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가시광선-근적외선 분광법을 이용한 유성분 측정 기술 개발 (Development of Measuring Technique for Milk Composition by Using Visible-Near Infrared Spectroscopy)

  • 최창현;윤현웅;김용주
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.95-103
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    • 2012
  • 본 연구는 원유의 실시간 휴대용품질측정 시스템 개발을 위한 기초 연구로서 원유 시료의 온도에 따른 가시광선-근적외선 스펙트럼을 측정하였으며, 다양한 수학적 전처리방법을 적용하여 유성분 예측모델을 개발하였다. 스펙트럼 측정은 원유 시료 180개에 대해 스펙트럼의 수학적 전처리 방법으로 평활화, 정규화, MSC, 1차 및 2차 미분을 사용하였고 예측모델은 부분최소자승법을 이용하였다. 유성분을 분석한 결과 함량 범위와 평균은 지방이 각각 2.44~6.42%, 4.05%, 단백질은 각각 2.44~4.28%, 3.35%, 무지고형분은 각각 7.85~9.57%, 8.76%로 나타났다. 또한 유당의 함량 범위와 평균은 각각 3.93~5.24%, 4.74%였으며 요소태질소의 경우에는 각각 4.6~15.1 mg/dl, 10.27 mg/dl로 대부분 권장 기준을 만족하였다. 원유 시료의 온도에 따른 스펙트럼은 1,400~2,500 nm에서 큰 차이를 보였으며 온도가 상승함에 따라 흡광도가 높아지는 것을 알 수 있었다. 원유 시료의 온도에 따른 유성분 예측모델을 400~2,500 nm의 영역에서 개발하였으며 예측성능은 지방과 무지고형분의 경우 온도변화와 무관하였다. 단백질과 유당, 요소태질소의 예측성능은 온도가 낮을수록 급격히 감소하여 스펙트럼 측정 시 원유 시료의 온도를 $40^{\circ}C$로 유지하는 것이 필요함을 알 수 있다. $40^{\circ}C$의 원유 스펙트럼에 대해 수학적 전처리를 수행한 결과 평활화를 수행하여 측정 장치 자체의 노이즈를 감소시킬 수 있었고 정규화를 수행하여 기준선을 일치시킬 수 있었다. 또한 MSC를 수행하여 빛의 산란에 의한 영향을 제거하여 스펙트럼간의 차이를 감소시킬 수 있었고 1차 및 2차 미분을 수행한 결과 기준선 일치와 기존 스펙트럼에서 나타나지 않았던 파장영역에 대한 분석이 가능함을 알수 있다. 다중회귀분석의 stepwise 방법을 이용하여 최적 파장영역을 선정하고 유성분 예측모델을 개발한 결과 요소태질소를 제외하고 대부분 근적외선 영역에서 우수한 상관관계를 보여주었다. 지방과 단백질은 원시 스펙트럼의 검증부 결정계수가 각각 0.93, 0.92에서 정규화를 수행한 결과 각각 0.98, 0.92로 원시 스펙트럼의 결과가 우수하여 큰 개선이 없었으나 RPD는 각각 4.10, 3.41에서 5.47, 3.73으로 높아져 정밀도가 향상됨을 알 수 있다. 무지고형분과 유당의 예측모델은 원시 스펙트럼의 경우 각각 0.82, 0.75로 예측모델로 사용하기에는 어려웠으나 각각 평활화와 MSC를 수행하였을 때 검증부 결정계수가 0.90, 0.80으로 크게 개선되어 유성분 예측모델의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 요소태질소의 경우 가시광선 영역에서 가장 우수한 상관관계를 보여주었으나 검증부 결정계수, 오차, RPD가 각각 0.61, 1.56%, 1.58로 다른 성분에 비해 매우 낮게 나타났다. 이를 개선하기 위해 수학적 전처리를 수행하였으나 크게 개선되지 않았으므로 요소태질소의 신뢰성 있는 모델을 개발하기 위해서는 부분최소자승법 외에 다양한 알고리즘의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

DrySAT-WFT 모형을 활용한 전국 하천건천화 분석: 전국 5대강 댐·보 유역의 유입량을 중심으로 (Analysis of National Stream Drying Phenomena using DrySAT-WFT Model: Focusing on Inflow of Dam and Weir Watersheds in 5 River Basins)

  • 이용관;정충길;김원진;김성준
    • 한국지리정보학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.53-69
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    • 2020
  • 산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R2)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

태백 탄전 지대의 비정질 철 수산화물에 대한 희귀원소의 흡착 (Adsorption of Trace Metals on the Natural Amorphous Iron Oxyhydroxide from the Taebag Coal Mine Area)

  • Yu, Jae-Young;Park, In-Kyu
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.23-32
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    • 1994
  • 태백 탄전 지대에서 산출되는 비정질 철 수산화물 (AIO)에 대한 회귀 원소 흡착 반응의 총체적 평형 상수 $K_{ad,app}$를 계산하기 위해 시간-흡착 실험 및 pH-흡착 실험을 실시하였다. 이와 같은 두 실험 결과에 의하면, Pb을 제외한 모든 원소의 흡착 반응이 평형에 도달하여 계산된 $K_{ad,app}$값이 실제의 값일 가능성이 높음을 알 수 있다. 희귀 원소와AIO간의 흡착 반응에 대한 $K_{ad,app}$와 수소 이온의 반응 계수 x는 pH-흡착 실험 결과로부터 얻어진 log($\Gamma$/ [ $M^{2+}$$_{aq}$ )와 pH에 대한 선형 희귀 식의 절편과 기울기로부터 계산되었다. 이 연구에서 계산된 $K_{ad,app}$$10^{-4.5}$에서 $10^{2.75}$ 범위의 값을 갖는데, 이는 다른 연구자들에 의한 단순 조성계에 대한 실험 결과와 많은 차이를 보인다. 이 연구에 의한 $K_{ad,app}$는 자연계의 다른 환경에서 평가된 것과 어느 정도 비슷한 값을 보이지만 정확히 일치하지는 않는다 이러한 사실은 연구 지역의 수계에서 $K_{ad,app}$가 독특한 그만의 값을 갖는 것을 나타내므로, 흡착 모델링 전에 반드시 연구 지역의 수계에 맞는 정확한 $K_{ad,app}$값이 평가되어야 함을 의미한다. 이 연구에 의한 x는 -0.3 내지 0.7의 값을 갖는데, 이 또한 일반적으로 지구화학자들 사이에서 받아들여지는 값과는 상당히 다른 것이다. 이러한 x값의 차이는 아마도 흡착 자리에 대한 다른 이온종간의 경쟁 또는 종류가 다른 여러 흡착 반응의 동시 진행에 의한 것으로 생각된다. 이 연구의 결과는 태백 지역에서의 탄광 폐수에 오염된 수계 내에서의 적절한 흡착 모델을 세우는데 도움을 줄 것이다. 이렇게 세워진 흡착 모델을 이용하여 수계 내에서의 흡착에 따른 금속 원소 함량 변화를 기술할 수 있을 것이며, 이는 태백 탄전 지역에서의 광산 폐수가 수질에 미치는 영향에 대한 연구에 중요한 부분이 될 것이다.

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Bloom의 신교육목표 분류체계에 기초한 4차 산업혁명 시대에 요구하는 지식과 역량 분석: 2015 개정 실과(기술·가정) 교육과정의 가정과 성취기준을 대상으로 (Analysis of Knowledge and Competency for the Fourth Industrial Revolution Based on Anderson's Revision of Bloom's Taxonomy: Focused on Achievement Standard in the 2015 revised Practical Arts(Technology·Home Economics))

  • 양지선;이경숙
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.129-149
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    • 2018
  • 본 연구는 4차 산업혁명 시대를 예고하는 사회 변화 속에서 Bloom의 신교육목표분류학에 기초하여 2015 개정 가정과 성취기준을 분석하고 핵심역량과 지식의 연관성을 찾는데 목적을 두었으며 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 지식 차원은 중학교 성취기준에서는 메타인지적 지식이, 고등학교 성취기준에서는 사실적 지식이 가장 높게 나타났으며 지식 차원의 하위유형은 구체적 사실과 요소에 대한 지식이 가장 높게 나타났다. 인지과정 차원은 중학교 성취기준에서 '적용하다', '분석하다', '평가하다', '이해하다', '창안하다'의 순으로, 고등학교 성취기준에서는 '이해하다', '평가하다', '창안하다', '적용하다', '분석하다' 순으로 나타났다. 둘째, 핵심 개념별로 지식 차원과 인지과정 차원은 '발달'에서 메타인지 지식과 '이해하다', '관계'에서 개념적 지식, 메타인지적 지식과 '이해하다', '생활문화'에서 메타인지적 지식과 '적용하다', '안전'에서 절차적 지식과 '평가하다', '분석하다', '관리'에서 사실적 지식, 절차적 지식과 '적용하다', '생애설계'에서 메타인지적 지식, 사실적 지식과 '이해하다'가 높게 나타났다. 셋째, 성취기준에 사용된 동사의 진술은 '탐색하다', '이해하다', '분석하다', '실천하다', '제안하다', '인식하다', '평가하다'의 순으로 나타났다. 행동 동사의 진술은 수행과정을 판단할 수 있는 기준이 되므로 교과내용 지식과 다양한 인지과정을 나타내는 성취기준에 반영되어 구체적인 역량을 성취할 수 있다. 따라서 성취기준을 통해 학습자의 수행능력의 습득에 더욱 효과적인 인지과정을 제공하고 내용요소와 기능과의 연결을 정교화하는 전략을 통해 교육의 방향성을 높이고 학습자들이 미래를 대비하는 역량을 함양해나갈 수 있도록 지원해야할 것이다.

청정개발체제(CDM)사업의 지속가능성평가 지표 개발 -다 기준분석법(MCA)을 활용하여- (The Development of the Sustainability Appraisal Indicators for Clean Development Mechanism(CDM) Projects by Multi-Criteria Analysis(MCA))

  • 양춘승;박성환;박중구
    • 환경정책연구
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    • 제8권2호
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    • pp.83-118
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    • 2009
  • 교토의 정서에 따른 청정개발체제(Clean Development Mechanism, CDM) 사업은 두 가지 목적을 가지고 있다. 하나는 온실가스 감축의무가 있는 나라가 다른 나라에서 온실가스 감축사업을 하여 생긴 감축량으로 자국의 감축의무 이행에 사용할 수 있게 허용하여 비용효과적인 감축의무 이행을 도와주는 것이고 다른 하나는 개발도상국에 대한 투자를 통해 개도국에 기술 이전과 지속가능한 발전을 도모하는 것이다. 그러나 CDM 사업의 현실을 보면 전자의 목적은 달성하고 있으나 후자의 목적은 별로 충족하지 못하고 있다는 지적이 많다. 본 연구는 이러한 상황을 반영하여 우리나라에 맞는 지속가능성 평가 기준을 제시하고자 시도하였다. 여러 가지 의사결정 방법론을 비교하여 다기준분석법(MCA)의 하나인 다속성효용이론(MAUT)을 이용하는 것이 가장 유용하다는 판단에 따라 그에 적절한 요건을 갖는 지속가능성 기준을 파악하고자 하였다. 국내에서는 초기단계에 있는 연구이기 때문에, 국내 전문가의 의견만으로는 보편적 국제적 기준을 놓칠 우려가 있어 외국의 사례에 대한 광범위한 조사를 하였다. 국내 전문가들에게는 GRI가 제시한 기준과 국내외 사례에서 뽑은 37개의 예비 기준을 제시하여 지표의 적합성(relevance), 개선 가능성(possibility of real improvement), 자료수집의 용이성(easiness of data collection), 주관적 선호도(preferences) 등 네 가지 측면에서 1-3점을 각각 부여하도록 설문하였다. 분석 결과는 외국의 11개 사례에서 나온 상위 15개 기준과 국내 설문 결과 상위 15위 기준을 취합하여 12개의 핵심 기준과 10개의 부가 기준을 제시할 수 있었다. 이후 이를 구체적 사업에 적용하여 사례 분석을 시도하였다. 평가 대상 사업으로는 세계 최대의 조력발전 CDM 사업인 "시화호 발전사업"을 선정하고 핵심 지표 12개에 의미있다고 판단되는 3개의 부가지표를 더해 총 15개의 적용지표를 선정한 후, 각 지표별 가중치 설정을 위하여 경제, 환경 사회 각 부문의 전문가에게 두 기준 간의 상대적 선호도를 묻는 AHP 설문을 수행하였다. 이를 Expert Choice라는 전문 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 일관성이 확인된 14명의 응답을 기준으로 종합 점수를 계산한 결과 (+)53.082의 점수가 확인되었고 다양한 경우에 대한 민감도 분석의 결과도 모두 (+)44.667과 (+)65.522 사이에 분포하여 지속가능한 발전에 기여하는 순편익이 더 높은 것으로 확인되었다.

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국내 임업분야 공적개발원조(ODA)사업과 지속가능발전목표(SDGs)와의 연관성 분석 (Analysis of Linkage between Official Development Assistance (ODA) of Forestry Sector and Sustainable Development Goals (SDGs) in South Korea)

  • 김나희;문주연;송철호;허성봉;손요환;이우균
    • 한국산림과학회지
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    • 제107권1호
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    • pp.96-107
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    • 2018
  • 본 연구에서는 국내 산림부문의 공적개발원조(Official Development Assistance; ODA) 사업과 국제연합(United Nations; UN)의 지속가능발전목표(Sustainable Development Goals; SDGs) 간의 연관성을 분석하고, SDGs 달성 측면에서 ODA사업의 방향성을 제시하였다. 우선 한국수출입은행 대외경제협력기금(Economic Development Cooperation Fund; EDCF) 통계조회시스템에서 국내 임업분야 ODA사업 자료를 분석하였다. 분석결과에 따르면, 산림부문 ODA사업은 임업 개발 분야와 임업 정책 및 행정관리 분야에서 활발하게 이루어지고 있었으며, 두 분야에서도 산림청과 한국국제협력단(Korea International Cooperation Agency: KOICA)에서 가장 많은 사업을 시행하고 있었다. 이와 같은 결과를 통해 선정된 국내 임업분야 ODA사업의 각 사업별 목표와 내용을 바탕으로 기존 산림부문 ODA사업 항목인 기술개발, 역량강화, 인프라 구축, 조림으로 항목을 분류하였다. 분류된 항목별 ODA 활동내용과 SDGs에서 강조하는 국가별 이행평가를 위해 국내에서 활용 가능한 산림부문 목표 및 성과지표를 포함하고 있는 2016년 산림청 성과관리 기본계획 성과지표와의 연관성을 분석하였다. 분석된 2016년 산림청 성과관리 기본계획 성과지표와 이와 연관되는 SDGs 세부목표 및 지표를 파악하였으며, 최종적으로 SDGs 목표를 파악하였다. 그 결과 국내 임업분야 ODA사업은 SDGs 목표 1(빈곤퇴치), 목표 2(기아해소), 목표 6(물과 위생), 목표 13(기후변화 대응), 목표 15(육상생태계), 목표 17(파트너십)과 연관되었다. 본 연구는 SDGs가 출범함에 따라 국내 임업분야 ODA사업을 검토하고, 이를 2016년 산림청 성과관리 기본계획과 SDGs와의 연관성을 분석하여 국내 산림부분 ODA사업의 한계점 파악과 SDGs 이행을 위한 제언을 했음에 그 의의가 있다.

연료전지용 메탄올 자열 개질기의 산소-메탄올 비율에 따른 성능 실험 (Experimental Study on Autothermal Reformation of Methanol with Various Oxygen to Methanol Ratios for Fuel Cell Applications)

  • 황하나;신기수;장상훈;최갑승;김형만
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권4호
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    • pp.391-397
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    • 2011
  • 수소가 매력적인 연료로 각광받기 시작하면서 수요가 급증하였으며 이에 대응하여 수소 생산 기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산소-메탄올 비율에 따른 연료전지용 메탄올 개질기의 반응 효율을 알아보았다. 각각의 촉매 배열에 따른 산소-메탄올의 비율($O_2/CH_3OH$)의 영향을 알아보기 위해 $O_2/CH_3OH$를 0.1에서 0.4까지 0.05씩 증가시켜 반응기의 온도, 변환율, 효율에 관한 실험을 수행하였다. $O_2/CH_3OH$가 0.15에서 0.2로 증가할 때 촉매층(catalyst bed)의 온도도 증가하며, 흡열 반응이 발열반응으로 변하여 반응기의 온도를 상승시켜 촉매 점화에 따라 온도는 $235^{\circ}C$정도 급상승한 $500^{\circ}C$가 된다. 반응기의 성능은 $O_2/CH_3OH$에 크게 의존하며 이론적 연구에서 $O_2/CH_3OH$는 0.23이었으나 실험 결과는 30 % 높은 0.30일 때 최적의 성능을 나타내었다. 이것은 혼합기체의 농도차이, 반응속도, 촉매, 반응기의 열손실, 반응 시 생성된 생성물 등의 변화 때문인 것으로 여겨진다.

병원감염에서의 법적쟁점 (Legal issues on HAI)

  • 이수경;윤석찬
    • 의료법학
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    • 제20권1호
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    • pp.133-162
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    • 2019
  • 소득이 늘어나고 의학수준이 높아지면서 전문 의료의 영역이 확대되었고, 의료기술 전반에 대한 국민의 신뢰가 높아지면서 비단 질병을 치료하는 경우 뿐 아니라 생활 속에서의 의료영역은 더욱 넓어지고 있는 추세이나 약물에 대한 남용이나 내성균의 등장으로 인해 여러 가지 문제점 들이 발생하는 것도 사실이다. 언론보도에서 접할 수 있는 병원에서의 감염사례 이외에도, 의료소송을 통하여 분쟁의 대상이 되는 병원감염의 사례는 적지 않은 것이 현실이다. 병원감염에 의한 의료소송에 있어서 병원 자체의 관리나 감독의 소홀을 물어 손해발생의 인과관계를 입증할 수 있다면 피해자의 보호의 수준이 한층 높아질 수 있을 것이다. 병원감염과 관련된 비교법적 고찰을 통해 이러한 문제에 대한 해결점을 찾아보고자 하였다. 특히 병원감염과 관련한 비교법적 검토로서 독일의 입법례는 진료계약을 민법상의 전형계약으로 정해 두고 있어 독일의 민법 규정을 살펴보는 것은 우리 법에게도 시사하는 바가 크다. 또한 프랑스의 특별법 '환자의 권리'를 향상시키고자 노력하였고 이에 따른 판례의 변화도 살펴 볼 수 있다. 마지막으로 미국의 판례상의 과실추정칙의 이론은 원고의 입증의 부담을 줄여주려는 시도로서 배심원제 하에서 적용될 수 있으나 주의의무 위반의 증거제시가 어렵고 침묵의 모의를 통하여 감정단의 증언조차 확보가 어려울 때 참고해 볼 수 있는 이론이 아닌가 생각한다. 본 논문은 병원감염의 의료소송과 관련 될 수 있는 문제들을 비교법적 측면에서 검토하여 증명책임의 완화와 관련하여 우리에게 어떤 시사점이 있는지 찾아보고자 하였다.

수학적 힘의 신장 프로그램을 적용한 교실 수업 동영상 자료 반복 학습이 자기 주도적 학습에 미치는 영향 - 수학 I 을 중심으로 - (The Influence of the repeated learning of moving picture materials applying 'the development of mathematical power' program on The Self-Directed Learning)

  • 변경혜
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.295-326
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    • 2006
  • 수학교육의 중요성에도 불구하고 아직까지 고등학교 교육현장에서는 많은 학생들이 수학에 흥미를 잃고 어려움을 느끼며 입학시험이라는 현실 때문에 진정한 의미의 '수학하는' 경험을 하지 못하고 있는 실정이다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하고 수학에 좀 더 자신감을 갖고 스스로 공부하는 수업방식을 찾고자 하였다. 따라서 요즈음 학생들의 인터넷 사용이 생활화되어 있으므로 수학사와 역사, 과학, 실생활 문제 활용 및 자기평가를 바탕으로 한 '수학적 힘의 신장' 프로그램을 개발하여 교실에서 수업한 내용을 동영상으로 제작하여 학생들로 하여금 반복학습 할 수 있게 함으로써 공교육의 내실화를 통한 자기주도적 학습력을 신장시키고자 하였다. 우선 수학교과의 자기주도적 학습력의 신장과 인터넷학습프로그램의 시청여건, 학생 학부모의 인터넷 활용 교육에 대한 관심도에 대하여 실태분석을 실시하였고 문헌연구를 통하여 기존의 수학교과에서의 수학사 지도의 의의 및 협력학습, 수준별 학습, 자기주도적 학습, 인터넷 활용수업에 대하여 살펴보았다. 실제 '수학적 힘의 신장' 프로그램 적용에 있어서 먼저 프로그램 정착을 위한 교육적 여건을 조성하고 교수-학습 자료를 수집하며 교수-학습 모형의 체계를 확립하고 인터넷 메일과 교실 기자재를 활용한 학습을 위한 자료를 개발하며 수학 학습계획의 확립 및 실천을 위한 지도를 실시하였다. 이 후 '수학적 힘의 신장' 프로그램을 적용한 수준별 협력 발표 학습의 교수-학습 모형을 적용함과 동시에 보충 보통 심화과정의 수준별 학습지를 제작, 활용하고 인터넷 이메일과 교실 기자재를 통한 수업 동영상 시청을 지도하였다. 또한 프로그램이 얼마나 효과가 있었는지에 대해 수학교과에 대한 흥미도 태도 및 수학과 학업성취도, 자기주도적 학습의 변화를 통하여 알아보았다. 마지막으로 수학학습에 학생의 자발적 참여를 위한 여건 마련과 '수학적 힘의 신장' 프로그램 및 이를 적용한 교실수업 동영상 자료 반복학습의 구안 및 적용에 관한 결론과 제언을 기술하였다.

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분자핵의학 기법을 이용한 다약제내성 진단 (Detection of Multidrug Resistance Using Molecular Nuclear Technique)

  • 이재태;안병철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.180-189
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    • 2004
  • 다약제내성이 발현된 암세포에서 세포내의 항암제를 세포외로 배출시키는 기전을 체내에서 비침습적인 방법으로 영상화 할 수 있는 SPECT와 PET는 악성종양의 진단과 평가에 중요한 역할을 할 것으로 판단되나, 아직까지도 Pgp와 MRP의 운반능을 적절하게 평가하는 핵의학적 영상방법을 정립하는데는 극복해야할 문제점들이 많다. 지금까지의 MDR영상에 관한 연구들은 대부분이 $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품을 이용한 연구였으나, PET의 임상 응용이 증가함에 따라 보다 특이적이고 쉽게 응용될 수 있는 PET용 방사성 추적자의 개발도 이루어져야 할 것이다. $^{99m}Tc$-MIBI의 암 세포내 일방향(unidirectional) 섭취는 음성인 세포막 전하와 세포내 소립체 기질 전하에 의하여 결정되므로, MIBI의 섭취는 다른 지용성 양전하를 띤 막전위 추적자들과 유사하게 작용한다. $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품은 암조직의 혈류 증가나 소립체 용적이나 활성도가 증가하면 섭취가 증가할 수 있어 보다 특이적인 MDR추적제의 개발이 필요한 것이다. 최근 Lorke 등은 약제감수성 및 내성 인체대장암세포인 $HT-29^{par}$ 세포와 $HT-29^{mdrl}$ 세포를 이용한 연구에서, 두세포 모두에서 $^{18}F$-FDG의 섭취가 있었고, MDR이 발현된 세포와 종양에서 $^{18}F$-FDG 섭취가 훨씬 낮았고, MIBI는 MDR이 없는 모세포에서도 매우 낮았음을 보고한 바 있다. 이 세포는 전자현미경검사에서 사립체가 풍부하지 않은 세포였다. 그러므로 이러한 결과로 보아 $^{99m}Tc$-MIBI 영상에서 종양이 보이지 않거나 섭취가 미약하다고 해도 MDR이 발현되었다고 단정할 수는 없게 된다. 즉 MDR의 발현유무를 정확하게 감별할 수 있기 위하여는 저항이 없는 세포에 MIBI가 충분하게 섭취되어야 한다는 것이 필수적인 요건이며, 종양세포 종류에 따라서는 FDG가 MDR의 marker가 될 수 있다는 것이다. Pgp 수송체는 ATP의존성 약제배출 펌프이므로 MDR세포는 에너지가 많이 필요하여, MDR 세포는 당분해율(rate of glycolysis)이 증가되어 있고 HT-29 mdrl 종양세포에서는 포도당 이동과정의 변화로 FDG 섭취가 감소되었다. 또한 Pgp가 점차 증가됨과 함께 plasma membrane transporter인 GLUT-1 level이 감소된다. 이러한 결과는 다약제내성의 영상화가 지금까지의 예상보다 보다 복합적이고 다양하므로 보다 많은 연구가 필요할 것이라는 점을 시사한다. 최근 시도되고 있는 생체광학 영상을 이용한 다약제내성 유전자 및 Pgp 발현 연구는 아직 시작단계이나, 분자 생물학적 영상법의 발전과 함께 MRI 기술등에도 이용될 수 있으므로 향후 많은 연구가 있을 것으로 기대된다.