• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.283-294
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• 2022

초등학교 과학 교육과정에서 빛 개념은 중요하게 다루어지나 학생과 교사가 이해에 어려움을 갖는다는 보고가 많다. 내용 자체의 난이도 때문인지, 제시방법, 구성, 표현 등이 어려움을 유발하는 것인지 분석할 필요가 있다. 2015 초등 과학과 교육과정과 미국, 중국, 일본의 초등 교육과정과 교과서에서 나타난 빛 관련 주요개념, 빛 단원 내용구성, 사용한 소재와 광원, 광학기구를 비교하였다. 분석 결과, 네 나라의 교육과정에서 빛에 대한 주요개념의 포함 여부와 다루는 시점은 나라마다 차이가 있었다. 특히 우리나라 교육과정은 광원, 시각 개념을 도입하지 않은데 비해 볼록 렌즈에 의한 굴절 개념은 다룬다는 점에서 차이가 나타났다. 내용구성과 흐름에서도 나라별로 차이가 있었다. 한국 교육과정은 핵심 아이디어나 관점을 따라 내용이 구성되기보다 개념별로 분절적으로 제시되어 있고 개념 간 연계성이 불분명하였다. 주요개념을 설명하기 위한 소재와 광원, 광학기구에서도 국가별 차이점이 나타났는데, 빛의 이용이라는 주제에 대해 미국 교육과정은 목적을 제공하고 빛을 이용하여 이를 달성하는 방식, 중국과 한국은 개념이해를 심화하기 위한 소재를 사용하는 방식으로 나뉘었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 한 우리나라의 초등학교 과학 교육과정 빛 영역에 관한 시사점은 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 개념을 순차적이고 단계적으로 도입하고, 개념 간 연계성이 잘 드러나도록 구성할 필요가 있다. 둘째, 광원에 관한 내용을 주요개념으로 포함하고, 개념 설명을 위해 사용하는 광원을 다루는 개념의 종류와 수준을 고려하여 선정할 필요가 있다. 셋째, 물체를 보는 원리를 포함할 필요가 있다. 넷째, 빛과 렌즈 단원에 포함된 굴절 개념의 소재와 내용 수준을 조정할 필요가 있다. 다섯째, 빛은 초등학교 과학 교육과정에서 포함하고 있는 여러 개념과 깊은 관련성을 가지기 때문에 통합적 접근이 필요하다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권2호
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• pp.172-203
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• 2023

<청담도(淸潭圖)>는 겸재 정선(謙齋 鄭敾, 1676~1759)이 영조 32년(1756)에 삼각산(三角山) 청담(淸潭) 지역을 유람하고 그린 병풍도(屛風圖) 형식의 진경산수화(眞境山水畫)로 본 연구를 통해 발굴되었다. 와운루(卧雲樓)와 농월루(弄月樓)로 구성된 청담별업(淸潭別業)은 노론 낙론계(洛論系) 문회와 백악시단(白嶽詩壇)의 시회가 열린 당대 문화예술 활동의 거점이며, 정선과 그림의 주문자 홍상한(洪象漢, 1701~1769)의 연결점이 된다. <청담도>는 1756년 가을비가 내릴 당시, 정선이 그의 제자 김희성(金喜誠, 1723~1769)과 청담에 막 도착하여 홍상한과 만났을 때를 회상하면서 그린 그림이다. 인수봉(仁壽峰)부터 동구(洞口)까지 굽이쳐 흐르는 골짜기를 주안에 두고 그려졌으며, 청담 지역의 전경을 담으면서도 동(洞)의 유래가 되는 경물(景物) 청담(淸潭)을 강조하는 중의적인 화제를 사용하였다. 과감한 쇄찰(刷擦)과 습윤한 피마준(披麻皴), 부드러운 미점(米點)의 표현, 세밀한 필선 등은 정선 노년의 절정에 이른 원숙함을 보여준다. 특히, 암산(巖山)과 토산(土山)의 대비와 개수의 대칭을 고려하여 음양(陰陽)의 조화를 꾀한 점은 『주역(周易)』에 능통했던 정선이 유람의 최종단계에서 보였던 특유의 진경술(眞境術)로 보았다. 어유봉의 「청담동부기(淸潭洞府記)」는 정선이 청담의 진경을 파악하고 별업정원에 설정된 주요 경물의 물성(物性)을 이해하는 것에 영향을 주었다. 정선이 현장과 차별되도록 그린 별업정원의 특징으로는 수구막이 바위를 변용하고 과장하여 수구를 억눌렀고, 비보림(裨補林)을 치밀하게 조성하여 별업을 가렸으며, 특정 경물의 기능이 발휘되도록 새로운 물체를 창안하였다. 또한, 두 그루 나무를 기울여 대문처럼 정원을 닫고 있으며, 외원과 내원의 경계가 되는 인공의 조산대(造山帶)를 긴 담장처럼 견고하게 조성하여 내청룡과 내백호를 연결하였다. 이는 정선이 청담별업의 부족한 입지를 명당으로 만들기 위해 구사한 비보염승술(裨補厭勝術)로, 풍수적인 묘책으로 고안된 진경술의 일단으로 해석되며, 현실에서는 이루기 어렵지만 그림으로는 가능했던 이상적인 전통조경의 도상학적 구현을 잘 보여준다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.118-143
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• 2023

우주공간은 안보공간의 역할에서 상업공간으로 역할을 급속히 넓혀가고 있다. 현실적인 제약들 때문에 늦게 출발했지만 우리나라는 최근 들어 비약적 기술발전과 함께 우주에 대한 국가적 관심이 커지고 있다. 2023년 5월 25일, 누리호는 7개의 위성을 성공적으로 550 km 고도의 태양동기궤도에 배치했다. 그런데, 이 근처 고도에는 이미 스타링크가 4,000대 이상의 위성을 배치시키고 상업적 서비스를 진행하고 있다. 따라서, 누리호 위성들은 스타링크위성들과의 위험상황발생 가능성에 대해 지속적으로 예측하고 만일의 경우에 대해서는 준비를 해야 한다. 본 논문은 누리호 위성들이 임무수행을 위해 궤도비행을 하면서 발생할 수 있는 충돌위험상황에 대해 수행한 연구의 계량적 분석결과를 보고한다. 분석결과에 따르면 누리호 위성들은 하루에 3회 정도 1 km 거리 이내로 스타링크위성에 접근하는 것으로 나타났으며, 이 상황에서의 충돌확률은 1.0E-5 이상인 것으로 계산되었고 크게는 1.0E-2 이상인 경우도 발생하고 있다. 2013년에 발사된 후 성공적으로 임무를 수행하고 있는 아리랑 5호에 대한 본 연구의 비교분석은 아리랑 5호와 누리호 위성들이 위험상황의 분포에 있어 중요한 차이가 있음을 보여준다. 본 연구는 스타링크가 회피기동을 할 때의 비용에 대한 계량적인 분석결과도 보고하며, 후발주자로서 우주산업에 진입하는 우리나라가 고려해야 할 전략도 제시했다. SpaceMap사에서 개발한 AstroOne 프로그램을 분석도구로 사용했으며, Celestrak사의 Socrates Plus에서 보고한 결과와 비교검증하였다. 우주물체데이터는 TLE(two line element)를 사용했다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1211-1224
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• 2023

구름은 광학위성을 이용한 국토 관측 및 재난 대응, 변화 탐지 등 지표의 현상을 관측하는데 있어 많은 어려운 문제를 야기한다. 구름의 존재는 영상 처리 단계 뿐만 아니라 최종적으로는 데이터의 품질에 영향을 미치므로 이를 반드시 식별하고 제거하는 과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 위성영상 내 구름의 분광패턴에 가장 근접한 화소를 탐색 및 추출해 최적의 임계값을 선정하고 임계값을 바탕으로 구름 산출물을 제작하는 일련의 과정을 자동으로 수행하는 새로운 구름 탐지 기법을 개발하고자 하였다. 구름 탐지 기법은 크게 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 Digital Number (DN) 단위 영상을 대기상층 반사율 단위로 변환하는 과정을 수행한다. 두 번째 단계에서는 대기상층 반사율 영상을 이용하여 Hue-Value-Saturation (HSV) 변환 및 삼각형 임계 처리, 최대우도 분류 등의 전처리를 적용하고 각 영상별로 초기 구름 마스크 생성을 위한 임계값을 결정한다. 세번째 후처리 단계에서는 생성된 초기 구름 마스크에 포함된 노이즈를 제거하고 구름 경계 및 내부를 개선한다. 구름 탐지를 위한 실험 자료로 구름의 공간적, 계절적 분포의 다양성을 보여주는 4~11월 시기에 한반도 지역에서 촬영된 국토위성 L2G 영상을 사용하였다. 제안 방법의 성능을 검증하기 위해 단일 임계화 방법으로 생성된 결과를 비교하였다. 실험 결과, 제안 방법은 기존 방법과 비교하여 전처리 과정을 통해 각 영상의 방사학적 특성을 고려할 수 있어 보다 정확하게 구름을 검출할 수 있었다. 또한, 구름 개체를 제외한 나머지 밝은 물체(판넬식 지붕, 콘크리트 도로, 모래 등)의 영향을 최소화하는 결과를 보여주었다. 제안 방법은 기존 방법 대비 F1-score 기준으로 30% 이상의 개선된 결과를 보여주었으나 눈이 포함된 특정 영상에서 한계점이 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권3호
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• pp.174-193
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• 2023

우리나라는 지형적으로 바다로 둘러싸여 있으며 내륙 곳곳에 바다로 이어지는 강들이 분포한다. 이러한 지형 특성에 의해 예로부터 바다를 통하여 세계 여러 나라와 교류 및 해전이 있었으며 강에서는 나루터를 두어 세금으로 지불되는 곡식, 물품을 운송하는 선박 운항 및 승객 수송을 하는 등 바다와 강은 과거부터 우리나라의 삶에 많은 영향을 주었다. 그로 인해 바다나 강 속에는 많은 문화유산이 존재하고 있을 것으로 예상되며 이러한 문화유산은 과거의 사회와 문화 이해 및 한 국가의 정체성을 나타내므로 이를 찾기 위한 노력이 계속되고 있다. 하지만, 수중문화유산은 바다나 강 속에 있어 육안 관찰의 어려움과 접근이 제한된 환경으로 인해 발견하기가 매우 어렵다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해 지구물리탐사 기법을 활용할 수 있다. 지구물리탐사 기법은 탄성파의 반사와 굴절의 물리적 성질을 이용해 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사를 수행하여 수중에 있는 물체나 지층이 갖는 물리적 특성을 감지하고 그 차이를 분석하여 수저면 위에 놓여 있거나 매장되어 있는 수중문화유산을 조사한다. 수중지형 조사에는 음향측심기를 사용하고 수중저면조사에는 측면주사음파탐지기를 사용해 수저면에 놓여 있거나 일부 노출된 수중문화유산을 탐사할 수 있다. 지층조사는 탄성파지층탐사기를 사용해 해저에 매장되어 있는 수중문화유산을 찾을 수 있다. 다만, 현재까지는 국내에서 발견된 수중문화유산은 어로 작업 중이던 어부나, 낙지잡이, 잠수사에 의해 우연히 발견되었다. 본 연구에서는 수중문화유산 탐사를 목적으로 수행된 지구물리탐사 기반의 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사에 대한 최신 해외 연구 동향을 분석 정리해 국내의 수중문화유산 탐사 기법 연구에 기여하고자 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.248-254
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• 2023

본 연구는 종유용 들깨 품종인 다유들깨'의 유식물체에서 캘러스 유도를 통한 고효율의 재분화 체계를 구축하기 위해 수행되었고 이미 보고된 바 있는'남천들깨'와 함께 연구를 진행하였다. 캘러스는 잎, 자엽, 하배축 중 0.1 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA가 첨가된 배지에서 배양된 다유들깨의 하배축에서 가장 건강한 캘러스가 형성되었다. 암상태와 장일조건에서 각각 캘러스를 유도한 후 신초 재분화를 유도했을 때 모든 조건에서 남천들깨보다 다유들깨가 재분화율이 월등하게 높았다. 또한 0.1 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA 배지의 암상태와 장일조건에서 다유들깨 하배축의 신초 재분화율은 각각 86.7%와 84.4%로 두 조건 간 차이는 낮은 것으로 조사되었지만 전체적으로 암조건에 비해 장일조건에서 유도된 캘러스의 재분화 빈도가 높았다. 본 연구에서 다유들깨의 하배축으로부터 고효율의 재분화 조건을 확립하기 위해 다양한 식물생장호르몬 조합실험을 수행한 결과 NAA 없이 0.5 mg/L BA 만 첨가된 배지에서 가장 높은 90%의 재분화율을 보여 주었으며 이 중 정상적인 식물체가 70.5% 와 비정상적인 식물체가 19.3%로 조사되었고 NAA가 첨가되거나 농도가 높아질수록 비정상 식물체의 출현율이 높아졌다. 정상적으로 재분화된 신초는 1/2 MS 배지로 옮긴 후 10~15일 후에 뿌리가 관찰되었고 30일 후에는 완전한 식물체로 성장하였다. 본 연구에서 확립된 다유들깨 하배축을 이용한 재분화체계는 지금까지 보고된 다른 들깨 품종들의 재분화 체계에 비해 재분화 효율이 높았으며 향후 들깨에서 조직배양과 형질전환에 의존하는 유전자편집 등의 분자육종 분야에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.155-162
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• 2023

무(Raphanus sativus L.)는 전세계적으로 재배되고 있는 뿌리 채소 중 하나로, 다양한 방법으로 소비되고 있다. 무의 F1종자 생산을 위한 원종 계통의 교배 과정에서는 화분 혼입으로 인해 순도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무의 기내 대량증식을 위해 캘러스 재분화를 통한 대량증식 조건을 확립함으로써 기내배양 식물체를 증식시키고 원종 증식에 이용될 수 있도록 하는 것을 목표로 하였다. 무의 하배축을 이용한 캘러스 유기에서 다양한 농도의 2,4-D와 TDZ, kinetin 조합 중 가장 효과적인 조합을 선정하고, 유기된 캘러스를 두 종류의 배지(5H+1B, 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L 2,4-D + 1 mg/L IPA + 0.02 mg/L GA3 + 2 mg/L zeatin + 1 mg/L BA; 5H+0.1T, 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L 2,4-D + 1 mg/L IPA + 0.02 mg/L GA3 + 2 mg/L zeatin + 0.1 mg/L TDZ)에 치상함으로써shoot 재분화에 적합한 호르몬 조건을 탐색하였다. 무의 캘러스 배양 결과, RA2 계통과 RA10 계통은 1 mg/L 2,4-D + 0.05 mg/L kin 조합에서, RA4 계통은 1 mg/L 2,4-D + 0.1 mg/L kin + 0.025 mg/L TDZ 조합에서, RA30 계통은 1 mg/L 2,4-D + 0.2 mg/L kin 조합에서 캘러스의 형성이 효과적이었다. RA4 계통에서 유기된 캘러스의 shoot 재분화는 두 종류의 shoot 재분화 배지에서 모두 일어났지만, 그 빈도는 5H+1B 배지에서 훨씬 더 높았으며 재분화된 shoot를 발근배지에 계대배양하여 뿌리를 유도하고 기내 순화 과정을 거쳐 재분화된 소식물체를 얻을 수 있었다. 이 연구에서 확립한 조건들을 무의 기내 대량번식에 활용한다면, F1 종자 생산을 위한 원종 증식에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.67-76
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• 2024

본 논문에서는 역학적 변수들을 측정하는 방안으로 디지털 이미지 프로세싱과 강형식 기반의 MLS 차분법을 융합한 DIP-MLS 시험법을 소개하고 추적점의 위치와 이미지 해상도에 대한 영향을 분석하였다. 이 방법은 디지털 이미지 프로세싱을 통해 시료에 부착된 표적의 변위 값을 측정하고 이를 절점만 사용하는 MLS 차분법 모델의 절점 변위로 분배하여 대상 물체의 응력, 변형률과 같은 역학적 변수를 계산한다. 디지털 이미지 프로세싱을 통해서 표적의 무게중심 점의 변위를 측정하기 위한 효과적인 방안을 제시하였다. 이미지 기반의 표적 변위를 이용한 MLS 차분법의 역학적 변수의 계산은 정확한 시험체의 변위 이력을 취득하고 정형성이 부족한 추적 점들의 변위를 이용해 mesh나 grid의 제약 없이 임의의 위치에서 역학적 변수를 쉽게 계산할 수 있다. 개발된 시험법은 고무 보의 3점 휨 실험을 대상으로 센서의 계측 결과와 DIP-MLS 시험법의 결과를 비교하고, 추가적으로 MLS 차분법만으로 시뮬레이션한 수치해석 결과와도 비교하여 검증하였다. 이를 통해 개발된 기법이 대변형 이전까지의 단계에서 실제 시험을 정확히 모사하고 수치해석 결과와도 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모서리 점을 추가한 46개의 추적점을 DIP-MLS 시험법에 적용하고 표적의 내부 점만을 이용한 경우와 비교하여 경계 점의 영향을 분석하였고 이 시험법을 위한 최적의 이미지 해상도를 제시하였다. 이를 통해 직접 실험이나 기존의 요소망 기반 시뮬레이션의 부족한 점을 효율적으로 보완하는 한편, 실험-시뮬레이션 과정의 디지털화가 상당한 수준까지 가능하다는 것을 보여주었다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제43권1호
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• pp.122-135
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• 2024

본 연구는 2022년에 4학년을 대상으로 처음 초등학교에 적용된 7종의 2015 개정 과학과 검정 교과서의 '혼합물의 분리' 단원에 제시된 혼합물의 분리 사례를 네트워크 분석기법을 활용하여 그 구조를 분석하고 상호관계를 파악하고자 하였으며, 교사와 학생의 혼합물 개념에 관한 이해를 파악하고자 하였다. 이를 위해 검정 교과서에 제시된 혼합물의 분리 사례를 3차례에 걸친 클렌징 과정을 거쳐 최종적으로 96개의 키워드를 추출하였다. 또한 교사와 학생의 개념 이해를 분석하기 위하여 경기도 소재 초등학교에 재직 중인 교사 32명의 응답을 받았으며, 2022년에 검정 교과서로 혼합물의 분리 단원을 학습한 경기도 소재 4학년 92명의 설문을 분석에 활용하였다. 그 결과 고체의 경우 전체 96개의 사례 중 54개(56.3%)로 가장 높은 비율을 보였으며, 학생들의 발달 특성에 맞게 가장 많고 다양한 사례가 제시된 것을 파악할 수 있었다. 그 다음으로 생물, 액체, 기타 물체 및 물질, 기체 순이었다. 혼합물의 사례를 분석하여 추출된 96개의 키워드에 대한 네트워크 분석을 통해 이들의 구조와 상호관계를 도식화하였고, 각 키워드가 서로 혼합물의 사례로 관련성을 갖는 연결을 분석하였다. 교사는 교과서에 제시된 복잡한 혼합물의 분리 사례를 부분적이었지만 바르게 이해한 경우가 있었으나, 학생의 경우 대부분 인지하지 못하고 있었으며, 설문으로 제시한 7개의 분리 사례에 대한 교사와 학생의 개념 이해를 분석한 결과 혼합물의 분리에 대한 명확한 개념 이해를 바탕으로 한 것이 아니라 개별 사례의 특성별로 다르게 응답하는 경향을 보였다. 따라서 다소 추상적일 수 있는 혼합물의 분리 개념을 학생이 명확하게 인식할 수 있도록 교육과정과 학습자의 특성에 맞게 보다 명확한 사례를 제시할 필요가 있다고 판단하였다.

• 치위생과학회지
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• 제4권1호
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• pp.21-25
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• 2004

현대사회에서는 생활환경의 변화와 교통사고의 증가에 의해 해마다 소아의 외상의 증가하고 있는데 구강조직에 대한 외상성 손상을 완전히 치단하는 데에는 한계가 있어 외상성 치아손상에 관한 실태를 조사 분석함으로써 외상처치와 예방에 필요한 기초자료를 제시하고자 강릉대학교 치과병원 소아치과에 2000년 10월 4일부터 2004년 2월 27일까지 외상을 주소로 내원한 113명의 환자를 대상으로 조사 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 연구대상자의 성별에서는 2.05:1의 비율로 남자의 경우가 외상빈도가 더 높게 나타났다. 평균 연령은 남자 5.27세, 여자 5.27세로 차이가 없었고, 전체 연령중 2세에서 외상환자가 제일 많았다(21.2%) 2. 외상부위별 내원기간을 조사한 결과 유치는 당일(34.4%)에 내원한 경우가 가장 많았고, 영구치는 1일 후(38.8%)에 내원한 경우가 가장 많았다. 3. 외상부위별 치아손상의 원인을 분석한 결과 넘어진 경우가 유치 59.4%, 영구치 55.1%, 물체에 부딪친 경우 유치 26.6%, 영구치 26.5%로 나타나 대부분 넘어지거나 부딪쳐서 외상이 발생한 것으로 나타났다. 4. 성별에 따른 치아손상이 발생한 장소는 가정인 경우가 남자 42.1%, 여자 35.1%로 남녀모두 가정에서 외상이 가장 많이 발생하였다. 외상부위에 따른 치아손상 발생한 장소로는 유치는 가정(59.4%)에서 가장 많이 발생하였고, 영구치는 유치원 및 학교(28.6%)에서 가장 많이 발생하였다. 5. 외상부위에 따라 치아손상을 받은 치아의 수를 분석한 결과 유치는 2개(56.3%), 1개(31.3%), 3개와 4개 이상 각각(6.3%), 순으로 나타났으며, 영구치는 2개(46.9%), 1개(28.6%) 4개 이상(16.3%), 3개(8.2%) 순으로 영구치인 경우 4개 이상인 경우도 비교적 높게 나타났다. 6. 성별에 따른 치아손상이 발생한 부위로는 남자 유치 56.6%, 영구치 43.4%, 여자 유치 56.8%, 영구치 43.2%로 남녀 모두 유치에서 외상이 가장 많이 발생하였다. 7. 유치와 영구치의 치아손상부위는 상악 전치부가 거의 대부분을 차지하고, 유치(75%)와 영구치(63.8%) 모두 상악 중절치에서 외상율이 높게 나타났다. 8. 전체적인 외상성 치아손상에 따른 외상종류의 조사결과는 동요 30.2%, 치관파절 28.0%, 함입 14.7%, 진탕 8.9%, 완전 탈구 7.1%, 정출 2.2%, 변위 1.8% 순으로 나타났다. 유치와 영구치별로 외상성 치아손상의 종류를 분류하였을 때 유치는 동요(35.8%)가 가장 많이 나타났고, 파절에서 치관파절은 영구치(44.8%)에서 많이 발생하였다. 9. 외상부위에 따른 외상성 치아손상처치는 처치없이 경과관찰을 한 경우가 유치는 43.2%, 영구치 38.9%로 나타났으며, 치료한 경우 유치는 치수절제술(22.0%), 영구치는 임시적산부식레진수복(19.5%)을 가장 많이 사용하였다.