• 제목/요약/키워드: 수학모델링

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토픽모델링을 활용한 국내 수학과 교육과정 연구 동향 분석 : 1997년부터 2019년까지 게재된 국내 수학교육 학술지 논문을 중심으로 (An analysis of domestic research trends of mathematics curriculum research through topic modeling: Focused on domestic journals published from 1997 to 2019)

  • 손태권;이광호
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제59권3호
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    • pp.201-216
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    • 2020
  • 본 연구는 1997년부터 2019년까지 KCI 등재지에 게재된 493편의 국내 수학과 교육과정 논문을 LDA 토픽 모델링을 사용하여 연구 동향을 분석하였다. 그 결과, 국내 수학과 교육과정 연구는 8개의 토픽으로 분류할 수 있었으며 그 중 '교육과정 이행과 평가'의 비중이 가장 낮았다. 또한 교육과정 적용 시기에 따라 토픽들은 다르게 출현했으며 수학과 교육과정에서 강조하는 중점 방향과 부합하는 경향성을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 향후 수학과 교육과정의 발전을 위한 시사점들을 도출하였다.

고승압비를 갖는 부스트-플라이백 컨버터의 개선된 모델링 방법 및 제어 (Improved modeling and control of integrated boost-flyback converter for high step-up applications)

  • 서상욱;이귀준;김래영;현동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1151-1152
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    • 2011
  • 본 논문에서는 부스트-플라이백(Integrated Boost-Flyback Converter, IBFC) 직렬 연결 구조 컨버터의 동작 특성 해석 및 정확한 제어기 설계를 위한 개선된 모델링 방법을 제시한다. 주 스위치에 의해 IBFC의 부스트, 플라이백 컨버터가 서로 다른 도통 모드로 동시에 동작 하기 때문에 2대 컨버터의 모델링과 회로 해석을 위한 이론적인 모델링 접근방법과 수학적인 계산과정이 복잡하다. 따라서 IBFC를 등가 전류 소스를 포함한 부스트, 플라이백 컨버터로 각각 나누어 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 회로 방정식을 독립적으로 유도한 후, 이 회로 방정식을 종합하여 IBFC의 완전한 상태 공간 방정식을 얻을 수 있다. 제안된 방법은 IBFC의 복잡한 모델링을 간단하게 해 주며, 수학적인 계산 과정도 간소화 시킬 수 있는 장점이 있다. 이를 바탕으로 정상 상태 해석 및 높은 출력 전압 추종 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험 결과를 제시하여 제안된 방법의 유효함을 검증하였다.

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모델링 과정에서 지각적, 인지적, 메타인지적 활동의 상호작용에 관한 사례연구 (An Analysis of the Interaction of Perceptive, Cognitive, and Metacognitive Activities on the Middleschool Students' Modeling Activity)

  • 신은주;이종희
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제6권2호
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    • pp.153-179
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    • 2004
  • 본 연구에서는 모델링 과정의 활동을 세 가지 활동-지각적 활동, 인지적 활동, 메타인지적 활동-으로 구분하여 이 활동들의 상호작용으로 모델을 개발하는 과정을 중학교 학생들을 대상으로 사례연구 방법으로 조사하였다. 연구결과 학생들은 자신의 경험에 기반하여 과제상황을 이해하였고, 도구를 조작하는 지각적인 활동을 하면서 상황을 구조화하였다. 또한 지각적 활동에 기반하여 개발한 모델에 대해 사고하고 추론하는 인지적 활동을 재조직하면서 모델을 개발하였다. 아울러 메타인지적 활동을 통해 모델을 수정하고 정교화하여 일반화 가능한 모델을 개발하였다. 본 연구로부터 모델링 활동은 물리적 세계에서의 지각적인 활동과 추상적인 수학 활동을 연결함으로써 추상적인 수학 지식을 학생들이 이해하기 쉽게 지도할 수 있는 방법이라는 시사점을 얻을 수 있었다.

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수학적 모델링 적용을 위한 문제상황 개발 및 적용 (A Study on Development of Problem Contexts for an Application to Mathematical Modeling)

  • 김민경;홍지연;김혜원
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제49권3호
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    • pp.313-328
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    • 2010
  • Mathematical modeling has been observed in the way of a possibility to contribute in improving students' problem solving abilities. One of the important views of real life problem context could be described such as a useful ways to interpret the real life leading to children's abstraction process. The problem contexts for the grade 6 with mathematical modeling perspectives were developed by reviewing the current 7th National Mathematics Curriculum of Korea. Those include the 5 content areas such as number & operation, geometry, measurement, probability & statistics, and pattern & problem solving. One of problem contexts, "Space", specially designed for pattern & problem solving area, was applied to the grade 6 students and analyzed in detail to understand student's mathematical modeling progress.

현실적 수학교육 이론의 재음미 : 수학적 창의성 교육의 관점에서 (Reanalysis of Realistic Mathematics Education Perspective in Relation to Cultivation of Mathematical Creativity)

  • 이경화
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제26권1호
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    • pp.47-62
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    • 2016
  • 수학적 창의성을 함양하는 것은 최근 개정된 수학과 교육과정들에서 계속 강조해온 목표중의 하나이다. 그러나 일반 학생들을 대상으로 수학적 창의성을 함양하는 것에 관련된 연구는 아직 충분하지 않은 실정이다. 창의적인 인간의 육성을 표방하는 현실적 수학교육 이론은 일반 학생들을 대상으로 하는 수학적 창의성 교육에 시사점을 제공할 수 있음에도, 이에 대한 구체적인 논의가 이루어지지 않았다. 이 글에서는 수학적 창의성 교육의 관점에서 현실적 수학교육 이론을 재음미하여 공교육을 통한 수학적 창의성 교육의 방안을 모색하는 것에 목표를 둔다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 수학화를 통해 수학적 창조를 경험하도록 할 수 있으며, 이 때 확실성을 추구하고 확실성을 창조하도록 기회를 제공할 필요가 있다. 둘째, 학생들이 상상에 의하여 현실이라고 느끼는 맥락에서 출발해야 수학적 창조의 기회를 제공할 수 있다. 셋째, 학생들이 모델링에 의하여 현실 맥락과 결합된 수학을 창조하도록 할 수 있다. 넷째, 모델링은 주어진 모델이 왜 모델인가를 이해하는 것, 곧 주어진 모델의 의미를 창조하는 것에서 출발한다. 다섯째, 사고실험에 의하여 국소적인 교수이론을 개발하고, 이를 적용한 후 개선하는 것이 수학적 창의성 교육의 연구방법으로 적합하다. 결론적으로, 수학적 창의성의 함양을 보통의 수학수업에서 일반 학생들을 대상으로 구현하는 데에 현실적 수학교육 이론에서 제안하는 모델은 적절하고 유용한 방안이 될 수 있다.

토픽 모델링 분석을 통한 수학교육 연구 주제 분석 (Analysis of trends in mathematics education research using text mining)

  • 진미르;고호경
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.275-294
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    • 2019
  • 본 연구는 최근 수학교육 연구 논문들의 연구 동향을 파악하기 위하여 2016년 이후의 수학교육 학술지 논문들을 대상으로 텍스트마이닝 기법 중 토픽 모델링과 트랜드 분석 기법을 활용하여 분석을 실시하였다. 분석 결과 빈도수가 높은 단어들을 조합하여 5개의 토픽을 추출하였으며 이를 통해 최근 활발히 이루어지고 있는 수학교육 연구 주제들을 파악할 수 있었다. 이는 다시 기 수행된 동향 연구들과 차이점과 유사한 점들을 도출할 수 있었는데, 이와 같은 동향 분석을 통해 최근 연구자들이 수학교육 연구에서 중요시 여기는 관점을 읽어 나감과 동시에 향후 주목하여야할 연구 주제 및 방향에 대한 시사점을 제공한다.

시각수학과 원리 확장적 모델링 프로세스 (A Constructive Modeling Process in the Form of 'Visual Mathematics')

  • 김진희
    • 디자인학연구
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    • 제12권2호
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    • pp.89-95
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    • 1999
  • 컴퓨터 과학자인 카를로 세퀸(Carlo H. Sequin)은 '시각수학Visual Mathematics)'으로 묘사되어 논문지에 소개된 조각가 브렌트 콜린스(Brent Collins)의 오묘한 공간 구성의 조각품을 보게 되었고 그 구성의 근본적 논리성을 추론할 수 있었던 세퀸은 컴퓨터를 활용하여 간단 한 수치의 입력만으로 가상 모델링이 가능한 소프트웨어를 개발하여 콜린스에게 제공하게 되었다. 저널 레오나도(Leonardo)에 게재된 동반 논문을 통해 두 사람의 협력작업의 내용을 접하게 된 본 저자는 시각 특성과 모델링 전개 방식에서 유사성을 보이는 콜린스의 조각 작품과 본 저자의 애니메이션 작품의 모델링 과정을 이 논문에서 소개하고 있다. 모델링의 근 본적 모티브로 사용되어 그 물체의 주요한 시각적 특질로 제공되고 있는 수학적 특성을 탐구하고 있으며 콜린스의 경우에는 공간 왜곡을 본 저자의 경우에는 공간 분할을 근본 원리로 하여 확장이 전개되고 있는 '원리 확장적 모델링 방식'을 소개하고 있다. 기술과 과학의 발전과 함께 고양되어 온 '예술, 과학 그리고 기술(Arts, Sciences and Technology)'의 상호작용성과 같은 맥락에서 이 모델링 기법을 다양한 응용 가능성이 있는 연구 테마로 제시하고 있는 것이다.

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구조모델 개선을 위한 정보기반 하이브리드 모델링 기법 (Information-Based Hybrid Modeling Framework on the Systematic use of Artificial Neural-Networks)

  • 김준희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.363-372
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    • 2012
  • 본 논문에서는 수학적 구조 모델과 인공신경망 기법을 상호 유기적으로 결합하여 구조물의 거동 데이터로부터 부재모델 또는 재료모델의 정확도를 높이는 정보기반 하이브리드 모델 업데이트 기법을 개발하였다. 유한요소와 같은 수학적 모델을 사용하여 구조물의 거동을 모사하기 위해서는 재료, 부재, 그리고 시스템의 정확한 모델링이 우선하여야 한다. 그러나 재료, 부재의 각 레벨에서의 수학적인 모델은 이상화과정을 거치면서 중요한 특성을 생략하거나, 시스템 구성시 부재간의 상호작용이나 경계조건의 단순화로 인해 유한요소 모델은 실제 구조물의 거동과 차이를 보이게 된다. 본 논문에서 제시된 하이브리드 모델 업데이트 기법은 구조물의 거동과 수학적 모델의 해석결과 차이를 인공신경망 기법을 사용하여 보완함으로써 시스템 모델의 정확도를 높일 수 있다. 이때 시스템의 거동 데이터로부터 부재 또는 재료모델을 개선할 수 있는 데이터를 추출하여 부재 또는 재료모델을 개선한다. 제시된 기법은 보-기둥 접합부의 이력모델을 개선하는 것으로 검증하였으며, 복잡한 거동을 보이는 시스템 모델링에 광범위하게 사용될 수 있다.

미분방정식 지도에 대한 소고 (On a direction in the teaching of differential equations)

  • 박제남;장동숙
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.339-352
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    • 2014
  • 본 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 수학과 교육과정에서 도입한 미분방정식 지도를 위한 수학적 모델링을 소개한다. 2014년에 1개 출판사만으로 출간된 '고급수학 II'의 교과서는 이계미분방정식 y"+y=0의 풀이를 거듭제곱 급수 방법을 사용하고 있다. 이에 따른 문제점을 알아보고 그 대안을 제시한다. 또한, 고급수학 II 교과서는 기계적 시스템을 다루고 있지만 전기적 시스템은 다루지 않고 있다. 따라서 교과서에서 다루는 일 계미분방정식을 전기회로로 지도하는 방안을 제시한다. 끝으로 미분방정식 지도와 관련된 용어를 제시한다.