선박의 항행안전의 문제가 중요시됨에 따라 선박조종시뮬레이터를 이용한 운항훈련, 안전성 검토 등이 필요성이 중요하게 인식되고 있다. 또한 추진성능을 향상시킬 목적으로 다양한 선종이 출현되고 있고, 이에 따라 선박조종시뮬레이터의 개발에 있어서 선박의 데이터베이스는 필수적이라고 할 수 있다. 따라서 선종에 따른 수학모델을 각각 선박조종시뮬레이터에 적용시킴으로써 다양한 조종 시뮬레이션을 가능하게 할 수 있다. 본 논문에서는 우수한 추진성능을 목적으로 한 2축2타선박을 대상으로 조종운동 수학모델을 정식화하였다. 구체적으로 항만내에서의 저속시 조종운동을 구현할 수 있는 수학모델에 대해서 검토하였으며, 선체·프로펠러·타의 상호간섭에 대해서도 고려하였다. 또한, 수치시뮬레이션을 수행함으로써 2축2타선박의 기본적인 조종성능을 확인하였다.
하천에서 수공구조물을 설계시 구조물의 규모, 형식, 운영방식, 안정성 등을 검토하기 위하여 일반적으로 수리모형실험과 수치모형실험을 이용한다. 수리모형실험은 자연현상의 왜곡을 최소화하여 검토결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 많은 시간과 비용, 인력 및 공간이 필요하기 때문에 단기간에 다양한 검토가 필요한 경우에는 많은 제약이 따른다. 반면에 수치모형실험은 제한적인 조건에서 검토목적 및 용도에 따라 다양한 수치모의기법을 활용하여 상대적으로 낮은 비용과 신속하고 다양한 검토가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 수치모형실험은 어디까지나 자연현상에 대한 수학적, 물리적 기법을 활용한 분석이기 때문에 결과에 대한 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 최근에는 컴퓨터의 계산능력 향상과 유체의 복잡한 동수역학적 거동 해석 기법의 다양화, 그리고 많은 적용성 검토 연구결과로 인한 신뢰성 향상 등으로 인해 수치모형실험에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 현재 금강에 건설 중인 금강보에 대하여 다차원 수치모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 이용하여 하천 구조물 및 물리적 환경변화에 대한 정밀수리분석을 실시하기 위한 사전절차로, EFDC 모형을 하천수리해석에 적용할 경우 모형에 포함되어 있는 다양한 변수설정 및 제약조건들에 대하여 적용한계를 검토하고자 한다. 검토방법은 금강보가 건설되기 이전의 하천지형 상황에서 EFDC 모형과 HEC-RAS 모형을 이용한 수리분석을 수행하고, 수리거동 결과 들을 상호 비교 분석 한다. 수치모의 대상구간은 금강보 건설구간을 포함하여 약 20km 구간이고, 대상구간에 대하여 3차원 정밀지형자료를 구축하였으며, 과거 호우사상에 대한 구간 내 관측 수위 및 모형별 계산수위결과를 비교 검토하였다.
소셜 네트워크를 통해 수집된 수많은 데이터들은 여러 분야에 중요한 자료로 활용되고 있으며, 소셜 네트워크상의 데이터들이 이용되면서 개인정보가 노출되는 프라이버시 문제가 발생하고 있다. 프라이버시 문제를 해결하기 위한 실용적인 방안으로 k-익명성, l-다양성 등의 개념과 이를 토대로 한 데이터 익명화 방법이 제안되어 있다. 데이터의 익명화에서는 원본데이터의 왜곡을 최소화하면서 프라이버시 보호를 극대화하는 것이 목적이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 익명화 비용을 측정하기 위한 합리적인 방법이 필요하다. 본 논문에서는 소셜 네트워크 그래프의 익명화 알고리즘 수행을 위해 필수적 요소인 익명화 비용을 합리적이고 실용적으로 측정하는 방법을 제안한다.
우리나라 중학교 2학년 학생들은 제3차 수학.과학 국제비교연구인 TIMSS와 그 반복연구인 TIMSS-R의 수학 검사에서 최상위권의 성취 수준을 보임으로써 국내외 연구자들의 관심의 초점이 되어 왔다. 이 논문은 우선 우리나라 학생들이 높은 성취 수준을 기록할 수 있는 원인을 $\circled1$ 체계적인 수 세기 방식, $\circled2$ 상급 학교 진학을 위한 시험의 대비, $\circled3$ 수학 교사 의 능력, $\circled4$ 교육과정과 검사와의 관련성, $\circled5$ 검사에 대한 태도라는 다섯 가지 측면에서 탐색하였다. 또한 높은 성취 수준 이면에 드리워진 부정 적인 측면을 조망하여 $\circled1$ 공학적 도구 의 이용에 대한 소극성, $\circled2$ 실생활 관련 문장제에 대한 저조한 성취 수준, $\circled3$ 지역에 따른 성취 수준의 차이, $\circled4$ 수학에 대한 부정적인 태도의 네 가지로 요약하였다. 또한 TIMSS-R 의 수학 성취 수준에 대한 성별 차이를 $\circled1$ 친숙함/생소함, $\circled2$ 대수/기하, $\circled3$ 자유반응형/선택형이라는 세 가지 측면에서 분석하였다. 마지막으로 국제비교 연구의 결과는 국가별 평균성취 수준의 양적인 비교에 초점을 두기보다는, 성취도 이면에 깔린 다양한 요소에 대한 복합적인 고려와 깊이 있는 분석을 통해 수학교육의 현 상태를 점검하는 하나의 잣대로 이용해야 한다는 점을 지적하였다.
본 연구의 목적은 중학교 수학 영재를 수학 창의적 문제해결력 검사로 판별할 때, 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식의 신뢰도와 타당도를 검증하는데 있다. 이를 위해서 수학영역에서의 직관적 통찰능력, 정보의 조직화 능력, 추론능력, 일반화 및 적용능력, 추상화능력, 공간화/시각화 능력, 반성적 사고력을 요구하는 문항들로 구성된 검사를 개발했다. 고급한 수학적 사고력을 요구하며 정답이 하나인 폐쇄적인 수학문항 10개와 다양한 답이 가능한 개방적인 수학 문항 5개를 영재교육기관의 교육대상자 선발과정에 지원한 중학교 1학년 1,032명에게 실시했다. 교사들은 각 문제에 대해 타당한 답을 제시한 빈도로 유창성을 채점했다. 학생들의 반응을 Rasch의 1모수 문항반응모형을 기반으로 한 BIGSTEPS로 분석했다. 문항반응 분석결과, 유창성만으로 측정한 창의성을 기준으로 한 영재교육대상자 선발의 신뢰도, 타당도, 난이도, 변별도가 모두 양호한 것으로 나타났다. 특히 덜 정의되고, 덜 구조화되고, 신선한 문제일수록 영재교육대상자 선발과정에 지원한 학생들의 수학 창의적 문제해결력을 평가하는데 양호한 문제임이 확인되었다. 이 검사는 영재교육원 지원생들이 영재학급 지원생들보다 창의적 문제해결력에서 더 우수함을 확인해주었다. 이로써 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식이 효율적이며, 타당하고 신뢰로울 수 있음을 확인해 주었다.
학생들이 수학을 왜 배우는지에 대해 알고 실제로 수학의 필요성과 가치를 이해하는 것은 수학교육에서 근본적인 지향점이라고 볼 수 있으나, 그동안 소홀한 연구영역 중의 하나이다. 이에 본 연구는 설문지 조사와 면담을 통하여 초등학교 6학년 학생들이 이해하고 있는 수학 교육의 목적을 조사하였다. 연구 결과 학생들은 수학교육의 다양한 목적을 이해하기보다는 실용성, 학문적 가치, 미래를 위한 준비로서의 수학에 많은 비중을 두고 있었다. 성별에 따른 차이는 거의 없었지만 성취 수준에 따라 차이가 있었으며 특히, 학문적 가치로서의 수학을 이해하는 정도는 큰 차이를 보였다. 본 논문은 초등학생들의 수학교육 목적 이해 정도에 대한 분석 결과 및 시사점을 제공함으로써, 학생들의 관점에서 수학 교육의 목적을 제대로 이해하는 것이 중요하다는 점을 부각시키고자 하였다.
2009 개정 교육과정과 2015 개정 교육과정 수학과 교육목표에서 실생활에서의 수학의 활용도에 대해 강조하고 있음에도 실제 학교 현장에서는 그에 대한 인식이 매우 낮다. 이에 본 연구에서는 수학적 연결성 관점에 중점을 둔 교육과정에 주목할 필요가 있음을 인식하고, NCTM(1989, 2000) 규준 중에서 연결성 관점에 중점을 두고 문제해결 능력 강화와 수학적 의사소통능력을 향상시키기 위해서 1990년부터 꾸준히 개발된 CMP 교육과정을 살펴보고자 한다. 이를 위해 수정, 보완을 거쳐 2014년 세 번째로 출간된 CMP 교과서를 방정식 부등식과 함수 단원 중심으로 분석하였다. 첫째, Janvier(1987)의 함수 표현 양식(상황 언어적 서술, 표, 그래프, 공식)을 활용한 새로운 분석틀을 사용하여 연결성과 관련한 분석을 하였고, 둘째, 수학의 다른 단원, 다른 영역, 타 교과목 및 실생활 내용간의 연결성과 관련하여 분석하였다. 그 결과 CMP 교과서에는 새로운 개념, 원리를 제시할 때나 문제 풀이 활동을 할 때 상황에 맞는 다양한 실생활 소재가 사용되고 있었다. Janvier(1987)의 함수 표현 양식에 따른 12가지의 연결 과정이 다양하게 제시되어 있었고, 방정식과 함수, 부등식과 함수와의 관계, 타 교과목 및 실생활 내용간의 연결성도 구체적인 상황으로 표현되어 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 교사의 지식에 대한 초임교사들의 인식을 알아보기 위해 초임교사들에게 설문을 실시하고, 그 결과를 분석하였다. 초임교사들은 자신의 수업의 반성과 개선에 대한 지식을 가장 필요하다고 인식하고, 실제 수업에서는 수학적 개념과 학습 내용들 사이의 연계성과 위계성 등 상호 관계에 대한 지식을 가장 많이 활용한다고 인식한다. 이러한 교사의 지식은 주로 수업 경험과 교사 연수를 통해 형성된다고 인식한다. 또한, 초임교사들은 수학 수업에서 공학적 도구와 평가를 활용하는 지식에 대해 필요성을 낮게 인식하고 자주 활용하지 못하는 것으로 인식한다. 초임교사들이 교사의 지식을 형성하는데 도움을 주기 위해 교사 입문 프로그램과 멘토링의 활성화, 교원 양성기관의 교육과정의 개선, 다양한 교사 연수 프로그램의 개발과 보급 등이 필요하다.
유전 알고리즘은 전통적인 등반 알고리즘을 이용하여 구하기 어려웠던 최적화 문제를 해결하기 위한 강인한 (Robust) 탐색 기법이다. 특히 목적함수가 (1)여러 개의 국부 최대치를 가지거나 (2)수학적으로 표현이 불가능하거나 어렵거나 (3) 목적함수에 교란항이 섞여 있을 경우도 우수한 탐색 능력을 갖는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 군집성 분석(cluster analysis)을 이용하여 군집화함으로써 유전 알고리즘을 이용하여 나타나는 다양한 해집합을 형성하는 개체군을 그룹화하고, 각 군집에 부여된 군집 적합도에 따라서 최적해를 구함으로써 최적값에 근접시킬 수 있는 탐색 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션의 출력이 특정한 테스트 함수의 형태로 나타난다고 가정한 경우에 확률적으로 나타나는 시뮬레이션 모델의 출력을 최대화하는 문제에 대하여 적용하고 분석하였다.
생태계의 무분별한 남획과 서식지의 파괴 등으로 생물다양성의 고갈 위험에 처해 있다. 가난한 토착지역에서 농업 생산 증대를 위한 집중적인 비료나 관계 시설 개발로 토양을 황폐하게 한다. 이제 생물다양성 보존은 세계 인류 공존의 중요한 이슈로 대두되고 있다. Post-2020 GBF 선언이후 토착농업지대의 농업 개발에 관한 모든 거버넌스는 생물다양성 보존 대책으로 지지되고 촉진되어야 한다. 생태계 개발과 생물다양성 손실을 줄이고자 하는 절충방안은 공공 거버넌스 정책 수립에 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서 생태계 보존에서 상충되는 경제 및 생태 문제를 해결하기 위해 생존 제어 피드백 해석에 사용되는 생존도 커널을 도입하고, 생존도 커널에 의한 생태경제학적 관점에서 생물다양성 보존에 관한 수학적 모형을 통해 살펴보았다. 생태계의 모든 종은 상호의존적이기에 균형이 깨지면 생물다양성이 고갈하게 되고 이는 비가역적 변화로 결국 멸종으로 치닫게 된다. 생물자원의 지속가능한 이용과 조화를 위하여 모든 생물종들을 효율적으로 보호할 수 있는 창의적 거버넌스 등 많은 정책적인 배려를 필요로 한다. 보조금 지급이나 세금 우대 정책은 생물다양성 보존에 직접적인 영향을 끼친다. 생물다양성이 감소하는 상태에서 생물종의 회복은 그 경제적인 가치가 크다고 할 수 있다. 생물다양성은 토착지역 생산자들이 그들의 독특한 전통 지식을 자랑스럽게 여기고 지역 관광에도 긍정적인 영향을 줌으로써 지역 정체성을 제고하고, 인류의 생존과 번영에 크게 기여할 수 있게 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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