• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.671-677
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• 2017

본 연구에서는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생이 의료 영상화질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 기존 병원에서 검사빈도가 높은 흉부를 조직등가물질로 제작한 미국표준협회(ANSI; American National Standards Institute) 팬텀을 이용하여 피사체 두께가 증가함에 따라 발생하는 산란선 비율을 MCNPX 전산모사 하였으며, 실제 측정값과의 비교 분석을 수행하였다. 또한 피사체 두께 증가에 따라 획득된 X선 영상을 이용하여 RMS 입상성 평가, RSD 및 NPS 분석을 통해 산란선 발생 증가에 따른 화질 영향을 평가하였다. 흉부 팬텀위에 두께 1 인치의 아크릴 팬텀을 추가적으로 증가시키면서 분석한 결과, 표준 두께인 6.1 inch에서 산란선 비율은 48.9 %를 기준으로 1 인치 증가시마다 57.2 %, 62.4 %, 66.8 %로 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 MCNPX 모의실험과 실제 측정한 산란선량은 유사한 결과를 보였다. 획득한 영상의 RMS 측정 결과, 피사체 두께가 증가함에 따라 표준편차가 낮아지는 값으로 도출되었다. 하지만 이를 평균 입사선량을 고려한 RDS 분석에서는 6.1 inch에서 0.028, 7.1 inch의 경우 0.039, 8.1 inch 경우 0.051 및 9.1 inch에서 0.062으로 증가하는 결과를 나타났다. 이는 피사체 두께 증가에 따른 산란선 발생 증가가 신호대 잡음비를 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 또한 검출기에 입사한 산란선 분포만 이용하여 측정한 NPS 결과에서도 피사체 두께가 증가할수록 노이즈가 증가하는 결과로 도출되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.619-626
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• 2020

이 연구의 목적은 경피적 혈관내 풍선 확장술이나 스텐트 삽입술에서 Balloon이나 Stent의 직경 및 길이를 예측 할 때 사용되는 정량적인 평가 도구인 Calibration Mode중 Catheter Calibration Mode, Auto Calibration Mode 그리고 Segment Calibration Mode에서의 오차율에 대해 알아보고자 하였다. Calibration의 정량적인 평가를 위해 정교하게 제작된 직경 × 길이(2 mm × 80 mm) Copper Wire와 5, 10, 15, 30, 40 mm의 Metal Ball을 이용하여 실험하였고, 아크릴 팬텀은 25 mm, 50 mm, 75mm, 100 mm, 125 mm, 150mm, 175 mm, 200 mm로 하여 각각의 높이에서 혈관조영 촬영장치로 Subtraction 영상을 획득하여 장비 회사에서 제공하는 소프트웨어인 Stenosis Analysis Tools을 이용하여 측정하였다. Catheter Calibration Mode에서의 오차율을 평가하기 위한 방법으로 Copper Wire를 각각의 아크릴 팬텀위에 올려놓고 촬영하였으며, Copper Wire 직경 2 mm를 Catheter의 직경으로 Setting하였고, 길이 8 mm Copper Wire의 길이를 Multi-segments로 측정하여 분석한 결과 1.13 ~ 5.63%의 오차율이 나타났다. Auto Calibration Mode에서의 오차율을 평가하기 위한 방법으로 각각의 아크릴 팬텀을 높이에서 아크릴 높이에 대한 수치를 입력하고, 8 mm Copper Wire의 길이를 Multi-segments 측정하여 분석한 결과 0 ~ 0.26%의 오차율이 나타났다. Segment Calibration Mode에서의 오차율을 평가하기 위한 방법으로 테이블 바닥에 있는 각각의 Metal Ball을 각각 Calibration하고, 각각의 아크릴 팬텀 위에 올려 있는 8 mm Copper Wire의 길이를 측정하여 아크릴 팬텀 높이 변화에 대한 8 mm Copper Wire 길이를 Mutli-segments 측정하여 분석한 결과 1.05 ~ 19.04%의 오차율이 나타났다. 그리고 Auto Calibration Mode에서 OID 변화에 대한 실험은 아크릴 팬텀의 높이는 100mm로 고정하고 OID만 450 mm ~ 600 mm로 변화를 하였을때 오차율은 0.13 ~ 0.38%로 나타났다. 결론적으로 소프트웨어에서 제공하는 정량적인 혈관의 치수평가를 하기 위한 이들 Calibration Mode 중 Auto Calibration Mode에서 높이 값을 입력하는 것이 오차율이 가장 적은 Calibration 방법임을 확인하였으며, Metal ball이나 기타 다른 물체를 이용하여 Calibration을 하기 위해서는 시술부위와 동등한 높이에 놓고 Calibration을 하는 방법이 오차율을 가장 줄일 수 있는 방법으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.603-612
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• 2020

본 연구의 목적은 하지 혈관조영검사에서 매개변수인 관전류 (mA)와 SOD에 대한 조영제 농도(300, 320, 350) 희석률의 관계가 화질에 미치는 영향을 알아보는 데 있다. 이를 위해 말초혈관 직경 크기로 자체 제작한 3 mm 혈관모형 Water 팬텀을 이용하여, 관전류 (mA), SOD 변화와 조영제 농도(300, 320, 350) 희석률 변화의 관계를 SNR 값과 CNR 값으로 측정하고 변동계수를 (cv < 10) 분석하였다. SNR 값과 CNR 값의 측정에 사용된 소프트웨어는 Image J 1.50i, (NIH) National Institutes of Health, USA)로, PACS에 전송된 의료영상표준(DICOM, digital imaging and communications in medicine) 3.0 파일에서 팬텀에 대한 관심영역(ROI, region of interest)과 배경(Background)의 영상 신호를 수치적으로 확인한 후 평균 신호값(MPV, mean pixel value)과 표준편차(SD, standard deviation)를 이용하였다. 관전류 변화에 대한 조영제 농도별 희석률에서 관전류 (146 mA)과 관전류 (102 mA)의 SNR과 CNR 비교결과, SNR과 CNR 모두 CM : N/S 희석률 (100% ~ 30% : 70%) 구간까지 변동계수 값이 10 이하로 작게 나타났으나, CM : N/S 희석률 (20% : 80%~ 10% : 90%) 구간에서는 변동계수 값이 10 이상으로 나타났다. SOD 변화에 대한 조영제 농도별 희석률에서 SOD (32.5 cm)과 SOD (22.5cm)의 SNR과 CNR 비교 결과, SNR과 CNR 모두 CM : N/S 희석률 (100% ~ 30% : 70%) 구간까지 변동계수 값이 10 이하로 작게 나타났으나, CM : N/S 희석률 (20% : 80%~ 10% : 90%) 구간에서는 변동계수 값이 10 이상으로 나타났다. SOD 변화에 대한 조영제 농도별 희석률에서 SOD (32.5 cm)과 SOD (12.5cm)의 SNR과 CNR 비교 결과, SNR과 CNR 모두 CM : N/S 희석률 (100% ~ 30% : 70%) 구간까지 변동계수 값이 10 이하로 작게 나타났다. 그러나 CM : N/S 희석률 (20% : 80%~ 10% : 90%) 구간에서는 변동계수 값이 10 이상으로 나타났다. 결과적으로 인터벤션에서 하지 말초혈관조영술을 포함한 다른 검사나 시술에서 낮은 관전류 값을 설정하고, 테이블은 영상수상기에 최대한 가깝게 하여, 조영제 농도(300)을 CM : N/S 희석률 (30% : 70%)로 사용하는 것이 신장에 대한 부담과 피폭에 대한 부담을 동시에 줄이면서 적정 농도의 영상을 얻을 수 있는 가장 효율적인 방법으로 제시한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.117-124
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• 2015

본 논문에서는 조영증강 MRI 검사 시 T1 effect를 만들기 위한 물리적 매개변수 중 대표적인 TR과 TE가 가돌리늄과 결합한 $H_1$ 스핀의 신호강도에 어떤 영향을 미치는지를 정량적으로 평가 분석하고자 하였다. 이를 위해 MR 가돌리늄 조영제인 0.5 mol Gadoteridol로 제작된 MR팬텀을 이용하여 1.5T MRI 장비에서 FSE(Fast Spin Echo)시퀀스로 실험하였다. 이때 FSE 매개변수 중 TR과 TE의 값들을 서로 달리하였다. 이 때 TR 수치는 각각 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600 msec, TE는 6.2, 12.4, 18.6, 21.6 msec로 임상적인 T1 effect를 구현하는데 있어 매개변수 값이 물리적으로 벗어나지 않는 범위 내에서 설정하였고, TR, TE가 서로 교차되어 실험되었다. 획득된 영상 데이터를 통해 신호강도 변화를 측정 한 후 이를 분석하였다. 이 때 조영증강 반응시작 지점인 RSP(Reaction Starting Point)는 TR과는 무관하게 TE 6.2 msec에서 100 mmol, TE 12.4 msec에서 50 mmol, TE 18.6 msec에서 40mmol, TE 21.6 msec에서 30 mmol을 나타내었다. 최대 신호강도인 MPSI(Max Peak Signal Intensity)는 TR 200 msec에서는 TE모두 4mmol에서 형성되었고, TR 250에서 600 msec까지는 모두 4, 2, 1, 0.8, 0.6 mmol의 저 농도 영역으로 피크치가 지연되었다. 반응면적인 RA(Reaction Area)는 TR 200-600 msec에서 각각 21183.2, 21536.6, 21875.9, 22114.3, 22419.1, 22895.8, 23208.6, 23189.1, 23210.4 [a.u]로 TE 6.2 msec일 때 가장 수치가 높았다. 본 연구를 통하여 가돌리늄 조영증강 정도는 MR매개변수에 의해 조정 가능하다는 것을 알 수 있었고, 이는 실제 임상에서의 T1 조영증강 검사에 있어서 본 연구의 정량적 데이터를 통하여 진단학적으로 효율적인 TR, TE 매개변수 값으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권12호
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• pp.134-141
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• 2015

본 연구의 목적은 1.0 mol 고농도 가돌리늄 조영제가 기존의 0.5 mol MR 조영제에 비해 얼마나 높은 신호강도를 보이는지를 정량적으로 비교 분석하는 것이다. 실험을 위하여 1.0 mol Gadobutrol과 0.5 mol Gadoteridol을 사용하여 희석비율을 달리한 각각의 MR팬텀을 제작하였다. 이를 1.5T MR장비의 조영증강 T1 검사인 2D SE 와 Head-Neck Angio의 3D FLASH 두 가지 방법으로 스캔하였다. 이후 영상에서 희석비율별 신호 강도를 측정하여 이를 비교 분석하였다. 두 개의 시퀀스(2D SE, 3D FLASH)에서의 조영증강 반응시작 지점인 RSP(Reaction Starting Point)는 0.5 mol에서는 두 시퀀스 각각 6.0%, 60.0%, 1.0mol에서는 2.0%, 20.0%로 0.5 mol 조영제서의 조영증강반응이 빨리 일어났다. 최대 신호강도인 MPSI(Max Peak Signal Intensity)는 0.5 mol에서 두 시퀀스 각각 1358.8[a.u], 1573.0[a.u], 1.0mol 에서는 1374.9[a.u], 1642.4[a.u]로 최대신호강도는 두 조영제 모두 비슷하였다. 더불어 최대신호강도를 보이는 희석비율 지점인 MPP(Max Peak Point)는 0.5 mol 에서는 두 시퀀스에서 각각 0.4%, 10.0%, 1.0mol 에서는 0.16%, 1,8%로 0.5 mol 조영제의 최대신호강도가 더 빨리 형성되었다. 각 희석비율에서의 조영증강 반응면적 RA(Reaction Area)는 0.5 mol 에서는 두 시퀀스 각각 20747.4[a.u], 23204.6[a.u], 1.0 mol 에서는 12691.9[a.u], 20747.4[a.u]로 0.5 mol 조영제가 두 시퀀스에서 각각 27.4%, 11.8% 더 높았다. 본 연구를 통하여 조영증강 T1과 Head-Neck Angio 검사에서 1.0 mol 고농도 가돌리늄 조영제가 0.5 mol MR조영제에 비하여 신호반응이 느리다는 사실을 확인하였으며, 최대 신호강도인 MPSI는 1.0 mol 조영제와 0.5 mol 조영제 둘 다 비슷하여 1.0 mol 고농도 가돌리늄 조영제가 MR영상에서 반드시 높은 신호강도를 보여주지 않는다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.63-73
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• 2015

본 논문에서는 특별한 보정기법 없이 채널 간 오프셋 부정합 문제를 최소화한 2채널 time-interleaved (T-I) 구조의 10비트 120MS/s 파이프라인 SAR ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 4비트-7비트 기반의 2단 파이프라인 구조 및 2채널 T-I 구조를 동시에 적용하여 전력소모를 최소화하면서 빠른 변환속도를 구현하였다. 채널 간에 비교기 및 잔류전압 증폭기 등 아날로그 회로를 공유함으로써 일반적인 T-I 구조에서 선형성을 제한하는 채널 간 오프셋 부정합 문제를 추가적인 보정기법 없이 최소화할 뿐만 아니라 전력소모 및 면적을 감소시켰다. 고속 동작을 위해 SAR 로직에는 범용 D 플립플롭 대신 TSPC D 플립플롭을 사용하여 SAR 로직에서의 지연시간을 최소화하면서 사용되는 트랜지스터의 수도 절반 수준으로 줄임으로써 전력소모 및 면적을 최소화하였다. 한편 제안하는 ADC는 기준전압 구동회로를 3가지로 분리하여, 4비트 및 7비트 기반의 SAR 동작, 잔류전압 증폭 등 서로 다른 스위칭 동작으로 인해 발생하는 기준전압 간섭 및 채널 간 이득 부정합 문제를 최소화하였다. 시제품 ADC는 고속 SAR 동작을 위한 높은 주파수의 클록을 온-칩 클록 생성회로를 통해 생성하였으며, 외부에서 duty cycle을 조절할 수 있도록 설계하였다. 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 10비트 해상도에서 각각 최대 0.69LSB, 0.77LSB이며, 120MS/s 동작속도에서 동적 성능은 최대 50.9dB의 SNDR 및 59.7dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.36mm^2$이며, 1.1V 전원전압에서 8.8mW의 전력을 소모한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.87-97
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• 2016

본 논문에서는 시분할 기법을 적용하여 AMOLED 컬럼 구동회로용 DAC의 유효 채널 면적을 최소화한 2단 저항 열 기반의 10비트 DAC를 제안한다. 제안하는 DAC는 시분할 기법 기반의 DEMUX, 6비트 및 4비트의 2단 저항 열 구조를 기반으로 하는 롬 구조의 디코더를 2단계로 사용하여 기존의 디스플레이용 DAC보다 빠른 변환속도를 가지는 동시에 하나의 패널 컬럼 구동을 위한 DAC의 유효 면적을 최소화하였다. 두 번째 단 4비트 저항 열에서는 DAC 채널의 면적과 부하 영향을 줄이는 동시에 버퍼 증폭기로 인한 채널 간 오프셋 부정합을 제거하기 위해 기존의 단위-이득 버퍼 대신 간단한 구조의 전류원으로 대체하였다. 제안하는 1:24 DEMUX는 하나의 클록과 5비트 2진 카운터만을 사용하여, 하나의 DAC 채널이 24개의 컬럼을 순차적으로 구동할 수 있도록 하였다. 각 디스플레이 컬럼을 구동하는 출력 버퍼 입력 단에는 0.9pF의 샘플링 커패시터와 작은 크기의 source follower를 추가하여 top-plate 샘플링 구조를 사용하면서 채널 전하 주입에 의한 영향을 최소화하는 동시에 출력 버퍼의 신호정착 정확도를 향상시켰다. 제안하는 DAC는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작하였으며, DAC 출력의 정착 시간은 입력을 '$000_{16}$'에서 '$3FF_{16}$'으로 인가했을 때 62.5ns의 수준을 보인다. 제안하는 DAC 단위 채널의 면적 및 유효 채널 면적은 각각 $0.058mm^2$ 및 $0.002mm^2$이며, 3.3V의 아날로그 및 1.8V의 디지털 전원 전압에서 6.08mW의 전력을 소모한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.181-191
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• 2000

본 논문에서는 증식형 MOS 트랜지스터와 저항만을 사용하여 기준전압을 발생하기 위한 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 문턱전압에 비례하는 전압성분과 열전압에 비례하는 전압성분을 합하여 온도보상을 하는 전압모드 방식이고, 두 번째는 문턱전압에 비례하는 전류성분과 열전압에 비례하는 전류성분을 합하여 온도보상을 하는 전류모드 방식이다. 설계된 회로들을 $0.65{\mu}m$ n-well CMOS 공정 페러미터를 사용하여 HSPICE 모의실험한 결과, 전압모드 회로의 경우 공급전압에 대한 변화율은 $-30^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$의 온도범위에서 0.21%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3V{\sim}12V$의 공급전압 범위에서 $48.0ppm/^{\circ}C$ 이하이다. 전류모드 회로의 경우는 공급전압에 대한 변화율이 $-30^{\circ}C{\sim}130^{\circ}C$의 온도범위에서 0.08%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $4V{\sim}12V$의 공급전압 범위에서 $38.2ppm/^{\circ}C$ 이하이다. 또한 전력소모는 5V, $30^{\circ}C$일 때 전압모드 경우와 전류모드 경우 각각 $27{\mu}W$와 $65{\mu}W$로 저전력 특성을 보인다. 제작된 전압모드 기준전압 발생회로를 측정한 결과, 공급전압에 대한 변화율은 $30^{\circ}C{\sim}100^{\circ}C$의 온도범위에서 0.63%/V 이하이고, 온도에 대한 변화율은 $3.0{\sim}6.0V$의 공급전압 범위에서 $490ppm/^{\circ}C$ 보다 작다. 제안된 회로들은 구조가 간단하기 때문에 설계가 용이하고, 특히 전류모드의 경우 넓은 범위의 기준전압 발생이 가능하다는 장점을 갖는다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제25권1호
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• pp.79-94
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• 2013

본 연구에서는 전통 의생활문화에 대한 인식을 고취시키고자 우리나라의 대표적 전통 천연염색 중 하나인 감즙염색을 이용한 학습자료를 제작하고 전통 의생활문화 체험이 가능한 교수-학습과정안을 개발하였다. 연구방법에 있어서 교육적 효과를 조사하기 위해서는 설문지를 작성하였고, 수업 실시 전과 후의 교육적 효과를 검증하기 위해서는 t-test, Kruscal-Wallis 검정 및 상관분석을 행하였다. 이를 고등학교 기술 가정과에 '감즙염색 직물을 이용한 생활소품 만들기' 주제로 수업에 적용하여 전통 이미지에 대한 인식의 변화와 학습에 대한 흥미도 및 태도 변화를 검토한 결과는 다음과 같다. 첫째, 감즙염색에 관해 연구해온 축적물로 독창적인 학습자료를 개발하여 감즙염색과 전통 의생활문화를 이해하기 위한 협동학습을 실시한 결과, 현대 감각을 살린 아이디어 소품이 창출되었다. 둘째, '청소년의 전통 의생활문화와 교육에 대한 인식'에 있어, 수업 전과 후의 차이를 나타내어 수업 후에 인식의 향상을 보였다. 나아가 조사대상을 상/중/하위 그룹으로 분류하여 분석한 결과, 긍정적인 변화에 있어서도 그룹 간 차이를 보였는데, 사전 점수가 가장 낮았던 하위 그룹에서 가장 높은 향상을 나타내었다. 셋째, '감즙염색 직물을 이용한 생활소품 만들기' 수업의 효과를 분석한 결과, 모든 문항에서 '보통' 이상으로 나타나, 학생들은 감즙염색 직물로 생활소품 만들기 체험을 통하여 전통 의생활문화에 대한 관심과 흥미도가 높아졌고 태도가 긍정적으로 변화하였음이 확인되었다. 넷째, 전통 의생활문화 인식과 그 교육에 대한 인식 간에는 문화에 대한 인식이 높은 학습자일수록 그 교육에 대한 인식도 높아 정적인 상관이 높은 것으로 나타났다. 이상과 같이 개발된 학습자료와 교수-학습과정안을 통한 전통 의생활문화 수업은 전통적인 천연염색과 의생활문화에 대한 가치와 의미를 이해하는 인식에서 향상된 변화를 가져왔고, 아이디어를 창출하는 교육적 효과를 가져왔다. 전통 의생활 문화 교육은 지속적이고 다면적인 심화된 연구와 현장교육의 상호작용이 이루어질 때 교육적 시너지효과가 더 발현될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권4호
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• pp.513-527
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• 2011

학습자의 개념 형성 요인을 심층적으로 분석하는 개념 생태 관련 연구들이 많이 진행되어 오고 있다. 학습자의 인지 구조를 생태계로 비유한다면, 인지 구조 속에 존재하는 개념은 생태계의 종으로 비유할 수 있다. 따라서 생태계 내 종이 생태 지위를 가지듯이, 학습자의 개념 생태 내 개념도 생태 지위를 가질 수 있다. 이 연구는 개념의 다양성, 개념의 관련성과 빈도율 변화, 개념 간 경쟁관계로 구성된 생태 지위적 접근을 통하여, 광합성 학습 전 후에 5학년들이 인식하는 광합성 개념 간 관계를 분석하였다. 설문지는 광합성 장소, 광합성 생성물질, 광합성 필요물질, 광합성 환경요인 네 영역으로 구성되어 있으며, 각 영역별로 알고 있는 개념과 그 개념의 관련성 정도를 점수(1~30 점)로 기입하도록 제작되었다. 5개 도시 소재 11개 초등학교의 5학년 11학급 총 310명의 학생들을 대상으로 설문하여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 광합성에 '빛'과 '물'을 공통적으로 많이 인식하면서 다양한 개념들을 지니고 있었다. 둘째, 학습 후에도 학생들은 '뿌리', '바람' 등과 같은 오개념이 여전히 나타나고 있었으며, 광합성 영역별로 오개념과 과학 개념이 공존하고 있었다. 셋째, 학습을 통하여 '빛'에 대한 학생들의 인식이 높아지고 있지만, 광합성 영역에 따른 적절한 개념을 인식하지 못하고 있기 때문에 교사들의 지속적이면서 효율적인 교수 전략이 필요하다. 넷째, 학생들이 인식하는 개념들은 개념 생태내에서 위상을 갖고 복잡하게 얽혀져 있는 것으로 보아 생태 지위를 갖고 있는 것으로 판단된다.