• 융합정보논문지
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• 제10권1호
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• pp.149-157
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• 2020

본 연구의 목적은 공대 대학수업에 하브루타 방식을 적용하여 실제적으로 학습자의 역량에 변화가 있는지를 탐색하는 것으로, 대학수업에서의 효과적 운영을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. <대학물리및실험2>를 수강하는 105명의 학습자들을 대상으로 하였고, 선행연구들을 탐색하여 하브루타 수업에서의 학습자 역량으로 학습준비도능력, 학업적 자기효능감, 의사소통능력을 선정하고 연구도구를 활용하여 실험을 진행하였다. 연구는 하브루타 수업적용을 위한 수업설계, 실험설계, 사전검사, 실험처치, 사후검사 순으로 진행하고 SPSS 21.0 for window를 활용하여 사전-사후 학습자 역량 변화를 비교·분석하였다. 첫째, 학습준비도능력은 사전-사후검사를 비교한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있으며, 특히 하위역량 중 학습에 대한 애착, 학습기회에 대한 개방성, 학습에 대한 주도성/독립성에서 긍정적인 역량 변화가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 학업적 자기효능감은 사전-사후검사를 비교한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 셋째, 의사소통능력은 사전-사후검사를 비교한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있으며, 특히 하위역량 중 주도적 의사소통에서 긍정적인 역량 변화가 있는 것으로 나타났다. 도출된 연구결과는 교수자 중심의 교육에서 탈피하여 공대 수업에 학생중심의 하브루타 방식을 적용하여 효과를 탐색한 것으로, 공대 수업이나 대학수업에 하브루타를 적용하고 싶은 교수자나 수업설계자들에게 좋은 지침 및 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.211-225
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• 2019

본 연구의 목적은 공학적 설계과정을 강조하는 공학중심 융합인재(E-STEAM)프로그램을 개발한 후 이를 유아를 대상으로 적용하여 유아의 과학적 문제해결능력과 의사소통능력에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. E-STEAM 프로그램을 개발하기 위해 STEAM과 공학교육에 관련된 선행연구와 웹사이트를 참고하여 활동을 구성하였다. 구성된 활동은 전문가와의 협의 과정을 거쳐 최종 활동으로 선정하였다. 개발한 프로그램의 효과를 검증하기 위한 연구대상은 G시에 소재한 K유치원의 만 5세 유아 50명(실험집단 25명, 통제집단 25명)이었다. 실험집단은 7주 동안 E-STEAM활동에 참여하였고, 통제집단은 일반적인 과학 활동에 참여하였다. 연구절차는 예비연구, 사전검사, 실험처치, 사후검사의 순으로 이루어졌다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 실험집단은 전체 유아의 과학적 문제해결능력에서 통제집단보다 유의하게 점수가 높은 것으로 나타났다. 둘째, 실험 집단은 전체 유아의 의사소통능력에서 유의하게 점수가 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 유아의 E-STEAM활동 경험이 유아의 문제해결능력과 의사소통능력의 향상에 효과적인 교수학습방법이 될 수 있다는 것을 제안한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.571-585
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• 2002

형식적인 사고를 가능하게 하는 논리적 사고력의 형성 가능성에 대한 기초적인 연구 활동의 하나로, '생각하는 과학' 프로그램에 있는 변인통제 활동의 학습효과를 조사하였다. 초등학교 5학년 306명의 학생들이 연구에 참가하였으며, 같은 분량의 사간에 실험반에서는 교육과정에 따른 과학 교과 수업과 변인통제 활동을 병행하였고, 통제반에서는 과학교과 수업만을 수행하였다. 연구 초기에 논리적 사고력 검사와 변인통제 검사를 이용하여 사전 상태를 비교하고, 한 학기 동안 변인통제 활동 6개를 12차시에 걸쳐 진행하면서, 처치별, 성별, 인지수준별 학습효과를 알아보았다. 처치활동은 초등학교 5학년 학생들의 변인통제능력 신장에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 변인통제능력의 하위요소별로 분석한 결과, 특별히 실험조건 통제, 변인측정과 결과변인 학습에 매우 효과적인 것으로 나타났고, 원인변인 학습효과도 다소 있는 것으로 나타났다. 남 여학생들의 사전 변인통제능력을 비교한 결과 여학생들이 월등히 높은 점수를 보였다. 변인통제 학습 후 남 여학생들 모두에게 거의 같은 정도로 우수한 학습효과가 나타났으며, 통제반에서 차이가 더 벌어진 반면, 실험반에서는 그 격차가 좁혀졌다. 학생들의 인지수준에 따란 변인통제 학습효과를 분석한 결과, 모든 인지수준에서 실험반 학생들의 변인 통제능력이 상당히 향상되었다. 특히 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들의 변인통제능력은 크게 향상되었다. 변인판별 능력은 전기 구체적 조작기, 중기 구체적 조작기와 후기 구체적 조작기에 있는 학생들이 거의 같은 정도의 우수한 발전을 보여주었으며, 실험설계 능력은 모든 수준에서 상당히 향상되었다. '생각하는 과학'의 변인통제 활동과 같은 형태의 학습내용을 현행 학교 과학교육에 적극적으로 도입해볼 필요가 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.343-350
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• 2009

본 연구에서는, 비내진 설계된 철근콘크리트 교각에 대해 스테인레스강 와이어 메쉬와 고강도 침투성 폴리머 몰탈을 사용한 내진보강 기법을 제안하였다. 본 연구의 목적을 위해, 총 6본의 비내진 설계된 교각 실험체에 대해 반복 가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 주철근 겹이음을 갖는 비내진 설계된 교각 실험체에 대한 내진보강이 필요하다는 것을 알 수 있었고, 본 연구에서 제안된 보강 기법은, 비내진 설계된 교각의 강도, 강성 및 에너지 소산능력에 증진 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 제안된 보강 기법은 비탄성 변위 영역을 경험하는 교각의 강도 저감 완화와 함께 연성도 증진에도 효과가 있을 것으로 기대된다.

• 실천공학교육논문지
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• 제11권2호
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• pp.143-150
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• 2019

회로 이론은 전기 및 전자 공학 분야에서 가장 기본이 되는 다양한 회로의 해석과 설계를 체계화한 학문으로 회로 이론 교과목은 전기 및 전자 공학도라면 반드시 습득하도록 4년제 대학을 기준으로 학부 2학년에 한 학기 내지는 2 학기에 걸쳐 전공 교과목으로 편성되어 있다. 또한 학생들이 회로 이론에 대한 이해도를 높이고, 실제 회로를 구성한 실험을 통하여 회로 설계에 대한 기술 및 응용력을 습득할 수 있도록 하는 실험 교과목이 이론 교과목을 뒷받침하기 위해 동반 편성되고 있다. 본 논문에서는 회로 이론을 뒷받침하는 실험 교육에 대한 학습 효과를 높이기 위해 전기회로 설계 및 실험 교과목에서 시행하고 있는 수업 방법에 대한 사례 연구에 대해 기술한다. 이를 위해 이론 학습, 시뮬레이션, 실험 및 설계 프로젝트 등이 복합적으로 구성된 15주 수업 모형을 제안한다. 제시된 수업 모형에서는 이론을 보완하기 위한 시뮬레이션과 사전 실험 준비 과정이 강화되고, 공학 엔지니어로서의 실질적인 회로 설계 능력을 배양하기 위한 설계 프로젝트가 도입되어 운영된다. 5년 동안의 운영 결과는 제안된 모형이 효용성이 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5156-5163
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• 2011

전기 구동 이륜차는 우수한 연비 및 환경공해 능력 때문에 가장 유망한 미래 교통수단 중의 하나이다. 실제 전기 이륜차 시제품을 제작하기 전에 신뢰성이 확보된 시뮬레이션 프로그램을 통하여 전기 이륜차의 설계인자 최적화와 동력원의 능력을 평가할 필요가 있다. 이 같은 과정을 통하여 전기 이륜차 시스템 설계 과정에서의 소요비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 수월하게 Simulink와 PSAT을 이용하여 구동 및 동력 시스템을 모델링할 수 있는 Matlab 기반의 전기 이륜차 해석 프로그램을 제시하였다. 전기 이륜차의 최대 출력, 에너지 능력, 충전 상태, 등판각도와 같은 설계 인자 해석을 실험과 시뮬레이션을 병행하였다. 본 연구에서 개발된 모델에 의해서 예측된 해석결과는 실험에 의해서 얻어진 결과와 양호하게 일치하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.109-117
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• 2011

국내 경사식 방파제의 대표적인 피복재인 Tetrapod는 대부분 경험식을 사용하여 중량을 산정한다. 경험식은 수리 실험의 결과를 곡선맞춤(curve-fitting)하여 제안되기 때문에 실험 오차에 따른 불확실성이 내포되어 있다. 이런 불확실성을 최소화하기 위해 인경신경망과 M5' model tree를 사용하여 피복재 안정수를 예측하였다. 각 모형의 불확실성의 정도는 예측된 안정수와 수리실험의 안정수 사이의 일치지수(index of agreement)를 사용하여 평가하였다. 일치지수가 가장 큰 인공신경망은 우수한 예측 능력을 가지고 있지만 일반 설계자들이 쉽게 사용할 수 없는 큰 단점이 있다. 반면에 M5' model tree는 인공신경망보다는 예측 능력이 조금 떨어지지만 기존의 경험식보다는 예측능력이 우수하고 또한 일반 설계자들이 쉽게 사용할 수 있는 공식의 형태로 주어지는 장점이 있다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.13-21
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• 2001

비강성, 비강도가 우수한 복합재료의 특성상, 기존의 금속 구조물을 복합재료 구조물로 대체 하는 것은 많은 이득을 가져온다. 이 논문에서는 탄소섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/에폭시 복합재료를 이용하여 정적 토크전달 능력, 비틀림 좌굴 하중. 굽힘 1차 고유진동수의 설계 기준을 만족하는 후륜구동 자동차용 일체형 동력전달축이 설계 및 제조되었다. 복합재료 중공축과 알루미늄 요크와의 결합을 위하여 단일 겹치기 접착조인트가 사용되었으며, 접착조인트의 정적 토크전달 능력은 접착길이와 요크두게에 따라 유한요소 해석을 이용하여 계산되었고, 실제 실험결과와 비교되었다. 복합재료 중공축의 정적 토크전달 능력은 Tasi-Wu 파괴지수와 아루미늄 요크와 에폭시 접착제의 비선형 물성을 적용하여 계산되었다. 실험과 해석결과로부터 복합재료 동력전달축의 정적 토크전달 능력은 임계 요크 두께에서 가장 높았으며, 임계 접착길이 이상에서는 포화되었다. 또한 일체형 복합재료 동력전달축은 기존의 2단 분리형 강철 동력전달축과 비교하여 40%의 무게 감소효과를 가져왔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.15-26
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• 2010

부착 긴장재를 이용한 프리스트레스를 도입하는 조립식 교각의 구조 성능을 평가하기 위한 준정적 실험을 수행하였다. 프리캐스트 교각의 이음부를 가로질러 축방향으로 연속배치되는 강재로 강봉과 일반철근, 매입강관과 강연선의 조합을 선택하였다. 주요 설계 변수는 강재량, 프리스트레스의 수준, 단면 상세로 하였다. 이음부 벌어짐 이후에 연속 강재가 하중을 모두 부담하여 응력의 증감을 일으키는데 강재비가 높을수록 휨강도가 높게 나타나고 에너지 소산능력도 현저하게 증가하였다. 매입강재를 갖는 프리캐스트 교각은 최대하중 이후의 거동이 안정적으로 나타나 높은 변위연성도를 나타내었고 프리스트레스 증가에 따른 에너지 소산능력의 증가도 나타내었다. 프리스트레스의 수준이 높을수록 초기 변형 회복능력이 양호하게 나타났고 횡철근의 응력증가도 크게 나타났다. 조립식 교각의 최대하중 도달 이후의 강도 저하가 급격하게 발생하지 않도록 긴장재와 일반강재의 조합을 결정하여야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.147-158
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• 2017

본 연구에서는 볼트조립 앵글을 적용한 선조립 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 압축성능을 연구하였다. 2/3 축소비율의 PSRC 기둥실험체 4개와 기존 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 중심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 앵글의 단면형상을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, PSRC 기둥실험체는 기존 SRC 기둥실험체와 비교하여 비슷한 압축하중 재하능력 및 변형능력을 발휘하였다. PSRC 합성기둥의 경우, 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 강판이 압축강도 및 변형능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 PSRC 합성기둥은 현행설계기준에 의한 공칭 압축강도보다 큰 압축하중 재하능력을 나타내었다. 실험체들에 대한 수치해석결과는 피복 콘크리트 탈락으로 인한 하중감소를 제외하고 초기강성 및 하중재하능력을 비교적 잘 예측하였다.