• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권4호
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• pp.251-258
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• 2018

수학과 컴퓨터 과학 분야에서 최적화 문제란 가능한 모든 해 중에서 가장 좋은 해를 찾는 문제이다. 유전 알고리즘에서 최적화 문제의 어려운 정도는 상위의 측면에서 설명될 수 있다. 생물학에서 상위는 유전자의 표현형이 하나 혹은 그 이상의 유전자에 의해 억제되는 것을 의미하지만 진화 알고리즘에서는 유전자들 사이의 상호작용을 의미한다. 본 논문에서는 상위와 유전 알고리즘이 최적 해를 찾는 시간 사이의 상관관계를 실험적으로 확인하였다. Shannon의 정보 이론에 근거해 상위를 수치화하는 프레임워크를 사용하여 다양한 문제(One-Max, Royal Road, NK-Landscape)의 상위를 비교하였고, 그 결과 상위가 커짐에 따라 문제가 어려워져 최적 해를 찾기 어려운 경향이 있음을 확인하였다. 성능은 주어진 세대 안에 최적 해를 찾는 경우 최적 해를 찾는 데까지 걸린 세대 수로 비교하였고, 최적 해를 찾지 못하는 경우 최적 해의 적합도에 대한 주어진 세대 동안 찾은 적합도가 가장 높은 해의 적합도 비율로 비교하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제29권6호
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• pp.653-665
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• 2009

이 연구의 목적은 실제 수업을 통해 이루어진 교수 상황과 면담을 통하여 제7차 화학I 교육과정이 화학 교사들에게 어떻게 인식되고 있는지 알아보기 위한 것이다. 이 연구를 위하여 화학I 교과를 가르쳐 본 경험을 가지고 있는 4명의 화학 교사를 선정하였다. 연구 결과, 화학 교사들은 제7차 교육과정 화학I 의 목표를 바르게 인식하고 있었으나, 실제 수업에서는 화학II 교과에 제시하는 개념들까지도 다루는 설명식 수업을 하고 있었다. 교사들은 그 이유가 대학수학능력시험 때문이라고 생각하였다. 그러나 기출문제를 분석한 결과, 화학I 교과를 벗어난 내용은 거의 없었다. 이를 통해 화학교사들은 제7차 화학I 교육과정의 목적을 피상적인 지식으로만 알고 있을 뿐 내면화하지 못하고 있으며, 평가에 대한 잘못된 인식이 7차 교육과정의 화학I 교과의 정신을 발현하는데 방해한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권2호
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• pp.185-191
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• 2014

2012년은 게라르드 메르카토르가 탄생한 지 500주년이 되는 해였다. 1512년에 태어난 메르카토르는 1569년 <항해자들이 활용할 수 있도록 새롭게 증보된 지구전도>를 간행하였다. 총 18장으로 구성된 이 지도는 '항정선'을 직선으로 표시하여 항해용으로 활용할 목적으로 제작되었다. 이로 인해 고위도의 형상은 크게 확대되는 결과가 초래되었지만, 지도상의 두 지점을 연결하면 간단하게 선박의 침로를 직선으로 표시할 수 있다는 장점이 있었다. 메르카토르는 애초부터 1569년 세계 지도를 항해용으로 제작하였으나, 당시대에는 이러한 장점이 널리 인식되지 못하였다. 그러나 1599년 에드워드 라이트와 1645년 헨리 본드 등의 수학자들이 그의 도법을 수학적으로 설명하고 입증함으로써 메르카도르 도법은 항해용 해도의 표준이 되어 갔다. 그의 사후 450여년이 흐른 오늘날 전자해도도 메르카토르 해도에 의거하여 제작된 것이라는 점에서 메르카토르는 항해사의 발전에 기여한 위대한 인물로 인식되어야 한다. 이 논설은 메르카토르 탄생 500주년을 기념하여 그의 삶과 메르카토르 해도, 그의 해도의 보급과 그로 인한 항해 안전에의 기여도 등을 정리한 것이다. 이를 통해 오늘날 표준 항해용 해도로 널리 사용되고 있는 메르카토르 해도의 제작자로서 메르카토르가 항해사의 발전에 기여한 바를 재인식시키고자 하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권2호
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• pp.94-102
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• 2010

기온상승 조건을 부여하기 위해 재식시기를 달리하여 재식 한 올방개의 출아와 초기생장을 평가하고 이들과 유효적산온도간의 관계를 수학적 모델로 해석하기 위한 포트 및 포장평가를 수행하였다. Gompertz 모델을 이용하여 이들의 관계를 비선형회귀로 분석한 결과, 파종일자 및 재식 토양심도에 상관없이 유효적산 온도로 누적출아율 및 초기생장을 양호하게 설명하였다. 올방개의 최대 출아율의 50% 도달에 필요한 유효적산온도는 올방개 괴경 재식심도 1, 3 및 5 cm에서 54.5, 84.0 및 $118.0^{\circ}C$이었으며 5엽기에 이르는데 필요한 유효적산온도는 각각 155.3, 188.5 및 $215.5^{\circ}C$이었다. 본 연구에서 개발된 모델식을 이용하여 계산한 결과 평균기온이 $2^{\circ}C$ 상승한 조건에서 올방개의 50 % 출아는 심도에 따라 약 1 - 2일 빨라지고, 5엽기에 도달하는 날짜도 약 2 - 3일 빨라질 것으로 예측되었다. 따라서 $2^{\circ}C$ 기온상승 조건에서 올방개를 효과적으로 방제하기 위해서는 현재의 제초제 처리시기보다 약 2 - 3일 빨라져야 할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권6호
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• pp.457-463
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• 2015

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.

• 한국철학논집
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• 제43호
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• pp.267-293
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• 2014

본고는 조선전기역학과 송명역학 상의관(象義觀)의 상수위주적(象數爲主的) 특징을 고찰함에 목적이 있다. 조선전기역학은 송명역학의 기초 위에 독창적인 상의관을 전개했다. 조선전기역학의 상의관은 크게 두 가지 특징을 갖는다. 하나는 정이(程?)와 양만리(楊萬裏)로 이어지는 의리역학의 상의관에 대한 비판적 계승의 관점이다. 권근의 '인기리이순응지(因其理而順應之)'와 퇴계의 '귀리불귀수(貴理不貴數)'는 '이의리위주(以義理爲主)'의 상의관에 관한 대표적인 명제들이다. 이들은 의리중심의 상의관을 주지하면서도, '의불출수외(義不出數外)', '은오지의여승제지법도득명상(隱奧之義與乘除之法都得明詳)' 등 주희역학의 겸치상의(兼治象義) 상의관도 적극 수용한다. 요컨대, 이들 상의관은 의리위주(義理爲主)의 입장에서 겸치상의(兼治象義)를 천명함에 의의가 있다. 다른 하나는 진단(陳?)과 소옹(邵雍)으로 이어지는 도서역학의 상의관과 정주의 상수계열 후학에 대한 적극적 계승과 창조적 변용이다. 이이는 철학적 관점에서 '리(理) 기(氣) 물(物)의 동시적 발생'을 주장하였고, 이는 역학철학에서 '리(理) 상(象) 수(數)의 불가분리성(不可分離性)'의 상의관으로 나타났다. 이는 수적 배열로 우주의 정합적 도식을 설명하려했던 도서학적 전통이다. 이러한 도서학적 전통 속에서, 장현광은 '이득수이위체(理得數而爲體)'와 '역리불외수(易理不外數)' 명제를 제기한다. 이들은 소옹의 수학적 역학을 적극 계승하여 이수위주(以數爲主)의 상의관(象義觀)을 천명하고 있다. 조호익(曹好益)은 도서학적 전통에서 벗어나 "주역"경전 해석에 집중하면서 이상위주(以象爲主)의 상의관(象義觀)을 전개한다. 그는 '불외호상(不外乎象)', '상개구의(象皆具義)', '취상무상(取象無常)' 등 이상위주(以象爲主)의 상의관(象義觀)을 제기하면서 이를 근거로 다양한 상수역학적 해석틀을 창안했다. 요컨대, 조선전기역학의 상의관은 전대의 상의관(象義觀)을 상(象) 수(數), 상(象) 리(理)(의(義)), 상(象) 기(氣), 수(數) 리(理), 수(數) 상(象) 의(義), 상(象) 수(數) 리(理) 기(氣) 등 다양한 논의로 발전시켰다. 그 논의는 이겸치상의(以兼治象義), 이수상위주(以數象爲主)를 중심으로 전개되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.417-428
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• 2004

보존 논리는 조작적 사고를 가능케 하는 도구적 역할로서 과학, 수학, 물리학 등의 분야뿐만 아니라 일상 생활의 모든 측면에서 필수적인 개념이다. 보존 논리의 형성 여하에 따라 수리문제의 해결 능력과 과학적 유추 능력, 추상적 사고능력이 결정되며, 인지 발달 단계를 확인할 수 있는 개념이기도 하다. 따라서 이 연구에서는 보존 논리 형성과 전두엽연합령 기능과의 상관관계를 살펴봄으로써 아동의 사고력 향상과 과학개념 시기를 앞당기는 시사점을 마련하고자 하였다. 이 연구의 결과 초등학교 1, 2, 3학년 학생의 보존 논리의 형성 정도는 약 50% 정도였으며, 수 보존 논리의 형성 정도가 가장 높았고, 부피 보존 논리의 형성 정도가 가장 낮았다. 보존 논리의 형성은 비선형적으로 일어났으며, 보존 논리의 형성 정도에 따라서, 추론 능력과 설계능력, 보속적 오류에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 보존 논리와 전두엽연합령 기능과는 유의미한 상관관계를 보였다. 초등학교 저학년 학생들의 보존 논리 형성에 대한 예측 변인으로는 추론 능력과 설계 능력이였으며, 이들 변인이 보존 논리에 대한 설명력은 약 20% 정도이다. 이 연구의 결과, 초등학교 저학년에서 보존 논리가 미형성 단계에 해당하는 학생들이 많이 있지만, 이들 학생들의 보존 논리 형성을 위한 구체적인 노력이 부족한 실정이다. 또한, 보존 논리 형성에 전두엽연합령이 깊은 관계가 있어 전두엽연합령의 기능을 향상시키기 위한 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.

• 한국철학논집
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• 제32호
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• pp.185-213
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• 2011

조선은 19세기 내우외환(內憂外患)으로 인해 큰 충격과 시련을 겪는다. 당시 사상계는 유불선(儒佛仙) 삼교가 서로 융화되지 못하였다. 몇몇 선각자는 사상과 시대를 반추하고서 유불선 삼교를 합일(合一)시켜 민생의 삶과 심정을 어루만져주면서 궁극적으로 국가의 태평성대를 도모하였다. 그들의 유불선 합일은 심신수련과 체험에 입각한 것이 많았다. 연담(淵潭) 이운규(李雲圭)는 유불선 합일사상으로 새시대를 갈망하였다. 그의 사상은 두 계열로 나누어진다. 그 하나는 광화(光華) 김치인(金致寅)으로 계승되는 계열이고, 다른 하나는 "정역(正易)"을 저술한 일부(一夫) 김항(金恒)의 계열이다. 본 논문은 김치인의 삶과 유불선 합일사상을 다루었다. 김치인은 이운규의 아들 이용래에게 나아가 수학한 이후 여러 영산(靈山)들을 찾아 심신을 수련하면서 신비한 종교적 체험을 통해 자신의 교학(敎學)를 세웠다. 그는 이론적 교학을 세우는 데 도(道)를 중시한다. 도의 근원은 하늘에서 나온 것으로 여긴다. 그 도는 인간의 사유양상으로 인하여 '유교'와 '불가 선가'로 구분되었으나 궁극적으로는 '하나이다'는 것이다. 그 '하나'임을 설명할 때 성리학적 개념 즉 '음'과 '양', 그리고 '체'와 '용'을 원용하였다. 즉 '도'의 양면으로 '음'과 '양' 그리고 '체'와 '용'이 있는 것처럼 김치인은 유불선 어느 한편에 치우치지 않고, 오로지 '음'이고 '체'인 '불가 선가'의 신령설(神靈說)을 중심으로 '양'이고 '용'인 유교의 윤리설을 합설하여 하나의 구심을 찾고자 하였다. 특히 그는 심신을 수련하는 데 노래를 읊조리고 춤을 추는 영가무(詠歌舞)를 추구하였다. 이러한 유교의 윤리나 불가 선가의 수련은 궁극적으로 구심이 없는 당시 민초나 처사들에게 도의 실현을 촉구하면서 참다운 선을 지향하도록 것이었다. 김치인의 유불선 합일 사상은 전통적 고유사상을 지니고 있으면서도 보편성을 지향하고 있기에, 이에 대한 고찰은 김치인과 그 후학들의 정체성을 되돌아보는 계기를 줄 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.495-509
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• 2020

본 연구는 인공지능(이하 AI)이 모든 영역에 전일적으로 확산되는 시점을 맞아 비전공자들도 AI를 효과적으로 학습하는 방안을 탐색하기 위한 하나의 시론적 연구이다. AI 교육을 수학, 통계, 컴퓨터공학 전공 학생들뿐만 아니라 인문·사회과학 등 다른 전공자들도 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위한 학습법을 탐색하고자 하였다. 마침 '설명 가능한 AI(XAI: eXplainable AI)'의 필요성과 MIT AI 연구소의 Patrick Winston의 '지각 있는 기계(AI)를 위한 스토리텔링의 중요성[33]'이 두드러진 상황에서 AI 스토리텔링 학습모델 연구의 의의를 찾을 수 있겠다. 이를 위해 본 연구는 우선 대구 소재 A 대학교의 학생들을 대상으로 그 가능성을 테스트하였다. 먼저 AI 스토리텔링(AI+ST) 학습법[30]의 교육목표, AI 교육내용의 체계와 학습방법론, 새로운 AI 도구의 소개 및 활용에 대해 살펴보고, 1) AI+ST 학습법이 알고리즘 중심의 학습법을 보완할 수 있는지, 2) AI+ST 학습법이 학생들에게도 효과가 있는지, 그리하여 AI 이해력, 흥미도, 응용력 배양에 도움이 되었는지에 관한 연구 질문을 중심으로 학습자들의 결과물을 비교 분석하였다.