푸른행성의 과학 | Science FAQ

What is the Earth Science, or the Earth System Science?

2009-05-08T20:09:43+09:00

지구과학(또는 지구계과학)은 우리의 행성인 지구를 포함하여, 행성계 및 은하계와 우주라는 거시적인 시스템의 얼개와 상호 작용 및 진화를 다루는 시스템 과학입니다. 다음은 지구계과학의 주요 주제를 질문 형태로 요약한 것입니다. 이 주제들은 지구계, 태양계, 다른 행성계, 은하계, 우주로 이루어지는 거시적인 시스템의 계층 속에서 다음과 같은 범주에 따라 작성되었습니다.

1) 각 시스템 요소들은 어떠한 얼개를 갖고,
2) 어떻게 상호 작용하며,
3) 그 과거와 현재 및 미래라는 시간의 흐름 속에서 어떠한 정체성을 갖는가

1. 지구 내적 시스템

이러한 시스템은 지구 내적 시스템과 지구 외적 시스템으로 나눌 수 있습니다. 지구 내적 시스템은 우리 행성인 지구 시스템을 구성하는 기권, 생물권, 수권, 그리고 지권의 얼개와 그들 사이의 상호작용을 다룹니다. 이 분야는 다음과 같은 주요한 질문을 포함합니다.

1) 지구 시스템 요소의 얼개는 어떠한가?

2) 지구 시스템 요소의 과거는 어떠했는가? 그들은 어떻게 진화하여 현재에 이르렀는가?

3) 지구 시스템 요소의 상호작용은 어떠한가?

4) 지구 시스템 요소의 상호작용은 시스템 요소 각각에 어떠한 영향을 주며 지구 환경 전반에 어떠한 영향을 주는가?

5) 지구 시스템 요소의 상호작용은 지구의 미래에 어떻게 영향을 줄 것인가? 또한 지구의 미래는 어떠한가?

2. 지구 외적 시스템

지구 외적 시스템은 지구를 둘러싼 거시적인 시스템에 대해 다룹니다. 이 분야는 다음과 같은 주요한 질문을 포함합니다.

1) 지구를 둘러싼 에너지와 역장은 지구 시스템 요소와 어떻게 상호 작용하는가?

2) 우주 날씨는 지구 시스템 요소에 어떠한 영향을 주는가?

3) 태양계라는 행성계의 과거와 현재 및 미래는 지구의 그것과 어떻게 연관되는가?

4) 지구의 외적 시스템은 지구 환경의 미래를 어떻게 결정할 것인가?

5) 지구 외부의 행성 시스템은 지구 시스템의 얼개 및 작용과 어떻게 비교될 수 있는가?

6) 지구 시스템은 어떠한 점에서 다른 행성 시스템에 대해 고유한 특징을 가지는가?

7) 우주와 은하계에서 태양계의 정체성은 무엇인가? 어떠한 점에서 고유한가?

8) 지구의 항성인 태양의 과거와 현재 및 미래는 어떠하며, 다른 항성에 비하여 어떠한 고유성을 가지는가?

9) 지구 외적 시스템은 어떠한 계층적 구조를 가지며 그들의 물리화학적 특징은 어떠한가?

10) 우주와 은하의 거시적인 시스템 안에서 지구 시스템의 정체성과 운명은 무엇인가?

푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/

지구과학 교사가 되려면

2005-12-30T21:14:42+09:00

지구과학 교사가 되기 위해서 어느 대학에 진학하는 것이 좋다는 말은 하고 싶지 않습니다. 교직은 출신 대학과 큰 관계없이 본인의 능력과 노력으로 자아실현이 가능한 직업이라고 할 수 있겠습니다. 수도권 대학인가 지방대인가에 따라 사람을 차별하는 우리 사회의 천박한 관습과도 거리가 멉니다. 교직이 인기있는 이유 중의 하나도 교사가 되는 데 있어서 출신 대학과 큰 관계없이, 그리고 교사가 되기 위한 여러 방법 중 어떤 경로를 거쳤는지와 관계없이, 본인의 노력만으로 인정받고 보람을 느낄 수 있다는 점 때문일 것입니다.

따라서, 사범대는 수도권이든 지방이든 어느 대학을 가셔도 상관없겠고, 다만 입학에 필요한 최소한의 성적을 얻을 수 있도록 노력하여야겠습니다. 또한, 일반 대학에서도 교직 과정을 이수하거나, 대학 졸업 후 교육대학원에 진학함으로써 교직에 진출하는 등의 다양한 방법을 생각해 볼 수도 있습니다.

지원하려는 학과에 진학하는 데 필요한 기초 과목을 이수하는 것도 중요합니다. 요즘 대학의 지구과학교육과에는 고등학교 다닐 때 지구과학 교과를 이수하지 않은 학생들이 많이 입학한다고 합니다. 그것이 대학 교육의 질적 저하를 가져올텐데, 7차 교육과정의 필연적인 결과이므로 그러한 병폐는 당분간 어쩔 수 없을 듯 합니다.

따라서, 지구과학 교사가 되려면 수도권 대학이든 지방 대학이든 사범대에 설치되어 있는 지구과학 교육과에 진학하시고, 졸업한 다음 임용시험에 합격하면 됩니다. 이게 첫번째 방법입니다.

둘째, 비사범대에 진학한 뒤 교직으로의 진출을 모색하는 방법이 있습니다. 세 가지 방법이 있습니다.

1) 재학중에 교직과정을 이수하여 교사자격증을 취득한 뒤 임용시험에 합격한다.

교직과정을 이수할 수 있는 자격을 얻기 위해서는 학과에서 매우 높은 성적을 얻어야 합니다. 게다가, 다른 학과와는 달리 일반 대학에는 지구과학 전공이 따로 없습니다. 해양학, 지질학, 천문학, 대기과학 등의 관련 학과를 전공하는 동안 교직과정을 이수하면서 나머지 전공을 공부하여 교사자격증을 얻을 수 있습니다.

2) 지구과학을 구성하는 전공들, 예를 들어, 천문학, 지질학, 해양학, 기상학 등을 전공한 뒤 교육대학원에 진학하여 교사자격증을 취득하고, 임용시험에 합격한다.

교 직과정을 이수하는 경우에는 대학 교육과정 내에서 지구과학의 다른 전공을 공부하고, 그를 통해 교사자격증을 취득할 수 있습니다. 하지만, 그렇게 하지 못하였다 하더라도, 대학 졸업후 사범대학에 설치되어 있는 교육대학원에 진학한 뒤 요구되는 소정의 절차를 마치면 교사자격증을 취득할 수 있습니다.

3) 사범대에 편입하는 방법

사례가 드물기는 하지만, 사범대에 편입하는 방법도 가능합니다.

교직에 입문한다는 것은 자신의 평생을 통해 공부하여야 한다는 것을 의미합니다. 교직이 전문직이라는 점, 그리고 변화하는 사회가 교직에 요구하는 것이 무엇인가 하는 점을 살펴 보면 쉽게 이해할 수 있습니다. 사범대에 진학하거나 교직과정 및 교육대학원 등의 과정을 통해 교사가 되고자 하는 고등학생이라면, 자신이 그러한 일생 동안의 연찬 과정의 첫 걸음을 내딛는 것이라 생각하고 고등학교에서의 수학 과정을 충실히 이수해 갈 필요가 있습니다. 그것으로서 즐거움을 얻고 살 수 있다면 교직 생활이 더욱 행복할 것입니다.

지구과학교육과가 설치되어 있는 대학은 다음과 같습니다.

강원대학교 과학교육학부 지구과학교육전공 http://sciedu.kangwon.ac.kr/%7Eearth/
경북대학교 지구과학교육과 http://earthed.knu.ac.kr/
공주대학교 지구과학교육과 http://earth.kongju.ac.kr/earthhome/
부산대학교 지구과학교육과 http://home.pusan.ac.kr/~earth/
서울대학교 지구과학교육과 http://earth.snu.ac.kr/
이화여자대학교 과학교육과 http://home.ewha.ac.kr/~sunedu/
전남대학교 과학교육학부 지구과학교육전공 http://altair.chonnam.ac.kr/~earth/Home/index.htm
전북대학교 과학교육학부 지구과학교육전공 http://earthedu.chonbuk.ac.kr/
조선대학교 과학교육학부 지구과학교육전공 http://www.chosun.ac.kr/~earth/
충북대학교 과학교육학부 (지구과학교육전공) http://edu.chungbuk.ac.kr/department/?d_part=12
한국교원대학교 지구과학교육과 http://home.knue.ac.kr/~earth/main.htm

개정 사항

- 2008년 7월 10일. 교직과정 및 교육대학원을 통하여 교직에 진출하는 방법에 대한 서술을 수정하였습니다.

- 2010년 1월 28일. 문맥 수정

푸른행성의 과학 - http://www.skyobserver.net/

모양근에 의한 원근 조절의 원리

2005-10-14T11:31:05+09:00

모양근에 의한 원근 조절의 원리는 7차 교육과정의 고등학교 과학에서 배워야 할 원리는 아닙니다만, 많은 참고서가 그 내용을 다루고 있어서 학생들의 질문이 많은 부분이기도 합니다.

하지만, 구체적인 원리의 설명은 찾아볼 수 없고, 모양근과 진대의 수축 및 긴장 등이 수정체의 두께를 조절하는 계열만 단편적으로 서술되어 있는 것이 사실입니다. 이러한 단편적인 사실의 나열이 원리의 이해를 오히려 더 어렵게 합니다. 고등학교 과학에서 다루어야 할 개념과 원리가 아니라면 과감하게 배제해야 하는 것 아닌가 하는 생각을 해봅니다.

모양근을 통한 수정체의 두께 조절은 과학을 가르치면서 학생들로부터 받는 가장 어려운 질문 중 하나인 것 같습니다. 최근에 York University의 웹 페이지에서 이에 관한 그림과 간략한 설명을 보았는데, 여기서 설명하는 원리는 그것에 기초하고 있습니다.

1) 가까운 물체를 볼 때

가까운 물체의 상은 망막 뒤에 맺혀집니다. 상이 망막에 맺히도록 하려면 수정체가 더 두꺼워져야 합니다. 이 때에는 모양체가 수축하여 수정체를 두껍게 합니다. 이 과정을 나타내는 그림은 다음과 같습니다.

모양체가 수축하면 맥락막의 근육이 늘어나서 접합부가 수정체 쪽으로 이동해 옵니다. 그 결과 진대는 느슨해집니다. 진대가 느슨해지면 수정체는 움츠러들면서 두꺼워집니다.

진대가 '이완된다'거나 '진대가 수축한다'라는 표현이 참고서 등에서 발견되는데, 진대가 이완되거나 수축하는 것은 수정체 조절의 메카니즘을 설명할 수 있는 용어가 아닙니다. 진대가 '느슨해진다'거나 '팽팽해진다'는 등의 장력 변화와 관련된 용어로 설명해야 합니다.

2) 먼 물체를 볼 때

먼 물체의 상은 망막 앞에 맺혀집니다. 상이 망막에 맺히도록 하려면 수정체가 더 얇아져야 합니다. 이 때에는 모양체가 이완하여 수정체를 더 얇게 합니다. 이 과정을 나타내는 그림은 다음과 같습니다.

모양체가 이완하면 맥락막의 근육이 움츠러듭니다. 마치 손가락으로 고무줄의 끝을 잡고 늘였다가 손가락을 떼는 순간 고무줄이 움츠러드는 것과 같습니다. 그 결과 진대는 늘어나면서 팽팽해집니다. 진대가 팽팽해지면 수정체는 길쭉하게 늘어나면서 얇아집니다. 이 과정을 애니메이션으로 만들어 보았습니다.

PDF로도 만들어 보았습니다. 이 파일을 연 뒤 키보드의 위/아래 커서키를 누르면 그림이 번갈아 표시됩니다.

다운로드 : how-the-ciliary-muscles-control-the-lens.pdf

참고 문헌

The Joy of Visual Perception - Table of Contents, http://www.yorku.ca/eye/toc.htm

The Joy of Visual Perception - Ciliary muscle, http://www.yorku.ca/eye/ciliary.htm

푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/

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