2015 개정 교육과정의 ‘과학탐구실험’ 실행에 대한 사례연구 -문화역사적 활동이론(CHAT) 측면에서의 이해-

신소연,박철규,이창윤,홍훈기 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.6

As ‘Science Inquiry Experiment’ is newly introduced in the high school curriculum, where inquiry and experiment oriented education is insufficient, this study aims to analyze teacher’s practice of ‘Science Inquiry Experiment’ in depth and identify contradictions during its process in the perspective of Cultural Historical Activity Theory. The research participant is teacher SHIN who is exclusively responsible for Science Inquiry Experiment. Starting with reflection on the practice of Science Inquiry Experiment class conducted in the first semester, interviews with participants, participatory observation and local materials were used during the 2nd semester's Science Inquiry Experiment class. A descriptive analysis of the teacher SHIN's practice of Science Inquiry Experiment was carried out and the contradictions in the activity system of the teacher SHIN were identified. The result reveals that in the overall practice of teaching Integrated Science and Science Inquiry Experiment, there were contradictions between teacher SHIN’s recognition about cooperation(subject) and shared responsibility with other teachers(division of labor), and between teacher SHIN’s recognition about the subjects(subject) and contrasting contents in teacher training courses(community). In the practice of teaching Science Inquiry Experiment, there were specific contradictions between teacher SHIN’s recognition about the subject(subject) and time of job assignment(rule), between experimental activities(object) and experimental tools(tool), and between purpose of the subject(object) and directions about assessment(rule). These contradictions directly or indirectly influence the practice of teaching Science Inquiry Experiment. There needs to be support for constructing an activity system capable of supporting and promoting teachers’ practice of Science Inquiry Experiment, and we made several suggestions to resolve the problems. 본 연구는 그간 탐구 및 실험중심의 교육이 미비했던 고등학교 현장에 ‘과학탐구실험’이 신설·도입됨에 따라 교사의 과학탐구실험 실행과 그 과정에서 발생하는 모순을 문화역사적 활동이론(CHAT)의 관점으로 심층적으로 분석하였다. 연구참여자는 경기도에서 과학탐 구실험을 전담하고 있는 신교사로, 1학기의 과학탐구실험 수업 운영에 대한 반성을 시작으로 2학기 과학탐구실험 수업 운영과 함께 과학 탐구실험 운영과 관련된 활동체계 요소를 중심으로 참여자에 대한 면담, 수업에 대한 참여관찰, 과학탐구실험 운영과 관련된 현지자료 등을 분석에 사용하였다. CHAT의 6가지 활동체계 요소를 중심으로 신교사의 과학탐구실험 실행에 대한 기술적 분석을 실시하였으며, 신교사의 활동체계 내에서 발생하는 모순을 규명하였다. 신교사의 통합과학과 과학탐구실험 실행 전반에 걸쳐 드러나는 모순은 신교사 (주체)와 동료교사와의 공유된 책무성의 부재(분업) 사이에서, 그리고 신교사(주체)와 상반된 내용의 직무 연수(공동체) 사이에서 발생하였 다. 신교사의 과학탐구실험 실행 과정에서의 특이적 모순은 교과 특성에 대한 인식(주체)과 업무분장 시기(규칙), 탐구실험의 특징(객체) 과 미비한 실험실 환경과 도구준비 과정(도구), 그리고 과학탐구실험의 목표(객체)와 평가 지침(규칙) 사이에서 발생하였다. 이러한 모순은 직·간접적으로 신교사의 과학탐구실험 교수 실천에 영향을 끼쳤으 며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 교사의 과학탐구실험 수업 실행을 지원하고 촉진할 수 있는 활동체계가 조성되기 위한 지원과 구조적 체제가 마련되어야 할 필요가 있다. 본 연구는 과학탐구실험이 라는 신설 교과를 운영하는 과정에서 교사를 둘러싼 문화적, 구조적 요인들과 활동체계 요소들의 연관 속에서 발생하는 모순에 주목하였 다는 점에서 의의가 있다.

연구논문 : 실험고고학을 통해 본 영산강유역 옹관의 제작 기술에 대한 연구-성과와 과제를 중심으로-

전영호 ( Yong Ho Jeon ) 호남사학회(구 전남사학회) 2013 역사학연구 Vol.52 No.-

영산강유역의 고대사회를 이해함에 있어 가장 중요한 키워드를 꼽으라고 하면 ‘옹관(甕棺)’을 들 수 있다. 기존에 영산강유역 옹관에 대해서는 고고학·역사학·자연과학적 측면에서 다양한 방식으로 연구되어 왔다. 하지만 옹관이 지니고 있는 기술적 측면에 대한 심도 있는 논의가 제대로 이루어지 않아 옹관이 지니고 있는 정치사회적 의미를 제대로 파악하기는 더더욱 어려웠다. 무엇보다도 크기가 2m에 달하는 옹관을 어떻게 만들었고, 무덤까지 운반한 지에 대해서는 막연한 추측에서 논의가 이루어질 뿐 세밀한 검토는 거의 이루어지지 못하였다. 이에 영산강유역의 옹관에 대한 제작 기술을 복원하기 위한 본격적인 시도로 국립나주문화재연구소는 2008년부터 『대형옹관제작 고대기술 복원 프로젝트』 사업을 추진해 오고 있다. 이 사업은 영산강유역의 U자형 전용옹관에 대한 제작기술을 고고학적 조사 및 연구뿐만 아니라 자연과학적 분석과 실험고고학적 연구를 함께 융합하여 추진하여 왔다. 특히 옹관에 대한 ‘자료수집 및 분석’+‘고고학적 발굴조사(옹관가마 및 고분)’+‘자연과학적 분석’을 토대로 하여 ‘모의실험→태토조성 및 배합실험→성형실험→가마 제작 및 복원 실험→소성실험’의 과정으로 2008년부터 2012년에 걸쳐 총 5회의 제작실험을 실시하였다. 그리고 매 회 실험에 대한 결과를 ‘고고학적 발굴조사+자연과학적 분석’에 환류시켜 검증하고 이런 결과를 종합적으로 정리하고 평가 및 진단하여 후속 실험을 추진하였다. 이런 방식은 기존의 옹관, 더나나아 실험고고학적 연구와 차별화된 시도로 평가받고 있다. 그동안의 옹관에 대한 제작실험을 통하여 영산강유역의 옹관을 제작하기 적합한 태토, 성형기법을 비롯한 제작 기술 공정을 복원하였다. 옹관 태토는 구릉성 산지의 기저부에 퇴적된 점토에 풍화석영이 10~30% 혼입되어 있어야 한다. 그리고 옹관은 점토띠를 3~4단 올린 후에 건조시킨 후에 다시 올려 쌓아 저부를 먼저 만든 후에 뒤집어서 거치대에 올린 후에 동체 및 구연부를 쌓아 올리는 방식(도치후 정치성형)이 실제 옹관에서 나타나는 분할성형흔, 손누름흔, 타날흔 등을 가장 잘 보여주는 기법으로 밝혀졌다. 그리고 옹관 가마는 지하로 130~140cm 땅을 파고 나무나 띠풀 등 식물 재료를 새끼줄로 엮어 골격을 만든 후에 볏짚을 섞은 진흙을 올려 가마의 아궁이를 포함한 연소부를 제외하고 지붕을 만들었다. 이어서 한달 이상 건조한 옹관을 옹관편이나 모래 등으로 받쳐 재임한 후에 아궁이를 만들어서 가마를 마무리를 하였다. 옹관의 색상은 소성온도[중저화도(900℃이하), 고화도(900~1,200℃)] 및 방식(산화소성, 환원소성), 태토에 따라 적갈색·회백색(중저화도 산화소성)·회청색(중저화도·고화도 환원소성)을 나타내고, 흑반은 소성온도(중저화도)와 재임방식(모래받침, 토광받침)에 의하여 다양한 형태를 띠고 있다. 다음으로 영산강유역 옹관의 제작기술을 실험고고학적으로 복원함에 있어 다각적인 조사 및 연구방법론을 결함함으로써 한국의 실험고고학적 연구방법론에 새로운 방안을 제시하여 주었다. 이를 통해 영산강유역 옹관고분사회를 좀더 입체적으로 조망할 수 있게 되었다. 그러면서도 영산강유역 옹관에 대한 제작실험을 추진하는 과정에서 문제점과 한계도 엄연하게 존재한다. 제작실험의 횟수가 좀 더 늘어나야 할 뿐만 아니라 외부환경이 통제되지 않은 상태, 예를 들어 나주 오량동 옹관 가마터에서 제작실험이 이루어져야 한다. 그리고 옹관 원료산지에 대한 체계적인 검토와 함께 U자형 전용옹관 이외에 선행기옹관으로 제작실험을 넓혀 나가야 한다. 또한 제작실험을 수행하는 방식인 고고학자와 옹기 장인의 협업체계를 개선해야 하고, 세계의 토기 제작 방식에 대한 민족지자료의 활용도를 높여야 하며, 제작실험 과정에서 일반인들의 참여를 높여 대중고고학의 지평을 확대해 나가야 한다. 이상으로 영산강유역의 U자형 전용옹관에 대한 실험고고학적 연구는 융복합연구를 기초로 한 연구라는 점에서 상당히 의미 있는 도전이면서 주목할 만한 성과를 학계에 내놓았다. 앞으로는 기존 실험을 보완하면서 옹관의 유통과 활용의 측면에서 다각적인 실험을 통하여 옹관고분사회의 기술문화상을 넘어 사회문화상까지 복원해 나갈 예정이다. Jar Coffins is one of the most important keywords in understanding the ancient society created near Yeongsan River. It has been studied in various ways from the archaeological, historical and natural scientific aspects. However, its technological aspect has not been researched in depth; therefore it has been difficult to figure out its sociopolitical significance properly. In particular, it has been vaguely assumed how 2 m tall jar coffins were made and transported to ancient tomb without any detailed review. The Naju National Research Institute of Cultural Heritage has executed the research project for restoring the technology used in making ancient big jar coffins since 2008. The project includes archaeological investigation and research, natural scientific analysis and experimental archaeological research on the U-shape jar coffins found in the Yeongsan River Basin. Based on the data collection and analysis, archaeological excavation (jar coffin kiln and ancient tomb) and natural scientific analysis, the institute has conducted five times of production experiments from 2008 to 2012 and the following is the experiment process; mock-up experiment → raw material composition and mix → coiling a clay → kiln production and restoration → firing jar coffins. The result of each experiment was verified through the feedback to the archaeological excavation and natural scientific analysis and the results were integrated and organized and evaluated and diagnosed for the follow-up experiments. This method was differentiated from the existing research on jar coffins and further existing archaeological researches. So far, the method of production experiment on jar coffins has been used to restore the production technology and processes including raw material suitable for making jar coffins and coiling clay. The raw material should be composed of 10 -30 % of weathered quartz and clay deposited at the bottom of hill. And it has been found out that the production method (piling up three or four layers of lay bands, drying and upbuilding again to make the bottom, turning upside down and putting it on a support and making body and mouth on it, Jeongchi after Dochi Forming) most clearly shows the traces of separation forming (the traces left when clay bands are separated and piled up), the traces of hand pressuring (the traces left when clay bands were pressed by hands) and the pounding traces. And to make jar coffin kiln, people dig 130-140m into the ground and in order to make the roof part except for furnace and firing place, plant materials such as trees or miscanthus sinensis are used to make straw rope for the structure and the mud mixed with straw is covered on the structure. And the completed structure should be dried for more than one month on broken jar coffin pieces or sands and the furnace is made on the structure as the last step. The color of jar coffin could differ from firing temperature (low temperature below 900℃), high temperature (900 - 1,200℃) and firing methods (oxidizing firing, reduction firing) and raw materials. Red brown, grayish white (mid-low temperature and oxidizing firing), grayish blue (low temperature firing, high temperature firing) and the black spots show different shapes according to firing temperature (mid-low temperature) and supporting methods (on sand or digging the earth). The combination of multidimensional investigation and research methodologies in restoring jar coffin production technology in the Yeongsan River Basin presents a new idea to the experimental archaeology world. It presents more multidimensional perspective on the jar coffin society in the Yeongsan River Basin. However, there have been issues and limitations in the experiment process. The number of experiments should increase and the experiment should be conducted in the condition where the outside environment is not controlled, such as in Naju Oryang-dong kiln site. In addition, the origin of raw materials should be systematically reviewed and the experiment should be expanded to include earlier jar coffins other than U-shaped jar coffins. And the experiment process that archaeologists and jar coffins masters cooperate should be improved and the ethnography on earthenware production methods around the world should be utilized further. And the public engagement in the experiment should increase in order to enlarge the horizon of the public archaeology. The research on u-shaped jar coffin found in the Yeongsan River Basin was a significant challenge and has presented very noteworthy result to the academic society as it is based on convergence research. It is expected to improve the existing experiment methods and restore socio-cultural aspects of the jar coffin society beyond technological aspects through multi dimensional research on circulation and utilization of jar coffins.

실험·실습수업 자가 진단 도구 개발

박상언,장경원 (사)한국대학교육협의회 2023 고등교육 Vol.6 No.1

The purpose of this study is to develop an self class diagnostic tool to manage the quality of experiment/practice class, which are one of the important teaching and learning methods of university classes. In order to achieve the objectives of the study, literature analysis of experiment/ practice class and in-depth interviews with 4 instructors and 5 learners in experiment classes and practice classes were conducted. Based on the collected data, the items of the diagnostic tool for the experiment and practice class were constructed, and then the internal and external validity of the items was tested. Afterwards, a diagnosis tool for experiment and practice classes was developed by reflecting the test results. The experiment and practice class diagnostic tool consists of 3 upper domains, 9 lower domains, and 33 items. The top areas are 1) class preparation, 2) class implementation, and 3) class performance. The sub-domains include 1) preparation of experiment/practice class contents, 2) preparation of experiment/practice class environment, 3) explanation of experiment/practice contents, 4) encourage interest and participation, 5) experiment/practice management and control, 6) collaboration activity management, 7) experiment/practice class environment management, 8) task and assessment management and 9) class performance. The developed self experiment/practice class diagnostic tool will help effectively diagnose and evaluate experiment/practice class, and guide instructors' roles in experiment/practice class. However, since experiment/practice classes vary according to major, department, and subject, there is also a limitation in that the questions of the developed diagnostic tool should be modified and supplemented. Therefore, in the future, it is necessary to conduct research on the development and use of diagnostic tools for various types of experiment/practice class. 이 연구는 대학수업의 중요한 교수・학습 방법 중 하나인 실험・실습수업의 질 관리를 위해 실험・실습수업 자가 진단 도구를 개발하는 데 목적이 있다. 이를 위해 실험・실습수업에 대한 문헌분석과 실험・실습수업의 교수자와 학습자를 대상으로 한 심층 인터뷰를 수행하였다. 수집한 자료를 토대로 실험・실습수업 자가 진단 도구 문항을 구성한 후 문항에 대한 타당도 검사를 거쳐 실험・실습수업 자가 진단 도구를 개발하였다. 실험・실습수업 자가 진단 도구는 3개의 상위 영역, 9개의 하위 영역, 33개의 문항으로 구성된다. 상위 영역은 수업 준비, 수업 운영, 수업 성과이다. 하위 영역은 실험・실습수업 내용 준비, 실험・실습수업 환경 준비, 실험・실습 내용 설명, 흥미 및 참여 유도, 실험・실습 관리 및 통제, 협업 활동 관리, 실험・실습수업 환경 관리, 과제 및 평가 관리, 수업 성과이다. 개발된 실험・실습수업 자가 진단 도구는 실험・실습수업에 대한 효과적인 진단과 평가, 실험・실습수업을 위한 교수자의 역할 안내에 도움을 줄 것이다. 그러나 전공 및 교과목별로 실험・실습수업이 다양하므로 개발된 진단 도구의 문항을 수정 보완하여 사용해야 한다는 제한점도 있다. 따라서 향후에는 다양한 유형별 실험・실습수업을 진단 및 평가할 수 있는 진단 도구 및 평가 도구 개발과 활용 사례에 대한 연구를 수행할 것이다.

유약조합을 쉽게 접근하는 유약 연구 제안 -산화동외 두가지 산화물 배합을 중심으로-

이진복 한국도자학회 2008 한국도자학연구 Vol.4 No.2

The history of glaze is as long as the history of ceramic but the general idea of glaze changes as time pass. The traditional ceramic was consistent with putting function first, however the modern ceramic is as abstruse as the modern arts. There won't be any more outmoded ceramic artists who are bounded to Zegel system or component composition system. True ceramic artists of this day are those who are able to develop unique ceramic glaze and use it on the formative beauty they seek. In this point of view, the intention of this research is to help both students majoring in ceramic and ceramic artists who have a lot of difficulties in glaze experiments by presenting the process of searching the color of glaze, helping them to find the glaze color they desire. Eventually this research will help to understand the basic concept of glaze compounding and suggest a method of applying it. For ceramic artists glaze is mostly essential. As time reached the present day, glaze made it possible to express various beauties of art. When glaze is put in to plasticity process it brings about unexpected changes and this is the reason why it's important for ceramic artists to be able to make their own unique glaze. In this point of view, this research concentrated on suggesting how to make glaze more easily and variously as artists intend by applying informations and verified data of already known glaze experiment. Glaze experiment consists of 5 steps from basic steps to improved steps. Step 1 : Searching characteristics of external appearance of basic glaze through experiment of binary mixture method of glaze compound. Step 2 : Experiment of adding Kaolin and Silica. (Search of stable limit of glaze) Step 3 : Experiment of adding Copper oxide 1% and establishing basic glaze. Step 4 : Experiment of single-colored glaze. (Copper Oxide, Iron Oxide Red, Cobalt Oxide, Chrome, manganese, Titanium, nickel) Step 5 : Experiment of color glaze and combination of 3 colored oxide. (Copper Oxide was fixed and was mixed with other colored oxides in 1:2, 1:2, 2:2, 2:2 proportions - 60 cases of color glaze experiment) The makings are as followed: The usual compound clay that is used in moulding was chosen, particularly white compound porcelain clay(Shin Sung) which was recently developed was chosen and purchased. It was forged on a wheel to create 6cm in diameter and 1.5cm in depth. It's base was planed, naturally dried, first baked and then soaked in glaze to be coated. After 30minutes of oxidization in 1250℃ electric kiln and it was naturally cooled. This research presents how to construct an experiment of finding the basic glaze by establishing the component formation ratio without calculating it with zegel method. The person who experiments can find intuition and understanding into eager, as a result could obtain color glaze with its beauty beyond words. Ceramic artists should be able to make their own glaze and develop technical ability to use it and be able to express the art works' color and texture freely. For those who thought glazing as a difficult job I hope this experiment would help many ceramic artists to get rid of fear of glaze experiment and be able to get closer to it. 도예가에게 있어서 유약은 매우 중요하다. 현대 도예에 이르러 예술성을 담는 다양한 표현을 가능하게 하는 유약은 소성과정에서의 예측할 수 없는 변화 때문에 자기만의 유약을 만드는 것은 도예가에게 더욱 중요한 요소라 할 수 있다.1) 도자사 만큼 도자장식중유약의 역사도 길지만 시대에 따라 유약의 개념도 달라지고 있다. 오랜 전통 도자는 기능위주로 일관해 왔지만 현대 도예는 현대미술만큼이나 난해하여, 현대 도예를 하는 작가들은 제겔식이나 성분 조성비에 얽매여 유약사용이 제 자리에 머물러 있는 도예가는 더 이상 없을 것이다. 작가가 추구하는 조형미에 개성있는 자기 유약을 개발하여 사용할 줄 아는 도예가가 이 시대의 진정한 작가일 것이다. 이런 관점에서 본 연구는 유약 실험에 어려움을 많이 느끼고 있는 도예과 학생들이나 유약 실험 경험이 적은 도예가를 위하여 작가가 원하는 작품에 맞는 색 유약을 얻는 과정을 단계별로 탐색하여 유약조합의 기본 개념을 쉽게 이해하고 응용하는 방법을 제안하고자 한다. 본 연구는 선행 연구되어진 자료와 검증된 데이터를 실험에 충분히 활용함으로써 보다 간편하고 다양하게 작가가 의도한 유약을 만드는 방법을 제시하는데 주력하였다. 유약 실험은 기초 단계부터 응용단계까지 5단계로 설계하였다. 1단계 : 2성분계 유약조성비 실험으로 기본유 외관 특성 탐색(장석:석회석을 총량 10으로하여 1:9 → 9:1) 2단계 : 카올린, 규석 첨가실험(안정적인 유약범위 탐색) 3단계 : 1% 산화동 첨가 실험 후 기본유 설정(동유) 4단계 : 단색유 실험(산화동, 산화제2철, 산화코발트, 크롬, 망간, 티탄, 니켈) 5단계 : 3가지 착색 산화물을 배합하여 색유 실험(동유를 고정하고 다른2가지 착색 산화물을 1:1, 1:2, 2:1, 2:2로 혼합하여60가지 경우의 색유 실험) 시편은 조형 도자를 제작할 때 일반적으로 쓰이는 조합토를 선택하였고, 특히 최근 새로 개발된 백자조합토(신성)를 지름 6㎝, 높이 1.5㎝되는 반구 모양을 물레 성형 하여 850℃로 초벌하여 담금 시유하였다. 재벌은 전기가마에서 1250℃로 9시간 소성하였다. 본 연구는 제겔식에 의한 성분조성비를 계산하지 않고 성분계 조성비를 설정해 실험해봄으로써 기본유약을 찾아내는 과정을 설계하여 실험하는 방법을 제시하였다. 기존의 데이터를 활용하여 실험자가 스스로 발색에 대한 이해와 과학적 근거를 둔 실험정신과 방법으로 진행한 결과 더 자유분방하고 예측할 수 없었던 아름다운 결과를 얻을 수 있었다. 도예가는 자기만의 개성있는 유약을 만들어 사용하는 기술적 능력을 길러 작품의 색상과 질감을 표현하는데 있어 자유로워야 한다. 본 실험 방법의 제안이 많은 도예가들에게 유약실험에 대한 두려움을 없애고 쉽게 실험에 다가가는데 도움이 되길 바란다.

고등학교 생물 교과서 실험의 특성 분석

황진석,곽대오,박철규 한국교육과정평가원 2008 교육과정평가연구 Vol.11 No.1

The content of experiments in current biology textbooks for high school students was analyzed to find out the characteristics of high school biology experiments. The number of experiments offered in biology textbooks was small in general, and it differed largely in different chapters. In the classification of experiment types according to the aim and learning outcomes of experiments, the main types were inquiry experiment and observation experiment among five experiment types, and the number of cause-effect experiment or comparison experiment was much more than that of descriptive experiment in the experiment types classified by the nature of experiments. In experiment organization, almost of experiments were highly structured, inductive in approach with the relation to texts of precedence or integration. The average inquiry level of experiments was 2.88 when it was analyzed by the inventory of inquiry with eight levels of inquiry derived from categories of science process skills used in this study. The experiments directed students engagement in doing science process skills included in the categories of performance, and interpretation of results, but provided students with few opportunities to perform science process skills included in the categories of formulation of problems or hypotheses, identification of variables or control of experiments, design of ways and means, analysis of results, and application of results. 고등학교 생물 교과서 실험의 특성을 밝히기 위하여 현행 고등학교 생물Ⅰ 교과서와 생물Ⅱ 교과서 전체를 분석한 결과 실험의 빈도는 낮은 편이었고 교과서를 구성하고 있는 단원들에 따라 실험빈도에 큰 차이가 있었다. 실험유형은 실험목적과 학습산물에 따라 분류한 경우 탐구실험과 관찰실험이 다른 세 가지 실험유형들에 비해 많았고, 실험내용의 특성에 따라서는 인과적 실험과 비교 실험이 기술적 실험에 비해 많았다. 실험조직에서는 거의 모든 실험이 높은 수준으로 구조화되어 있고 귀납적 접근방식을 취하고 있으며 관련 본문에 선행하거나 통합되어 있는 것이 다수였다. 한편 고등학교 생물 교과서에 실려 있는 실험들의 평균적인 탐구수준은 낮았으며, 학생들에게 수행, 결과해석 범주들에 속하는 과학 과정기능들을 경험할 기회는 적절한 수준으로 주어져 있었으나 문제 및 가설설정, 변인확인 및 실험통제, 문제 해결방법 설계, 결과분석, 적용 범주들에 속하는 과학 과정기능들을 경험할 기회는 매우 제한적이었다.

실험고고학을 통해 본 영산강유역 옹관의 제작 기술에 대한 연구 -성과와 과제를 중심으로-

전용호 호남사학회 2013 역사학연구 Vol.52 No.-

영산강유역의 고대사회를 이해함에 있어 가장 중요한 키워드를 꼽으라고 하면 ‘옹관(甕棺)’을 들 수 있다. 기존에 영산강유역 옹관에 대해서는 고고학・역사학・자연과학적 측면에서 다양한 방식으로 연구되어 왔다. 하지만 옹관이 지니고 있는 기술적 측면에 대한 심도 있는 논의가 제대로 이루어지 않아 옹관이 지니고 있는 정치사회적 의미를 제대로 파악하기는 더더욱 어려웠다. 무엇보다도 크기가 2m에 달하는 옹관을 어떻게 만들었고, 무덤까지 운반한 지에 대해서는 막연한 추측에서 논의가 이루어질 뿐 세밀한 검토는 거의 이루어지지 못하였다. 이에 영산강유역의 옹관에 대한 제작 기술을 복원하기 위한 본격적인 시도로 국립나주문화재연구소는 2008년부터 『대형옹관제작 고대기술 복원 프로젝트』 사업을 추진해 오고 있다. 이 사업은 영산강유역의 U자형 전용옹관에 대한 제작기술을 고고학적 조사 및 연구뿐만 아니라 자연과학적 분석과 실험고고학적 연구를 함께 융합하여 추진하여 왔다. 특히 옹관에 대한 ‘자료수집 및 분석’+‘고고학적 발굴조사(옹관가마 및 고분)’+‘자연과학적 분석’을 토대로 하여 ‘모의실험→태토조성 및 배합실험→성형실험→가마 제작 및 복원 실험→소성실험’의 과정으로 2008년부터 2012년에 걸쳐 총 5회의 제작실험을 실시하였다. 그리고 매 회 실험에 대한 결과를 ‘고고학적 발굴조사+자연과학적 분석’에 환류시켜 검증하고 이런 결과를 종합적으로 정리하고 평가 및 진단하여 후속 실험을 추진하였다. 이런 방식은 기존의 옹관, 더나나아 실험고고학적 연구와 차별화된 시도로 평가받고 있다. 그동안의 옹관에 대한 제작실험을 통하여 영산강유역의 옹관을 제작하기 적합한 태토, 성형기법을 비롯한 제작 기술 공정을 복원하였다. 옹관 태토는 구릉성 산지의 기저부에 퇴적된 점토에 풍화석영이 10~30% 혼입되어 있어야 한다. 그리고 옹관은 점토띠를 3~4단 올린 후에 건조시킨 후에 다시 올려 쌓아 저부를 먼저 만든 후에 뒤집어서 거치대에 올린 후에 동체 및 구연부를 쌓아 올리는 방식(도치후 정치성형)이 실제 옹관에서 나타나는 분할성형흔, 손누름흔, 타날흔 등을 가장 잘 보여주는 기법으로 밝혀졌다. 그리고 옹관 가마는 지하로 130~140cm 땅을 파고 나무나 띠풀 등 식물 재료를 새끼줄로 엮어 골격을 만든 후에 볏짚을 섞은 진흙을 올려 가마의 아궁이를 포함한 연소부를 제외하고 지붕을 만들었다. 이어서 한달 이상 건조한 옹관을 옹관편이나 모래 등으로 받쳐 재임한 후에 아궁이를 만들어서 가마를 마무리를 하였다. 옹관의 색상은 소성온도[중저화도(900℃이하), 고화도(900~1,200℃)] 및 방식(산화소성, 환원소성), 태토에 따라 적갈색・회백색(중저화도 산화소성)・회청색(중저화도・고화도 환원소성)을 나타내고, 흑반은 소성온도(중저화도)와 재임방식(모래받침, 토광받침)에 의하여 다양한 형태를 띠고 있다. 다음으로 영산강유역 옹관의 제작기술을 실험고고학적으로 복원함에 있어 다각적인 조사 및 연구방법론을 결함함으로써 한국의 실험고고학적 연구방법론에 새로운 방안을 제시하여 주었다. 이를 통해 영산강유역 옹관고분사회를 좀더 입체적으로 조망할 수 있게 되었다. 그러면서도 영산강유역 옹관에 대한 제작실험을 추진하는 과정에서 문제점과 한계도 엄연하게 존재한다. 제작실험의 횟수가 좀 더 늘어나야 할 뿐만 아니라 외 ... Jar Coffins is one of the most important keywords in understanding the ancient society created near Yeongsan River. It has been studied in various ways from the archaeological, historical and natural scientific aspects. However, its technological aspect has not been researched in depth; therefore it has been difficult to figure out its sociopolitical significance properly. In particular, it has been vaguely assumed how 2 m tall jar coffins were made and transported to ancient tomb without any detailed review. The Naju National Research Institute of Cultural Heritage has executed the research project for restoring the technology used in making ancient big jar coffins since 2008. The project includes archaeological investigation and research, natural scientific analysis and experimental archaeological research on the U-shape jar coffins found in the Yeongsan River Basin. Based on the data collection and analysis, archaeological excavation (jar coffin kiln and ancient tomb) and natural scientific analysis, the institute has conducted five times of production experiments from 2008 to 2012 and the following is the experiment process; mock-up experiment → raw material composition and mix → coiling a clay → kiln production and restoration → firing jar coffins. The result of each experiment was verified through the feedback to the archaeological excavation and natural scientific analysis and the results were integrated and organized and evaluated and diagnosed for the follow-up experiments. This method was differentiated from the existing research on jar coffins and further existing archaeological researches. So far, the method of production experiment on jar coffins has been used to restore the production technology and processes including raw material suitable for making jar coffins and coiling clay. The raw material should be composed of 10 -30 % of weathered quartz and clay deposited at the bottom of hill. And it has been found out that the production method (piling up three or four layers of lay bands, drying and upbuilding again to make the bottom, turning upside down and putting it on a support and making body and mouth on it, Jeongchi after Dochi Forming) most clearly shows the traces of separation forming (the traces left when clay bands are separated and piled up), the traces of hand pressuring (the traces left when clay bands were pressed by hands) and the pounding traces. And to make jar coffin kiln, people dig 130-140m into the ground and in order to make the roof part except for furnace and firing place, plant materials such as trees or miscanthus sinensis are used to make straw rope for the structure and the mud mixed with straw is covered on the structure. And the completed structure should be dried for more than one month on broken jar coffin pieces or sands and the furnace is made on the structure as the last step. The color of jar coffin could differ from firing temperature (low temperature below 900℃), high temperature (900 – 1,200℃) and firing methods (oxidizing firing, reduction firing) and raw materials. Red brown, grayish white (mid-low temperature and oxidizing firing), grayish blue (low temperature firing, high temperature firing) and the black spots show different shapes according to firing temperature (mid-low temperature) and supporting methods (on sand or digging the earth). The combination of multidimensional investigation and research methodologies in restoring jar coffin production technology in the Yeongsan River Basin presents a new idea to the experimental archaeology world. It presents more multidimensional perspective on the jar coffin society in the Yeongsan River Basin. However, there have been issues and limitations in the experiment process. The number of experiments should increase and the experiment should be conducted in the condition where the outside environment is not controlled, such as in Naju Oryang-dong kiln site. In addition, the origin of raw materials should be s...

실험 방법을 달리한 실험 과정에서 과학영재학생들이 보이는 학습의 특징

하상우,김민철 한국물리학회 2019 새물리 Vol.69 No.11

Although experiments are important activities that have led to the development of science, research has shown that for students school experiments are not very helpful in understanding science. For one reason, current experimental classes require students to do too much in a short time. In this study, we tried to repeat the same experimental subjects with different experimental method so that science gifted students could think more deeply about the same experimental subject. The subjects of the experiment were Newton’s second law and the rolling motion experiment, and the first experimental method involved the use of a Microcomputer Based Laboratory (MBL) ultrasonic sensor, the last method involved an analysis of the camera’s motion. The results of this study showed that the core error factors that students found in the experiments changed from minor to major factors. Students also identified the characteristics, the strengths and the weaknesses of each experimental device and recognized the value of the experiments. As a result, they seemed to reach a deeper understanding of the experimental subject. We think that the method proposed by this study could be used in an experimental class without much effort by the teachers. 실험 활동은 과학의 발전을 이끈 중요한 활동임에도 불구하고, 학교에서의 실험활동은 학생들이 과학을이해하는데 큰 도움이 되지 않는다는 연구가 있으며, 그 원인으로 현행 실험 수업들은 학생들에게 짧은시간에 너무 해야 할 일을 많이 요구하고 있다는 지적이 있다. 이에 본 연구에서 연구자는 과학영재학교학생들에게 하나의 실험 주제에 대해 보다 깊이 생각해 볼 수 있도록 동일한 실험 주제에 대해 실험 방법을달리한 실험을 수행하도록 했다. 실험 주제로는 뉴턴의 제2법칙 및 굴림 운동 실험을, 실험 방법으로는처음에는 Microcomputer Based Laboratory (MBL) 초음파 센서를, 나중에는 동영상 촬영을 이용한 운동분석 방법을 활용했다. 연구 결과 실험 방법을 달리한 실험에서 학생들이 생각하는 핵심적인 오차 요인은실제 실험에 큰 영향을 주지 않는 미미한 요인에서 중요한 요인으로 바뀌는 경향이 있었다. 또한 학생들은 각각의 실험 방법의 특징 및 장단점을 파악하고, 반복 실험의 가치를 인식함으로써 과학의 본성 및 실험주제에 대한 깊이 있는 이해를 향해 나아가고 있었다. 본 연구에서 연구자가 제안한 방법은 교사들이 큰노력을 들이지 않고도 학생들이 하나의 주제에 대해 깊이 생각해 볼 수 있도록 실험 수업을 바꿀 수 있는방법이라는 점에 그 의미가 있다.

동전도금 잔여물의 자연발화 위험성에 관한 연구

고기봉(Ko, Gi-Bong),이시영(Lee, Si-Young),김형도(Kim, Hyeong-Do) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.2

본 연구논문은 동전도금 실험 과정에서 나온 잔여물(찌꺼기)에 의한 자연발화 위험성을 조사하였다. 본 연구를 위하여 최근(2017~2018년) 강원도 내 중학교 및 고등학교에서 동전도금 실험 잔여물(찌꺼기) 무단 폐기로 화재가 발생한 사례 3건을 검토하고 화재재현실험을 실시하였다. 학교화재 사례 검토결과, 실험에 참여한 학생들은 동전도금 실험 중에 탁자 위에 흘러내린 수용액, 비커 내부의 수용액 잔여물(찌꺼기), 실험에 사용된 동전을 화장지로 닦은 후 폐화장지를 실험실 내에 방치하거나 플라스틱 쓰레기통에 버렸으며, 수용액이 묻은 화장지를 쓰레기통에 버린 후 짧게는 1시간 18분, 길게는 8시간 15분이 지난 후에 화재가 발생하였다. 또한, 화재재현실험 결과, 수산화나트륨 5 g과 분말아연 5 g을 일부분(1/3) 겹치도록 한 상태에서 물 0.25 ㎖를 투여하였을 때 실험시작 20분이 지나자 온도가 549 ℃까지 상승하면서 화재가 발생하였다. 특히, 동전 실험 잔여물(찌꺼기)을 화장지 위에 올려놓고 헤어드라이기를 이용하여 5분간 건조시켰을 때에도 잔여물(찌꺼기)에서 불꽃이 튀면서 화재가 발생하였다. 따라서 학교 실험실 화재예방을 위해서는 ① 실험과정에서 나온 잔여 폐기물(찌꺼기)은 실험 종료 즉시 담당 지도교사의 책임 하에 지정된 안전한 소각장에서 소각해야 한다. ② 화학실험 지도교사들을 대상으로 정기적인 전문 안전교육을 실시해야 한다. ③ 실험실에 비치하는 폐기물 용기 등은 내화성능을 인정받은 재질로 견고하게 제작해야 하고, 반드시 자동 소화기능을 갖추어야 한다. This study examines the risk of spontaneous combustion caused by the residue of the coin plating experiment. In this study, three cases of recent fires due to the unauthorized disposal of the residues left from coin plating experiments in middle and high schools of the Gangwon-do Province (2017~2018) were analyzed and an experiment to recreate the fire was conducted. As a result of the analysis of the three cases of school fires, it was shown that the students who participated in the coin plating experiment wiped the aqueous solution that spilled onto the table during the procedure as well as the residue of the solution inside the beaker with a tissue and disposed of it on the classroom floor or in a plastic trash can along with the coin that was used. If short, 1 h and 18 min, if long, 8 h and 15 min after the tissues with the residues were thrown away in the trash can, a fire broke out. In addition, when the fire experiment was recreated, in a state where 5 g of sodium hydroxide and 5 g of powdered zinc were partially overlapped, 0.25 ml of water was added. After 20 min since the start of the experiment, a fire occurred as the temperature rose to 549 ℃. In particular, when the coin experiment residue was put on toilet paper and dried for 5 min using a hair dryer, a fire occurred as flames started to appear from the residue. Therefore, in order to prevent fires, it is safe to dispose of the residues after conducting the coin plating experiments in waste incinerator machines. Fire safety education must also be enforced upon teachers who are in charge of instructing chemical experiments at school, and science laboratories must be equipped with automatic fire extinguishing facilities, e.g., trash cans that are placed in the classrooms must be made of steel to ensure complete safety.

기체의 확산 실험의 목표와 활용 도구의 변화 과정 탐색 : 도구와 이론 간의 상호 연관을 중심으로

백종호(Jongho Baek) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.9

목적 본 연구는 학습자들이 실험에서 무엇을 경험하고 추론하는지 탐색하기 위한 목적에서 실험 도구의 사용과 변경에 대해 이론과의 상호 연관을 중심으로 살펴보고자 하였다. 실험에서 사용하는 도구들은 각각의 목적과 배경이 되는 사항을 품고 있다는 점을 고려하여, 결과 해석을 위한 핵심적인 이론과 어떻게 연관되어 변화하는지 분석하고자 하였다. 방법 이를 위해, 비교적 자유롭게 자신들의 실험을 조직할 수 있도록 구성한 일종의 자유 탐구 수업에서 연구를 추진하였다. 초점이 된 실험은 염화 수소와 암모니아의 확산 실험으로, 7개 조의 대학생들이 총 9주간에 걸쳐 실험을 수행하였다. 이들이 9주 동안 실험을 실시하며 작성한 실험 계획서와 중간에 2차례 실시한 발표에서 제출한 2종의 발표 자료, 최종 보고서를 분석하였다. 수집한 자료들을 실험을 수행 차례에 따라 구분, 연관시켰고, 이들이 사용한 도구가 어떠한 이론을 매개로 실험의 목적과 어떻게 연관되는지 분석하였다. 결과 연구 결과, 실험 도구의 사용과 변경은 도구나 재료의 교체, 제작 및 변형 활용, 변인과 연관된 도구나 재료의 추가 및 조정으로 구분할 수 있었다. 이와 함께 도구의 사용과 변경은 과학적 사실 확인과 정확성의 확보, 결과 해석의 주요 이론 변경에 따른 적절성 탐색과 연관시킬 수 있었고, 실험이 진행될수록 고려하는 도구와 이론들 간의 관계가 복잡해짐을 확인할 수 있었다. 결론 결과를 토대로, 실험을 활용한 탐구 활동을 계획할 때, 고려해야 하는 사항들에 대해 논의하였다. Objectives This study attempts to explore the use and change of experimental tools, focusing on the relation with theories, to reveal what learners experience and infer in experiment. Considering that the tools which used in the experiment related their own purpose and background, this study analyzed how tools relate to the core theory for interpreting the experimental results and how the use of tools change during the experiments. Methods For this purpose, this study focused on authentic inquiry so that participants could organize their own experiments and processes freely. The focused experiment was a ‘diffusion of hydrogen chloride and ammonia’, and participants was the 7 groups of undergraduate students who performed experiments over 9 weeks. To analyze, their experimental plans while performing experiments for 9 weeks, two kinds of presentations prepared for reporting two times, and final reports were analyzed as the data. The collected data were classified and correlated according to the order of the experiments, and analyzed how the use of tools were related to the experimental purpose through which theory mediated. Results As a results, it was found that the use and change of tools could be distinguished into replacement of tools or materials, fabrication or transformation, addition or adjustment associated with variables. Also, The use and change of tools were related to confirming the scientific fact and accuracy of results, and exploring the relevance of the change of main theory for the interpretation of results. The relation between tools and theories became more complex, as the experiments progressed. Conclusions Based on the results, several implications are discussed to be considered when planning the inquiry program with experiments.

예비 과학 교사 대상의 실험 수업에서 문제 발견 및 해결 경험의 효과

최원호 ( Choi Wonho ) 부산대학교 과학교육연구소 2017 교사교육연구 Vol.56 No.1

본 연구에서는 문제 발견 및 해결 경험을 강조한 실험 수업을 사범대 재학 예비 과학 교사들에게 실시하였다. 문제 발견 및 해결 경험을 강조한 실험 수업에 참여하면서 학생들은 연구 문제를 새롭게 설정하고 그에 맞는 실험 방법을 설계하는 경험, 연구 문제에 근거하여 결론을 작성하는 경험을 가졌다. 실험 수업 후, 참여 학생들은 기존 형식대로 실험 보고서를 능숙하게 작성하면서도 실험 수업 과정에서 문제 발견 및 해결을 어려워하는 학생과, 문제 발견 및 해결에 익숙하게 사용하여 실험 보고서를 작성하는 학생으로 구분되었다. 이 연구의 실험 수업에 참여한 학생들은 이전 형식의 실험 수업과 문제 해결을 강조한 본 연구의 실험 수업에 대한 느낌이 많이 달랐다고 응답하였다. 학생들은 문제 해결을 강조한 본 연구의 실험 수업에서 이론과 실제가 다름을 알게 되어 과학의 잠정성을 이해하는 기회를 가졌고, 새로운 연구 문제를 도출하고 탐구 과정을 설계하는 경험을 통해 문제 해결 능력 향상의 기회를 가졌다고 응답하였다. 연구에 참여한 학생과 교수자는 문제 발견 및 해결 경험을 강조한 이런 형태의 실험 수업이 예비 과학 교사의 과학적 소양 함양에 효과적일 것이라고 응답하였다. In this research we executed an experiment-based science class focused on the experiences of problem finding and solving for the apprentice science teacher. Students who joined the experiment-based class learned how to create a new inquiry problem, develop a new inquiry process, and how to write a conclusion based on the inquiry problem. After the experiment-based class, half of the students were could generate inquiry reports with the form as usual but had difficulty in creating a problem and problem solving during the experiment-based class. On the other hand, the other half of the students were successful at creating problem and solving and could write inquiry reports. Students who joined this study responded that the style of the experiment-based class of this study was different to their previous experiment-based classes. They responded that they had a choice to understand the changeability of science by recognizing that theory was different from real life and they also had a choice to increase the ability of problem solving through the experience in which they made new inquiry problem and new inquiry process in this experiment class. Students and instructor who joined this study responded that experiment-based class focused on the experiences of problem creation and problem solving like this would be effective to increase scientific literacy of apprentice science teachers.