는 학생들의 프로젝트 관련 산출물, 생활일지, 실험실 및 전체 토의 시간에 대한 참관 노 트, 학생 및 일부 지도 교수들에 대한 면담 자료 등이 사용되었다. 학생들이 프로 그램에 참여한 이유는 대학의 전문 과학자와의 연구 수행, 실제 과학 연구에 대한 이해, 진로 탐색 등 주로 과학 분야에 대한 관심과 내적 동기에 기반한 것이었다. 사사 프로그램에의 참여를 통하여 학생들이 배운 점은 실제 과학 연구의 본성, 과학 분야의 지식, 진로 확인 및 탐색 등으로 나타났다. 한 편, 학생 프로젝트에 대한 평가와 지도는 교수와 학생 사이의 지속적인 상호 작용과 인지적 도제 관계를 통하여 이루어졌다. This study investigated a 7-week summer science research apprenticeship program for gifted high school students in U.S. The purpose of the study was to examine the reasons why the high school student participated in the program, the students' perceptions on the benefits of the apprenticeship program, and to investigate mentors' perceptions on assessment and mentorship of the students' projects. For this study, laboratory works and group meetings were observed, students' journal and research products were analyzed, and interviews were administrated with student apprentices and some mentors. The result revealed that the main reasons of students' participation were to perform research with university professionals, to understand the scientific research, and to explore their college/career decisions. Students' participation was strongly associated with their internal motivation and interests. The students perceived the benefits of the apprenticeship program as providing them with the experience of the nature of real scientific research, of learning of scientific knowledge on the focus area, and wiser college/career decisions. Students' projects were assessed and guided through on-going interactions and cognitive apprenticeship between mentors and student apprentices.

저채산성 동폐기물의 습식 재활용 기술

임희준 ( Heejun Lim ),박영구 ( Young-goo Park ),김홍석 ( Hong-suk Kim ),박지윤 ( Ji-yoon Park ),손명진 ( Myungjin Son ),전유립 ( You-lip Jeon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-

전자산업의 발달로 인한 소재 및 부품 수요 증가로 이를 가공하는 공정에서 발생되는 부산폐기물의 양은 증가하고 있으며, 이 중 한정된 자원인 구리 등의 금속자원에 대한 재활용 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 구리는 전자 산업의 핵심 부품 중 하나로 이를 가공하는 과정에서 동을 함유한 슬러지, 폐염산, 폐질산 등의 액 ㆍ고상의 폐기물이 발생되는데, 이 중 구리의 농도가 낮거나 염산, 황산, 질산 등의 강한 무기산을 포함한 폐기물의 경우 낮은 채산성으로 인하여 재활용되지 못하고 처리 후 매립되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 대형 설비가 필요한 건식 재활용 방법이 아닌 철강 산세과정에서 발생되는 폐염산을 이용한 고효율의 저비용 습식 재활용 방법을 적용하여 저채산성의 동폐기물로부터 구리를 회수하는 것을 목적으로 한다. 고상 동폐기물인 저품의 동슬러지로부터 구리를 회수하기 위한 방법으로 폐염산을 이용한 침출 및 철 치환반응을 통한 구리 습식재활용 기술을 이용하였다. 24% 구리 함량을 갖는 동슬러지를 대상으로 국내 A 철강회사에서 배출되는 폐염산(잔류 염산 농도 5%, Fe 농도 7.1%)을 사용하여 동슬러지로부터 구리를 침출하고, 철과 구리 금속의 이온화 경향을 이용한 금속 치환반응을 통해 동슬러지 침출액으로부터 구리 조금속을 회수하였다. 액상 동폐기물은 구리를 질산으로 세척한 세척 폐액(폐질산) 및 구리 전선 제조 시 발생하는 폐황산을 대상으로 가성소다(NaOH), 소석회(Ca(OH)2), 소다회(Na2CO3) 등을 이용하여 중화한 후, 발생한 슬러지를 고상폐기물 재활용방법에 따라 구리를 회수하였다. 저채산성의 동폐기물로부터 폐염산을 이용한 구리 회수 결과 순도 99.5% 이상의 구리 금속 분말을 얻을 수 있었으며, 회수율은 99.8%로 나타났다. 또한, 구리 회수 후 부산물로 발생한 염화제일철은 철 함량 13%, 아연, 납, 크롬, 카드뮴 등 중금속 함량 각각 14, 20, 22, 35 mg/kg로 나타났다. 재활용되지 못하고 처리 후 매립되는 동폐기물 대상으로 경제적인 방법으로 구리를 회수하고, 부산물을 재활용할 수 있는 친환경적인 습식 재활용 기술을 개발하였으며, 본 기술을 통해 회수된 구리는 99.5% 이상의 높은 순도 및 99.8% 이상의 높은 회수율을 나타내는 것으로 확인하였다. 사사: 이 연구는 한국산업기술진흥원(사업화연계기술개발사업), 중소벤처기업부(창업성장 기술개발사업)의 지원을 받아 수행된 결과임(과제번호 P0003792, S2530687).

디지털 교과서를 활용한 초등 과학 수업에 대한 비평적 접근

임희준 ( Heejun Lim ),오필석 ( Phil Seok Oh ) 경북대학교 과학교육연구소 2014 科學敎育硏究誌 Vol.38 No.2

The purpose of this study was to explore what a science lesson using a digital textbook looked like and what kinds of implications could be drawn from the lesson. The study qualitatively described a 4th grade science lesson in the unit of Earth and Moon, analyzed the structure of the lesson, and critically interpreted the meaning of it. It was revealed that the introduction of a digital science textbook did not bring about changes in the already patternized structure of elementary science instruction as well as in the manner of classroom interaction. The result was followed by discussion concerning the ways the use of a digital textbook could change elementary science instruction and enable new types of classroom interaction. It was suggested that negotiations should be reached about the nature of digital science textbooks and their developments and that the teacher`s own pedagogical roles in the science classroom should be improved.

지속가능발전목표(SDGs)에 대한 초등예비교사의 이해, 인식, 실천

임희준(Lim, Heejun),노석구(Noh, Sukgoo),송현순(Song, Hyunsoon),장인실(Chang, Insil),최일선(Choi, Ilsun) 에너지기후변화교육학회 2020 에너지기후변화교육 Vol.10 No.3

본 연구에서는 지속가능발전목표(SDGs)에 대한 초등예비교사의 이해, 인식, 실천에 대하여 살펴보았다. 연구 대상은 250명으로 구글 설문으로 자료를 수집하였다. 지속가능발전목표(SDGs)에 대한 이해를 조사한 결과, ‘빈곤층 감소와 사회안전망 강화’, ‘성평등 보장’을 지속가능발전목표(SDGs)라고 파악하지 못하는 학생들이 많았으며, 환경보존 관련 목표에 대한 이해가 높았다. 초등예비교사들의 전반적으로 지속가능발전목표에 대한 인식의 수준이 높았으며, ‘건강하고 안전한 물관리’, ‘건강하고 행복한 삶’에 대한 인식은 특히 높은 반면 경제성장 영역의 목표들에 대한 인식은 낮게 나타났다. 학년별로는 1∼2학년보다 3∼4학년의 인식 점수가 더 높아 지속가능발전목표(SDGs)에 대한 인식이 학년에 따라 더 강화되고 있음을 알 수 있었다. 지속가능발전목표(SDGs)의 실천과 관련해서는 ‘모두를 위한 양질의 교육’, ‘성평등 보장’에 대한 실천 의지가 특히 높은 것으로 나타났다. 인식과 실천 사이에 차이가 있었으며 전체적으로는 높은 인식에 비하여 실천 경험이나 실천 의지는 그에 비해 낮음을 알 수 있었다. 예비교사교육에서 지속가능발전목표(SDGs)의 다양한 측면에 대한 이해, 인식과 실천 사이의 격차를 줄이는 노력이 이루어질 필요가 있을 것이다. This study investigated preservice elementary teachers’understanding, perceptions, and practice on sustainable development goals (SDGs). The subject of this study were 250 preservice elementary teachers. The data was collected with Google survey. The results were as followings. In terms of understanding of SDGs, many preservice elementary teachers didn’t understand that ‘no poverty’ and gender equity’ are SDGs, while they highly understood the environment conservation related goals as SDGs. In terms of perceptions of SDGs, preservice elementary teachers’s perceptions were generally high. Especially their perceptions on ‘clean water and sanitation’ and ‘good health and well-being’ were high, while their perceptions on economic developmental related goals were low. Junior/seniors perceptions on SDGs were higher than those of freshman/sophomore. In terms of practice of SDGs, preservice elementary teachers’ practice or effort for practice on ‘quality education’ and ‘good health and well-being’ were high. There were significant difference between preservice elementary teachers’ perceptions and practice on SDGs. Educational implications for elementary teacher education for ESD were discussed.

Polydopamine-Derived Nitrogen-Doped Graphitic Carbon for a Bifunctional Oxygen Electrode in a Non-Aqueous Li-O₂ Battery

Lim, Katie Heeyum,Kweon, Heejun,Kim, Hansung The Electrochemical Society 2017 Journal of the Electrochemical Society Vol.164 No.7

<P>Nitrogen-doped graphitic carbon was developed through a simple, facile and controllable method in the pursuit of advanced oxygen electrode materials for use in non-aqueous Li-O-2 batteries. These materials were synthesized by directly coating a thin layer of polydopamine (PDA) on the cage-like structure of graphitic carbon followed by subsequent carbonization without the aid of metal catalysts. By virtue of the versatile coating ability associated with the high nitrogen content, dopamine was demonstrated to be an effective precursor for the preparation of nitrogen-doped graphitic carbon. Various experimental results indicated that dopamine-derived nitrogen-doped graphitic carbon improved the performance of Li-O-2 batteries in terms of capacity, rate capability and cycle life. The enhanced performance was attributed to the formation of active nitrogen functional groups, which benefit the fast electrochemical kinetics of the oxygen reduction and oxygen evolution reactions in the oxygen electrode of Li-O-2 batteries. (C) 2017 The Electrochemical Society. All rights reserved.</P>

Three-Dimensional Nitrogen-Doped Hollow Carbon Fiber with a Micro-Scale Diameter as a Binder-Free Oxygen Electrode for Li-O₂ Batteries

Lim, Katie Heeyum,Kweon, Heejun,Kim, Hansung The Electrochemical Society 2019 Journal of the Electrochemical Society Vol.166 No.14

<P>A nitrogen-doped hollow carbon fiber was prepared using polydopamine and electrospun polystyrene fibers as a sacrificial template for the oxygen electrode of Li-O<SUB>2</SUB> batteries. Owing to the fiber structure, a binder is not needed to fabricate the electrode, which eliminates the possibility of side reactions associated with a binder. It was demonstrated that the hollow tubular structure with a large inner diameter is highly effective for accommodating a substantial amount of discharge products without hindering the mass transfer of reactants, even under the fully discharged condition. The reversibility and rate capability were improved by optimizing the length of the fiber. The nitrogen-doped carbon reduced the overall overpotential between the oxygen reduction and oxygen evolution reactions. Therefore, the nitrogen-doped hollow carbon fiber can be used to obtain a highly effective oxygen electrode for Li-O<SUB>2</SUB> batteries.</P>