실험용 지진계의 개발 및 지구 과학 탐구 도구로서의 활용 가능성 탐색
Development of Experimental Seismometer and Exploration its Applicability for Investigation Tool in Earth Science
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
오늘날 지진관측소에 설치된 지진계는 자석의 움직임에 의해 유도된 전류의 세기 변화로 지반의 진동을 측정하고 있다. 그러나 현재 교과서에 수록된 지진계는 현대식 지진계의 원리를 보여주고 있지 못하며, 현대식 지진계의 원리를 다룬 교육용 지진계의 경우에도 그 구조가 복잡하여 학생들이 지진계의 작동 원리를 이해하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 이 연구에서는 자석과 코일의 상대운동으로 발생한 미세 전류를 이용하여 지반의 진동을 감지하는 실험용 지진계를 개발하고, 지구과학 탐구 도구로서 실험용 지진계의 활용 가능성을 살펴보았다. 실험용 지진계에 대한 성능시험 결과, 진동의 세기에 따라 실험용 지진계의 코일에 크기가 다른 유도 전류가 발생하였고, 진동 발생 장치의 진동에 의한 가속도의 크기 변화와 지진계의 코일에 유도된 전류의 세기 변화 패턴이 일치하였다. 또한, 예비교사와 현직교사들을 대상으로 탐구 측면에서 실험용 지진계 사용의 적합성 여부를 조사한 결과, 실험용 지진계가 기존 교육용 지진계보다 탐구 도구로 사용하기에 더 적합한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 지구과학 수업에서 실험용 지진계를 현대식 지진계의 기본 원리를 익히고 과학 탐구 기능을 향상시키기 위한 탐구 도구로 활용할 수 있음을 시사한다.
Abstract
Seismometers installed in seismic stations today measure ground vibrations with changes in the intensity of induced current caused by the movement of magnet. However, current seismometers in textbooks do not show the principles of modern seismometers, and even the educational seismometers dealing with the principles of modern seismometers have a complicated structure that makes it difficult for students to understand how seismometers work. In this study, I developed an experimental seismometer that detects ground vibrations using micro-currents generated by the relative motion of magnet and coils, and explored its applicability for investigation tool in earth science. As a result of the performance test on the experimental seismometer, the induced currents of different magnitude were generated in the coils of the experimental seismometer according to the vibration intensity, and the pattern of magnitude change of the acceleration due to the vibration of the vibration generating device was consistent with the pattern of intensity change of induced current in the coils of the seismometer. In addition, a survey of pre-service and in-service teachers showed that the experimental seismometer was more suitable for use as an investigation tool than an existing educational seismometer. The results of this study suggest that the experimental seismometer can be used as an investigation tool in earth science classroom to learn the basic principles of modern seismometers and to improve science process skills.
참고문헌 (27)
- "2015", ~
- "2009", ~
- 권용주, "과학교육: 사고에서 학습까지", pp.356~358 (2013), 도서출판 북스힐
- 김찬종, "지구과학 교재 연구 및 지도", pp.250~251 (2008), 자유아카데미
- 배영부, "초등과학교육에서 탐구과정기능의 활용", 한국초등교육, 19(2), pp.89~102 (2009), 초등교육연구원[DOI]
- 이규석, "우리나라 과학과 교육과정의 변천", pp.49~52 (2015), 교육과학사
- 이기영, "지구과학Ⅱ", pp.21~ (2018), 비상교육
- 이영희, "과학적 탐구", pp.59~60 (2015), 교육과학사
- 이진우, "지구과학Ⅱ", pp.22~ (2018), 미래엔
- 장재철, "위성 영상을 활용한 과학 영재 대상 R&E 교육 프로그램 개발 -시흥시 주변 지표이용분류를 중심으로-", 현장과학교육, 11(1), pp.98~112 (2017), 한국현장과학교육학회[DOI]
- 조희형, "과학교육의 이론과 실제", pp.335~338 (2011), 교육과학사
- Chiappetta EL, "Science Instruction in the Middle and Secondary Schools: Developing Fundamental Knowledge and Skill", pp.255~257 (2015), Pearson Education
- Freedman MP, "The influence of laboratory instruction on science achievement and attitude toward science across gender differences", Journal of Women and Minorities in Science and Engineering, 8(2), pp.191~200 (2002)
- Hofstein A, "The laboratory in science education: Foundations for the twenty-first century", Science Education, 88, pp.28~54 (2004)
- 김찬종, "Inferences Frequently Used in Earth Science", 한국지구과학회지, 23(2), pp.188~193 (2002), 한국지구과학회
- Lillie RJ, "알기쉬운 지구물리학", pp.235~ (2001), 시그마프레스
- Marra G, "Ultraatable laser interferometry for earthquake detection with terrestrial and submarine cables", Science, 361, pp.486~490 (2018)
- Marshak S, "Earth: Portrait of a Planet", pp.325~327 (2015), Norton & Company
- Michael JP, "Earth Science", pp.160~197 (2009), Pearson Education, Inc
- Minner DD, "Inquiry-based science instruction-What is it and does it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002", Journal of Research in Science Teaching, 47(4), pp.474~496 (2010)
- Musset AE, "지구물리탐사 개론", pp.26~27 (2014), 시그마프레스
- National Research Council (NRC), "Inquiry and the National Science Education Standards", pp.124~126 (2000), National Academy Press
- NGSS Lead States, "Next Generation Science Standards:For States", pp.48~66 (2013), The National Academies Press
- Pyle EJ, "Science as Inquiry in the Secondary Setting", pp.31~40 (2008), NSTA press
- Sager RJ, "Modern Earth Science", pp.98~115 (2002), Holt, Rinehart and Winston
- Skinner BJ, "The Blue Planet: An Introduction to Earth System Science", pp.146~148 (2011), John Wiley & Sons
- Tarbuck EJ, "Earth Science", pp.246~ (2015), Pearson Education