• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권2호
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• pp.239-252
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• 2021

본 연구에서는 STEAM 교육이 중시하는 과학에 대한 흥미와 과학적 창의성을 더 효과적으로 신장시키기 위해, 뇌기반 진화적 접근법에 따른 과학 교수·학습 모형(ABC-DEF)을 STEAM 교육에 적용하여, 새로운 '뇌기반 진화적 STEAM 교육' 교수·학습 프로그램을 개발하였다. 경기도 소재 S 초등학교 4학년 학생 90명을 대상으로 한 이 연구는, 비교반(45명) 학생들에게는 교과서·지도서 기반 STEAM 교육수업을, 실험반(45명) 학생들에게는 뇌기반 진화적 STEAM 교육 수업을 실시하였고, 수업 전후에 과학 흥미 검사와 과학 창의성 검사를 각각 시행하여 그 결과를 좌우·전후 비교분석을 통해 정량적으로 검증하였다. 또한, 정량적 검사로 드러나지 않는 특성들을 분석하기 위해 학생 관찰지, 면담일지를 추가로 분석하여 정성적 연구를 병행하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 흥미 변인에 대하여 독립 표본 검증(좌우비교)을 시행한 결과, 뇌기반 진화적 STEAM 교육 프로그램이 교과서 기반 STEAM 교육 수업보다 상대적으로 과학 학습에 대한 흥미는 높이고, 불안을 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 둘째, 과학 흥미 변인에 대하여 종속 표본 검증(전후 비교)을 시행한 결과, 사전·사후 점수 간에 유의미한 차이가 없었던 교과서 기반 STEAM 교육에 반해, 뇌기반 진화적 STEAM 교육 프로그램은 수업 전후에 따라 과학에 대한 흥미가 향상되는 것을 알 수 있었다. 셋째, 과학 창의성 변인에 대한 독립표본 검증(좌우비교)을 시행한 결과, 뇌기반 진화적 STEAM 교육 프로그램이 교과서 기반 STEAM 교육수업보다 학생의 과학 창의성 점수와 독창성 점수를 높이는 데 더 효과적인 것으로 검증되었다. 넷째, 과학 창의성 변인에 대한 종속 표본 검증(전후비교)을 시행한 결과, 두 가지 교수·학습 방법 모두 수업 전후에 따라 학생의 독창성, 유용성, 과학 창의성 점수를 효과적으로 향상시킨 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 토대로, 과학 교육과 STEAM 교육 연구에 관한 함의들을 논의하고자 한다.

• 인지과학
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• 제28권4호
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• pp.267-297
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• 2017

뇌의 해부학적 구조에는 개인의 인지적 특성에 대한 많은 정보가 반영된다. 본 연구는 아동과 청소년을 대상으로 생물학적 성숙과 지능의 개인차와 관련한 대뇌의 구조적 변화와 특성을 관찰한 연구들을 중점적으로 개관하였다. 본 연구의 목적은 아동과 청소년의 뇌 구조의 발달 과정을 이해함과 동시에 개인의 지능에 따라 뇌 구조가 발달하는 패턴이 어떠한 차이가 있는지를 알아보는 것이다. 첫 번째 단원에서는 뇌의 구조적 특성에 대한 측정치들(전체 뇌의 크기나 부피, 영역 별 회백질/백질의 부피와 밀도, 피질 두께, 피질 표면적 등)과 부피소-기반 계측법 및 구조적 공분산성 분석 등의 연구 방법들을 설명한다. 두 번째 단원에서는 생물학적 성숙에 따른 뇌 구조의 발달적 변화와 이에 영향을 미치는 변수와 조절 변인들(성별, 정신/발달 장애, 환경 요인, 영역 별 피질의 층 구조)을 설명한다. 세 번째 단원에서는 지능의 두정-전두 통합 이론을 소개하고 뇌 구조 및 뇌의 구조적 공분산성, 기능적 연결성의 발달적 변화가 지능의 개인차에 따라 어떻게 달라지는지에 대한 연구 결과들을 개관한다. 끝으로, 결론 부분에서는 현재까지 이루어진 연구들을 기반으로 하여 후속 연구의 방향과 이 분야 연구의 사회적 가치를 논한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.142-145
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• 2011

뇌전도 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 신체 움직임이 불가능하거나 불편한 사람에게 새로운 의사전달 수단이 될 수 있으며 일반인에게도 상상만으로 컴퓨터 혹은 기계에 명령을 내릴 수 있게 하는 기술이다. 본 논문에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스 연구 분야에 잘 알려진 Common Spatial Pattern (CSP), Invariant Common Spatial Pattern (iCSP) 그리고 Common Spatio-Spectral Pattern (CSSP) 알고리즘들의 성능을 비교 분석하였고, CSSP에 불변성(invariant)을 고려한 iCSSP를 제안하였다. 9명의 피험자로부터 상상움직임 실험을 통해 18셋의 뇌전도 데이터를 측정하였고, 4가지 알고리즘들을 성능 면에서 비교하였다. 그 결과 CSSP의 성능과 차이가 크지는 않지만, 본 연구에서 제안한 노이즈를 고려하여 최적의 필터를 구성하는 iCSSP에 대하여 더 나은 성능을 보여주는 결과들을 확인할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.407-408
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• 2009

fNIRS(functional Near Infrared Spectroscopy)는 비침습형 뇌기능 분석 시스템으로 뇌활성화 시 옥시 헤모글로빈(oxy-hemoglobin)과 디옥시헤모글로빈(deoxy-hemoglobin) 변화량을 측정할 수 있는 장치이다. 본 논문에서는 뇌기능 분석 장치인 fNIRS를 이용하여 피험자가 컴퓨터 게임 중에 어떤 뇌활성화 패턴을 보이는지를 실험하였다. 컴퓨터 게임 주의 및 집중 시 뇌의 전두엽(Frontal Lobe) 영역이 활성화 및 변화되는 것을 실험결과로 확인하였다. 그리고 게임 중 다른 사람이 피험자에게 개입을 하였을 때 전두엽의 활성화 영역이 다른 패턴을 보이는 것을 실험결과로 확인하였다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제20권3호
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• pp.541-550
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• 2009

본 연구는 영어학습 영역별 (듣기쓰기능력, 단어수준, 스피킹, 단어기억, 리스닝) 성취도에 따른 대뇌피질 내의 뇌기능 활성화에 대한 관련성을 규명한 것이다. 좌뇌 기반으로 알려진 영어학습에 대한 우뇌적 요인에 대한 연구들이 진행되었다. 뇌기능 영상화 중에서 정량뇌파분석를 사용하여 영어학습에 관여하는 뇌 영역별 정량뇌파 결과를 분석함으로써 영어학습을 뇌 영역별 활성화로 변별할 수 있는 기준을 마련한 것이다. 영어학습의 좌우뇌 균형발달을 위한 지침을 제시하였으며 특정 학습영역과 연계한 뇌의 활성화를 제시함으로써 개인별 뇌 기능에 따른 영어학습 향상을 위한 뇌기능을 훈련할 수 있는 이론적 토대를 마련하였다 (권형규, 2008). 이를 통하여 단순한 이미지와 오감을 활용한 우뇌적 학습방향이 아니라 개인별 정량뇌파 데이터에 의한 통합뇌 훈련모형을 개발하였다. 정량뇌파 분석을 위해서는 피험자 개인별 영어능력 검사점수에 대한 뇌파지표를 도출하여 단계적 변수선택법에 의한 다중회귀분석을 실시하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(상)
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• pp.485-488
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• 2002

본 논문은 의학 연구 및 교육, 환자 치료를 위해 보다 정확한 정보를 제공하고자 의료 영상 중에 가장 많이 사용하는 의료 영상인 뇌 MR 영상의 횡단면만을 가지고 3차원으로 가시화한다. 3차원으로 재구성하는데 있어서 원 영상의 모형을 자연스러운 표현을 위해서는 층 영상과 층 영상간의 보간 영상이 필요하므로 이를 생성하는 방법에 대해서 제안한다. 그리고 3차원 재구성에 필요한 정보를 추출하기 위해 각 영상에서 머리와 뇌 영역의 윤곽선 정보를 추출하고 가시화의 시간을 줄이기 위해 윤곽선 정보에서 특징점을 추출하여 이를 기반으로 하여 3차원으로 재구성 한다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2017년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.200-200
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• 2017

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권1호
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• pp.39-47
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• 2002

본 연구의 목적은 선형 변환을 이용한 레지스트레이션의 정확도를 높이는데 있다. 서로 다른 개인간의 뇌영상을 비교분석하기 위해서는 공통된 좌표계로 각 영상을 변환하는 작업이 필요하다 정확한 변환을 위해서는 전체적인 뇌영상의 매치와 국소적 영역의 매치가 모두 중요하다 일반적으로 상호정보를 이용한 레지스트레이션은 전체적인 뇌영상을 매치시키는데 유리하다. 그러나 관심영역에 대한 매치는 특징기반 레지스트레이션 방법이 더 유리하다. 본 논문에서 제시하는 통합 레지스트레이션은 특징정보와 더불어 복셀기반의 상호정보를 함께 사용하였다. 이러한 접근 방법은 정신분열증을 판단하는 기준으로 많이 사용되는 뇌량을 포함하는 뇌의 중심부분의 매칭에 유리함을 실험을 통해 확인하였다 상호정보만을 사용하는 복셀기반 레지스트레이션이나 탈라이락 좌표계를 이용한 정규화에 비해 본 연구의 통합 레지스트레이션은 전체적 뇌영상 뿐만 아니라 관심 영역에서의 레지스트레이션 오차가 더 작았다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.285-288
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• 2009

WAN을 기반으로 하는 초고속 정보통신망이 구축되면서 컴퓨터를 기초로 하는 정보기술에 대한 의존도가 증가하고 있다. 그에 따라 컴퓨터를 비롯한 초고속 정보통신 설비 사고 가운데 뇌 서지에 기인하는 비중이 늘어나고 있다. 정보화 시스템의 일시적 기능 정지나 고장은 그 파급효과가 대단히 크고 경제적 손실이 막대하여 안정적인 서지 보호대책의 필요성이 높아지고 있다. 이에 뇌 보호 관련 규정이 KS C IEC 62305로 개정되면서 선택사항에 불과했던 내부 뇌 보호 시스템인 서지보호기 (Surge Protective Device 이하 SPD)가 필수사항이 되었다. 하지만 약 30%가 SPD 설치 후에도 서지로 인한 피해를 입고 있는 것이 현실이다. 이는 설치 후에도 SPD가 제대로 작동하는지의 동작 상태와 경년에 따른 SPD의 특성 변화를 알 수 없어 문제 발생 시 정확한 원인 분석이 불가능하여 효과적인 대책수립이 어렵기 때문이다. 따라서 기존 SPD 기술의 한계점을 극복하여 유입되는 외부 서지의 특성을 파악하고 고장 예측이 가능한 차세대 뇌서지 보호대책을 고려하여야 한다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권36호
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• pp.217-236
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• 2014

본 연구는 애니메이션의 전문적인 특성을 고려한 드로잉 교수법을 연구하기위한 문헌분석 과정으로 뇌의 기능과 학습, 창작 기제를 고려한 교수법을 적용하면 애니메이션 드로잉능력이 효율적으로 신장될 것이라는 관점의 연구를 위한 원리분석 과정이다. 최근 들어 각 분야의 교육방법에 대한 대안적인 논의로 뇌기반 학습원리가 적용된 연구결과들이 발표되고 있다. 이는 미술과 드로잉 교육 뿐만 아니라, 예술전반적인 교육적 대안으로 적용 실시되고 있다. 반면, 애니메이션 드로잉은 미술적 소양을 필요로 함과 동시에 움직임에 대한 구조적 지식과 인지적 감각, 소통방식을 숙련할 수 있는 종합적인 교수법을 요하는 것에 비해 전문적인 교수법 개발 연구는 미진하다. 이에 효과적인 교육의 원리를 뇌의 기제로 바라보고 뇌가 학습하고 창의성을 발휘하게 되는 원리를 분석하여 본다. 또한 그림그리기와 뇌의 기능에 대한 원리관계를 통해 드로잉과 뇌의 관계를 알아본다. 그 결과 구조와 형태를 그릴 수 있는 인지적 정보를 관할하는 좌뇌 뿐만 아니라, 그리기와 직접적 관련이 있는 우뇌를 통합 발달시켜야 하며, 창의성이 발현되기 위해서는 물리적, 심리적 요소가 발현되는 통합적 뇌의 기제를 이해한 교수법이 개발되어야함이 드러났다. 애니메이션드로잉교육은 드로잉 능력에 필요한 예술적 창의 속성을 발휘하는 방법을 교육하는 것이기 때문이다. 이 과정은 기존의 애니메이션드로잉 교수법과의 차별성을 찾아내는 토대가 될 뿐만 아니라, 뇌기반-원리는 이후 교육의 전략과 방법 모형을 설계하는데 핵심적인 전략적 정의로 선정될 것이다.