• 대한화학회지
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• 제60권4호
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• pp.276-285
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• 2016

이 연구는 논의 기반 일반화학 실험과정에서 나타나는 예비과학교사들의 모델링 능력 및 이의 변화과정을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 일반화학을 수강하는 사범대학 1학년 학생 21명을 대상으로 6개 주제에 대한 논의 기반 일반화학 실험 수업을 진행하였으며, 예비과학교사의 모델링 능력을 알아보기 위해 논의 기반 일반화학 실험에서 작성하는 보고서의 모델링 단계를 분석하였다. 그 결과 모델의 요소에 대한 이해를 바탕으로 자신만의 모델링 전략을 가지고 있는 학생이 제시하는 모델의 수준이 높게 나타났으며, 논의 기반 일반화학 실험활동이 거듭되면서 모델링 능력이 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제57권6호
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• pp.813-820
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• 2013

이 연구의 목적은 논의기반 일반화학실험에서 읽기틀이 대학생의 반성 글쓰기에서 나타난 반성적 사고에 미치는 영향에 대해 알아보는 것이다. 이 연구는 일반화학실험을 수강하는 대학교 1학년 17명을 대상으로 하였으며, 이 중 7명을 실험집단으로, 나머지 10명을 비교집단으로 선정하였다. 두 학기 동안 총 10개의 논의기반 일반화학실험 프로그램이 적용되었으며, 그 중 수업의 초기, 중기, 후기에 해당하는 3개의 주제를 비교하였다. 논의기반 일반화학실험에서 읽기틀이 대학생의 반성적 사고에 미치는 영향을 분석한 결과, 읽기틀을 사용한 수업이 대학생의 반성적 사고를 향상시키는데 효과적이었다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.459-472
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• 2019

이 연구는 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업에서 글쓰기 대상에 따른 과학 글쓰기가 예비 화학교사들의 모델링 능력 및 모델링에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 또한 이와 함께 예비 화학교사들의 화학개념 이해에 미치는 영향도 알아보았다. 이를 위해서 사범대학 화학교육과에 재학 중인 예비 화학교사 1학년 18명을 대상으로 11개 주제의 논의-기반 모델링 전략을 적용한 일반화학실험 수업을 진행하였다. 화학개념 이해는 사전과 사후의 화학개념 이해 검사 점수에 대한 효과크기를 비교하였다. 모델링 능력은 예비 화학교사들이 제시하는 모델을 설명, 표상화, 의사소통의 3가지 영역으로 구분하여 집단의 효과크기를 분석하였으며, 모델링에 대한 인식을 알아보기 위해서 설문조사를 실시하였다. 분석결과, 예비 화학교사의 화학개념 이해와 모델링 능력은 글쓰기 대상인 독자의 수준이 낮은 경우, 효과가 더 큰 것으로 나타났으며 글쓰기 대상에 따른 집단에서 모델링에 대한 인식은 차이가 없는 것으로 나타났다. 하지만 모델링 과정을 경험함에 따라 예비 화학교사들의 응답이 더 구체적으로 변해가는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.313-323
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• 2015

이 연구는 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 활동에서 나타나는 학생들의 모델링 변화와 변화 과정 및 모델링에서 나타나는 학생들의 인지과정에 대한 탐색을 통해 논의에 바탕을 둔 교수 전략이 모델링에 어떠한 영향을 미치는지와 변화의 이유를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 일반화학을 수강하는 사범대학 화학교육과 1학년 학생 21명을 대상으로 모델링을 강조한 논의 기반 일반화학실험 여섯 개 활동을 1학기 동안 적용하였고, 학생들의 모델링에서 나타나는 인지과정을 탐색하기 위해 학생 인터뷰 자료를 수집하였다. 모델링 수행에서 나타나는 인지과정의 분석 결과, 효과적인 모델의 요소에 대해 학생들은 시각적 표현, 설득력 있는 설명의 제공, 수사학적 구조의 측면에서 응답하였다. 모델링 과정에서 사용한 전략에 대해서 학생들은 모델링 수행 전과 수행과정의 두 가지 측면에서 응답하였다. 모델링 수행 전에는 실험 보고서를 작성하는 과정에서 중요한 키워드 등을 미리 정리해 두거나 개요를 따로 작성하고 실제 모델링 수행과정에서는 다양한 자료를 이용, 자료를 재구성하여 제시, 핵심개념에 대한 정의와 설명을 제시, 수사학적 구조를 고려, 메타인지를 이용하는 전략을 사용하였다. 모델링 과정에서에서 겪는 어려움에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재, 이해 부족의 두 가지 범주로 나눌 수 있었으며, 이러한 어려움의 해소에 대한 학생들의 응답은 모델링 전략의 부재와 내용 이해 부족으로 나타나는 어려움을 해소하기 위해 어떻게 모델링 전략을 습득하고 내용을 이해하는지로 구분되었다. 학생들은 피드백 단계, 모델링 경험, 실험 보고서에 대한 평가, 자신이 이전에 작성한 모델, 참고문헌을 통해 전략을 습득하며, 내용에 대한 이해는 수업 단계에서 나타나는 논의 과정과 실험 보고서 작성 과정을 통해 이루어졌다. 이러한 결과로부터 모델링을 교수학습에 이용할 때 논의에 기반을 둔 학습전략이 정신 모델을 검증하고 수정하여 표현된 모델로 구현하는 과정에 도움을 주고 과학 개념과 더불어 메타모델링 지식의 이해를 도와 학생들의 모델링 발달에 영향을 줌을 보여 주었다.

• 공학교육연구
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• 제3권1호
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• pp.27-41
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• 2000

최근 인터넷을 기반으로 일반 사용자들에게 멀티미디어 정보를 이용하여 효과적인 교육수단을 제공하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 대표적인 예가 원격교육, 가상대학 등으로 이른 위주의 일반 교과 과목에 대한 교육은 많이 시도되고 있으나 공학 분야의 실험실습 교육을 위한 경우는 비교적 적은 편이다. 본 논문에서는 인터넷을 바탕으로 한 실험실습 교육의 일환으로 기계, 전자, 화학 등 공학분야의 가상 실험실습실을 지원하기 위해 구축한 기반시스템에 대해 소개한다. 여기에 도입된 가상 실험실의 모델로 클라이언트/서버 방식을 기초로 하여 서버에서 시뮬레이터가 수행되고 클라이언트를 통해 결과를 볼 수 있는 시뮬레이티브 방식이 먼저 논의되고, 이와는 달리 사용자가 초기에 한번 관리 서버를 경유한 이후로는 별도의 실습서버와 직접 통신하며 실험실습의 결과뿐 아니라 진행 상태도 영상으로 볼 수 있는 인터랙티브 방식이 소개된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.411-412
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• 2012

대부분의 상용 LED는 사파이어기판에 성장된 GaN를 기반으로 사용한다. GaN는 $1,000^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 성장이 이루어지는데 이 경우 GaN과 사파이어 기판과의 높은 열팽창 계수로 인하여 compressive stress를 받게 된다. 이 compressive stress로 인하여 성장된 GaN wafer에 bowing이 일어나게 되고 이는 기판의 대면적화에 커다란 문제로 작용한다. 이런 문제들을 해결하기 위해 여러 방법이 고안되고 있지만 [1,2], 근본적으로 wafer bowing 문제의 해결은 이루어지고 있지 않다. 한편, 일반적으로 박막을 성장할 때 columnar structure를 가지는 박막이 coalescence되면 박막에 tensile stress가 걸린다는 사실이 알려져 있으며 [3], GaN를 저온에서 성장할 경우 columnar structure를 갖는다는 사실이 보고되었다 [4]. 본 연구에서는 이런columnar structure를 갖는 GaN을 이용하여 wafer bowing 문제가 해결된 GaN 박막 성장을 연구하였다. 본 실험에서는, c-plane 사파이어에 유기금속화학증착법(MOCVD)을 이용하여 nano-columnar structure를 갖는 저온 GaN layer을 성장하였다. 그 후 columnar structure를 유지하면서 $1,040^{\circ}C$까지 annealing한 후 고온에서 flat 한 GaN 박막을 nano-columnar structure GaN layer위에 성장 하였다. 우선 저온 GaN layer가 nano-columnar structure를 갖고, 고온에서도 nano-columnar structure가 유지되는 것을 scanning electron microscopy (SEM)과 transmission electron microcopy (TEM)을 통해 확인하였다. 또한 이런 columnar structure 위에 고온에서 성장시킨 flat한 GaN 박막이 성장된 것을 관찰할 수 있었다. 성장된 GaN박막의 wafer bowing 정도를 측정한 결과, columnar structure를 갖고 있는 고온 GaN 박막이 일반적인 GaN에 비해 확연하게 wafer bowing이 감소된 것을 확인할 수 있었다. Columnar structure가 coalescence가 되면서 생기는 tensile stress가 GaN박막의 성장시 발생하는 compressive stress를 compensation하여 wafer bowing이 줄어든 것으로 보인다. 본 발표에서는 이 구조에 대한 구조 및 stress 효과에 대해서 논의할 예정이다.