• 치위생과학회지
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• 제13권4호
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• pp.510-517
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• 2013

향후 치과의료 관련분야에서 전문직을 수행해야 할 치위생과 학생들에게 학교 교육과정은 문제해결력 향상을 위한 교육과 이에 적합한 학습체제 마련을 위한 연구가 필요하다. 이에 본 연구는 치위생과 학생들의 문제해결능력의 수준과 이에 대한 영향을 주는 변수를 확인하고, 관련변수의 영향력을 파악하여 치위생학 교육과정 개발에 필요한 기초 자료를 제공하고자 실시하였다. 1. 연구대상자의 성별에 따른 문제해결능력은 해결책 고안에서 남자 3.46, 여자 3.02로 남자가 높게 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p=0.048). 학년에 따라서는 2학년보다 3학년이 문제해결력 고안 3.15, 문제해결책 실행 2.95, 문제해결책 검토 3.13로 높게 나타났다(p<0.05). 출신고교의 경우 기타의 실업계와 검정고시 등 출신보다 인문계 출신이 문제정의 3.53, 문제해결책 검토 3.06으로 높았고, 대인관계에 따른 문제해결능력은 대인관계가 좋은 경우에 문제발견 3.26, 문제정의 3.62, 문제해결책 실행 2.94, 문제해결책 검토 3.17로 높게 나타났다(p<0.05). 2. 연구대상자의 학업성적에 따른 문제해결능력은 평점 4.0 이상의 경우 문제발견 3.42, 문제정의 3.73, 문제해결력 고안 3.28로 가장 높게 나타났고, 전공만족도에 따라서는 만족한다고 답한 경우 5개의 하위영역(문제발견, 문제정의, 문제해결력 고안, 문제해결책 실행, 문제해결책 검토)에서 모두 높은 수준을 나타냈다(p<0.05). 4. 문제해결능력에 영향을 미치는 요인들의 영향력으로는 학년, 대인관계, 성적, 전공만족도와 통계적으로 유의한 관련성이 있었다. 학년에 따라서는 3학년에 비해 2학년(B=-0.182, p=0.010)의 문제해결능력이 낮은 경향이 나타났으며, 대인관계의 경우 좋을 때에 비해 나쁠 때(B=-0.349, p=0.020), 학업성적은 평점 4.0 이상에 비해 3.0 미만인 경우 (B=-0.328, p=0.004), 전공만족도에서는 만족하는 경우에 비해 불만족의 경우(B=-0.483, p=0.005)에 문제해결능력이 낮았다. 따라서, 성공적인 실무를 수행할 수 있는 능력을 갖춘 인재를 양성하기 위해서는 치위생과 학생들의 문제해결능력에 영향을 미치는 요인에 따라 차별화된 교육과정 내에서 스스로 학습문제를 파악하고 문제해결을 위한 대안을 세우고 필요한 자료를 탐색하고 획득하여 문제를 해결하는 능력을 강화시키기 위한 실제적인 문제해결력을 갖추는 교육이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권5호
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• pp.805-815
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• 2015

우리나라 교육과정은 2007 개정 및 2009 개정 교육과정을 통해 미래사회가 요구하는 인재 양성을 목적으로 개선되고 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 개정 방향은 질 높은 교육과정을 위해 연계성 강화에 초점을 두었다. 교육과정에서 연계성은 미래 사회를 대비하기 위한 교육과정의 설계 기준으로 고려해야 할 요소이다. 연계성에는 계속성 및 계열성을 포함하는 종적 연계성과 통합성에 관한 횡적 연계성이 있다. 계속성과 계열성은 교과 내용이 반복되고 지속되는 위계를 의미하며, 통합성은 교과 간 내용의 수준, 범위, 관련성을 말한다. 이번 연구에서는 연계성을 분석하기 위한 기준을 세워 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 종적 및 횡적으로 분석하였다. 또한 과학교육의 성취 수준이 높고 체계적인 교육과정을 갖춘 국가(영국, 캐나다, 미국, 핀란드, 싱가포르, 대만)들을 대상으로 한 국제 비교를 통해 우리나라 교육과정의 문제점을 발견하고 개선 방안을 모색하였다. 그리고 생명과학 광합성 개념의 연계성을 국제 비교 함으로써 우리나라 과학과 교육과정에서 필요한 연계성 강화 근거를 도출하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 우리나라 과학과 교육과정은 종적 연계성에 초점을 두고 있으며 상대적으로 횡적 연계성에 소홀하다는 문제점이 발견되었다. 이를 보완하기 위해 횡적 연계성이 높은 영국, 미국, 핀란드와 같이 '자연', '환경'과 같은 관점을 도입하고 학생의 흥미와 관심을 고려한다. 둘째, 실제 교육 현장에서 개념의 단순 반복 또는 개념의 특정 학년에 집중으로 계속성과 계열성이 결여되어 있었다. 그 대안으로 Big Idea와 같은 내용 체계나 개념 구성의 기준을 마련하고 캐나다, 미국, 싱가포르의 교육과정에서 자주 등장하는 '시스템'의 관점 도입을 제안한다. 마지막으로 횡적 및 종적 연계성의 공통 기준으로서 교육과정의 교육 내용이 학생들의 발달이나 수준에 적절한지 확인할 수 있는 근거가 부족하였다. 개념 위계와 교육 순서를 제시하는 근거로 최근 해외에서 학생의 학습발달과정 연구가 증가하고 있는 추세이다. 우리나라 교육 현장에 적용이 가능한 학습발달과정에 대한 연구가 필요하며 그에 따라 교육과정을 개발하여야 할 것이다.

• 지능정보연구
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• 제24권1호
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• pp.205-225
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• 2018

Convolutional Neural Network (ConvNet)은 시각적 특징의 계층 구조를 분석하고 학습할 수 있는 대표적인 심층 신경망이다. 첫 번째 신경망 모델인 Neocognitron은 80 년대에 처음 소개되었다. 당시 신경망은 대규모 데이터 집합과 계산 능력이 부족하여 학계와 산업계에서 널리 사용되지 않았다. 그러나 2012년 Krizhevsky는 ImageNet ILSVRC (Large Scale Visual Recognition Challenge) 에서 심층 신경망을 사용하여 시각적 인식 문제를 획기적으로 해결하였고 그로 인해 신경망에 대한 사람들의 관심을 다시 불러 일으켰다. 이미지넷 첼린지에서 제공하는 다양한 이미지 데이터와 병렬 컴퓨팅 하드웨어 (GPU)의 발전이 Krizhevsky의 승리의 주요 요인이었다. 그러므로 최근의 딥 컨볼루션 신경망의 성공을 병렬계산을 위한 GPU의 출현과 더불어 ImageNet과 같은 대규모 이미지 데이터의 가용성으로 정의 할 수 있다. 그러나 이러한 요소는 많은 도메인에서 병목 현상이 될 수 있다. 대부분의 도메인에서 ConvNet을 교육하기 위해 대규모 데이터를 수집하려면 많은 노력이 필요하다. 대규모 데이터를 보유하고 있어도 처음부터 ConvNet을 교육하려면 많은 자원과 시간이 소요된다. 이와 같은 문제점은 전이 학습을 사용하면 해결할 수 있다. 전이 학습은 지식을 원본 도메인에서 새 도메인으로 전이하는 방법이다. 전이학습에는 주요한 두 가지 케이스가 있다. 첫 번째는 고정된 특징점 추출기로서의 ConvNet이고, 두번째는 새 데이터에서 ConvNet을 fine-tuning 하는 것이다. 첫 번째 경우, 사전 훈련 된 ConvNet (예: ImageNet)을 사용하여 ConvNet을 통해 이미지의 피드포워드 활성화를 계산하고 특정 레이어에서 활성화 특징점을 추출한다. 두 번째 경우에는 새 데이터에서 ConvNet 분류기를 교체하고 재교육을 한 후에 사전 훈련된 네트워크의 가중치를 백프로퍼게이션으로 fine-tuning 한다. 이 논문에서는 고정된 특징점 추출기를 여러 개의 ConvNet 레이어를 사용하는 것에 중점을 두었다. 그러나 여러 ConvNet 레이어에서 직접 추출된 차원적 복잡성을 가진 특징점을 적용하는 것은 여전히 어려운 문제이다. 우리는 여러 ConvNet 레이어에서 추출한 특징점이 이미지의 다른 특성을 처리한다는 것을 발견했다. 즉, 여러 ConvNet 레이어의 최적의 조합을 찾으면 더 나은 특징점을 얻을 수 있다. 위의 발견을 토대로 이 논문에서는 단일 ConvNet 계층의 특징점 대신에 전이 학습을 위해 여러 ConvNet 계층의 특징점을 사용하도록 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 크게 세단계로 이루어져 있다. 먼저 이미지 데이터셋의 이미지를 ConvNet의 입력으로 넣으면 해당 이미지가 사전 훈련된 AlexNet으로 피드포워드 되고 3개의 fully-connected 레이어의 활성화 틀징점이 추출된다. 둘째, 3개의 ConvNet 레이어의 활성화 특징점을 연결하여 여러 개의 ConvNet 레이어의 특징점을 얻는다. 레이어의 활성화 특징점을 연결을 하는 이유는 더 많은 이미지 정보를 얻기 위해서이다. 동일한 이미지를 사용한 3개의 fully-connected 레이어의 특징점이 연결되면 결과 이미지의 특징점의 차원은 4096 + 4096 + 1000이 된다. 그러나 여러 ConvNet 레이어에서 추출 된 특징점은 동일한 ConvNet에서 추출되므로 특징점이 중복되거나 노이즈를 갖는다. 따라서 세 번째 단계로 PCA (Principal Component Analysis)를 사용하여 교육 단계 전에 주요 특징점을 선택한다. 뚜렷한 특징이 얻어지면, 분류기는 이미지를 보다 정확하게 분류 할 수 있고, 전이 학습의 성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 방법을 평가하기 위해 특징점 선택 및 차원축소를 위해 PCA를 사용하여 여러 ConvNet 레이어의 특징점과 단일 ConvNet 레이어의 특징점을 비교하고 3개의 표준 데이터 (Caltech-256, VOC07 및 SUN397)로 실험을 수행했다. 실험결과 제안된 방법은 Caltech-256 데이터의 FC7 레이어로 73.9 %의 정확도를 얻었을 때와 비교하여 75.6 %의 정확도를 보였고 VOC07 데이터의 FC8 레이어로 얻은 69.2 %의 정확도와 비교하여 73.1 %의 정확도를 보였으며 SUN397 데이터의 FC7 레이어로 48.7%의 정확도를 얻었을 때와 비교하여 52.2%의 정확도를 보였다. 본 논문에 제안된 방법은 Caltech-256, VOC07 및 SUN397 데이터에서 각각 기존에 제안된 방법과 비교하여 2.8 %, 2.1 % 및 3.1 %의 성능 향상을 보였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제10권7호
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• pp.271-278
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• 2021

현재 사이버 공격이 더욱 지능화됨에 따라 기존의 침입 탐지 시스템(Intrusion Detection System)은 저장된 패턴에서 벗어난 지능형 공격을 탐지하기 어렵다. 이를 해결하려는 방법으로, 데이터 학습을 통해 지능형 공격의 패턴을 분석하는 딥러닝(Deep Learning) 기반의 침입 탐지 시스템 모델이 등장했다. 침입 탐지 시스템은 설치 위치에 따라 호스트 기반과 네트워크 기반으로 구분된다. 호스트 기반 침입 탐지 시스템은 네트워크 기반 침입 탐지 시스템과 달리 시스템 내부와 외부를 전체적으로 관찰해야 하는 단점이 있다. 하지만 네트워크 기반 침입 탐지 시스템에서 탐지할 수 없는 침입을 탐지할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 호스트 기반의 침입 탐지 시스템에 관한 연구를 수행했다. 호스트 기반의 침입 탐지 시스템 모델의 성능을 평가하고 개선하기 위해서 2018년에 공개된 호스트 기반 LID-DS(Leipzig Intrusion Detection-Data Set)를 사용했다. 해당 데이터 세트를 통한 모델의 성능 평가에 있어서 각 데이터에 대한 유사성을 확인하여 정상 데이터인지 비정상 데이터인지 식별하기 위해 1차원 벡터 데이터를 3차원 이미지 데이터로 변환하여 재구성했다. 또한, 딥러닝 모델은 새로운 사이버 공격 방법이 발견될 때마다 학습을 다시 해야 한다는 단점이 있다. 즉, 데이터의 양이 많을수록 학습하는 시간이 오래 걸리기 때문에 효율적이지 못하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 적은 양의 데이터를 학습하여 우수한 성능을 보이는 Few-Shot Learning 기법을 사용하기 위해 Siamese-CNN(Siamese Convolutional Neural Network)을 제안한다. Siamese-CNN은 이미지로 변환한 각 사이버 공격의 샘플에 대한 유사성 점수에 의해 같은 유형의 공격인지 아닌지 판단한다. 정확성은 Few-Shot Learning 기법을 사용하여 정확성을 계산했으며, Siamese-CNN의 성능을 확인하기 위해 Vanilla-CNN(Vanilla Convolutional Neural Network)과 Siamese-CNN의 성능을 비교했다. Accuracy, Precision, Recall 및 F1-Score 지표를 측정한 결과, Vanilla-CNN 모델보다 본 연구에서 제안한 Siamese-CNN 모델의 Recall이 약 6% 증가한 것을 확인했다.

• 서비스연구
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• 제14권2호
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• pp.1-17
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• 2024

온라인 배너 광고 산업에서는 일반적으로 복수의 배너 대안이 제작된다. 이때 중요한 의사결정은 어떤 광고 배너 대안을 선택해서 고객에게 노출하느냐 하는 것이다. 각 배너 대안을 고객이 클릭할 확률을 미리 알 수 없기 때문에 경영자는 실험적으로 여러 대안을 노출한 후, 고객의 클릭 여부에 따라 각 대안의 클릭 확률을 추정하며 최적의 대안을 찾아야 하고 이것은 온라인 광고와 관련된 강화학습 프로세스이다. 이 과정에서의 주요 의사결정 문제는 축적된 추정 클릭 확률 지식을 이용해서 최적의 대안을 노출하는 활용 전략과, 잠재적으로 더 우수한 대안을 찾기 위해 새로운 대안을 시도해보는 탐색 전략의 최적 균형점을 찾는 것이다. 본 연구는 구전효과와 대안의 수가 이러한 최적 탐색-활용 전략에 미치는 영향을 분석하였다. 이는 고객이 노출된 배너를 클릭하는 경우 관련 제품을 주위에 홍보하는 과정을 통해 광고 배너의 클릭률이 높아지는 구전효과를 온라인 광고 관련 강화학습에 추가하여 구현한 것이다. 분석을 위해 Multi-Armed Bandit 모형을 이용한 시뮬레이션 기법을 사용하였다. 분석 결과, 구전효과의 크기가 커지고 배너 대안의 수가 적을수록 광고 강화학습의 최적 탐색 수준이 높아지는 것이 관측되었다. 이는 구전효과에 의해 고객이 광고 배너를 클릭할 확률이 증가함에 따라 기존에 축적했던 추정 클릭률 지식의 가치가 낮아지고, 따라서 새로운 대안을 탐색하는 것의 가치가 증가하기 때문으로 분석되었다. 또한 광고 대안의 수가 작을 경우에는 구전효과 크기가 커질 때 최적 탐색 수준이 더 큰 폭으로 증가하는 경향을 발견하였다. 최근 온라인 구전으로 인해 구전효과의 영향이 커지는 시점에서 본 연구는 의미 있는 시사점을 제공한다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.860-870
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• 2011

본 연구의 목적은 화성암의 반상조직에 대한 초임 지구과학교사들의 내용교수지식을 확인하고, 지구과학 수업에서 학생들의 시행착오를 방지할 수 있는 교수 방안을 제안하기 위한 것이다. 이를 위하여 반상조직에 대한 기본인식, 생성조건 및 생성과정, 교수-학습지도에 관한 인터뷰 가이드를 구성하였고, 초임 지구과학교사 5명(고등학교 3명, 중학교 2명)을 대상으로 개방적 토론식 면담을 실시하였다. 반상조직에 대한 초임 지구과학교사들의 인식을 분석한 결과는 다음과 같다. 반상조직이 모든 화성암에서 발견됨에도 불구하고 대부분의 초임 지구과학교사들은 산출상태에 집중하여 화산암과 심성암에서는 반상조직이 발견될 수 없다고 인식하고 있다. 반상조직의 생성 변수로서 냉각 속도, 핵형성 밀도, 성장속도, 성장기간 등의 요인이 고려되어야 하지만, 초임 지구과학교사들은 생성 온도와 냉각속도 등의 요인을 주로 생성 변수로서 인식하고 있다. 반상조직은 반정과 석기의 상대적인 결정의 크기나 입도를 고려하는 것이 바람직하지만 성분의 차이로 구별하려는 경향이 있다. 그리고 초임 지구과학 교사들은 보웬의 반응계열과 연관지어 각 반정과 석기의 성분이 반드시 다를 것이라고 인식하고 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제40권2호
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• pp.141-150
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• 2020

본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다. 하지만 이러한 입장은 기능의 사용에 이론이 적재되어 있다는 현대 과학 철학의 관점과 상충되었으며, 탐구에서 사용되는 기능들이 내용-특이적 또는 맥락-의존적이라는 사실과 추상적인 과학 이론이나 원리는 귀납적으로 발견될 수 없다는 점에서 비판을 받아 왔다. 이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 행위로 이해하고, 그것이 전개되는 양상은 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며, 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다. 이러한 연구 결과는 과학 탐구에 관한 일관된 관점을 정립하는 데 시사점을 제공함으로써 새로운 과학 교육과정 개발에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.171-180
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• 2017

본 연구의 목적은 외상성 뇌손상 후유증이 삶의 질을 결정할 수 있는 주요한 요인이기 때문에, 후유증을 호전시킬 수 있는 효과적인 훈련 방법을 찾는데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 어린 시절 외상성 뇌손상을 경험하고 인지 학습과정서적인 부분에 어려움이 있는 청소년을 대상으로 하여 뉴로피드백 훈련을 실시하였다. 환아 평가는 K-WAIS-IV 지능검사와 QEEG 뇌파 분석을 사용하였다. 뉴로 피드백 훈련은 T3 알파파 보상, T4의 알파파 억제 훈련을 주 3회 30분씩, 총 36회를 훈련하였다. 또한 뉴로피드백 훈련과 함께 호흡 명상도 환아 스스로 실시할 수 있도록 하였다. 그 결과 숙면을 취하고 시험불안의 감소, 기말고사 성적의 만족 등의 안정적인 상태를 보였다. 본 연구는 유년기 두뇌 외상으로 인하여 가시적으로 드러나지 않는 기질적, 심인성 문제들이 존재할 가능성과 이를 발견할 수 있는 다양한 도구의 활용에 대해 발견했다. 또한 유년기 외상성 뇌손상의 경우 뇌 훈련과 명상을 통하여 호전될 수 있다는 결과를 나타냈다. 이는 뇌과학의 측면에서 심신 치료에 도움이 되는 융합적 방법을 제시하였다는데 그 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.565-582
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• 2004

이 연구는 초등 과학 수업에서 나타나는 교사들의 교수 행동 요소를 탐색하고, 그들의 수업 유형을 분류하는데 목적이 있다. 서울과 경기도에 근무하는 초등학교 교사 18명을 선정하여, 6학년 2학기 1단원 2차시"물 속에 잠긴 모양에 따라 물체의 무게가 어떻게 달라지는지 알아보기" 수업을 녹화하였다. 녹화한 수업 비디오는 전사하여 분석 자료로 삼았다. 교수 행동 요소는 귀납적 분석 방법을 사용하여 약호화 체계를 개발하였다. 수업 유형은 전체적인 수업의 조직, 교수학습 과정에서의 교수 방법, 학생들에게 주어진 탐구의 구조와 조직에 따른 개방성을 기준으로 분류하였다. 자료 분석의 타당도와 신뢰도를 확보하기 위하여, 본 연구자 및 과학교육전문가 3명과 과학교육 박사과정 3명이 수업에서 나타난 교수 행동 요소와 수업 유형을 분석하였다. 연구 결과 교사들의 과학 탐구 수업에서 나타나는 교수 행동 요소는 모두 23가지였으며, 각 교사들에게서 관찰된 교수 행동 요소와 제시되는 순서는 많은 차이가 있었다. 수업 유형은 모두 7가지가 발견되었으며, 가장 많이 발견된 유형은 비조직적 교사 중심의 안내된 탐구(UTG)였다. 학생들의 탐구적 사고를 요구하는 교수 행동 요소보다는 교사의 안내된 탐구 수행과 이와 관련된 교수 행동 요소가 많았으며 교사 중심의 수업, 내용 중심의 수업 전개, 형식적인 탐구 과정 거치기라는 특징이 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권3호
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• pp.523-537
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• 2017

본 연구의 목적은 초등학생들이 열 현상과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 나타나는 직관적 사고의 특징을 '발현의 맥락'과 '직관적 사고와 논리적 사고의 관계'를 중심으로 살펴보는 것이다. 이를 위해 초등학교 5학년 학생 9명에게 열 현상과 관련된 문제를 제시하고, 학생들의 문제해결 과정에서 나타나는 사고를 살펴보았다. 특히 본 연구에서는 학생의 설명 기저에 있는 사고의 맥락을 총체적으로 탐색 할 수 있는 임상면담 기법을 활용하여 학생의 사고 과정을 분석하였다. 분석 결과, 직관적 사고의 특징을 '발현 과정의 특징'과 '발현의 촉진' 측면에서 발견할 수 있었다. 첫째, 직관적 사고의 발현 과정에서 학생들은 직관적 사고를 통해 해결방법을 먼저 떠올리고 논리적으로 해결방법을 정당화하였으며, 문제 상황과 관련된 구체물과 추상적 개념을 직관적으로 연결 짓는 모습을 보였다. 또한 초등학생들은 충분하지 않은 정보 속에서 직관적인 예감을 통해 문제를 해결해갔다. 둘째, 직관적 사고는 의도적인 사고 전략을 통해 발현되는 경우도 있었다. 이러한 전략으로 그림으로 그려보기, 다른 관점이나 반대로 생각해 보기, 방법을 통합하기가 발견되었다. 이와 같은 문제해결 과정에서의 직관적 사고에 대한 본 연구결과는 그동안 주목받지 못하였던 학생들의 직관적 사고를 드러내어 탐색하고, 학생들의 문제해결 과정을 새로운 관점에서 조력할 수 있는 방안을 제안할 수 있다는 점에서 의미가 있겠다. 또한 본 연구의 결과를 통해 문제해결 상황에서의 과학학습에서 나타난 시사점에 대하여 논의하였다.