• 대한화학회지
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• 제62권5호
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• pp.386-397
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• 2018

이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 교사용 지도서의 화학 영역 단원에 나타난 PCK 요소를 분석하였다. 분석 결과 PCK의 하위 요소 중 주제-특이적 전략, 수직 연계, 수업 목표는 대부분의 교사용 지도서에서 체계적으로 다루고 있었다. 그러나 교과-특이적 전략, 평가 방법, 교육과정 변화는 주로 총론에서만 다루고 있었다. 실험 및 탐구, 평가 문항, 평가 측면은 제시된 내용이나 형태에서 구성주의적 접근이 미흡하였다. 수평 연계와 학생에 관한 지식은 관련 내용이 부족하거나 단순히 목록만 제시되어 있었다. 개념 및 이론은 교사용 지도서에서 가장 큰 비율을 차지하고 있었으나 적정 수준을 벗어나는 내용을 일부 포함하고 있었다. 연구 결과를 바탕으로 교사용 지도서 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.415-421
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• 2023

본 논문에서는 시멘트에 탄소나노튜브를 혼입하여 전기 전도성을 향상시킨 복합재료의 압저항 특성을 딥러닝 기반 트랜스포머 알고리즘을 적용하여 분석하였다. 훈련 데이터 확보를 위한 실험수행을 병행하였으며, 기존 연구문헌을 참조하여 배합설정, 시편제작, 화학조성 분석, 압저항 성능측정 실험을 수행하였다. 특히 본 연구에서는 탄소나노튜브 혼입 시편뿐 아니라 플라이애시를 바인더 대비 50% 대체한 시편에 대한 제작 및 성능평가를 함께 수행하여, 전도성 시멘트 복합재료의 압저항 특성 향상 가능성을 탐구하였다. 실험결과, 플라이애시 대체 바인더의 경우 보다 안정적인 압저항 특성결과가 관찰되었으며, 측정된 데이터의 80%를 이용하여 트랜스포머 모델을 훈련시키고 나머지 20%를 통해 검증하였다. 해석 결과는 실험적 측정과 대체로 부합하였으며, 평균 절대 오차 및 평균 제곱근 오차는 각각 0.069~0.074와 0.124~0.132을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.584-589
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• 2015

잠수함 및 수중무인체계 등의 산소희박환경에서 연료전지를 통한 효과적인 전력생산을 위해서는 높은 수소저장밀도를 갖는 수소공급원이 필요하다. 디젤연료는 액체연료로서 저장 및 공급이 용이하며, 연료전지의 연료가 되는 수소의 단위질량 및 단위부피당 저장밀도가 높은 장점을 갖고 있다. 이러한 디젤연료의 장점을 기반으로 본 연구에서는 산소희박환경에서 수소생산을 위해 디젤연료의 개질반응을 이용하였으며, 산화제로 단위부피당 산소 저장밀도가 높고 액상으로 보관이 용이한 과산화수소 수용액을 기존의 산화제인 물과 산소의 대체산화제로 이용하는 방법을 제안하였다. 과산화수소 수용액의 디젤개질 산화제로써의 특성을 파악하기 위해 물, 공기 산화제와의 비교실험을 진행하였으며, 기존의 산화제와 디젤 개질반응 시 동일한 특성을 갖는 것을 실험적으로 확인하였다. 또한 상용디젤을 연료로 온도 및 과산화수소 수용액의 농도에 따른 개질성능을 평가하였으며, 49시간의 가속 열화실험을 통하여 디젤, 과산화수소 수용액을 이용한 수소생산의 가능성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제56권6호
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• pp.692-699
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• 2012

현 연구의 목적은 변압기 오일에 있는 PCBs의 흡착 제거를 위해 활성탄, 황토, 비산재의 이용 가능성을 탐구하는 것이다. 흡착 실험에서 온도(5, 25, 55), 접촉시간(30분-3일), 흡착제의 양(1, 2.5, 5, 10 g)과 같은 인자들의 영향을 조사하였다. 60분의 흡착평형시간에서 활성탄에 의한 변압기 오일로부터 PCBs의 흡착율이 황토보다 더 우수하였다. 활성탄과 황토의 흡착 평형 데이터는 Freundlich 등온 모델 식에 적합하였다. 5, 25 그리고 $55^{\circ}C$의 온도에서 각 흡착제의 PCBs 흡착 속도상수와 활성화 에너지를 속도 모델을 통하여 알아보았다. 열역학 자료들로부터 변압기 오일/활성탄과 황토 계에서의 PCBs 흡착 공정이 자발적이며 흡열반응이라는 것이 확인되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권5호
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• pp.391-400
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• 2021

본 연구에서는 COVID-19으로 인해 촉발된 원격 실험 수업에 대한 과학교육 전문가들의 인식을 조사하였다. 2021년 상반기에 물리교육, 화학교육, 생물교육, 지구과학교육 전문가 총 10인에 대한 반구조화된 질적 인터뷰를 수행하였다. 연구 결과, 과학교육 전문가들은 우선 원격 실험 수업을 예비교사교육의 일환으로서 이해하였으며 이를 통하여 기존에 관습적으로 진행되어 왔던 실험 교육의 목적을 재인식하게 되었다고 응답하였다. COVID-19으로 인한 원격 수업 실험의 현실에 관하여는 우선 핸즈온 경험의 부족으로 인한 학습 결손, 교수자 및 학습자의 상호작용 감소 우려, 교수자의 업무량 증가가 언급되었다. 그럼에도 불구하고 과학교육 전문가들은 원격 실험 수업의 적응적 실행 경험을 통해 이를 개선하기 위한 구체적인 방안들을 제시하기도 하였으며, 포스트 코로나 시대의 과학교육의 방향성을 제안하였다. 이에 연구자들은 원격 실험 수업을 핸즈온 수업의 미비한 방식이라기보다는 마인즈온 수업의 보완된 방식으로 이해할 때 이를 더 나은 형태로 설계 및 실행할 수 있는 가능성이 열릴 수 있다고 제안하고, 이와 관련한 추후 연구 주제를 제시하였다. 본 연구는 원격 실험 수업을 과학교육학의 관점에서 보다 심도 있게 이해할 수 있는 단서를 제공한다는 의의를 지닌다.

• 과학교육연구지
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• 제39권2호
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• pp.165-179
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• 2015

본 연구에서는 주 단위 보고서의 활용 수업이 학생들의 자기 주도적 학습 능력과 과학에 대한 태도 및 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 대상은 고등학교 2학년 자연 계열 학생으로 실험반과 비교반을 각각 3개 반으로 구성하였다. 수업 처치 단원은 화학I 'IV. 닮은꼴 화학 반응'으로 선정하였고, 총 16차시 수업을 진행하였다. 수업 후 과제로 실험반은 주 단위 보고서를 작성하였고, 비교반은 문제 풀이로 수업내용을 정리하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 주 단위 보고서를 활용한 수업은 학생들의 자기 주도적 학습 능력의 향상을 가져왔다(p<.05). 동기 변인과 학습 전략 변인 모두 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈고, 총 15개의 하위 영역 중에서 시험 불안과 노력 규제 영역을 제외한 모든 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 둘째, 주 단위 보고서를 활용한 수업은 과학에 대한 태도 변화에서는 통계적으로 유의미한 값을 갖지 못했으나(p>.05), 총 5개의 하위 영역 중 과학 탐구에 대한 태도와 과학 수업에 대한 즐거움 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 셋째, 주 단위 보고서를 활용한 수업은 학업 성취도에서는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났으나(p>.05). 상위권과 하위권 성취 수준의 학생들 사이의 점수 차이는 통계적으로 유의미한 결과를 나타냈다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.331-337
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• 2022

비탄성적 산란에 의한 빛의 방출 현상을 이용한 라만 분광법 기술은 무표지 방식으로 분자를 식별하는 기술로 바이오 의학 및 재료 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 연구되고 있다. 광프로브 기반 라만 분광기는 국소 부위의 화학 분석을 최소 침습 방식으로 측정할 수 있어 수술 중 실시간 진단 기술로 적용할 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 화학 물질의 농도별 변화에 따른 라만 신호의 변화를 살펴보아 라만 실험 장치의 캘리브레이션을 진행하였으며, 정상 쥐와 아밀로이드 베타 플라크가 축적된 5xFAD 치매성 돌연변이 모델의 대뇌 조직을 대상으로 라만 신호 특성을 측정 및 비교 분석하여 알츠하이머씨 병의 진단을 위한 가능성을 탐구하였다. 또한 대표적인 치매 원인 물질인 아밀로이드 베타에 대한 라만 신호 측정을 병행하여 치매 진단에 대한 적용을 교차 검증하였다. 본 라만 분광법 연구를 통해 치매 진단에 있어 기존문진 검사 및 뇌 영상 진단을 대체하여 정밀하게 판별할 수 있는 하나의 진단 지표로서의 가능성을 보았으며, 추후 뇌신경계뿐만 아니라 인체의 다양한 장기 및 질병에 적용시켜 물리·공학·화학 등 다양한 연구분야에서의 원천기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.472-477
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• 2015

본 연구에서는 패러데이 모트를 사용한 기존의 피코리터 주입용 미세유체 칩에 은 나노입자를 이용한 전극을 추가하여 전압을 낮추며 효율을 높이는 실험을 수행하였다. 먼저, 복잡한 제조공정에서 탈피하여 은 나노입자 용액을 한 방울 떨어뜨리는 간단한 과정만으로 미세유체 피코리터 주입기 내에 전극을 제조하였다. 본 개념을 통한 은 나노입자 전극과 패러데이 모트가 통합된 미세유체 칩은 은 나노입자 전극을 사용하지 않는 기존 미세유체 칩의 피코리터 주입 시작 전압인 260 V 보다 낮은 전압인 180 V에서 피코리터 주입이 작동되었다. 또한 미세유체 피코리터 주입기는 피코리터 주입 부피를 7.5 pL부터 27.5 pL까지 정밀하게 조절할 수 있음을 주된 장점으로 하고 있다. 본 미세유체 피코리터 주입기는 미세유체 시스템의 새로운 기능을 설계함으로써 각 연구분야를 탐구할 유용한 플랫폼으로 기대되고 있다.

• 대한화학회지
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• 제54권6호
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• pp.809-817
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• 2010

이 연구는 학교과학교육과정에서 밀도에 관한 개념학습을 모두 마친 대도시지역 11학년 학생들의 고체와 액체의 밀도에 관한 개념이해의 정도를 알아보기 위한 것이었다. 이를 위하여 순물질 고체와 액체, 혼합물 상태의 고체와 액체에 관한 밀도개념이 어떻게 형성되었는지 알아보기 위한 탐구적 개념검사 도구를 개발하여 사용하였으며 120명의 인문계 고등학생들을 대상으로 이 검사도구에서 제시하는 문제 상황에 대한 시범실험을 보여주고 지필검사를 실시하였다. 학생들의 응답결과를 문항별로 분석하여 과학적 개념의 형성비율을 알아보았으며 대체적 개념과 잠재 이론의 종류와 양상을 밝혔다. 연구대상자의 절반 정도는 전형적으로 질량-부피-밀도 관계의 미분화로 인하여 밀도개념이 확립되지 않은 경우가 많았으며, 밀도를 물질의 속성으로 파악하는 경향이 있었다. 문제풀이에서 고려할 변인의 수가 증가할수록 이러한 관련 개념과 밀도개념과의 미분화경향이 증가하였으며 학생들은 더욱 많은 수의 다른 개념과 이러한 혼동된 미분화개념들을 혼합 사용함으로 인하여 개념의 미분화는 더욱 심층적으로 되고, 오인의 범위와 개념들 간의 관계에서의 복잡성도 심화되었다. 학생들은 자신의 예측과 맞지 않는 관찰 상황이 주어졌을 때 입자의 크기, 분자간 거리, 표면장력, 용매의 극성 등 문제풀이와 직접적인 관련 없는 개념들로 인지적 갈등을 해결하려는 노력을 하였으며 이에 대한 학교과학교육에의 함의에 관하여 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제54권2호
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• pp.183-191
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• 2010

1-Palmitoyl-$d_{31}$-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (POPC_$d_{31}$)로 이루어진 지질 이중막에 항균성 펩타이드 magainin 2와 aurein 3.3이 작용했을 때 일어나는 상변화를 중수소 고체 핵자기 공명 스펙트럼을 관측하여 탐구하였다. 측정된 중수소 고체 핵자기 공명 스펙트럼의 선모양을 이론적 모델 구조를 통하여 모사함으로써, 펩타이드-지질 혼합상태의 기하학적 구조상수 및 동력학적 표면 확산 계수 등을 구하였다. 펩타이드의 혼합 이후 5일 이내의 짧은 작용시간에는 지질 이중막의 정렬이 파괴되는 현상이 나타났으나, 100일 이후에는 magainin 2에 의해서는 타원형 원환체 기공 (elliptic toroidal pore)이, aurein 3.3에 의해서는 6각형 단면 막대구조 상(hexagonal phase)이 관측되었다. 지질 이중막 표면의 전하밀도가 항균성 펩타이드의 작용에 미치는 효과를 보기 위해 산성 지질인 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylglycerol (POPG)를 함유한 POPC_$d_{31}$/POPG 지질 이중막에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 동일한 ${\alpha}$-나선형 구조를 가지는 두 펩타이드가 두 종류의 지질 이중막에 작용하는 과정의 차이를 확인할 수 있었다.