• 제목/요약/키워드: 과학적 시각화

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과학적 논의 과정을 시각화한 과정중심평가에서의 과학적 개념 이해 발달 (Development of Scientific Conceptual Understanding through Process-Centered Assessment that Visualizes the Process of Scientific Argumentation)

  • 김미숙;유선아
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.637-654
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    • 2019
  • 이 연구의 목적은 논의 과정을 시각화한 과정중심평가를 통해 과학적 개념의 발달 과정을 알아보는 데 있다. 연구 참여자는 경기도 소재 고등학교 학생 353명과 교사 5명이었으며, 자료의 분석은 논의 활동을 촬영한 영상, 소집단 활동지, 그리고 인터뷰 내용을 대상으로 이루어졌다. 학생들의 발화를 논의 요소를 중심으로 분석한 결과, 소집단 내 논의에서 과학적 개념은 질문 및 의미 명확화의 과정을 통해 구체화되었고, 동의 및 반박의 과정을 통해 조직화되었으며, 소집단 간 논의에서의 질문, 의미 명확화 및 주장 변경을 통해 정교화되었다. 교사는 논의 과정이 시각화된 소집단 활동지를 통해 학생들의 논의 과정을 이해할 수 있었으며, 이를 바탕으로 피드백을 제공하고 수업을 개선하였다. 연구 결과를 토대로, 논의 과정의 시각화는 학생의 자기평가, 동료평가를 가능하게 할 뿐 아니라, 교사가 논의 과정을 이해하는 것을 가능하게 한다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 과학 교과에서의 과정중심평가에 대한 지침을 제공하고, 과학적 논의를 활성화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

가젯암: 확장현실을 위한 손 제스처 기반 대화형 데이터 시각화 시스템 (Gadget Arms: Interactive Data Visualization using Hand Gesture in Extended Reality)

  • 최준영;정해진;정원기
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.31-41
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    • 2019
  • 가상 및 증강현실과 같은 확장현실(XR: Extended Reality)은 몰입형 데이터 시각화 및 분석을 위한 거대한 잠재력을 가지고 있다. 확장현실에서 사용자는 3차원 가상 공간을 활용하여 데이터 및 여러 사용자와 사실적으로 상호 작용할 수 있으므로 보다 직관적인 데이터 분석이 가능하다. 그러나 확장현실의 장점을 제대로 활용하기 위한 시각화를 생성하는 것은 복잡한 프로그래밍이 필요하기 때문에 상당히 어려운 일이다. 본 논문에서는 손 제스처만으로 XR을 위한 시각화 전 과정을 수행하고, 모든 3차원 공간을 활용할 수 있는 가젯암(Gadget Arms) 시스템을 제안한다. 이 시스템에서 분석가는 데스크탑 기반 환경이나 복잡한 프로그래밍을 사용할 필요 없이 XR 기기를 착용한 상태에서 직관적으로 전체 시각화 공간을 디자인할 수 있으며, 가상의 손을 임의의 3차원 공간에 자유자재로 위치시킬 수 있는 인터랙션을 통해 거대한 3차원 공간을 효과적으로 활용할 수 있다. 우리는 사용자 연구를 통해 제안된 시스템이 시각화 제작과 공간 활용의 사용성을 크게 향상시시키는 것을 확인하였다.

빅데이터를 위한 데이터 시각화 방법과 표현 연구 (광주 대중버스노선 이용 실태를 적용한 태블루를 활용한 시각화 표현) (A Study on Visualizing Method and Expression for Big Data)

  • 문희정
    • 스마트미디어저널
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    • 제8권1호
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    • pp.59-66
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    • 2019
  • 하루가 다르게 방대한 데이터가 생겨나고, 데이터를 반영한 정책지원이나 콘텐츠들이 증가하면서 데이터에 대한 중요성이 주목받고 있다. 데이터의 시각화 측면에서 모든 데이터를 살펴보는 것에 제약이 따르기 때문에, 시각화의 기술적인 요소뿐만 아니라 데이터를 요약하고, 이해하기 쉽도록 돕는 시각화의 방법론적 요소가 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 많이 사용되는 디자인 중심의 인포그래픽을 개선하고 데이터 중심의 인포그래픽을 제안하기 위해 데이터 시각화의 표현 방법을 정리하고, 시각화의 방법을 Tableau Public을 활용하여 데이터 분석 및 인포그래픽 제작사례를 제시고자 한다. 인포그래픽 제작을 위해 광주광역시 버스 이용자 데이터가 사용되었고, 분석결과 정류소 사용 총 승객수는 일반 승객수와는 유사한 결과를 보이지만 환승역 이용 승객, 청소년 승차 환승 승객수에 따른 정류소와는 차이를 보였다. 그래프 유형에 따라 시각적인 결과는 다르게 도출되었다. 데이터 중심의 인포그래픽 시각화는 기존의 인포그래픽의 시각적인 역할만 강조한 것에 비해 데이터를 효율적으로 전달하는 것을 물론 과학적 연구를 위한 도구로 활용될 것으로 기대한다.

구텐베르그 프로젝트 텍스트 데이터를 활용한 시각화 및 용례 검색 (Text Visualization and Concordance Search Using Gutenberg Project Text Data)

  • 김동성;신연수;이지안;유지민
    • 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 2017년도 제29회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.175-178
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    • 2017
  • 본 연구는 거시적 빅데이터 인문학과 미시적 언어 텍스트 검색 시스템을 구축하고, 이를 통해서 언어를 통한 문화의 역동적 변화를 시간적 순서에 따라 살펴보고자 한다. 연구의 최종적인 목표는 문화도 생물체처럼 변화하는 존재라 여기고 그 구성요소들을 연구한다는 뜻인 '문화체학(文化體學; Culturomics)'과 같은 '인문학 + 정보과학 + 사회과학' 등등의 다학문간의 융합적 연구에 있다. 이 시스템을 통해서 인류 역사의 기록인 텍스트 빅데이터를 통한 인문학적 성찰을 시각화하고 있다. 이러한 구글의 업적은 인문학과 정보기술의 융합을 통해서 인문학 자체의 지평을 넓히고, 사회과학을 변형시키고, 산업과 상아탑 사이의 관계를 재조정하는데 있다.

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구텐베르그 프로젝트 텍스트 데이터를 활용한 시각화 및 용례 검색 (Text Visualization and Concordance Search Using Gutenberg Project Text Data)

  • 김동성;신연수;이지안;유지민
    • 한국어정보학회:학술대회논문집
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    • 한국어정보학회 2017년도 제29회 한글및한국어정보처리학술대회
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    • pp.175-178
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    • 2017
  • 본 연구는 거시적 빅데이터 인문학과 미시적 언어 텍스트 검색 시스템을 구축하고, 이를 통해서 언어를 통한 문화의 역동적 변화를 시간적 순서에 따라 살펴보고자 한다. 연구의 최종적인 목표는 문화도 생물체처럼 변화하는 존재라 여기고 그 구성요소들을 연구한다는 뜻인 '문화체학(文化體學; Culturomics)'과 같은 '인문학 + 정보과학 + 사회과학' 등등의 다학문간의 융합적 연구에 있다. 이 시스템을 통해서 인류 역사의 기록인 텍스트 빅데이터를 통한 인문학적 성찰을 시각화하고 있다. 이러한 구글의 업적은 인문학과 정보기술의 융합을 통해서 인문학 자체의 지평을 넓히고, 사회과학을 변형시키고, 산업과 상아탑 사이의 관계를 재조정하는데 있다[1].

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과학 교수 학습을 위한 시각적 표상 능력의 교육목표 분류체계 개발 및 타당화 (Development and Validation of Visual Representation Competence Taxonomy)

  • 윤혜경
    • 한국과학교육학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.161-170
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    • 2018
  • 과학자들은 연구 과정에서 다양한 시각적 표상을 다양한 방식으로 활용한다. 과학 교수 학습 과정에서도 시각적 표상은 과학 개념을 가르치거나 이해하기 위한 수단으로, 또 학생의 과학적 사고를 촉진하고, 탐구 능력을 증진시키기 위한 도구로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 과학 교수 학습 과정에서 효과적인 시각적 표상 활용을 촉진하고, 체계적인 과학교육 연구의 기초를 제공하고자 하는 목적으로 시각적 표상능력의 교육목표 분류체계(visual representation competence taxonomy: VRC-T)를 개발하였다. VRC-T는 시각적 표상 유형과 인지 과정, 2개 차원으로 구성하였고, 선행 연구를 고찰하여 초기 모형을 개발한 뒤 교사 중심의 타당도 검토 결과, 전문가 중심의 타당도 검토 결과를 반영하여 최종 모형을 개발하였다. 최종 모형에서 시각적 표상 유형은 크게 '기술적 표상', '과정적 표상', '설명적 표상'으로 구분하였으며, 시각적 표상의 인지 과정은 크게 '해석하기', '통합하기', '구성하기'로 구분하였다. VRC-T의 타당화 과정과 각 세부 범주의 개요 및 예시를 설명하였고 가능한 활용 방안을 제안하였다.

문화유산 데이터의 시공간상 시각화 연구 (Spatio-Temporal Visualization of Cultural Heritage Collections)

  • 박나래;전문구
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제62차 하계학술대회논문집 28권2호
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    • pp.55-57
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    • 2020
  • 본 연구는 문화유산 데이터의 효과적 정보 시각화 방안을 탐색한다. 문화유산 데이터는 역사적 사회적 맥락 속에서 충실히 이해될 수 있기에, 지리적 평면과 시간 축으로 이루어지는 3차원 시공간 큐브상에 문화유산 데이터들을 배치하는 것은 문화유산의 특성을 반영하면서도 통시적·공시적 조망을 동시에 제공하는 유익한 시각화 방안이 될 수 있다. 이를 확인하기 위해 문화유산 컬렉션 데이터를 지도 평면과 시간 축으로 구성된 시공간 큐브 상에서 탐색·체험할 수 있는 웹 어플리케이션과 AR 어플리케이션을 구현하고, 이에 대한 사용자 평가를 실시했다. 평가 분석 결과 문화유산 데이터의 3차원 시각화는 데이터에 대한 총체적 시야를 제공하고 새로운 체험에 대한 관심과 호기심을 유발하는 한편, 낯선 형식으로 인한 인지적 피로가 뒤따를 수 있어 대상 데이터의 특성, 매체 형식의 특성, 사용자의 경험적 이해, 인간의 지각방식을 고려한 다각적 정보 체험 설계가 필요할 것으로 파악되었다.

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쿼드 스트립을 이용한 흐름의 시각화에 관한 연구 (Flow Visualization using quad-strip Mapping Method)

  • 김기섭;이원형
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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    • pp.675-678
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    • 2004
  • Cabral과 Leedom이 처음 제시한 LIC(Line Integral Convolution)은 기존의 DDA 알고리즘에 기반한 회선 처리방식보다 우수한 것으로 인정받았고 과학적 시각화 분야에 많은 공헌을 하였다. 그리하여 이것을 기반으로 하는 많은 논문들이 나왔다. 우리는 본 논문에서 기존 LIC의 선 중심의 스트림 라인이 아니라 openGL의 기하 프리미티브인 쿼드 스트립을 이용한 어느 정도의 두께를 가진 스트림 라인을 생성하여 보다 새롭고 다양한 흐름의 시각화 기술을 제시하고자 한다.

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이용자 인터페이스 설계 원칙에 의한 정보시각화 시스템 평가 및 문제점 분석 (An Analysis of Information Visualization Problems using User Interface Design Principles)

  • 이지연
    • 정보관리연구
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    • 제34권2호
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    • pp.67-88
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    • 2003
  • 정보량이 급증하고 기존의 정보조직체계에 비해 덜 체계화된 정보를 제공하는 인터넷의 확산 등으로 인해 정보시각화에 대한 관심이 점점 증가하고 있다. 정보 시각화는 이용자가 원하는 정보에 쉽고 적은 노력으로 접근할 수 있도록 데이터를 재정리하고 요약하여 보여주는 기법이다. 현재까지 개발되어 온 많은 정보시각화 기법들은 과학적인 연산절차에 근거하여 데이터를 표현하는 방법을 사용하여 왔는데, 이러한 과학적 데이터 처리 과정에 의존하는 시각화방법은 일반 이용자들이 이해하기에는 어려움과 사용의 불편함이 따른다. 더 중요하고 심각한점은, 이러한 정보시각화 기법을 사용하는 많은 시스템의 모형들이 실제 이용자가 경험하는 상황을 반영하는 경우가 매우 드물다는 현실이다. 예를 들어, 이용자는 데이터를 처리하거나 정보를 제시함에 있어 어안적 방법(fisheye view)을 사용하거나 주제정경 (the mescape)을 사용하지 않는다. 이는 현재의 많은 정보 시각화 시스템들이 이용자 관점에서 시스템을 설계하는 행동유도성(affordance)을 반영하지 않고 있음을 지적한다. 이 연구는 이용자의 요구사항이 반영되지 않고, 이용자에게 부담을 지우는 시각화 시스템의 문제점을 분석하였다. 이를 위하여, 네 가지의 대표적인 정보시각화 시스템을 분석, 평가하였는데 이 때 평가의 기준으로 Norman의 이용자 인터페이스 설계 원칙 및 Nielson의 휴리스틱 평가 방법을 이용하였다. 문제점 분석 결과를 통하여, 이용자의 요구를 반영하지 못한 시스템 설계의 측면들을 확인할 수 있었다. 특히, 이용자와 시스템간의 부합정도 및 시스템의 상태를 이용자가 알 수 있도록 보여주는 가시성 등은 네 가지 시스템의 평가에서 모두 문제점으로 지적되었다. 이 연구의 결과는 정보시각화 및 표현에 있어서 이용자의 요구를 이해하고 이용성을 고려한 설계의 필요성을 강조하고 있다.

Flipped Learning을 위해 제작한 과학 학습 동영상에서 초등예비교사들이 사용한 시각화 구성 전략 탐색 - 지구 영역을 중심으로 - (Exploration of the Strategy in Constructing Visualization Used by Pre-service Elementary School Teachers in Making Science Video Clip for Flipped Learning - Focusing on Earth Science -)

  • 고민석
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.231-245
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    • 2015
  • 과학 교육에서도 플립 러닝은 혁신적인 교수 방법으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 초등 예비교사들이 플립 러닝을 위해 제작한 동영상을 분석하고, 효과적인 시각화 구성 전략을 탐색하였다. 초등 예비교사들은 지구 영역의 과학수업을 위해 구체적 사례 선택하기 전략을 사용하여 거시적인 자연현상에 대한 정보를 제공하는 데 중점을 두고 있었다. 구체적 사례를 전달하기 위해 마커와 공간변환 요소를 효과적으로 사용하였으나, 학생들의 경험과 관련지으려는 노력이 부족하였다. 또한 학생들의 심상을 강화하기 위해 간단하게 도식화하거나 극단적인 사례를 제시하는 경우는 매우 드물었다. 마지막으로 효과적인 시각화 자료를 구성하기 위해서는 다중 표상의 구체적 사례를 제시하고, 친숙한 사례나 비유 모델을 통하여 학생들의 경험과 긴밀히 연결지어 주어야 한다. 또 심상을 강화하기 위해 간단하게 도식화하기, 극단적 사례를 제시하여 새로운 상황 추리할 수 있는 기회를 부여해야 한다.