• 한국과학교육학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.501-517
• /
• 2021

과학·기술의 발전이 시대의 변화를 주도하는 현시대에, 본 연구는 학생들이 과학과 관련된 사회적 논쟁(SSI)에 대해 민주적이며 비판적으로 참여할 수 있는 소양을 지녀야 하며, 주체적이고 참여적인 시민으로서 위치되어야 할 것이라는 입장을 지지한다. 그에 따라 초등학생을 대상으로 사회적인 실천을 강조하는 동아리 활동을 진행하였으며, 학생들이 기후변화에 대해 어떠한 행위를 수행할 수 있는 사람으로 위치짓는지/되는지, 또한 상충되는 위치짓기 양상은 무엇인지 탐색하였다. 이 연구에서 위치는 기후변화에 대해 어떠한 행위를 수행할 수 있는 사람인지에 대한 권리와 의무의 집합으로 정의한다. 서울 소재 A초등학교 6학년 학생 11명을 대상으로 2019년 3-7월까지 46차 시에 걸쳐 활동이 수행되었으며, 비디오 및 오디오 자료, 인터뷰 자료 등이 지속적비교방법에 의해 분석되었다. 크게 세 스텝의 수업 과정에서 학생들은 다음과 같이 서로 다른 위치짓기를 나타냈다. 스텝 1의 지구온난화 모델링 활동에서 학생들은 '적극적인 학습자'로 위치되었으나 동시에 '견습생'으로서 제한적으로 위치되는 모순을 나타내기도 했다. 스텝 2의 학생주도연구 활동에서는 '연구를 설계하고 수행하는 과학자'이자 SSI 관련 지식의 논쟁적인 본성에 대해서는 결정을 '기피하는 자'로 위치되는 한계도 드러냈다. 스텝 3의 사회적인 실천과정에서는 '변화를 만들기 어려운 초등학생'이라는 위치에서 '변화를 만들어내는 참여적인 시민'으로 새롭게 위치짓는 모습을 보였다. 본 연구는 과학 교육을 통해 학생들이 참여적이고 민주적인 시민으로 성장할 수 있는 가능성을 보여주었다는 점에 의의가 있다. 아울러 학생들이 드러냈던 위치짓기의 상충점과 한계를 해결하기 위한 교육학적인 방법을 논의했다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.253-263
• /
• 2021

콘크리트 구조물은 노후화와 외부 환경에 의한 요인으로 훼손된다. 이 같은 훼손은 가장 먼저 균열로 나타나고 향후에는 박락으로도 진행된다. 이러한 콘크리트 손상은 구조물이 갖는 본래의 설계 지지력을 감소시키는 주된 원인으로 작용할 수 있어 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 미친다. 이러한 종류의 손상이 지속되면 안전사고로도 이어질 가능성이 있어 적절한 보수와 보강이 필요하다. 이를 위해서는 구조물에 대한 정확하고 객관적인 상태 점검이 이루어져야 하며 손상 영역을 탐지할 수 있는 센서 기술 또한 필요하다. 따라서 본 논문에서는 박락을 탐지할 수 있는 딥러닝 기반의 영상처리 알고리즘을 제안했다. 연구 과정에서 298장의 박락 영상을 확보하였으며, 이 가운데 253장을 학습용으로 사용했고, 나머지 45장을 테스트용으로 사용하였다. 아울러 본 논문에서는 탐지 성능을 향상하기 위해 향상된 손실함수와 데이트 증강 기법을 적용하였다. 그 결과 콘크리트 박락의 탐지 성능이 80.19%의 평균 중첩 정확도로 나타났다. 본 논문에서는 딥러닝 기반의 영상 처리 기법을 통해 콘크리트 박락을 탐지하는 기술을 개발했고, 향상된 손실 함수와 데이터 증강 기법으로 성능을 향상시키는 방법을 제안했다. 이 같은 기술은 향후 구조물의 정확한 점검과 진단에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.337-348
• /
• 2019

이 연구에서는 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 광역시의 중학교 3학년 4개 학급 학생 93명을 대상으로 한 학기 동안 5개 주제의 논의 기반 탐구 과학수업을 실시하였다. 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 학생들의 인식론적 사고 특징을 알아보기 위해 논의기반 탐구 과학수업 활동의 마지막 단계에서 작성하는 반성 글쓰기를 주제 1과 주제 5에 대해서 분석하였다. 반성 글쓰기에서 나타나는 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수 분석에서 학생들은 인식론적 메타인지 기능의 빈도수가 가장 높았고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 경험, 인식론적 메타인지 지식의 순으로 나타났고 주제 1에 비해서 주제 5에 대한 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수는 모두 증가하였으며 증가율은 인식론적 메타인지 경험이 가장 컸고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 지식, 인식론적 메타인지 기능의 순으로 나타났다. 또한 인식론적 사고의 다양성 수준의 분석에서 학생들이 논의기반 탐구 과학 수업을 경험하면서 인식론적 사고의 다양성 수준이 향상되었다. 논의기반 탐구 과학수업이 학생들의 인식론적 사고에 미친 영향에 대한 학생 인식을 알아보기 위해서 설문조사에서 학생들은 이 활동이 과학 지식 이해에 도움이 된다고 인식하였다. 학생들은 논의기반 탐구 과학수업의 단계 중 실험 설계 및 수행과 관찰 단계에 대해서 흥미를 크게 느끼고 어려움을 적게 느꼈으며, 직접적인 경험을 통해서 과학지식을 쉽게 이해하고 오랫동안 기억하는데 도움이 된다고 인식하였다. 따라서 논의기반 탐구 과학수업은 학생들의 인식론적 사고의 발달을 유도하고, 논의를 통해 학생들이 지식의 정당화 과정에 참여하도록 하며, 구성원과의 합의에 의해서 과학 지식이 구성된다는 과학지식의 인식론적 본성을 이해하고 경험하도록 하는 교수학습 프로그램이라고 볼 수 있다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.389-403
• /
• 2019

본 연구의 목적은 예비 초등교사들의 과학 탐구 수업 비평 기준과 비평에서 드러나는 특성을 탐색하는 것이다. 연구에 참여한 예비 초등교사들은 초등과학 탐구 수업 강의를 수강하는 교육대학교 2학년 31명의 학생들로 2-3인이 한 조로 과학 탐구 수업을 설계 및 시연하였다. 예비교사들은 동료가 시연한 과학 탐구 수업에 학생 입장으로 참여하였으며, 매 수업이 끝난 이후에 시연된 수업에 대해 비평을 하였다. 예비교사들의 동료 수업 비평을 분석한 결과, 예비교사들은 수업 맥락, 과학 내용, 교수 전략, 학습자, 교육 목표, 비언어적 태도, 평가 기준 순으로 비평하였으며, 전반적으로 구성주의 관점을 가지고 학생 중심과 활동 중심의 교육관이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 예비교사들의 비평 내용을 분석한 결과, 수업 비평 내용에서 강의식, 학문적 엄격성, 활동 중심, 탐구 교수지향이 반영된 것을 확인할 수 있었으며 여러 교수지향이 혼재되어 나타나기도 하였다. 과학 탐구 수업 시연이 진행될수록 예비교사들의 비평은 단순히 비판만 하는 것에서 그치지 않고 수업 일반적인 대안과 탐구 수업 특성화된 수업 전략 대안을 제시하였다. 또한, 탐구 수업에 대한 인식적 이해가 높아지는 증거를 확인할 수 있었는데, 과학 탐구 수업과 관련된 탐구 특이적 비평 기준의 비율 증가 경향성이 나타나고, 교사와 학생 사이의 상호작용에서 모둠 내의 학생들 사이의 상호작용을 강조하는 것이 나타났으며, 실험의 오차를 인식하고 설명하는 것과 관련된 과학의 본성에 대한 이해를 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 예비 초등교사 교육에서 탐구 수업 시연과 비평 활동을 통해 탐구 수업에 대한 신념과 이해를 확인하는 것과 함께 이를 발달시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2019

모순에 대한 일반적인 생각은 모순을 해결 가능성이 전혀 없는 공집합이나 논리적으로 틀린 것이다. 두 가지 대안 중에서 어느 쪽도 바람직하지 못한 결과를 초래하는 딜레마는 그 안에 숨어 있는 모순을 해결해야 하므로 해결이 어렵다. 하지만 이런 특성으로 인해 역설적으로 모순 해결은 혁신적이고 창의적인 문제 해결로 간주 되어왔다. 문제의 해법을 모순 해결의 관점에서 분석하는 트리즈(TRIZ)는 그동안 컴퓨터보다는 인간의 관점에서 문제 해결 방법으로 사용되었다. 트리즈처럼 모순 해결 중심으로 문제를 분석하는 나비 모형은 문제 해결의 자동화 관점에서 기호 논리학을 이용하여 모순 문제의 유형을 분석하였다. 모순문제유형별 구체적 해결전략을 적용하기 위해 본 연구에서는 의사결정트리 기반의 나비 알고리즘을 설계하였다. 본 연구는 파이선 tkInter를 바탕으로 주어진 모순 문제의 구체적 해결전략을 찾아 사용자들에게 제시하는 시각화 도구를 개발하였다. 개발한 도구를 검증하기 위하여 중학교 3학년 학생들이 나비 알고리즘을 학습한 후, 나무지지대의 모순 문제를 분석하도록 하였다. 학생들이 새로운 해결책을 찾아 발명대회에 참가하여 대상을 받았다. 본 연구에서 개발한 의사결정트리 기반 나비 알고리즘은 문제 해결 초기에 문제의 해결공간을 체계적으로 줄여주어 시행착오 없이 모순 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제17권2호
• /
• pp.381-387
• /
• 2019

2013년 이후 활성화되기 시작한 국가직무능력표준(NCS) 체계가 전문대학 및 직업훈련기관을 중심으로 적극 도입되고 있는 가운데 게임분야는 이에 대한 연구가 미진한 실정이므로 게임교육과 NCS를 연계하는 첫 연구로 김포대학교 게임콘텐츠과의 교육과정 개발에 대한 연구를 진행하였다. NCS 기반의 게임교육과정을 개발하기 위하여 게임산업 환경을 분석하고 게임업계 관계자를 대상으로 수요조사를 실시하여 실무에서 필요한 지식과 직업기초능력 과목을 도출하였으며, 게임직무별 현장전문가(SME)를 활용하여 인력양성 유형을 분석하였다. 이렇게 선정된 인력양성 유형에 적용할 NCS의 세분류 및 능력단위를 조사하고 각 능력단위의 유용성을 분석함으로써 NCS 교과목을 도출하였으며, NCS교과목과 비NCS교과목을 학습순위에 따라 학기별로 배치함으로써 김포대학교 게임콘텐츠과의 2년제 교육과정을 설계하였다. 본 연구는 NCS와 게임콘텐츠제작 분야를 연결하는 마중물로서 의미가 있으며, NCS기반으로 게임교육과정을 계획하는 여타 교육기관의 참고가 됨은 물론 향후 게임교육과정에 대한 향상방안 및 게임교육 품질관리(CQI) 등을 연구하는데 있어서 기반자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제16권11호
• /
• pp.221-230
• /
• 2018

기업의 창업가들과 경영자들은 글로벌 대기업들에 의해 지배되고 있는 산업들에서 성공하기 위해 필요한 규모 및 능력을 달성하기 위해서 협력업체들과의 확장된 네트워크를 잘 이용할 줄 알아야 한다는 사실을 목격하게 된다. 기업의 경영자들은 간소하지만 민첩한 기업을 만들고자 한다면, 그들은 어떻게 기업의 조직구조 모델이 운영효율성, 유연성에 영향을 미치게 되는지, 그리고 어떻게 기업 조직을 기업환경과 전략(기회와 위협을 감지하고 대응할 수 있는)에 맞게 조정해야 하는지를 이해해야 한다. 본 연구는 요즘처럼 빠르게 변하고 불확실한 기업 환경에서 생존하고 번창할 수 있는 기업을 만들기 위해 필요한 역량들을 검토한다. 본 논문에 제시된 것 들은 빠르게 변하는 글로벌 경제의 수요에 대처하려 했던 수백 명의 경영자들과 기업창업자들의 지난 20년 동안의 노력의 결과들이다[1]. 본 연구의 결과는 정보기술(IT)이 기업의 성공을 위해 필요한 역량 및 조직구조를 개발하는데 있어서 필요한 가이드라인을 제공한다. 본 연구는 계량적인 연구 모델을 제시하지 못하는 한계점을 가지고 있으나, 최근의 정보기술 환경에서 기업들이 조직의 구조를 설계하는데 있어 고려해야할 점들과 지침을 제공하는 것이 연구의 목적이다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제43권1호
• /
• pp.72-78
• /
• 2019

중고선은 신조선과 달리 시장참여자에게 즉각적인 시장 진출입 기회를 제공하기 때문에 해운산업에서 중요한 시장이라 할 수 있다. 중고선 거래 시 정확한 선가 추정은 향후 장기적인 자본비용의 부담과 직접적인 관련이 있기 때문에 투자의사결정에서 상당히 중요한 요소가 된다. 기존의 중고선시장과 관련된 연구들은 시장의 효율성검증에 치우쳐 있어 정확한 중고선가 추정을 위한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 중고선박 가치추정에 전통적인 계량모델보다 기존연구에서 시도되지 않았던 인공신경망모델을 새롭게 제안하였다. 문헌연구를 통해 중고선 가격에 영향을 미치는 6개 요인(운임, 신조선가격, 총 선복대비 발주량, 해체선 가격, 선령, 사이즈)을 선정하였고, 데이터는 2016년 1월부터 2018년 12월까지 Clarkson에 보고된 파나막스 중고선의 실거래 기록 366건을 이용하였다. 변수선정을 위하여 상관분석과 단계적 회귀분석 실시한 결과 최종적으로 운임, 선령, 사이즈 3개의 변수가 채택되었다. 모델의 설계는 10분할 교차검증으로 인공신경망모델의 파라미터들을 추정하여 진행되었다. 인공신경망 모델의 중고선 가치추정치를 단순 단계적 회귀모형과 비교한 결과 인공신경망모델의 성능이 우수함을 확인하였다. 이 연구는 중고선 선가추정에 미치는 요인들에 대한 통계적인 검증, 성능개선을 위한 기계학습기반의 인공신경망 모델활용이라는 측면에서 차별적 의미가 있다. 또한 정확한 선가 추정이 요구되는 실무에서 통계적인 합리성과 결과의 정확성이 동시에 만족되는 과학적 모델을 제시하여 실무적으로도 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.59-72
• /
• 2019

이 연구에서는 초등학생들의 소집단 과학 논의 활동에서 나타나는 인식적 고려사항들을 동정하고 이러한 인식적 고려사항들이 논의 상황 속에서 어떻게 서로 관련되는지 탐색하였다. 학생들의 소집단 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 Berland et al.(2016)이 제시한 틀을 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생들의 소집단 논의 활동에서 인식적 고려사항은 본성, 일반성, 정당화, 청중의 네 가지 측면에서 소집단 별, 차시 별로 다양하게 나타났다. 둘째, 소집단 별 논의 활동에서 나타난 인식적 고려사항들은 서로 상호 작용하며 복합적으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 소집단 논의 수업을 설계하고 평가하는 교사들에게 학생들이 논의 활동에 참여할 때 어떠한 생각을 가지고 참여하고 있으며 이러한 인식적 고려사항들이 학생들의 논의 활동에 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대한 이해를 제공할 수 있다. 학생들의 학습접근방식보다는 성적 수준이 학생들이 사용하는 인식적 고려사항에 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인식적 고려사항들은 상호 작용하는 과정에서 논의 상황에 따라 서로 관련이 되므로 인식적 고려사항들이 서로에게 긍정적으로 관련되어 과학 논의 활동이 과학적이고 논리적으로 전개될 수 있도록 소집단내 규범 형성 및 교수 전략을 고려하여야 한다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.45-57
• /
• 2019

맥락과 학습자의 흥미를 무시하는 기존의 과학사 교육은 과학의 본성(NOS)에 대한 이해를 방해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대륙이동설의 역사에 대한 스토리텔링의 풍부한 맥락을 통해 NOS 요소를 전달하고자 한다. 스토리텔링을 전달하는 다양한 매체 중에서 개인의 몰입을 이끌어내는 강력한 매체는 바로 컴퓨터 게임이며, 그 중에서도 스토리가 주가 되는 장르는 롤플레잉게임(RPG)이므로, 본 연구에서는 대륙이동설을 중심으로 과학사 롤플레잉 게임(SHRPG)을 개발하고자 한다. 게임 개발을 위한 모델은 Kim(2017)의 4F 프로세스를 적용했으며, 이 모델은 현황 분석, 목표 설정, 게임화 설계, 마무리 단계로 구성되어 있다. 목표 설정 단계에서 교육 게임화 범위는 대륙이동설의 역사에서 두드러지게 나타나는 4 가지의 NOS 요소(Lederman et al., 2002)를 포함하였다. 즉, 창의력과 상상력의 요구, 주관성, 사회 문화적 특성, 잠정성이다. 메커닉스와 룰은 퀘스트, 보상, 퀴즈, NOS 점수와 랭킹을 포함했다. 최종 단계에서는 4번의 테스트가 수행되었다. 마지막 4차 테스트인 베타테스트에서 고등학생들을 대상으로 VNOS-C 사전 사후 설문, 만족도 조사, 면담을 통해 본 연구가 교육게임화가 추구하는 결과인 '재미도 있고 배운 것도 많은 수업'인지 확인했다. 그 결과, SHRPG에서 의도한 NOS 요소 4 가지에 대해 학생들이 게임의 스토리인 대륙이동설의 맥락을 통해 이해하고 있었으며, 4 가지 요소 중에서도 '창의력'요소에서 가장 뚜렷한 효과를 보였다. SHRPG에 대한 만족도 또한 매우 높게 나타났는데, 스토리에서 가장 큰 재미를 느꼈으며, RPG 형식의 교육을 통해 쉽게 이해할 수 있었다는 의견이 가장 많았다.