본 연구는 과학학습의 어려움이나 낮은 흥미도의 한 원인으로 과학 교과학습에서의 중요한 통로 혹은 입구에 해당하는 문지방개념의 존재를 가정하고 특히 화학의 어떠한 개념들이 여기에 해당하는지를 알아보았다. 또한, 각 개념의 속성이 무엇이며 개념을 이해하고 "아~하"의 깨달음을 얻는 경험은 어떠했는지도 함께 알아보았다. 이를 위해, 화학 II를 학습한 239명의 고등학생이 연구에 참여하였고 설문에 대한 응답으로 화학 교과의 어려운 개념이 무엇인지, 문지방에 해당하는 개념이 무엇인지, 혹은 문지방개념을 이해한 경험이 화학 학습에 어떠한 영향을 주었는지를 설명하였다. 몰과 원자구조가 화학 교과의 문지방개념으로 제시되었고 구체적으로는 제시된 두 개념이 문지방개념이 되는 속성이 무엇인지를 집중적으로 분석하였다. 문지방을 극복하고 이해하는 것은 각자의 경험에 따르지만, 문지방개념을 분석하는 기준은 각각의 경험에 일정한 준거를 제시하여 서로 다른 경험들을 객관화 시킬뿐 아니라 개념의 과학적 의미와 본성을 잘 드러내어 준다. 특히, 교사가 제시하는 화학의 문지방개념을 조사한 사전연구와의 비교는 문지방개념의 통합적 속성이 학생들의 학습과 과학흥미도 증진에 중요함을 보여준다.
스텔스라는 말은 지금부터 20년 전만해도 전혀 새로운 개념의 단어로 적절한 번역을 못하고 있었다. 일부 신문들은 은밀이라고 번역하여 다시 주석을 달기도 했다. 또한 ''''보이지않는''''이라는 용어로 사용하여 시각적으로 보이지 않는 것처럼 오해받기도 했다. 스텔스라는 말이 일반적으로 쓰인 것은 1990년 이후로 일로 ''''발견하기 어려운''''이라는 개념을 내포하고 있다.
고준위 방사성폐기물의 영구 처분 문제는 전 세계 원자력계의 공통된 관심사이자 대단히 어려운 과제이기도 하다. 이와 관련하여 영국원자력공사(UKAEA)에서 핵연료주기 분야 책임자로 근무했던 Bob Burton 박사와 퀸메리대학(Queen Mary College)에서 재무회계학을 강의하고 있는 Colin Haslam 교수가 공동으로 제안한 고준위 방사성폐기물의 새로운 처분 개념에 대해 알아본다.
${\ulcorner}$우량품질이란 그 자체는 하나의 개념에 지나지 않지만 다른 가치있는 개념과 마찬가지로 그 목표에 도달하기 위한 어려운 여정이 놓여 있을때 비로서 의미가 있는 것이다. 우리 모두가 떠맡고 있는 이러한 여정이 바로 이 회의의 주제인 품질개선이다${\lrcorner}$라고 O'Conner회장은 말했다.
최근 10 여년 동안 교육 현장의 각 부분에 여러 가지 종류의 테크놀로지가 도입되면서, 교육의 내용과 방법에 있어서 점진적인 변화가 나타나고 있다. 예를들어, 수학 과목에 있어서는 그래픽 계산기, 도형 및 기하 학습 프로그램, 스프레드 시트, 함수 그래픽 프로그램 등의 도입으로 교과 과정 전반에 걸친 변화가 일고 있는데, 처음에는 이들 테크놀로지가 단순히 기존의 수업에서 수많은 반복을 요하거나, 지필식 방식으로는 정확하게 나타내기 어려운 도형이나 그래프를 빠르고 정확하게 그려내주는 보조수단으로 사용되었지만, 시간이 지나면서 이들 테크놀로지에 대한 활용도가 높아지게 되고, 이들 테크놀로지에 대한 교사들의 활용능력이 증대됨에 다라서, 이러한 테크놀로지가 단순한 보조수단에 머무르지 않고 주지에 기술이나 개념을 설명하는 방법 자체를 변화시키고 있다. 예를들어, 함수 교육에 있어서 그래픽 프로그램이 사용될 때에도, 초기 단계에서는 이들 함수의 개념을 설명할 때에는 거의 집합론이나 대수학적인 방법을 이용하였고, 최종 단계로 이들 함수를 좌표계 위에 표현하기 위한 보조수단으로 잠깐씩 사용되는 경우가 대부분이었으나, 최근들어서는 함수 학습의 초기과정부터 곧바로 이들 그래프 프로그램을 적극적으로 도입하여 학습자로 하여금 다양한 그래프 조작을 하게 함으로써, 어려운 집합론이나 대수학적인 개념을 도입하지 않고서도 함수에 대한 개념을 시각적으로 직관적으로 파악하도록 하는 학습 방안들이 제시되고 있는 것이다. 본 고에서는 현행 중고등학교 함수 교육 과정에서 그래프에 대한 다양한 조작 기능을 제공함으로써 학습자로 하여금, 제시되는 함수에 대한 시각적이고 직관적인 이미지를 가질 수 있도록 하기 위해서 개발된 ‘그래프 마법사’라는 프로그램을 소개하고자 한다.
유사성은 인지구조와 그 처리과정을 설명하는 중요한 개념으로 알려져 있으며 유사성 비교과정을 설명하기 위해 제안된 대표적인 초기모형으로는 다차원 척도모형(Shepard, 1964; Nosofsky, 1991)과 대비모형(Tversky, 1977)이 있다. 그러나 초기 모형에 의해 설명되기 어려운 경험적 연구결과들이 발표되면서 유사성의 개념적 타당성에 대한 의문이 제기되었다. Goldstone(1994)은 유사성이 속성차원간의 정렬과정에서 정의된다고 가정하고, 구조적 정렬 개념을 유사성을 둘러싼 개념적 논쟁들을 해결할 수 있는 유망한 대안으로 제안하였다. 본 연구에서는 우선 초기 유사성모형들의 기본 가정과 알고리즘을 개관한 후 속성차원에 대한 선택적 주의의 임의성이나 속성차원들 사이에 존재하는 상관적 구조와 같이 초기 유사성 모형들에 의해 설명되기 어려운 개념적 문제들을 살펴보았다. 그리고 SIAM(Goldston,, 1994)의 개념적 특징과 알고리즘을 알아본 후 구조적 정렬 개념이 범주화, 명사결합, 유추 추리 등의 인지심리학 분야들에 어떻게 적용되었는지를 개관하였다. 끝으로 자료 주도적 처리와 대안적 처리과정의 가능성과 관련된 SIAM의 한계점을 검토하고 가능한 발전방향에 대해 논의하였다.
이 연구는 6학년 학생들에게서 나타나는 지층에 관한 비과학적 개념을 알아보고, 이를 과학적 개념으로 변화시키기 위하여 인지갈등 전략을 이용한 수업을 적용한 후, 학생들의 비과학적 개념에 변화가 있었는지를 조사한 것이다. 학생들의 지층에 관해 비과학적 개념을 조사한 결과, 지층이 화산 활동으로 형성되었다고 생각하는 경우, 편마암이 지층을 형성하는 암석이라고 생각하는 경우, 지층의 습곡은 위에서 누르는 힘 때문에 생긴다고 생각하는 경우 등의 비과학적 개념이 나타났다. 인지갈등 전략을 이용한 수업을 한 후, 지층에 관한 비과학적 개념의 변화를 알아보았다. 그 결과, 지층이 만들어지는 곳, 지층에서 볼 수 있는 암석, 습곡이 생기는 이유에서는 큰 효과가 나타났으나 지층의 알갱이가 다른 이유에는 거의 개념의 변화가 없었다. 따라서 개념에 따라 인지갈등 전략 수업으로 개념변화가 쉬운 개념이 있는 반면, 어려운 개념도 나타났다. 사후 검사에서 개념변화를 이루지 못한 학생들에게 비과학적 개념 형성 원인을 알아본 결과, 지구 내부에서 일어나는 현상에는 지구 내부의 열과 압력, 화산 활동 등의 큰 힘이 작용했을 것이라는 학생들의 견고한 사전개념과 교사가 수업 시간에 한 현상을 강조하면 다른 영역의 현상으로 전이되는 경향이 나타났으며, TV 등의 영상 매체의 역할이 견고한 비과학적 개념을 형성하도록 하는 것으로 나타났다. 정규수업 후 일정 시간이 지난 후에 형성되어 있는 개념을 알아보아 인지갈등을 적용했는데도 개념변화가 어려운 것은 지층에 관한 학생들의 비과학적 개념이 변하기 쉽지 않은 개념임을 말하는 것이다.
개념기반 분석방법은 발화문에서 발화자가 전달하고자 하는 중요한 부분만을 추출하여 개념어로 대표하여 분석하기 때문에 문장에서 발생하는 불필요한 여러 언어현상을 무시하고 주요 의미만 추출할 수 있는 강건함을 가장 큰 장점으로 갖는다. 한국어는 영어권 언어와는 달리 교착어와 부분 자유 어순의 특징을 가지기 때문에 구문정보를 이용하지 않는 순수 개념 기반의 분석기법을 한국어에 그대로 적용하면 문법의 복잡도가 증가하여 시스템 성능이 크게 저하된다. 본 논문에서 제시하는 구문정보를 이용한 개념기반의 분석방법은 순수 개념 기반의 분석기법이나 구문정보만을 사용하는 방법보다 모호성이 적고, 문법의 기술이 용이하며, 대화체 처리의 어려운 점들을 상당수 극복할 수 있다. 또한 분석루틴의 skip기능은 자연 발화문의 분석률을 높여주며, 어근으로부터 분리한 어미를 일정한 개념으로 분류함으로써 교착어의 특성으로 인한 문법의 복잡도를 해소하였고, 분석문법으로 부분 자유 어순에 따른 다양한 문장들을 수용할 수 있다.
개념기반 한국어 대화체 분석 시스템에서 어려운 점으로 대두될 수 있는 것 중의 하나가 대화체 파싱에서 과다한 탐색공간의 생성이다. 과다한 탐색공간의 생성은 대화체 발화문으로부터 불필요한 탐색공간을 제거하는 메커니즘의 결여 때문이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 개념에 기반 되어서 작성된 문법을 통해서 얻어진 동사정보를 구성하여 단일 최상위 레벨 개념들로 분리하고 이를 가장 최소 개수의 최상위 레벨 개념으로 제한해서 제한된 개념으로 대화체 토큰열을 전사시키는 방법을 제시하였다. 그 결과 기존 탐색공간의 40%정도의 탐색공간을 제약할 수 있었다.
기존의 전력 품질에 대한 개념은 대부분의 전력기기들이 진공관식이나 Coil Type의 장비들로써 절연이 비교적 높아 별 악영향없이 사용되었으므로 그다지 어려운문제가 발생하지 않았다. 그러나 반도체 기기는 더욱 빨라지고 소형화되어 그 졀연 또한 매우 미세해져서 전력품질 문제에 더욱 취약해졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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