공학 및 과학문제 해석을 위해 적용되는 전산 시뮬레이션은 다양한 변수 혹은 데이터의 변화를 통해 다수의 작업을 생성하고 계산함과 동시에, 생성된 결과를 비교 분석하기 위한 필수적인 기법이다. 본 연구에서는 그리드 컴퓨팅을 활용하여 웹상에서 대용량의 전산 시뮬레이션이 가능한 시스템을 개발하고, 이를 이용한 2가지 실제 응용사례를 제시한다. 첫 번째 응용사례는 e-AIRS(Aerospace Integrated Research Environment)라 명명된 연구포탈이다 e-AIRS는 수치해석 연구자가 대규모의 전산 해석을 실시하고, 실험 연구자가 원격지에서 실험을 요청하고 그 결과를 모니터링 할 수 있는 e-Science 연구환경을 제공한다. 두 번째 응용사례는 대규모 계산환경을 이용한 단백질 구조설계를 제시한다. 제안된 계산환경을 이용하여 생성된 단백질 전산 예측구조와 자연상태 구조를 비교하고, 제안된 계산환경의 유용성을 검토한다.
최근 도시화 및 불투수면의 증가와 지하수의 과다한 사용으로 직접유출이 증가하고, 침투량이 감소하며, 하천의 건천화가 발생하고 있다. 이에 환경부에서는 이러한 물순환의 왜곡을 막기위해 물환경보전법상의 물순환율을 정의하고 물순환 관리목표를 설정하였다. 하지만 지역 별 물순환 특성을 반영한 관리계획이 부족하고, 현재 제한된 재원의 효율적 활용을 위해서는 물순환 관리지역에 대한 우선순위 결정도 필요하다. 본 연구에서는 PSR framework를 통해 유역 물순환 평가방법론을 만들고 이를 활용한 지역별 관리계획 및 우선순위를 결정하고자하였다. PSR framework는 지속가능성을 위해 OECD가 개발한 개념 모형이며, Pressure, State, Response 세 가지 요소로 구분해 평가하게된다. PSR framework의 기본 개념은 인간의 활동들이 환경에 압력 (P)를 주고, 이로 인해 자연의 질과 영향 (S)을 미치며, 이에대한 회복을 위해 인식과 행동을 통해 정책과 제도 등을 통해 반응 (R)한다는 것이다. 유역 물순환을 4가지 그룹 (기후, 수문학적, 사회경제학적, 환경적)으로 구분하고 각 그룹 별 평가요소에 대하여 도출하였다. 기후그룹은 강우, 수문학적 그룹은 증발산, 토지이용, 유출특성을, 사회경제학적 그룹은 재정, 사회구조, 기반시설, 정책을, 환경적 그룹은 수질, 수생태계를 선정하였다. 이후 각 요소 별 평가를 위해 다양한 지표를 고려하여 선정하였으며, 각 지표를 PSR framework에 맞춰 재분류하였다. 각 지표를 하나의 점수로 통합하기 위해 지표 별 가중치를 산정하였으며, 이때 연구자의 주관이 반영되지않는 엔트로피 기법을 이용하여 산정하였다. 구한 식을 통해 우리나라 소유역구분을 기준으로 모든 지표를 계산하였으며, 각 지표에 가중치를 적용해 유역 종합점수를 산정하고 유역 별 취약지역 및 취약요소를 평가하였다.
본 연구는 예비 생물 교사들이 경쟁과 적응의 생물학적 의미를 일상생활에서 쓰이는 의미와 동일하게 이해함으로써 자연선택과 진화를 인식하는데 어려움이 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 예비 생물 교사 53명을 대상으로 지필검사를 하였고, 13명을 면담하였다. 지필 검사지는 세 종류로 경쟁과 적응의 일반적 의미를 묻는 검사지와 생물학적 의미를 묻는 검사지, 자연선택개념 검사지였다. 면담은 반구조화 면담으로 진행하였다. 자료 분석은 4단계로 진행하였다. 먼저, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 일반적 의미를 국어사전에 제시된 정의와 비교하였다. 두 번째로, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 생물학적 의미를 생물학적 정의와 비교하였다. 세 번째로, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 일반적 의미와 생물학적 의미를 비교하였다. 이를 바탕으로 생물학적 경쟁과 적응에 대한 예비 생물 교사의 대안개념 유형을 제시하였다. 마지막으로, 이 대안개념 유형이 자연선택과 진화를 설명할 때도 나타나는지 확인하였다. 연구 결과 예비 생물 교사들은 경쟁의 생물학적 의미를 일반적 의미와 혼용하여, 경쟁은 의도 또는 목적을 위해 싸우거나 다투는 것으로 인식하고 있었다. 적응은 개체 수준에서 생물이 살아남기 위해 환경에 맞춘다는 목적론적으로 인식하고 있었다. 즉 적응을 일반적 의미와 혼동하였고, 적응을 진화와 연결지어 설명할 때도 적응을 일반적 의미로 이해하여 적응이 계속되면 진화가 이루어진다고 생각하고 있었다. 이 연구는 그동안 국내 연구자들의 관심을 받지 못했던 경쟁과 적응 개념에 대한 중요성을 부각시키고, 효율적인 진화 교수 학습의 밑바탕이 되는 경쟁과 적응의 선개념 유형을 분석하여 제시했다는 데 의의가 있다.
과학이 문학에 끼친 영향은 비교적 친숙한 주제로서 이에 관해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 그 가운데에서 다윈 진화론이 문학에 끼친 영향은 19세기 역사와 두 문화 연구자들한테 흥미로운 주제가 되어 왔다. 이 글은 기존의 주요한 연구 흐름을 정리하며 19세기 영국과 근대 한국의 계몽문학에 나타난 다윈 진화론의 영향을, 몇 가지 주요 특징을 중심으로 개관한다. 또한 진화론이 문학뿐 아니라 문학을 바라보는 관점까지 바꾸어놓았다는 점에서, 문학 행위 자체를 마음 진화의 소산으로 바라보는 진화심리학의 문학비평 관점을 함께 살핀다. 특히 이 글은 진화론의 영향과 연관된 시와 소설의 변화가 사회와 개인이 처한 상황과 종교적, 사회적 믿음에 따라 다양한 모습으로 나타났다는 점, 그리고 자연, 인간, 진화의 재발견을 통한 서사, 은유, 마음의 재인식이 문학 격동의 바탕을 이루고 있었다는 점을 보여주고자 한다.
비사실적 렌더링 기법(NPR, Non Photorealistic Rendering)에 대한 관심이 증가하면서 여러 컴퓨터 그래픽스 연구자들에 의해서 펜화, 수채화 , 인상파 기법 등 예술적 기법들을 표현하기 위한 연구가 진행되어 오고 있다. 비사실적 렌더링 기법에서 가장 초점을 두고있는 것은 사람이 직접 그리거나 조작 한 듯한 표현을 만들어 낼 수 있으냐 하는 것이다. 본 논문은 교육이나 예술적인 표현을 위해 사용되고 있는 종이를 찢어 붙여 표현하는 모자이크 작품을 자도으로 생성해 주는 기법을 제시하였다. 이를 위해 종 이를 칼이나 가위같은 도구에 의해 잘려진 것이 아닌 자연스럽게 찢어진 종이 표현 기술, 종이의 질감 표 현 기술, 붙여지는 종이의 형태를 결정하기 위한 다각형 생성기법등을 제시한다.
다수의 연구에서 정보추구 과정상 불확실성(Uncertainty)의 중요성이 지적되었지만, 실제 정보검색시스템을 이용한 탐색과정에서 이용자들의 불확실성에 대한 연구는 많지 않았다. 본 연구는 실제로 정보를 추구하는 이용자들의 웹 검색어 선정과정에서의 불확실성 인식을 조사하여, 정보탐색 과정에서의 다양한 불확실성 유형을 식별하였다. 불확실성 유형에 입각하여 발견된 불확실성의 주요 원인(Origins)은 정보검색시스템 및 서비스 발전을 위한 시사점을 제시하여준다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제15권3호
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pp.303-324
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2008
생물측정학-멘델주의 논쟁은 다윈이 주장한 생물 진화의 연속성과 자연선택을 두고 1890년대 중반부터 약 10여년간 치열하게 진행되었던 논쟁이다. 본 연구에서는 생물학이 아니라 통계학에 중점을 두고 논쟁의 진행과정을 살펴보았다. 특히 수학자이던 피어슨이 생물학 자료에 대해 통계학을 연구하게된 배경, The Grammar of science에 나타나는 그의 과학철학과 논쟁에서 나타나는 피어슨의 입장, 그리고 그의 입장과 1830년대 이후 영국 통계학 전통 사이의 관계도 살펴보았다. 결과적으로 이 논쟁을 계기로 피어슨의 많은 통계학 연구가 나오게 되었고 처음으로 연구자들이 결집하게 되었으며 새로운 학술지 Biometrka가 창간되었음을 알 수 있었다. 또한 이 논쟁은 우생학과 더불어 수학적인 통계학이 대학에 자리잡는 촉매제로 작용하였다.
학생들은 나름대로 자연 현상에 대하여 자신의 인지구조를 가지고 이해하고 있으나 개념에 대한 확신정도는 학생에 따라 다르다. 자신이 갖고 있는 개념에 대하여 뚜렷한 자신감이 있는 학생이 있는가 하면 자신의 개념에 대하여 확신을 못하는 경우가 있다. 이 연구에서는 오개념에 대한 확신도가 높고 낮음에 따라 갈등 효과는 어떠하며, 사후 개념변화는 어떠한지를 알아보고자 하였다. 대부분의 오개념을 가졌던 학생들은 현상 제시에 많은 호기심을 보였으며, 오개념의 확신도가 클수록 갈등을 더 많이 느껴 자신의 생각과 다른 현상을 보았을 때 심리적 충격이 더 크게 변하는 것으로 나타냈다. 그러나 일부 개념에서는 갈등을 많이 겪었다고 응답하였지만 개념변화가 되지 않는 학생들의 비율이 높아 오개념의 견고함을 보여주기도 하였다. 인지 갈등 수업 후 개념의 변화는 선개념에 대한 확신도에 관계없이 잘 일어났으며, 개념변화 지속 효과 또한 확신도에 관계없이 선행 연구자들의 결과와 비슷하게 나왔다. 즉, 현상 제시 직후부터 일주일 후 까지는 감소하나 그 뒤로는 개념이 자리잡았다. 개념 변화 후 바른 개념에 대한 확신도는 대체로 높아서 오개념을 가진 학생에게 과학개념을 심어주기 위한 방편으로 인지갈등 수업이 효과 있음을 보여주었다.
곤충생태 분야에서 생명표와 관련된 연구는 곤충연구자들에게 많은 관심을 받는 주제중 하나이다. 보통 두 가지 방법으로 생명표 통계량중 내적자연증가율을 추정하고 있는데, 첫 번째 하나는 순증가율(R0)에 자연로그를 취하고 평균세대기간(T)으로 나누어 근사치를 계산하는 방법이다(세대기간-기반 추정법). 다른 하나는 로트카-볼테라 개체군 생장 방정식에서 유도하여 최대우도법으로 정확한 내적자연증가율을 추정하는 방법이다(로트카-오일러식-기반 추정법). 후자의 경우 대상 집단의 초기 연령등급을 "0" 또는 "1"로 설정함에 따라 추정값에 차이가 발생하여 적용에 혼란이 제기되었다. 본 고찰에서는 생명표 통계량 계산과정의 역사를 간단히 정리하고, 로트카-오일러식-기반 추정법에서 최초 연령등급을 1로 설정한 경우 $\sum\limits_{x=1}^{w}e^{-rx}l_xm_x=1$의 형식, 반면 최초 연령등급을 0으로 설정한 경우 $\sum\limits_{x=0}^{w}e^{-r(x+1)}l_xm_x=1$의 형식을 적용해야 함을 재확인하였다.
이 연구의 목적은 초등학교 6학년 학생의 분류활동에서 나타나는 사고 유형, 과정과 특징을 분석하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 분류활동 수행에 적합한 2가지 도구를 개발하였다. 첫 번째는 속성이 분명하게 드러나는 인공자극카드이고, 두 번째는 속성이 잘 드러나지 않는 자연자극카드이다. 서울시 영등포구 소재 D초등학교 6학년 8명을 대상으로 질적 연구를 수행하였다. 자료는 피험자의 과제 수행과정을 녹화한 비디오테이프, 피험자의 분류 기록지, 연구자의 피험자 행동 관찰, 피험자와의 면담 등 자료 삼각측정법에 의해 획득하였다. 연구결과, 6학년 학생들은 분류활동에서 속성 관찰, 속성 평가, 예비 점검, 기준 선택, 샘플 동정의 다섯 가지 유형의 사고를 하였으며, 모든 항목을 분류할 때까지 속성 관찰 $\rightarrow$ 속성 평가 $\rightarrow$ 예비 점검 $\rightarrow$ 기준 선택 $\rightarrow$ 샘플 동정의 과정을 반복하였다. 그리고 인지 경제성을 활용하여 분류하여 분류하였다. 이상의 연구 결과는 과학 분류 학습 지도에 다음과 같은 시사점을 줄 수 있다. 첫째,교사가 학생들의 분류 사고과정을 이해한다면, 보다 효과적인 분류학습 지도가 가능할 것이다. 둘째, 분류사고 과정의 각 단계를 고려한 단계별 학습지도가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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