• 한국가스학회지
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• 제20권2호
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• pp.66-71
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• 2016

현재 산업단지에는 수많은 센서로부터 얻는 정보를 이용해 누출 발생지역을 감지 감시하고 있다. 그러나 화학물질 누출사고는 꾸준히 발생하고 있으며, 때에 따라 다량의 화학물질이 누출되는 경우에는 큰 피해가 발생하고 있다. 이때 중요하게 작용하는 센서 배치가 현재까지는 과거의 경험을 통하여 그 결정이 이루어지거나, 또는 센서제작 업체에서 제시하는 가이드를 통하여 설치되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화학물질 누출이 일어났을 때 빠른 감지 및 대응을 위해 가장 중요한 요소인 센서 배치 최적화 방법론을 제시하였다. 특히 공정구조에 따른 누출흐름이 미반영된 상태에서 초기 배치 최적화를 위해 센서 개수 최소화 측면과 화학물질감지확률 측면으로 나누어 일반적으로 사용할 수 있는 수식을 제시하였다. 제시된 방법은 간단한 누출 시나리오를 이용하여 검증을 진행하였고, 이를 통해 각 공정의 안전성 목표치를 성취함으로써 안전한 공정 운영이 가능하도록 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권6호
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• pp.1063-1069
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• 2004

이 연구에서는 해결자 청취자 활동을 이용한 화학 문제 해결에서 소집단 구성 방법에 따른 효과를 조사하였다. 서울시에 위치한 인문계 고등학교의 3개 학급을 선정하여 전통적 수업 집단, 동질적 집단 구성의 해결자 청취자 활동 수업 집단, 이질적 집단 구성의 해결자 청취자 활동 수업 집단으로 무선 배치하였다. 사전 검사로 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사를 실시하였다. 처치 집단의 학생들은 사전 성취 수준에 따라 동질적 집단과 이질적 집단으로 구성되었으며, 2명이 조를 이루어 화학 반응식과 화학 양론에 관한 문제를 해결하였다. 수업 처치 후 분석적 기술 검사, 문제 해결력 검사, 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사를 실시하였다. 일원 공변량 분석 결과, 동질적 집단 구성으로 해결자 청취자 활동을 한 수업 집단의 분석적 기술 점수가 다른 집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높았다. 그러나 화학 문제 해결력 검사와 메타인지적 기술의 사용에 대한 인식 검사에서는 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권3호
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• pp.327-335
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• 2005

이 연구에서는 STS 가설 연역적 수업 전략을 고등학교 화학 I의 물 단원의 수업 전략에 사용하여 학생들의 과학 학업 성취도와 과학에 관련된 태도를 알아보았다. 연구의 대상은 경기도에 있는 남녀 공학 고등학교 2학년 자연 계열 학생들이다. 본 연구는 사전 검사로 실험반과 통제반 학생들의 물 단원 관련 과학 학업 성취도와 과학에 관련된 태도를 조사한 후 STS 가설 연역적 수업 전략과 교과서 위주의 전통적 강의식 수업 전략을 총 10차시에 걸쳐 시행한 후에, 학생들이 수업 후 형성된 과학 학업 성취도와 과학과 관련된 태도를 사후 검사를 통해 실시하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 물과 관련하여 STS 가설 연역적 수업 전략을 도입한 실험반의 학생들과 교과서 위주의 강의식 수업 방식을 도입한 통제반의 학생들은 과학 학업 성취도 변화에 있어서 실험반의 교정 평균이 통제반의 교정 평균보다 4.26점 높게 나타났으나, 통계적으로 유의미한 차이는 나타나지 않았다(p>05). 둘째, STS 가설 연역적 수업 전략을 도입한 실험반의 학생들이 교과서 위주의 강의식 수업 방식을 도입한 통제반의 학생들보다 과학/기술/사회와 관련된 태도 변화에 있어서 통계적으로 유의미한 차이를 나타내었다 (p<.05).과학에 관련된 태도의 하위 영역에서 실험반이 통제반 에 비해 통계적으로 유의미한 차이가 있는 영역은 과학 수업 내용(II영역), 과학 공부(III영역), 과학의 가치(IV영역)이였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권3호
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• pp.377-388
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• 1999

본 연구에서는 중학교 2학년 '화학 변화와 원소' 단원에 대해 학생 질문을 강화한 교수-학습 모형을 개발 적용하여 그 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 중학교 2학년 4개반(통제 집단 2학급, 처치 집단 2학급) 150명을 대상으로 4주 12차시 동안 진행되었으며, 사용된 교수-학습 모형에는 학생 질문을 활성화하기 위한 활동지 작성 과정과 교수-학습 도중 생기는 의문에 대한 학생 질문 과정, 그리고 학생 질문에 대한 개인별, 전체별 송환(feedback) 과정이 포함되었다. 수업 처치 전, 과학 수업에 대한 태도 검사 과학적 태도의 수용 검사를 실시하였고 개념 이해도 검사와 학업 성취도 검사의 공변량으로 사용하기 위해 각 집단 학생들의 1학년 과학 성적을 조사하였다. 수업 처치 후 학생들의 개념 이해도, 학업 성취도 과학 수업에 대한 태도 및 과학적 태도의 수용을 개념 검사지, 학업 성취도 검사지, TOSRA (Test of Science-Related Attitudes)를 이용하여 측정하였다. 연구 결과, 학생 질문을 강화한 과학 수업 집단 학생들이 전통적 학습 집단 학생들에 비해 개념 이해도 (p<.01)와 학업 성취도(p<.05) 측면에서 유의미한 차이를 보였다. 그러나 과학 수업에 대한 태도와 과학적 태도의 수용은 처치 집단 학생들의 점수가 통제 집단 학생들의 점수보다 조금 높았지만, 두 집단 간에 유의미한 차이는 보이지 않았다. 본 연구에서는 학생 질문을 강화한 수업의 효과에 대한 교육적 합의에 대해 논의하였다.

• 영재교육연구
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• 제14권2호
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• pp.1-18
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• 2004

본 연구는 1986년도에 한국과학기술대학 조기진학을 위해 1학년 과학영재들에게 초고속 속진학습을 동년 4월 1일부터 9월 26일까지 약 170여 일 동안 791 시간의 특별 프로그램을 투여하고 9월 입학시험에 응시한 8명의 대상자 중 설문에 응답한 6명의 학생들을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 조기진학 특별 프로그램을 받은 과학영재들이 지난 17년 동안 어떤 과정을 거쳐 현재에 와 있는지를 알아보고, 17년 후 현재의 성취 정도를 파악하며, 자신이 받은 속진학습에 대해서 어떻게 평가하고 있는지에 대해 알아보고자 한다. 또한 그들은 자신의 성취의 요인을 무엇으로 보는지에 대해 알아보고, 이를 통하여 고교 과학영재의 초고속 속진학습의 가능성을 확인해보고 앞으로의 과학영재교육의 방향을 모색하고자 한다. 연구 결과 3명은 박사학위를 받고 연구소의 연구원, 교수로 성취하였고 나머지 3명은 석사학위를 받은 후 연구소의 연구원으로 근무하고 있었다. 이들의 연구업적은 분야에 따라 편차가 크나 연구업적이 큰 3명의 경우에는 25-28세에 SCI급 국제 저널에 논문을 낼 정도로 성취하였다. 특히 두 사람의 경우는 삼성그룹 기술논문경진대회 기게 화학분야 최우수상 수상, 국내 최초 IMT2000 상용 모뎀 칩 개발 등 두드러진 성과를 거두기도 하였다. 또한 한 명은 하버드 대학으로 대학을 옮겨 물리학을 전공하고, UCLA에서 법학을 전공하여 법대교수로 재직하고 있다. 자신이 받은 초고속 속진학습에 대한 평가에서 김덕영은 선행연구에서 고교과정 2년을 단축하는 특별 프로그램 운영은 필요한 것이고, 학습 성취는 물론 정서적 적응상태의 확인을 통해서 초고속 속진학습이 성공적이라고 주장하였다. 그러나 17년이 지난 지금 연구 대상자들의 반응은 긍정적인 면 보다는 부정적 시각이 많았다. 특히 조기진학을 위한 특별프로그램 참여자 중에서 첫 해에 합격한 학생들은 프로그램 참여가 자신감을 비롯한 인생에 긍정적인 영향을 미쳤다고 생각하나 불 합격생은 부정적인 영향을 미쳤다고 여기고 그 중에 한 명은 지금까지도 많이 후회하고 있다고 언급했다. 따라서 세심한 판별과정을 거쳐 능력 있는 과학영재를 조기에 발굴하여 체계적으로 속진교육을 한다면 과학영재들의 성취를 위해서 초고속 속진학습이 아닌 한속진학습은 반드시 필요하다. 앞으로 17년이 지난 후에 이들 과학영재들에 관한 종단연구는 다시 진행될 것이다.

• 대한화학회지
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• 제56권2호
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• pp.290-296
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• 2012

화학교육 연구의 최근 동향을 파악하기 위하여 국내와 국외 화학교육 학술지에 게재된 논문을 비교 분석하였다. 국내 학술지로는 대한화학회지와 한국과학교육학회지를 선택하였고, 국외 학술지로는 Journal of Chemical Education을 선택하였다. 세 학술지에 2000년에서 2009년까지 10년간 게재된 논문을 분석하였다. 연구 결과, 연구 주제로 '교수법 및 교육공학', '학습자 특성', '화학 개념 및 실험' 순서로 많이 연구되었고, 한국의 사회적 특성이 반영된 '교육과정 및 교과서' 연구도 종종 이루어졌다. 연구에서 다루어진 화학교육 목표는 '개념 이해 및 개념 변화'가 가장 많았고, 국외의 경우 '성취도 또는 성적'이, 국내의 경우 '실험·탐구 능력'과 '태도, 흥미, 동기'가 두 번째로 많았다. 연구 대상으로 국내에서는 중학생과 고등학생을 대상으로 하는 연구가 많은 반면 국외에서는 대학생을 대상으로 하는 연구가 많아, 국내 연구에서 고등교육에 대한 관심이 요구된다. 연구 방법으로 '조사 및 검사'가 가장 많이 사용되었고, 국내의 경우 '자료 분석 및 내용 분석'과 '실험 연구', 국외의 경우 '실험 연구'가 두 번째로 많았다. 미래의 화학교육 연구에 대한 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제60권5호
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• pp.362-373
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• 2016

이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 교과서에서 제시하고 있는 이온 화합물의 설명 개념과 모형을 분석하고, 학생들이 이온 화합물에 대해 어떻게 이해하고 있는지 설문 검사하였다. 교과서 분석은 중학교 과학2 교과서 9종과 고등학교 화학 I과 화학 II 교과서 4종을 대상으로 하였고, 설문 검사는 중학교 2학년, 고등학교 1~3학년 학생 194명을 대상으로 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교과서 내용 분석 결과, 이온 화합물을 설명할 때 사용한 과학적 개념과 이를 표현하는 모형은 교과서 마다 차이가 있었다. 이온 화합물의 정의에서는 정전기적 인력, 강한 결합, 규칙적 배열, 결합비의 개념 중 몇 가지를, 이온 화합물의 성질에서는 녹는점, 부서짐, 용해, 전기 전도성 중 몇 가지를 선택적으로 제시하였다. 또한 설명 없이 모형만 제시하거나 설명만 하고 모형은 제시하지 않은 경우도 있었다. 이러한 차이는 중학교 과학2 교과서에서와 같이 이온 화합물에 대한 별도의 성취기준이 없는 경우와 결합비나 용해와 같이 학년별로 동일한 개념을 반복하여 다룰 때 더 크게 나타났다. 둘째, 이온 화합물에 대한 학생 설문 분석 결과, 이온의 형성 과정과 결합비를 설명할 때 과학적 개념을 잘 적용하지 못하였고 모형으로 표현하는 것을 어려워하였다.

• 대한화학회지
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• 제41권5호
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• pp.239-245
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• 1997

광유로부터 polychlorinated biphenyls(PCBs)를 제거할 수 있는 가능성을 평가하기 위해 활성탄을 이용한 흡착반응을 연구하였다. 염소원자의 치환이 비교적 적은 PCBs로 구성되어 있는 Aroclor 1242의 흡착 효율은 95% 이상이었으나, 많은 염소원자들로 치환된 Aroclor 1260은 상당히 낮은 75%의 효율을 나타내었다. 관찰된 차이점은 평면이나 비평면 구조를 갖고 있는 PCBs의 기하학적인 구조에 기인한다. 실제로 평면구조 PCBs의 농도는 Aroclor 1260에서보다도 Aroclor 1242에서 훨씬 높다. PCBs의 독성은 주로 평면 구조와 관련되어 있기 때문에, 활성탄에 의한 평면구조 PCBs의 우선적인 흡착은 활성탄의 처리를 통해 독성의 감소가 성취될 수 있다는 것을 보여준다. 독성 감소의 효율은 Toxicity Equivalence Factor(TEF)를 써서 평가하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.344-352
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• 2000

본 연구에서는 고등학생들의 화학 관련 환경 개념과 환경에 대한 태도를 조사하고, 자아존중감, 과학 수업의 즐거움, 여가 활동에서의 과학 흥미 등의 정의적 변인과의 관계를 조사하였다. 학생들의 환경 개념 이해도가 낮았으며, 남학생의 개념 이해도가 여학생보다 높았다. 그러나 환경에 대한 태도는 여학생이 남학생보다 높았다. 생태중심적 태도에서는 남녀 차이가 없었으나, 남학생이 여학생에 비하여 자기중심적 태도를 더 많이 지니고 있었다. 사전 과학 성취 수준이 높은 학생이 낮은 학생보다 환경 개념 이해도가 높았다. 정의적 변인 중 여가 활동에서의 과학 흥미가 환경에 대한 태도와 유의미한 상관이 있었다.

• 대한화학회지
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• 제55권1호
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• pp.7-13
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• 2011

전자구조의 계산에서 교환과 상관 효과에 대한 기술을 개선하기 위해서는 교환-상관범함수에 대한 개념을 명확히 하는 것이 바람직하다. 이 목적을 성취하기 위해서는 많은 그룹의 물질에 대하여 다른 이론 방법을 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 고리와 바구니 내원자들의 밀도전하를 연구하기 위하여 혼성 밀도함수 이론(DFT) 계산을 수행하였다. 핵-핵 에너지, 전자-핵 에너지와 운동에너지에 대한 교환 및 상호작용을 관찰하였으며, B3P86, B3PW91, B1B96, BLYP와 B3LYP 수준에서 계산하였다.