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중등학교 교과서 해양 수온의 계절변화 이해를 위한 위성 해수면온도 데이터 시각화 프로그램

A Program of Satellite Sea Surface Temperature Data Visualization for Understanding of Seasonal Change in Oceanic Temperature in Secondary-School Textbooks

박경애|이은영
한국현장과학교육학회 (The Korean Society for School Science)|2022.05|현장과학교육 (School Science Journal)|제16권 제2호|pp. 206-224|DOI 10.15737/ssj.16.2.202205.206

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교과서Textbook데이터 시각화Data VisualizationSatellite그래픽 사용자 인터페이스해수면온도위성Sea Surface Temperature (SST)Graphic User Interface (GUI)

초록

해수면온도는 기후변화에 대한 핵심적 역할을 하는 해양-대기 변수이다. 해양 수온의 시간적, 공간적 변화를 인지하는 것은 교수-학습 과정에서 매우 중요하다. 2015 개정 교육과정에 기반한 중등학교 교과서에서는 우리나라 주변 바다의 계절별 수온 분포 특성에 대한 탐구활동을 다루고 있고, 주로 2월(겨울)과 8월(여름)의 해수면온도 자료 삽화를 대표로 제시하고 있다. 한반도 주변해에서의 해수면온도는 복잡하게 변화하기 때문에 학생들이 원하는 해역과 시간의 해수면온도 분포를 파악할 수 있는 교육 도구가 필요하다. 본 연구에서는 교수-학습 활동에서 간단한 조작을 통하여 해수면온도의 분포를 이해할 수 있도록, 인공위성 빅데이터를 기반으로 하는 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 프로그램을 교육 도구로 개발하였다. 2007년 1월부터 2021년 12월까지 최근 15년간의 Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA) 인공위성 해수면온도 자료를 입력자료로 활용하였다. 개발된 GUI 프로그램은 화면에서 시간 및 영역을 선택하여 입력하면, 우리나라 주변 월 평균 해수면온도 데이터를 자동으로 가시화하도록 설계되었다. 이 GUI 프로그램은 특정 상용 소프트웨어를 사용하지 않으며, 단독 수행 파일만으로 설치하여 운용할 수 있는 장점이 있다. 학생과 교사는 본 프로그램을 통하여 장기간 해수면온도 평균장과 함께 특정 시간과 공간에서의 해수면온도 분포 및 계절 변동 특성을 이해할 수 있는 탐구활동을 보다 효율적이며 창의적으로 진행할 수 있다. 본 연구는 장기 관측 위성자료를 활용한 GUI 교육용 프로그램을 실제 교육 환경에서 활용할 수 있는 새로운 가능성을 제시하였고, 이를 통해서 데이터 시각화 영역의 데이터 리터러시 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

Abstract

Sea surface temperature (SST) is an ocean-atmosphere variable that plays a key role in climate change. Recognizing the temporal and spatial changes in oceanic temperature is very important in the teaching-learning process. The secondary school textbooks based on the 2015 revised curriculum include exploration activities for seasonal distribution of water temperature in the sea around the Korean Peninsula, and mainly provide illustrations of SST in February (winter) and August (summer) as representatives. Since there are complex variations of the SST in the seas around the Korean Peninsula, educational tools are needed to help students to understand the distribution of SST in the space and time that they want to know. In this study, a graphic user interface (GUI) program was developed as an educational tool based on satellite big data to understand the distribution of SST through simple operation in teaching-learning activities. Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA) data for the past 15 years from January 2007 to December 2021 were used as input data. The developed GUI program is designed to automatically visualize the monthly mean SST data in the seas around Korea by inputting time and space information on the screen. This GUI program does not use specific commercial software and has the advantage that it can be installed and operated with only an executable file. Through this program, students and teachers can more efficiently and creatively conduct inquiry activities to understand the distribution and seasonal variations of SST in a specific time and space along with the long-term mean field of SST. This study suggests a new possibility to use the GUI educational program based on long-term satellite-observed data in an actual educational environment, and it is expected that this program will contribute to the data visualization area among data literacy.

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