수학의 기본 개념인 수직과 평행은 현행 2015 개정 교육과정에 따른 교과서에서 이전 2009 개정 교육과정에 따른 교과서에 비하여 축소되어 제시된다. 본 연구에서는 초등학교 수학에서 수직과 평행 개념의 지도 방안을 탐색하기 위하여 한국의 2009 개정 및 2015 개정 초등학교 수학과 교육과정 및 그에 따른 교과서에서 수직과 평행에 관한 내용을 분석하고, 한국과 싱가포르, 일본 교과서에서 수직과 평행 개념의 지도 방법을 비교 분석하였다. 교과서 분석을 바탕으로 4학년 2학기 4. 사각형 단원에서 다루어지는 수직과 평행 수업을 재구성하여 실행하였다. 교과서 분석 결과, 2009 개정 교육과정에 따른 교과서에서 2015 개정 교육과정에 따른 교과서로 변화할 때 단원명 및 차시 구성의 차이가 있었으며, 한국과 싱가포르, 일본 교과서는 수직과 평행의 개념 정의 및 활동 내용에서 차이를 드러냈다. 수업의 계획 및 실행에서는 수직과 평행 개념의 의미를 이해하고, 수선 및 평행선 긋는 방법을 탐색하며, 실생활과의 연관성에 초점을 두었다. 본 연구 결과를 통하여 초등학교 수학에서 수직과 평행을 의미 있게 지도할 수 있기를 기대한다.
자료의 구조와 특징을 파악하기 위한 탐색적 자료분석을 행할 때 유용한 수단으로 통계 그래픽스가 이용된다. 평행좌표그림(parallel coordinate plot)을 통계 그래픽스의 한 방법인 동적 그래픽스로서 이용하기 위하여 동적 평행좌표그림이 쓰이는데, 이 도구를 이용하면 3차원 이상의 다차원 자료를 동적 그래픽스로 표현, 분석할 수 있다. 본 논문에서는 하나의 동적 평행좌표그림을 제시하고, 자료분석의 예를 보였다.
엑스선 회절분석기는 비파괴적인 방법으로 시료의 정보를 정성 및 정량적으로 분석할 수 있다. 엑스선 회절분석기에는 다양한 광학소자가 사용된다. 평행빔 광학소자는 광축에 평행한 빔을 통과시키고 발산하는 빔을 제거하는 역할을 한다. 와이어 컷 제작과 스테인리스 스틸 평판을 연마하여 평행빔 광학소자를 제작하였고 엑스선 영상장치를 이용하여 그 평행도를 평가하였다. 설계된 6 mrad과 매우 가까운 6.6 mrad의 평행도를 갖는 평행빔 광학소자를 제작하였다. 엑스선 영상을 이용하면 개개의 평판의 평행도를 예측할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 광학소자 평가에도 사용될 수 있을 것이다.
혼합물실험에서 성분의 개수가 많고 성분에 대하여 제한조건이 있는 경우 흥미영역을 도시하는 작업은 성분의 개수가 4개 이상일 때 힘든 작업이 된다. 또한 반응변수가 여러 개인 경우 최적화문제도 까다롭게 된다. 이때, 탐색적 자료분석의 한 도구로서 평행좌표그림을 이용하면 통계자료분석시 많은 도움을 받을 수 있다.
이 논문에서는 평행이동곡면 (surface of extrusion) 과 임의의 자유곡면 사이의 교차곡선의 구조를 분석하고 이를 계산하는 방법에 대해 설명한다. 평행이동곡면의 이동방향에 대하여 다른 곡면의 윤곽곡선 (silhouette curve) 을 구하고, 이를 평행이동곡면의 기준곡선과 교차시킴으로써 교차곡선의 구조를 분석한다. 또한, 교차곡선이 존재하는 범위와 특이점을 구함으로써 교차곡선 전체를 안정적이고 효율적으로 계산하는 알고리즘을 제시한다.
위성영상은 GIS 정보획득을 위한 가장 중요한 초기자료로서, 이로부터 주제도와 같은 유용한 정보를 추출하기 위해서는 위성영상 즉 다중스펙트럼 영상을 목적에 적합하게 분류하는 처리과정이 필요하다. 위성영상의 분류기법은 크게 감독기법과 무감독기법으로 나뉘는데, 본 논문에서는 감독분류기법 중의 하나인 평행사변형 알고리즘에서 군집의 초기값 설정이 알고리즘의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 본 연구에서는 우선 직렬컴퓨터에서 평행사변형 알고리즘의 성능과 초기값 변화와의 관계를 살펴보고, 이를 확장하여 MIMD 병렬구조 컴퓨터 모델을 사용한 경우에 초기값의 변화가 평행사변형 알고리즘의 성능에 미치는 영향을 분석한다. 평행사변형 알고리즘의 성능은 초기값의 설정에 따라 직렬구조의 컴퓨터를 사용하는 경우에는 최고 2.4배, 그리고 MIMD 병렬구조 모델을 사용한 경우에는 최고 2.5배의 성능 향상을 보였다. 전산모의실험을 통해 위성영상의 감독분류기법에서 초기값이 평행사변형 분류알고리즘의 성능에 상당한 영향을 미치며, 직렬컴퓨터와 MIMD 병렬컴퓨터에서 초기값의 적절한 설정을 통해 분류기법의 성능이 향상됨을 확인하였다.
스테레오 카메라를 사용하여 입체영상을 획득하는 대표적인 방법으로는 수렴 및 평행방식이 있다. 본 연구는 수렴 및 평행타입의 장점을 갖추고 자연스런 입체영상을 획득할 수 있는 평행타입 기반의 변형평행타입 입체영상 획득 방법을 사용하여 수렴방식의 입체영상 획득방법을 모사할 수 있는 인자들의 추출 및 정량적 분석을 통하여 중요 핵심인자를 정의하였다. 결과적으로 변형평행 타입에서 수렴타입을 모사할 수 있는 인자들은 스테레오 카메라의 간격, 화각 및 수렴각이고, 융합영역 내에서의 핵심인자는 수렴각의 변화이다. 결론적으로 변형평행타입으로 수렴타입을 완벽히 모사할 수 있는 인자들의 정량적 범위는 사용환경에 따라 다르며, 초점길이가 짧을 수록, 수렴각이 작을수록 근거리 물체에 대한 수렴타입과 변형평행타입의 영상좌표의 오차량은 적다.
본 연구는 Wertheimer가 제기한 평행사변형 구적 문제가 오늘날의 지도 방식으로도 명쾌하게 해결되지 않음에 착안하여, 현재의 지도 방식을 보완해 줄 수 있는 몇 가지 아이디어를 수집하기 위해 수행된 것이다. 예비교사들을 대상으로 조사한 결과 77명 중 18명만이 초등학생에게 호소할 수 있는 지도 아이디어를 제시하였고, 나머지 59명은 무 응답 혹은 부적절한 아이디어를 제시하였다. 이로써 Wertheimer가 제기한 평행사변형 문제가 오늘날의 학생들에게도 여전히 어려운 문제가 될 수 있음이 드러났다. 그러나 적절하게 응답한 18명의 반응을 분석한 결과, Wertheimer가 제기한 평행사변형을 직사각형이나 전형적인 평행사변형으로 등적변형 하는 7가지의 재미있는 아이디어를 얻을 수 있었다. 이들 아이디어의 공통적인 특징은 형식적인 증명보다는 자르고 붙이고 옮기는 적극적인 활동을 통해 학생들의 지각에 호소하는 방식이라는 점이다. 따라서 이를 적절히 응용하면 초등학생들을 위한 지도 자료로 활용 될 수 있을 것이다.
학교수학에서는 학문으로서의 수학에서 제시된 정의를 그대로 제시하기보다 학습자의 발달 단계나 교육적 타당성 등을 중시하는 교육적 논리를 바탕으로 학생들이 이해할 수 있는 방식으로 대상을 정의한다. 본 논문에서는 학교수학에 나타나는 두 직선의 '평행'과 '일치' 개념의 정의와 특징을 알아보기 위하여 2007 개정 수학과 교육과정에 따른 교과서를 분석하였다. 그 결과, 현재 사용되는 교과서에는 '만남'의 맥락에서 평면에서 두 직선의 위치 관계를 설명할 때는 '평행'과 '일치'가 명백히 구분되지만, '기울기' 맥락에서는 상황에 따라 '평행'과 '일치'가 명백히 구분되기도 하고, '일치'가 '평행'에 포함되기도 하는 것으로 나타났다. 이와 같이 상황에 따라 다르게 해석될 수 있는 '평행'과 '일치'의 관계는 학생들에게 혼동을 야기할 수 있다. 이에 본고에서는 이전 교육과정에 따른 교과서와 외국 교과서의 사례를 참고하여, '평행'과 '일치'의 관계가 논리적 일관성이나 객관성을 잃지 않은 채 학교수학에서 의미 있게 자리 매김할 수 있는 방안을 모색하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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