• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.279-285
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• 2019

작물의 일중 광합성량을 정확하게 추정하기 위해서는 일중 태양의 위치 변화에 따른 작물의 정확한 수광량 변화를 정확하게 예측해야 한다. 그러나, 이는 많은 시간, 비용, 노력이 소요되며, 측정의 어려움이 수반된다. 현재까지 다양한 모델링 기법이 적용되었으나 기존 방식으로는 정확한 수광 예측이 어려웠다. 본 연구의 목적은 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 일중 시간 별 캐노피 수광 분포와 광합성 속도의 변화를 예측하는 것이다. 휴대용 3차원 스캐너를 이용하여 온실에서 재배되는 파프리카의 구조 모델을 구축하였다. 주변 개체의 유무에 따른 캐노피 수광 분포의 변화를 보기 위하여 작물 모델 별 간격을 60cm로 $1{\times}1$, $9{\times}9$ 정방형 배치하여 광학 시뮬레이션을 수행하였다. 광합성 속도는 직각쌍곡선 모델을 이용하여 계산하였다. 3차원 파프리카 모델 표면의 수광 분포는 오전 9시, 정오, 오후 3시의 태양 각도에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 캐노피 총 수광량은 $9{\times}9$ 배치로 주변 개체 수가 늘어남에 따라 감소하였고, 태양 고도가 가장 높은 정오에서의 감소율이 가장 적었다. 캐노피 광합성 속도와 $CO_2$ 소모량 역시 수광량과 비슷한 양상을 보였으나 작물 상단부 엽의 광합성 속도 포화로 인해 수광량 변화에 비해 적은 감소율을 보였다. 본 연구에서는 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 가상 환경 조건에서의 캐노피 수광과 광합성 분포를 분석할 수 있었으며, 이는 추후 다양한 재배 조건에서 작물 수광량과 광합성 속도를 예측하는 데에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.203-212
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• 2017

과학적 모형은 특정한 물리적 현상을 기술, 설명, 예측할 수 있는 개념 체계를 말한다. 과학적 모형의 사회적 구성 수업은 과학교육 분야에서 새로운 교수 학습 전략으로 주목받고 있으며 다양한 연구가 진행되고 있다. 모형을 통한 예상과 실제 세계에서 얻은 자료와의 일치, 불일치에 따라 모형의 적합성을 판단하고 모형을 수정해 가는 것이 모형 구성 수업의 핵심이다. 하지만 많은 모형 구성 수업에서는 교사가 제공한 제한적인 자료를 가지고 모형을 비교하고 판단하는 것에 그쳤으며, 스스로 실험을 통해 얻은 실제 세계에 대한 자료를 가지고 모형의 적합성을 판단할 수 있는 기회를 제공하는 수업은 많지 않았다. 이에 본 연구에서는 실험을 통해 얻은 결과를 모형을 통한 예측과 직접 비교하여 모형을 평가할 수 있는 과학적 모형의 사회적 구성 프로그램을 제시하고자 하였다. 6개월간 교사, 연구자 간의 협력적 논의를 통해 중학교 2학년 빛과 파동 단원 중 '볼록렌즈가 상을 만드는 원리'라는 주제에 대해 총 5차시의 모형 구성 프로그램을 개발하였다. 경기도 남녀 공학 중학교 2학년 3개 반 80명의 일반 학생과 20년 경력의 현직 과학 교사가 2주간 개발된 프로그램에 함께 참여하였으며, 학생들에게 수업의 어떤 점이 좋거나 어려웠는지, 이 수업을 친구에게 추천하고 싶은지를 질문하였다. 수업 후 95.8%의 학생이 구조 규칙을 사용한 모형 이상의 과학적 모형을 구성하였다. 학생들의 응답을 살펴보면 원리를 찾아내거나 친구들을 이해시키기가 어려웠지만 이론으로 이해하기 어려웠던 것을 실험을 통한 모형 수정 과정을 통해 이해하게 되었고, 학급 친구들끼리 경쟁자가 아닌 동반자가 된다는 점이 좋았다는 등의 응답이 나타났다. 참여 학생 중 92.5%가 본 프로그램을 보통이상으로 친구에게 추천하겠다고 응답하였다. 개발된 프로그램은 학교현장에 적용되어 학생의 모형 구성 능력 및 사회적 구성 능력의 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제54권5호
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• pp.581-594
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• 2021

2020년에 국내 골재 총 채취량은 약 1억3,150만 m³ 이며, 이 중 모래는 약 4,386만 m³(33.3%), 자갈은 약 8,749만 m³(66.7%) 채취되었으며, 허가채취는 약 5,858만 m³(45%), 신고채취는 약 7,277만 m³(55%)이다. 골재원별로 보면 하천골재 약 50만 m³, 육상골재 약 380만 m³, 산림골재 약 4,680만m³, 바다골재 약 740만m³, 선별파쇄 약 6,827만m³, 선별세척 약 331만m³, 그리고 기타신고골재가 약 110만m³로 선별파쇄골재와 산림골재가 전체 채취량의 약 88% 차지하고 있다. 경기도가 광역시도에서는 골재를 가장 많이 채취하였으며, 그 다음으로 경상남도, 충청북도, 강원도 충청남도, 인천광역시의 순이다. 2020년에는 231개 시군구의 약 67%인 153개 시군구에서 골재를 채취하였으며, 38개 시군구에서 100만 m³ 이상의 골재를 채취하였으며, 채취량은 전국 채취량의 65%인 약 8,567만 m³이다. 2020년도에는 약 1040여개소의 채취장이 운영되었으나 실제 골재를 채취한 채취장은 약 889개 채취장으로 선별파쇄장이 약 415개소로 가장 많으며, 산림골재, 육상골재장은 200개소 내외이다. 100만 m³ 이상을 채취한 채취장은 14개 채취장이며, 1만 m³ 이하의 소규모 채취장도 약 126개소이다. 약 420여개의 허가채취장에서 허가기간은 최장 32년에서 최소 2개월이며, 허가 잔여기간을 보면 2021년 이후 채취가능한 채취장이 약 55% 이며, 2020년 수준의 허가 골재채취물량을 유지하기 위해서는 최소한 200여개 이상의 채취장에 대해 허가연장, 신규허가가 필요할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_3호
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• pp.1373-1387
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• 2021

산불은 지표 에너지 균형, 사회 및 환경에 중대한 위협을 미치며, 사회경제적 손실을 일으킨다. 한편, 현재까지 널리 사용되고 있는 다중분광 위성 영상 기반 산불 피해 탐지 알고리즘은 구름으로 인한 반사도 오염으로 인해 시의적절한 산불 정보를 얻기 어려운 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 구름에 영향을 받지 않는 유럽우주국의 Sentinel-1 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료로부터 2019년 4월 초에 발생한 남한 강원도의 강릉·동해, 고성·속초 및 인접한 북한의 두 산불 발생 지역을 대상으로 주성분분석(Principal Component Analysis; PCA)을 포함하는 일련의 전 처리 및 K-means clustering을 이용하여 산불 피해 면적을 탐지하였다. 추정된 산불 면적은 국립산림과학원에서 남한의 두 산불에 대해 제공한 산불 피해 면적 및 강도 참조자료 및 산불 피해 탐지에 널리 사용되는 dNBR (differenced Normalized Burn Ratio)을 사용하여 검증하였다. 국립산림과학원의 참조자료 기반 검증에서 강릉·동해와 고성·속초 산불에 대해 평균 약 86%의 정확도를 보였다. dNBR을 사용한 검증에서는 남한 및 북한의 지역 모두에 대해 평균 약 84%의 정확도를 보였다. 이때, 산불 강도가 강할수록 산불 면적 탐지 성능이 높고 반대로 산불 강도가 약할수록 산불 면적 탐지 성능이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 검증된 SAR 영상을 이용한 PCA 및 K-means clustering 기반 탐지 알고리즘이 추후 구름의 영향이 크고 작은 산불이 빈번하게 발생하는 한반도에 대하여 신속한 산불 피해 면적 탐지에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_3호
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• pp.1447-1460
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• 2021

도시화에 따른 인공피복의 증가는 도시지역의 온도가 주변 교외지역보다 높아지는 UHI (Urban Heat Island; UHI) 현상을 야기한다. 국지기후대(Local Climate Zone; LCZ)는 빌딩의 기하학적 구조와 피복특성에 따라 도시를 분류하는 체계로, UHI 분석을 위해 제안되어 현재 다양한 도시기후 연구에 활용되고 있다. 본 연구는 합성곱신경망(Convolutional Neural Network)과 Landsat 8 위성영상을 이용하여 수원시와 대구광역시의 LCZ 분류모델을 구축하였고, LCZ 지도와 Landsat 8 지표면온도(Land Surface Temperature; LST)를 이용하여 도시 구조적 특성에 따른 LST와 Surface UHI (SUHI) 강도를 분석하였다. LCZ 분류모델은 수원시와 대구광역시에 대해 각각 87.9%와 81.7%의 높은 분류 정확도를 보였다. 대구가 수원보다 전반적으로 모든 LCZ 클래스에서 LST가 높게 나타났으며 건물이 밀집할수록, 건물의 높이가 낮을수록 LST가 증가하는 공통점을 보였다. SUHI 강도는 두 도시 모두 여름철에 가장 강한 값을 가지고 봄과 가을에도 일부 LCZ 클래스를 제외하고 양의 SUHI 강도가 나타났지만 겨울에는 다수의 LCZ 클래스에서 음의 값이 나타났다. 이는 UHI가 여름철에 가장 강하게 나타나며, 겨울에는 일부 도시지역이 교외지역보다 더 차가운 현상이 나타나기도 함을 의미한다. 본 연구는 우리나라 UHI 분석에 있어 LCZ 분류체계의 활용가능성을 확인하였고, 향후 도시기후 분석 및 기후변화 대응 전략수립에 있어 도시의 구조적 특성을 고려하는데 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.419-428
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• 2021

모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권10호
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• pp.21-29
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• 2021

국내외 대부분의 콘크리트 중력식 댐은 시공 시 발생하는 콘크리트 수화열로 인한 균열을 제어하기 위해 분할타설을 시행하고 있다. 이로 인해 댐 규모와 관계없이 수축이음부, 시공이음 부에서 담수 후 일정 수준의 침투가 발생하고 있다. 설계에서는 신죽 및 시공 이음부 누수를 고려하여 배수처리를 반영하고 있는 실정이다. 또한 온도에 따라 수축팽창하는 콘크리트 구조물의 특성상 동절기에는 수직이음부 확대가 불가피하다. 이에 대한 대비책으로 수직이음부 내에 2열 PVC 지수판과, 침투를 흘려보낼 수 있는 배수공을 일반적으로 설치하고 있다. PVC 지수판의 경우 댐 준공 초기에는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나 콘크리트 댐체와의 열팽창 계수가 다르기 때문에 해를 거듭할수록 수축팽창에 따른 계면 탈락 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 차수효과가 떨어져 댐체 하류면까지 흘러가는 침투가 발생할 가능성이 크다. 이 외 침투의 원인으로는 타설 시의 품질관리에 관한 문제, 콘크리트 수화열에 의한 균열발생, 방수 공법 및 재료의 문제점 등이 있을 수 있다. 따라서 콘크리트 댐에서의 침투를 방지하기 위해 수직이음부에서 수팽창성 차수재를 이용한 보강공법(D.S.I.M.)을 개발하였다. 수팽창성 차수재를 이용한 침투저감 공법에 대한 적용효과를 확인하기 위해 경북 영천시에 있는 보현산댐에서 현장 적용성을 검토하였다. 현장조사결과 갤러리 내 배수량을 체크 및 수중 약액 조사를 실시한 결과 수직이음부에 연결된 배수공에서 침투가 많이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 일부 지수판의 역할이 완벽히 이루어지고 있지 않음을 확인할 수 있었다. D.S.I.M.을 적용한 후 갤러리 내 배수량을 확인하였다. 침투가 많은 수직이음부 3개소에 먼저 시험시공을 한 결과 해당부위의 갤러리 내 배수량이 약 87% 저감된 것을 확인하였다. 나머지 13개소의 수직이음부에 적용한 결과 총 갤러리 내 총 배수량 기준으로 83%의 저감효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 콘크리트 댐의 하류면에서 보이는 물비침 및 침투수량을 저감하기 위해서는 상류면에서 수직이음부에서 침투를 방지하는 D.S.I.M.이 유효한 공법임을 확인할 수 있었다. 국내외 타 콘크리트 댐의 경우에도 D.S.I.M.을 적용한다면 하류면에서 육안으로도 보이는 수직이음부를 통한 침투에 대한 보수효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국조경학회지
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• 제49권5호
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• pp.112-124
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• 2021

본 연구는 도시공원 일몰의 대응수단으로 추진 중인 전국의 민간공원특례사업을 대상으로 지자체 및 공원현황, 사업특성과 시행 등에 관련된 내용을 세부적으로 분류 후 비교·분석하여 제도시행 후 진행되어진 지자체별 사업을 점검하고, 그 가운데 제도의 의미와 보완점을 구축하고자 실시하였다. 분석결과로서 첫째, 전국에서 시행 중인 민간공원특례사업은 주로 인구 10만명 이상의 도시에서 시행되어 군 지역이나 지방소도시의 적용에는 한계성이 있었다. 이에 특례제도를 일괄적으로 적용하기보다 지자체의 특성과 규모를 고려한 제도 적용의 유연성이 필요할 것으로 판단되어졌다. 둘째, 공원조성 기부채납 방식에 의한 현재의 특례사업은 공동주택 위주의 단조로운 개발유형을 나타내고 있어, 이의 개선을 위해 공원부지만 매입하여 기부 채납하는 공원 보전형 방식 등을 도입하여 개발의 다양화를 도모할 필요가 있는 것으로 나타났다. 셋째, 공원의 유형과 면적이 한정되어 사업대상에 한계를 보이고 있어, 대도시 도심지내 이용도가 높고 접근성이 좋은 공원들까지 포함할 수 있도록 면적기준을 5만m² 이하까지 완화할 필요가 있는 것으로 나타났다. 넷째, 특례사업의 대상지가 대부분 산지형 공원으로 자연지형 및 스카이라인의 훼손 우려가 있어 공원별 입지특성을 고려한 건폐율과 용적률을 별도 조례를 설정하여 적용하는 것과 비공원시설 유형별 건축 가이드라인을 세부적으로 설정하여 공원과 공존할 수 있는 개발접근이 이루어져야 할 것이다. 향후 과제로는 첫째, 전국의 민간공원특례사업이 완료된 후, 각 사업별 수익률을 데이터화 하여 향후 유사사업의 적정수익률에 대한 기준을 설정하고, 초과이익분의 환수 등 제도적 기준을 마련하며, 둘째, 사업기간의 단축을 위해 지자체별 TF팀 구성, 통합심의 전환, 제안단계에서 환경성 검토 도입 등이 검토되어야 할 것이다. 셋째, 지자체는 민간협의체를 구성을 제도화하여 협치시스템을 통한 사업의 효율적 관리를 도모하고, 넷째, 특례공원의 기부채납 이후 유지관리에 대한 로드맵을 수립하여, 시민이 함께 하는 시민 참여형 공원 운영·관리방안 모델의 도입을 검토하여야 할 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제47권4호
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• pp.68-80
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• 2019

본 연구는 중학교 명상숲의 물리적 환경특성과 이용자들의 이용행태 및 중요도-만족도 등을 분석하여 향후 중학교 명상숲 조성에서 이용자 중심의 설계를 수행하기 위한 기초자료를 제공하는 것에 목적이 있다. 이를 위해 명상숲 대상지의 부지특성, 자연성 기능성, 효과성을 바탕으로 중요도-만족도 분석을 위한 평가지표 24항목을 선정하였다. 광주광역시의 중정형 A, B 중학교 두 곳에서 대상지 현황조사분석과 학생, 교사를 대상으로 설문조사 및 분석을 실시하였다. 연구결과, 첫째 명상숲에 대한 인식과 이용정도는, 두 학교 모두에서 학생의 명상숲 인식정도와 이용률이 교사에 비해 매우 낮게 나타났다. 학교 간 집단비교 결과는 A학교가 B학교에 비해 이용 및 인식정도가 매우 양호하였다. 둘째, 명상숲 이용행태는 휴식(49.6%), 주중 점심시간(63.6%), 친구(65.0%) 또는 동료(60%)와 함께 10분 이하(68.6%)로 이용하는 것으로 나타났다. 꽃이 피는 식물(30.0%)과 녹음수(28.9%)를 좋아하며, 주로 쉼터(57.9%)와 산책로(37.1%)를 이용하였다. 셋째, 중요도, 만족도 분석결과, 전체 24개 항목에 대한 평균은 중요도(3.81)가 만족도(3.62)보다 높았다. I사분면(지속적 유지)의 항목들은 9개, II사분면(우선적 시정)의 항목들은 3개, III사분면(관리운영 시 저우선순위)의 항목들은 7개, IV사분면(과잉노력의 지양)의 항목들은 5개이다. 두 학교 간 만족도에서 통계적으로 유의미한 차이를 보인 16개 항목에 대해서 A학교 만족도가 B학교보다 모두 높게 나타났다. 이는 A학교 명상숲에 규모가 더 큰 숲과 산책로가 확보되어 있고, 접근성이 더 용이하며, 다양한 식재유형 및 식재면적이 제공되고 있어 B학교에 비해 만족도가 더 높은 것으로 판단된다. 넷째, 전반적 만족도 분석결과에서 A학교(68.0%)와 B학교(47.2%) 간 유의한 차이를 보였으며, 이는 A학교의 주요 만족공간인 산책로와 쉼터가 B학교보다 더 잘 조성되어 있어 만족도의 차이가 큰 것으로 판단된다. 전체를 대상으로 한 가장 만족하는 공간의 순위로 산책로(1위), 쉼터(2위)가 선정되었고, 만족하는 이유는 A와 B학교 모두 휴식(스트레스 해소 및 정서함양)이 가장 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.376-383
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• 2019

본 연구는 간호대학생의 학업적 자기효능감, 비판적 사고성향, 학습동기, 문제해결능력의 정도를 알아보고, 문제해결능력에 미치는 영향을 확인하여 문제해결능력의 향상을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 시도된 서술적 조사연구이다. 연구대상자는 B시의 2개 대학교 간호대학생을 대상으로 자료수집은 2018년 6월 4일부터 6월 29일까지 였고, 최종 213부를 분석에 사용하였다. 수집된 자료는 SPSS 22.0 프로그램을 이용하여 실수, 백분율, 평균, 표준편차, 독립 t-검증, 일원분산분석, 피어슨 상관계수, 다중회귀분석으로 분석하였다. 연구결과 연구대상자의 학업적 자기효능감, 비판적 사고성향, 학습동기, 문제해결능력의 정도는 학업적 자기효능감 평균 $2.99{\pm}0.47$점, 비판적 사고성향 평균 $3.44{\pm}0.43$점, 학습동기 평균 $3.38{\pm}0.53$점, 문제해결능력 평균 $3.11{\pm}0.60$점으로 나타났다. 일반적 특성에 따른 문제해결능력의 차이에서 문제해결능력은 주거형태(F=3.930, p=.021), 전공만족도(F=4.618, p=.011)에서 유의한 차이를 나타냈다. 연구대상자의 학업적 자기효능감, 비판적 사고, 학습동기와 문제해결능력과의 상관관계에서 문제해결능력은 학업적 자기효능감(r=.573, p<.001), 비판적 사고성향(r=.620, p<.001), 학습동기(r=.563, p<.001)와 정적 상관관계를 나타냈다. 연구대상자의 문제해결능력에 영향을 미치는 요인은 전공만족도(${\beta}=.117$, p=.036), 학업적 자기효능감(${\beta}=.314$, p<.001), 비판적 사고성향(${\beta}=.318$, p<.001), 학습동기(${\beta}=.217$, p=.004)로 나타났고, 설명력은 45.2%였다. 본 연구를 통하여 간호대학생의 문제해결능력을 향상시킬 수 있는 중재 프로그램 개발과 프로그램 적용에 대한 효과를 확인하는 것이 필요하다.