• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.1542-1545
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• 2011

형식개념분석기법(FCA : Formal Concept Analysis)은 주어진 데이터로부터 공통속성을 갖는 객체들을 클러스터링하여 정보의 최소단위로써 개념(Concept)들을 추출하고 그들 사이의 관계를 토대로 계층화하여 데이터에 내재된 개념들의 구조를 가시화 해주는 Granular Computing의 한 종류이다. 형식 개념분석기법에서는 공통속성을 갖는 객체들을 추출한다는 전제조건을 토대로 개념을 추출하기 때문에 다양한 상황이나 조건에 적합한 새로운 개념들을 추출하기에는 한계가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법으로써, 본 논문에서는 입자화 정도(granularity level)를 기반으로 하는 형식 개념분석기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법에서는 형식개념분석기법에 입자화 정도를 도입하여 다양한 조건과 추상화 수준을 토대로 하여, 개념들을 추출하고 개념계층구조를 구축할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권1호
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• pp.25-37
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• 2017

이 연구의 목적은 초등학교 6학년 1학기 4. 여러 가지 기체 단원에서 입자 개념을 학습할 때 효과적인 방안을 제시하여 현장의 교사와 학생들에게 도움을 주고자 하는 것이다. 연구자는 입자 개념을 도입하는 효과적인 방법으로 귀추적 추론법에 주목하였다. 실험집단(N=26)은 귀추적 추론 모형(Kim, 2003)을 바탕으로 재구성된 총 열두 차시 수업을 실시하였으며 비교집단((N=26)은 일반적인 교과서의 순서와 내용대로 수업을 실시하였다. 입자 개념을 살펴보기 위하여 기체 개념 이해도 검사를, 입자라는 추상적 실체를 다루는 단원이므로 인지 수준을 알기 위하여 GALT 검사를 실시하였다. 연구 결과 첫째, 처치 후 두 집단의 효과 차이를 알아본 독립표본 t 검정에서 21점 만점에 비교집단의 기체 개념 이해도 평균은 10.76, 처치집단의 기체 개념 이해도 평균은 14.65이며 t 통계값 2.890, 유의확률은 0.006으로 유의수준 .05에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 기체 개념 이해도 검사지에 입자로 표현한 횟수를 살펴보았는데 일반 집단 53회, 실험집단 114회로 두 배 이상 차이가 나타났다. 둘째, 학생들의 인지 수준과 처치 유무의 상호작용 효과에 대한 이원분산 교차설계 검증을 하였는데 상호작용 효과는 없었고, 실험집단이 인지 수준에 관계없이 비교집단보다 점수가 모두 높게 나타났다. 연구 결과를 통하여 귀추적 추론 모형을 적용하여 입자 개념을 다룬 수업의 효과를 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제58권6호
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• pp.580-589
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• 2014

학생들이 특정 내용 영역을 설명할 때 사용하는 개념은 맥락의 영향을 받기도 하며, 맥락과 관계없이 일관적으로 유지되기도 한다. 이 연구의 목적은 중학생들이 특정 내용 영역에서 사용하는 입자 개념을 살펴보고, 학생들의 입자 개념에 미치는 맥락의 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 학생들이 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명할 때와 수용액 상태의 서로 다른 전해질이 혼합되어 고체 상태의 앙금을 형성하는 현상을 설명할 때 입자를 어떻게 표현하는지 알아볼 수 있도록 검사지를 제작하였다. 중학교 3학년 학생들을 대상으로 '전해질과 이온' 단원의 수업이 끝난 후에 검사를 실행하고, 개발한 분류틀에 따라 학생들의 응답을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명한 응답의 분석을 통해 학생들이 다양한 입자 개념을 가지고 각각을 설명하고 있음을 알 수 있었다. 둘째, 앙금 생성 반응을 설명하기 위해 학생들이 사용하는 입자 개념을 파악할 수 있었으며, 많은 학생들이 화학기호를 표현하는데 어려움을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 셋째, 약 57%의 학생들이 과학적 개념을 일관적으로 적용하여 수용액 상태의 입자에 대해 전해질과 앙금 생성 반응을 설명하였고, 비과학적 개념을 가지고 있는 학생을 모두 포함했을 때 일관성 있는 설명을 제시한 학생들은 전체의 약 79%였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 여러 맥락에서 입자에 대한 과학적 개념을 습득하는데 도움이 될 수 있는 방안을 제안하였다.

• 대한화학회지
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• 제51권1호
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• pp.65-72
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• 2007

본 연구에서는 우리나라 7차 과학과 교육과정(화학 영역)에서 물질의 의미, 입자 개념, 물질의 상태등의 내용을 살펴보았다. 교육과정에서 ‘물질'이라는 용어를 명확하게 정의하지 않은 채 material, matter, substance 등 서로 다른 의미로 혼용하고 있어 학생들이 순물질 개념을 이해하는 데 어려움을 주고 있다. 물질의 입자성에 대해서는 9학년에서 원자 개념, 10학년에서 이온 개념을 도입하기 이전에, 7학년에서 물질의 기본 단위로 분자 개념을 도입한다. 학생들이 물질의 구조에 대해 통합적으로 일관성 있게 이해할 수 있도록 각 입자 개념의 제시 순서를 재고할 필요가 있다. 상태 변화에서는 물질 보존이나 가역성 등 주요 개념들을 교육 과정에서 명시하지 않고 있으며, 다양한 입자적 관점에서의 설명을 충분히 제공하지 못한 경향이 있었다. 물질 개념은 화학에서 기본이 되므로, 이를 명확히 가르칠 것을 유념해야 할 것이다. 교육과정 개선에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2016

하천에서 유사 및 오염물질의 이동을 예측하기 위하여 초점을 두는 것에는 두 가지 요소가 있다. 입자의 농도로 나타낼 수 있는 양의 개념과 입자의 위치로 나타낼 수 있는 공간의 개념이 그것이다. 유사 입자와 같이 그 비중이 물보다 큰 경우, 흐름 내에서 침전과 부상의 메커니즘을 반복하게 되는데 최종적으로 바닥에 침적하는 위치는 하상변동, 서식처 등 하천관리의 다양한 측면에서 매우 중요하다. 유사 입자가 바닥에 침적하는 위치를 예측하는 데에는 난류와 지형 같은 많은 불확실한 요소가 내포되어 있어, 같은 크기의 유사 입자라 하여도 하나의 exact point로 도달하지 않는다. 이러한 불확실한 요소를 고려하여 침전 위치를 산정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 침전 위치를 확률밀도함수로 나타내어 분석하고자 한다. 입자의 침전 위치를 확률밀도함수로 나타내기 위하여 입자 기반의 추적 모형을 사용하여 위치 데이터를 얻었으며, 이를 실험데이터와 비교하여 검증 후 확률밀도함수로 나타내었다. 그 결과 입자의 침적 위치에 대한 확률밀도함수는 로그정규분포를 띠고 있음을 확인하였으며, 확률밀도함수를 나타내는 매개변수를 물리 기반 회귀모형식으로 일반화 하여 나타낼 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제53권6호
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• pp.774-783
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• 2009

연구의 목적은 중등 과학과정에서 매우 중요하게 다루어지는 기본 입자의 개념에 대한 과학교사의 관점을 알아보는 것이다. 첫 번째 연구내용은 중등 과학교사들의 기본 입자에 대한 개념을 과학사적 관점에 근거하여 분석하는 것이다. 두 번째 연구내용은 과학교사들이 원자, 원소, 분자 개념들을 서로 관련지어 이해하고 있는 지에 대해 조사하였다. 세 번째 연구내용은 과학교사들의 기본 입자 개념 형성에 영향을 준 요인을 알아보는 것이었다. 이 연구를 위하여 96명의 중등 과학교사들을 선정하였다. 연구의 자료는 이 연구에서 개발한 질문지를 통해서 수집되었고, 자료 분석은 반복적 비교 분석법에 의하여 이루어졌다. 연구결과, 교사들이 갖는 기본 입자 개념은 전공에 상관없이 유사한 관점으로 나타났고, 교사들이 갖는 기본 입자 개념들이 과거 관점에 속하는 것으로 나타났다. 또한 교사들은 문제에 따라 다른 관점을 적용하였기 때문에 기본 입자 개념들 사이의 유기적인 이해가 부족하였다. 많은 교사들이 교과서, 교사용 지도서, 참고서의 영향을 받아 이러한 기본 입자에 대한 혼란스러운 관점을 형성하였다.

• 대한화학회지
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• 제60권1호
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• pp.48-58
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• 2016

이 연구는 중학생들의 전해질과 이온 개념에서 나타나는 개념 변화 유형을 조사한 것이다. 자료수집은 9학년 학생들을 대상으로 전해질과 이온 수업 전후의 개념을 조사하고, 9명의 학생들을 대상으로 반구조화된 면담을 통해 이루어졌다. 면담내용을 모두 녹음하고 전사하였으며, 그리고 학생들의 응답을 유형별로 분류하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 이온의 개념 변화 유형은 단순한 개념에서 정교화된 개념, 불완전한 개념에서 과학적 개념, 오개념에서 혼동된 개념, 오개념에서 오개념 등의 4가지로 분류되었다. 많은 학생들이 수업 전후 이온 개념 형성에 어려움을 겪고 있으며, 원자와 원자의 구성입자를 정확하게 구별하지 못하고 있었다. 둘째, 전해질 개념 변화 유형은 부분적 과학 개념에서 정교화된 개념, 오개념에서 부분적 오개념, 불완전한 개념에서 불완전한 개념, 오개념에서 오개념 등의 4가지로 분류되었다. 또한 다수의 학생들은 전해질과 비전해질의 차이점을 구분하는 것을 어려워하였다. 셋째, 연구 단원인 전해질과 이온은 교육과정에 따라 9학년 2학기에 편성되어 있고, 진학을 위한 내신성적 산출 등 바쁜 시기의 학습으로 학생들이 입자 개념 형성에 더욱 곤란을 겪고 있음을 알 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 입자의 과학적 개념을 변화시킬 수 있는 교수전략을 제시하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.121-133
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• 2012

본 논문에서는 형식개념분석기법에 입자의 정밀도를 조절하기 위해 스케일링 정도(Scaling level)를 도입하여 다양한 관점과 추상화 수준을 토대로 데이터를 분류하는 새로운 기법을 제안하였다. 이 기법의 특징은 주어진 데이터를 다양한 기준에 맞춰서 입자화하고, 입자들 사이에 관계를 토대로 분석하여, 입자개념계층구조(Granular Concept Hierarchy)를 구축함으로써, 데이터를 분석하고자 하는 사용자의 의도 또는 목적에 맞추어서 다양한 분류가 가능하다는 것이다. 또한, 본 연구에서 제안한 기법을 지원하는 도구(G-Tool)를 개발하였으며, 본 연구에서 제안한 기법의 유용성을 검토하기위해 실제 데이터를 대상으로 G-Tool을 사용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 사용자의 목적에 맞는 다양한 형태로 데이터를 분류할 수 있음을 확인하였다. 기존의 형식개념분석기법에는 입자의 정밀도를 조절할 수 없어서 특정한 어느 한 관점에 대한 분류만 가능하였으나, 본 연구에서 제안한 기법은 사용자의 의도 또는 목적에 맞추어서 다양한 종류의 스케일 정보를 조합하고 스케일링 정도를 조절함으로써 다양한 관점을 반영한 다양한 분류가 가능하다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권2호
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• pp.295-302
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• 2016

이 연구에서는 구인 모델링 방식을 적용하여 초등학교 5학년~중학교 3학년 학생들의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 조사하였다. 이를 위해 현행 교육과정과 선행연구를 분석하여 용해와 용액 개념 이해의 가설적 발달 경로인 초기 구인 구성도를 설정하였고, 이를 바탕으로 순위정렬 선다형 평가 문항으로 구성된 검사지를 제작하였다. 826명의 학생들을 대상으로 검사를 실시하였으며, 다분 문항반응이론의 모형 중 부분 점수 모형을 활용하여 분석한 결과를 바탕으로 구인 구성도를 수정하였다. 연구 결과, 현행 교육과정에서 학년에 따른 용해와 용액 개념의 제시 순서는 대체로 학생들의 학습발달과정에 부합하는 것으로 나타났다. 그러나 하위 정착점과 용액에서 입자의 균일 분포 개념, 용해도에 영향을 미치는 요인에 대한 이해는 구인 구성도를 통해 이론적으로 예상한 수준과 달랐다. 수정된 구인 구성도에 따라 초 중등학생의 용해와 용액 개념에 대한 학습발달과정을 도출하였다. 하위정착점인 수준 1은 용해와 용액을 입자 관점에서 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 수준 2는 용액에서 입자의 균일 분포 개념을 이해하는 수준으로, 수준 3은 용해도와 입자의 보존 개념을 이해하는 수준으로 설정되었다. 또한, 수준 4는 입자간 인력을 인식할 수 있으나 다양한 오개념을 지니는 수준으로, 상위정착점인 수준 5는 입자간 인력과 용해도에 영향을 미치는 요인을 이해하는 수준으로 설정되었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.368-369
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• 2003

각종 배출원에서 배출된 입자상 물질은 대기 중 확산, 이동, 침착 등을 통해 국지적 도시오염 뿐만 아니라 장거리까지도 이동함으로서 광역적 대기오염의 원인이 되고 있는 등 입자상 물질의 발생원 추적에 관한 연구가 필요한 실정이다. 지금까지 입자상 물질의 발생원 추적은 대부분 배출원의 발생량 조사나 필터에 포집된 시료의 전체적인 화학적 분석의 개념으로 단시간의 시간변동과 개개의 입자가 가지는 정보가 무시되고 평균화되고 있다. (중략)