• 제목/요약/키워드: 화학개념이해

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탐구적 과학 글쓰기 활동이 학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상에 미치는 영향 및 다중 표상에 대한 학생들의 인식 (The Impact of the Science Writing Heuristic Approach on Students' Use of Multiple Representations in Science Writing and Students' Recognition about Multiple Representations)

  • 남정희;박지연;이동원
    • 대한화학회지
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    • 제56권6호
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    • pp.759-767
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    • 2012
  • 이 연구의 목적은 탐구적 과학 글쓰기(SWH) 프로그램이 학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상에 미치는 영향 및 다중 표상에 대한 학생들의 인식을 알아보기 위한 것이다. 이 연구는 광역시에 위치한 남녀공학 중학교 1학년 학생들을 대상으로 3개 학급 94명의 학생을 실험집단으로, 2개 학급 64명의 학생을 비교집단으로 선정하여 수행하였다. 실험집단은 총 8개 주제의 탐구적 과학 글쓰기 프로그램을 수행하였고, 비교집단은 같은 기간 동안 전통적인 실험수업을 수행하였다. 학생들이 작성한 요약 글쓰기에서 나타난 다중 표상을 분석한 결과, 실험집단의 평균이 비교집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 프로그램에 참여한 학생들의 다중 표상에 대한 인식 조사에서 모든 학생들이 개념에 대한 자신의 생각을 표현 하는데 있어서 다중 표상의 필요성과 효과를 인지하고 있었다. 그러나 실제 다중 표상을 사용하는 수준에는 차이가 있으며 이는 다중 표상 사용에 대한 이해와 연관이 있는 것으로 나타났다.

태양전지모듈용 고내구성 저가형 백시트 (Low-costBacksheet Materials with Excellent Resistance to Chemical Degradation for Photovoltaic Modules)

  • 표세연;이창현
    • 멤브레인
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    • 제25권3호
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    • pp.287-294
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    • 2015
  • 태양전지는 태양복사에너지를 반도체의 광전효과를 통해 전기에너지로 변환시키는 친환경 에너지변환장치를 의미한다. 수분을 포함하는 다양한 화학물질들에 대한 높은 차단성을 갖는 다층형 필름인 백시트는 태양전지의 중요한 요소이다. 대표적인 백시트는 polyvinyl fluoride (PVF)와 poly(ethylene terephthalate) (PET)의 다층필름으로 구성된다. PVF는 높은 내후성을 가지는 반면, 가격이 상대적으로 비싼 단점을 보인다. 따라서, 백시트의 제조가격을 낮출 수 있으면서, 동시에 실제 태양전지모듈에 적용할만한 수명특성을 만족시킬 수 있는 대체소재의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 일정수준의 결정성을 갖는 PET 필름을 PVF 필름 대신 사용하였다. 그러나, PET 소재는 다양한 pH 조건에서 trans-esterification 및 가수분해에 의해 분해될 수 있기 때문에, 태양전지의 구동조건에서 PET의 분해거동을 이해할 필요가 있다. 단시간 내 화학적 분해거동을 평가하기 위해서, 가속화된 PET 분해실험 프로토콜이 개발되었다. 마지막으로, 제안 개념의 효용성은 태양전지모듈의 장기운전성능 평가를 통해 확인하였다.

배터리 잔존 유효 수명 예측을 위한 전기화학 모델 기반 고장 예지 및 건전성 관리 기술 (Prognostics and Health Management for Battery Remaining Useful Life Prediction Based on Electrochemistry Model: A Tutorial)

  • 최요환;김홍석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권4호
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    • pp.939-949
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    • 2017
  • 고장 예지 및 건전성 관리 기술(Prognostics and Health Management; PHM)은 시스템의 현재 상태를 진단하고 향후 발생 가능한 고장 시점을 신뢰성 있게 예지하는 기술로써 유지 보수 비용의 절감 및 시스템의 안정성 향상을 꾀하고자 하는 다양한 산업분야에서 활발하게 이용되고 있다. 스마트 그리드의 에너지 저장장치, 전기차, 스마트폰, 항공우주산업 등 광범위한 사용처에서 중요한 에너지원으로 사용되고 있는 배터리 또한 성능 저하 및 폭발의 위험성으로부터 자유로울 수 없기 때문에 이러한 고장 예지 및 건전성 관리 기술이 반드시 적용되어야 할 어플리케이션이다. 본 논문에서는 PHM의 기본적인 개념을 소개함과 동시에 배터리의 잔존 유효 수명(Remaining Useful Life; RUL)을 예측하는 각종 알고리즘 및 성능 평가 지표 서술에 초점을 맞추도록 한다. 더불어 배터리의 기능적 동작 원리 및 전기화학 기반의 모델링에 대한 설명을 통해 향후 잠재적인 가능성을 지닌 배터리의 전반적인 특성에 대한 깊은 이해 및 응용 기술에 대한 통찰력을 제시하고자 한다.

고등학생의 증강현실을 활용한 협력적 과학 개념학습에서 나타나는 언어적·물리적 상호작용 (High School Students' Verbal and Physical Interactions Appeared in Collaborative Science Concept Learning Using Augmented Reality)

  • 신석진;김혜린;노태희;이재원
    • 한국과학교육학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.191-201
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    • 2020
  • 이 연구에서는 증강현실을 활용한 협력적 과학 개념학습에서 나타나는 학생들의 언어적 상호작용과 물리적 상호작용을 심층적으로 조사하였다. 3개의 소집단으로 구성된 고등학교 1학년 학생 12명이 연구에 참여하였다. 이들은 화학 결합 개념 이해를 목표로 개발된 스마트 기기 기반의 증강현실 어플리케이션을 활용한 수업에 참여하였다. 학생들의 수업 과정은 녹음 및 녹화하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 언어적 상호작용 중 개별 진술 단위에서는 정보 질문과 정보 설명 및 방향 질문과 방향 설명에 관한 진술의 비율이 높았고, 상호작용 단위에서는 교정형 및 누적형 상호작용의 비율이 높았다. 학습 진행에 관한 개별 진술 및 상호작용의 비율도 높게 나타났다. 학생들의 물리적 상호작용은 유의미한 언어적 상호작용 없이 단독으로 이루어진 경우가 가장 많았다. 학생들이 지식 구성 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호작용을 할 때는 가상 객체를 응시하거나 활동지 관련 활동을 하는 비율이 높았던 반면, 물리적 상호 작용만 수행하거나 운영 관련 언어적 상호작용을 하며 물리적 상호 작용을 할 때는 증강현실의 마커의 조작과 관련한 다양한 탐색적 활동이 주로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교과에서 증강현실을 활용한 협력적 개념학습이 효과적으로 이루어지기 위한 방안을 제안하였다.

과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색 (An Investigation into the Secondary Science Teachers' Perception on Scientific Models and Modeling)

  • 조은진;김찬종;최승언
    • 한국과학교육학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.859-877
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    • 2017
  • 과학 교육의 궁극적 목표인 학생들의 과학적 소양을 배양하는데 있어 이하 모델과 모델링이 차지하는 핵심적 역할을 고려할 때, 중등 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하는 것은 모델 기반 교수 학습을 실제 과학 수업에 적용하기 위한 토대를 마련하기 위해 필수적이라고 할 수 있다. 모델 기반 교수 학습이란 학생들이 자신의 모델을 생성(generating), 평가(evaluating), 수정(modifying)하는 모델링을 통해 과학적 내용 지식을 학습하고 나아가, 과학의 본성에 대한 바람직한 이해를 구축하도록 모델과 모델링 과정에 대하여 학습하는 것을 의미하며, 그러한 모델링 수업의 안내자로서 과학 교사는 모델과 모델링에 대하여 튼튼한 이해를 소유하여야 한다. 이에 본 연구자는 현재 학교 현장에서 과학 교과를 가르치는 50명의 중등 과학 교사를 대상으로, 10개의 개방형 문항을 사용하여 다음과 같은 두 가지 범주의 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 인식, 첫째, 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 이해, 즉 정의, 예시, 목적, 다양성, 변화성, 설계와 구성, 평가 기준, 둘째, 교수도구로서의 모델과 모델링 활용의 중요성과 교수 의사를 조사하였다. 수집된 자료에 대한 질적 분석을 통하여 다음과 같은 결론에 도달하였다. 첫째, 대부분의 과학 교사들은 모델이 갖는 교수도구로서의 기능적 측면에 집중하여, '실제의 단순화된 표상'이라는 모델 개념을 소유하지만, 과학 내용 전달 측면의 효용에만 집중하기 때문에, 과학에 있어서 모델과 모델링의 역할을 파악하지 못 하고 있다. 둘째, 대부분의 과학 교사들은 하나의 자연 현상을 표상하기 위해 다양한 모델이 구성될 수 있다는 사실과, 그러한 모델의 변화 가능성에 대하여 비교적 잘 인식하고 있으나, 모델의 설계와 구성이나 평가 기준 측면의 이해는 수정을 필요로 하는 제한적 수준에 머물러 있다. 셋째, 많은 교사들이 모델과 모델링에 대하여 가르치는 것의 중요성을 인식하지만, 여러 교육 과정 상의 현실적 어려움과, 교사의 지식 부족을 토로하여 모델과 모델링의 실제 현장 적용에 대해 부정적 시각을 견지하는 교사들이 상당하였다. 넷째, 물리, 화학, 지구과학 전공 교사들에 비하여, 생물 전공 교사들은 전공 또는 과목 의존적 이해의 양상, 즉 생물교과에 자주 등장하는 기능적, 실물 모델에 국한된 모델 개념을 소유하였고, 그러한 관점은 교수도구로서 모델과 모델링을 활용하는 것에 대한 부정적 견해로 나타나, 모델에 대한 지식과 신념 사이의 상호관련성이 일견 탐지되었다. 본 연구에서 중등 과학 교사들이 모델과 모델링에 대하여 무엇을 알고, 어떻게 가르치는가에 대한 기존의 인식을 탐색하여 분석한 결과는 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 이해의 제고를 위한 적극적인 개입에 대하여 큰 시사점을 갖는다.

지하수의 플랫폼 동시성과 Digital Twin의 개념과 적용 (Concept and Application of Groundwater's Platform Concurrency and Digital Twin)

  • 최두형;김병우;권이재;김화영;기철서
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.13-13
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    • 2023
  • 디지털 기술은 오늘날 플랫폼과 디지털 트윈의 기술도입을 통해 현실 세계를 네트워크와 가상세계와의 연결이 통합되어진 가상 현실 세계의 입문 도약이다. 현실에서 가상현실의 사이의 디지털 전환(digital transformation)에는 디지털 기술과 솔루션을 비즈니스의 모든 영역에 통합하는 것이 포함된다. 이러한 디지털 전환의 핵심은 데이터에 관한 것이며, 데이터를 활용하여 가치를 창출하고 고객경험과 비즈니스 영역을 극대화하는 방식을 제공한다. 최적의 데이터를 제공하기 위한 플랫폼과 가상 현실세계 구현을 위한 디지털 트윈의 상호연계 관한 기본 개념은 데이터 수집, 데이터 분석, 데이터 시각화 및 데이터 보고와 같은 데이터 비즈니스이다. 현장 데이터는 디지털 양식을 통해 수집, 기록, 저장된다. 현장 IoT 기반 데이터(사진 및 비디오 매체 등)는 지속적으로 수집되고 종종 다른 데이터베이스에 저장되지만 지리 공간적 위치에 연결되지 않는다. 모든 디지털 발전을 조화시키고 지하수 데이터에서 더 빠른 이해를 도출하기 위해서는 디지털 트윈이 시작되어야 한다. 단일 지하수플랫폼에서 현장 조건을 시각화하고 실시간 데이터를 스트리밍하며, 과거 3D 데이터와 상호작용하여지질 또는 지화학 데이터를 선택적 사용을 위해 지하수 플랫폼과 디지털 트윈이 연계되어야 한다. 데이터를 디지털 정보모델과 연결하면 디지털 트윈에 생명을 불어넣을 수 있지만 디지털 트윈의 가치를 극대화하려면 여전히 데이터 플랫폼 서비스와 전달 방식을 선택해야 한다. 지하수 플랫폼동시성을 갖는 디지털 트윈은 정적 및 동적 데이터를 저장하는 데이터베이스 또는 크라우드 서비스에서 데이터를 가져오는 API(애플리케이션 프로그래밍 인터레이스), 디지털 트윈을 위한 호스팅 공간, 디지털 대상을 구축하는 소프트웨어, 구성 요소 간 읽기/쓰기를 위한 스크립트, chatGPT 및 API를 활용할 수 있다. 이를 통해 수집된 데이터의 실시간 양방향 통신기술인 지하수 플랫폼 기술을 활용하여 디지털 트윈을 적용하고 완성할 수 있고, 이를 지하수 분야에도 그대로 적용할 수 있다. 지하수 분야의 디지털 트윈 기술의 근간은 지하수 모니터링을 위한 관측장치와 이를 활용한 지하수 플랫폼의 구축 및 양방향 자료전송을 통한 분석 및 예측기술이다. 특히 낙동강과 같이 유역면적이 넓고 유역 내 지자체가 많아 이해관계가 다양하며, 가뭄과 홍수/태풍 등 기후위기에 따른 극한 기상이변가 자주 발생하고, 또한 보 및 하굿둑 개방 등 정부정책 이행에 따른 민원이 다수 발생하는 지역의 경우 하천과 유역에 대한 지하수 플랫폼과 디지털 트윈의 동시성 기술적용 시 지하수 데이터에 대한 고려가 반드시 수반되어야 한다.

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CoRe를 활용한 수업 설계가 이공계열 교수의 수업 전문성에 미치는 영향 (The Influences of Lecture Design Using CoRe upon Professor's Teaching Professionalism in College of Science-Engineering)

  • 송나윤;홍주연;노태희;한재영
    • 대한화학회지
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    • 제64권2호
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    • pp.84-98
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    • 2020
  • 이 연구에서는 CoRe를 활용한 수업 설계가 이공계열 대학교수의 수업 전문성에 미치는 영향을 PCK의 측면에서 분석하였다. 충청도 소재의 대학교에 재직 중인 이공계열 교수 3명이 연구에 참여하였다. 강의 계획서를 수집하고 교수의 수업을 관찰한 후, 오리엔테이션을 진행하였다. 이후, 두 차례에 걸쳐 교수가 작성한 CoRe를 수집하고 이를 바탕으로 교수가 실행한 수업을 관찰하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 강의 계획서, 교수가 작성한 CoRe, 수업을 촬영한 영상, 관찰 노트, 수업 자료, 면담 전사본 등을 분석하였다. 연구 결과, 교수들은 학습목표와 학생의 특성을 명료화하고, 이를 수업에 반영하였다. 또한 단원 내용의 특성에 따른 교수전략을 수립하였으며, 학생의 이해 수준을 파악하는 것의 필요성을 인식함에 따라 평가 방법을 선정하고 이를 수업에서 활용하였다. 그러나 학습목표를 명시적으로 제시하는 것이 부족하였고, 학생의 오개념을 교수 중심으로 설명하는 것에 그쳐 새로운 개념을 유도하는 수업을 구성하는 것이 미흡하였다. 또한 학생의 사전 지식을 고려하거나 학생이 수업에 참여할 기회를 제공하는 것이 부족하였으며, 교수가 선정한 평가 방법이 효과적으로 이루어지지 않는 경우도 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 CoRe를 활용한 교수의 수업 전문성 향상 방안을 논의하였다.

예비과학교사가 계획한 비유 사용 수업의 특징 (The Characteristics of Lessons Using Analogies Planned by Pre-service Science Teachers)

  • 김민환;김혜리;노태희
    • 대한화학회지
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    • 제62권2호
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    • pp.148-158
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    • 2018
  • 이 연구에서는 예비과학교사의 비유 사용 수업 계획에서 나타나는 특징을 분석하였다. 서울 소재 사범대학에서 교수 설계와 관련된 강의를 수강 중인 8명의 예비과학교사가 연구에 참여하였다. 비유를 사용한 과학 수업에 대한 워크숍을 실시한 후 비유 사용 수업을 계획하도록 하였고, 반구조화된 면담을 실시하였다. 비유를 사용한 과학 수업의 맥락을 정리한 선행 연구의 분석틀을 이 연구의 맥락에 맞게 수정 보완하여 사용하였다. 분석 결과, 대부분의 예비교사는 수업의 도입 단계나 전개 단계에서 비유를 사용하고, 목표 개념을 도입하기에 앞서 비유물을 제시할 것으로 계획하였다. 학생의 활동도에 대한 고려 수준이 높지 않았고, 많은 예비교사들이 비유 사용 수업에서 평가의 필요성을 인식하지 못하고 수업 계획에 평가 과정을 포함하지 않았다. 학생들이 대응 관계를 잘못 이해하거나 비공유 속성이 학생들에게 혼란을 가져올 수 있다는 이유로 예비교사들은 대응 명료화 전략을 교사 중심으로 진행하고 비공유 속성을 다루지 않으며 다중 비유를 활용하지 않겠다고 계획하였다. 마지막으로 대부분의 예비교사가 그림이나 사진, 영상 등을 활용하여 자신이 제시한 비유에 대한 학생들의 이해를 도울 것이라고 하였다. 이상의 결과를 바탕으로 교육적 함의를 논의하였다.

서비스디자인 접근법을 활용한 화학테러현장 대응매뉴얼의 개선방안 연구 (A Study on the improvement for response manual of chemical terror incident using the service design analysis)

  • 함승희;박남권;이준
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.325-333
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    • 2018
  • 연구목적: 본 연구는 화학테러현장에서 총괄지휘권을 갖는 경찰을 중심으로 현장대응매뉴얼의 실행력을 확보하기 위해 서비스디자인 분석기법을 적용해 관찰 및 분석하고 이를 통해 문제점을 밝혀내고 개선사항을 제안하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 연구를 위해 경찰의 테러 대응 매뉴얼에서 화생방 테러 대응 지휘체계를 중심으로 자료를 수집하였다. 또한 분석에서 매뉴얼의 사용자 외에도 다양한 이해관계자들을 고려해야 하기 때문에 참여자들의 관계가 적용되는 방법론을 활용하여 분석하고자 서비스 디자인 분석기법을 활용하였다. 연구결과: 최종 치안서비스의 수혜자인 피해시민의 관점에서 대응매뉴얼의 서비스 프로세스를 진단하였으며, 현장대응 서비스 과정에서 발생하는 피해시민과 현장대원간, 후방대원간, 프로세스간 대기지점(Waiting Point)과 실패요소(Failure Factor)를 확인하였다. 결론: 본 연구를 통해 화학테러 현장 대응 활동을 서비스의 개념으로 파악하여 각 관계기관과 현장에 있는 시민과의 상호작용 및 비가시 영역에서의 후방지원활동과 장비 시설물의 활용성을 한 번에 검토함으로써 문제요소별 개선대안을 도출할 수 있었다.

문헌정보학의 '문헌정보'에 대한 대학생 인식 조사 (An Investigation into the College Students' Awareness of 'Library and Information' in the Library and Information Science)

  • 강미희
    • 한국도서관정보학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.297-319
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    • 2014
  • 이 연구는 정보의 생산에서 소비까지의 전 과정에 필요한 교육은 물론 관련현상을 연구하는 강력한 학문으로 정착했음에도 불구하고 학문적 성격을 규명하기 쉽지 않은 문헌정보학의 특수한 상황에 대한 문제제기에서 시작되었다. 따라서 이 연구는 개인적 특수성과 수강경험이 문헌정보라는 용어인식에 영향을 미치는지, 영향을 미친다면 어떤 경로를 통해 영향을 미치는지를 탐색적으로 규명하는 것이 목적이다. 이와 같은 배경에서 이 연구는 전남대학교 재학생 328명을 대상으로 자료를 수집하였으며, 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 개인적 특성과 관련하여 성별, 연령에 의한 차이는 발생하지 않았으며, 학년에 따른 차이는 발생하였다. 둘째, 수강경험과 관련하여 수강경험의 유무에 따른 차이는 발생하지 않았으며, 수강경험의 횟수와 수강경험의 유형에 따라서는 차이가 있었다. 셋째 개인적 특성 및 수강경험 등의 조건과 상관없이 응답자 대부분은 문헌정보라는 용어에 대한 의미를 문헌에 담긴 정보와 문헌에 대한 정보를 포괄하는 개념으로 이해하고 있었다. 이상의 결과를 통해 문헌정보학에서 의미하는 문헌정보라는 용어는 일반적으로 문헌과 정보의 화학적 결합보다는 범위의 확장으로 이해되고 있으며, 또한 특수한 개인적 경험에 의해 다르게 이해되기도 하는 다의적 용어라는 점과 이에 대한 학문적 규명작업이 필요함을 확인할 수 있다.