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과학교육을 위한 과학이론의 철학적 위치 (The Philosophical Status of Scientific Theories for Science Education)

  • 오준영;이은주
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.354-372
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    • 2022
  • 이 연구의 목적은, 과학교육을 위해 과학적 세계관을 기반으로 하여 다양한 과학이론들이 철학적으로 어떤 위치에 있는지를 탐색하는 것이다. 또한 그동안 통상적으로, 인식론과 방법론을 주로 다루어왔던 과학교육을, 존재론, 즉 형이상학의 믿음의 문제로 확장시키는 것에 목적을 두고 있다. 전통적으로 우리의 마음과는 독립적으로, 고정되고 변화하지 않는 객관적인 과학지식이 존재한다는 형이상학적 믿음의, 강한 결정론으로 정의된 물리적 실재론이 존재한다고 할 수 있다. 이것은 Newton, Einstein, Schridinger가 정립한 동역학의 자연법칙에서 볼 수 있는 것으로 '수학 화'라고 할 수 있다. Einstein도 상대성이론을 통하여 전통적인 견해를 어느 정도 흔들어 놓았으나 그의 이론은 여전히 전통적인 사고에 가까웠다. 이와는 반대로, 이러한 엄격한 결정론으로부터 벗어나게 되면 '가능성', '우연'과 같은 의인화 된 개념이 필요하다. 고전적으로 강한 결정론적 사상으로부터 약한 결정론인 우연적인 사고인 확률론으로의 변화와 자연주의적 관점으로 과학이론의 변화를 주도하는 현대의 과학적 세계관의 특징이다. 이는 Darwin의 진화론과 양자역학에 해당한다고 할 수 있다. 우리는 이러한 존재론적 세계관을 정당화하는 세 종류의 인식론적 세계가 있다고 말할 수 있다. 바로 합리주의, 경험주의 그리고 자연주의다. 과학교육은 우리가 교육현장에서 다루는 과학 이론이 어떤 형이상학적 믿음에 기반을 두었는지 많은 경우 말하고 있지 않다. 또한 과학교육은 과학 지식의 이해에만 초점을 맞추고 있다. 그러나 학습한 지식의 앎이라는 것과 학습자 자신의 형이상학적 믿음인 세계관과 연결되어 있을 때만 진정한 지식을 이해를 가져올 수 있다고 할 수 있다. 따라서 앞으로 과학교육은 다양한 과학이론들을 과학적 세계관과 철학적 위치에 기초하여 연결시키고 이를 학생들에게 제시해줄 필요가 있다.

팬데믹 시기 비대면 비만관리 프로그램의 개발 및 평가 (Development and Assessment of a Non-face-to-face Obesity-Management Program During the Pandemic)

  • 박은진;황태윤;이중정;김건엽
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제47권3호
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    • pp.166-180
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    • 2022
  • 본 연구는 팬데믹 시기 비대면 비만관리 프로그램의 개발하여 적용한 후 그 효과를 평가하고자 하였다. 근거기반 비대면 비만관리 프로그램 개발은 Intervention Mapping Protocol (IMP)를 이용하였다. 프로그램의 운영은 대구광역시 시민건강 놀이터 온라인 채널을 통해 참여를 신청한 과체중 및 비만 성인 48명을 대상으로 2020년 9월 14일부터 11월 13일까지 8주 동안 실시하였다. 효과평가는 프로그램 전·후 자가 신체 계측 측정, 건강행태 설문 및 만족도 설문 분석을 통해 평가하였다. IMP를 통한 중재 프로그램의 개발은 IMP 6단계의 과정을 적용하였고 1단계 요구사정은 간호·영양·운동 교육자 면담을 통해 대상자 선정 기준, 프로그램 운영 방법 등을 결정하였다. 2단계 목표 설정은 비만관리를 위한 행동 변화목표 3가지를 설정하였고 3단계에서는 건강·영양·운동 영역별 근거기반으로 건강행태 변화를 위한 중재 방법 및 수행 전략을 선택하였다. 4단계 프로그램 설계는 8주 동안 대상자의 수행 과제 및 인증방법 등 구체적으로 프로그램을 설계하였고 5단계에서는 개발된 프로그램의 실행 계획을 작성하고 실제 적용하였으며 6단계에서는 적용한 프로그램의 효과를 평가하였다. 비대면 비만관리 프로그램 참여 전·후 신체 계측 값을 통한 효과 평가 결과 평균 체중은 1.2kg이 감량되었고, 허리둘레는 3cm가 감소하였으며, 체질량지수(BMI)는 0.8kg/m2 감소하였다(p<0.05). 대상자의 건강행태 설문을 통한 효과 평가 결과는 프로그램 참여 전·후 1일 평균 섭취 열량, 과일 섭취, 걷기 운동 실천 등의 생활습관이 긍정적으로 개선되었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 프로그램 과정 평가를 위한 만족도는 4.57±0.63점으로 높게 나타났다. 본 연구 결과에 근거하여 비대면 비만관리 프로그램은 팬데믹 시기에 시간과 장소의 제약 없이 전문가의 개별상담과 자가 신체 계측 측정 및 기록을 통한 대상자의 적극적인 참여가 가능한 프로그램으로 지역사회 성인 대상 비대면 비만 관리에 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 그러나 비대면 비만관리 프로그램은 앱 사용 등 대상자의 나이에 따라 비대면 프로그램 참여에 일부 제약이 있다. 따라서 본 연구로 개발된 비대면 프로그램과 함께 필요시 대면 프로그램의 병행을 제언하며, 추후 장기적인 프로그램의 운영에 따른 효과 평가를 검증하기 위한 지속적인 연구들이 필요할 것으로 사료된다.

가족유사성 접근을 통한 과학 PCK 변화 탐색 (Exploring Changes in Science PCK Characteristics through a Family Resemblance Approach)

  • 곽영순
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.235-248
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    • 2022
  • 학령인구의 급격한 감소, 학생의 교육과정 선택권 확대 등과 같은 미래 교육환경 변화에 따라 과학교사의 전문성인 PCK에도 변화가 요청된다. 즉, 기존 합의-PCK를 구성하는 범주 및 과학 PCK의 특성은 고정된 것이 아니어서 새로운 범주와 특성이 추가될 수 있다. 본 연구의 목적은 비트겐슈타인의 가족유사성 접근을 통해 미래 교육환경 변화에 대처하기 위해 요구되는 과학 PCK의 잠재성의 영역을 '가족유사성 과학 PCK'의 형태로 탐구하려는 것이다. 이를 위해 3개의 초점집단을 대상으로 심층면담을 진행하였다. 초점집단 심층면담에서는 미래사회와 교육환경 변화로 인해 2030년-2045년의 가까운 미래 학교의 과학교사에게 요구되는 과학 PCK가 어떻게 달라질 것인지를 논의하였다. 심층면담을 토대로 질적 분석을 실시함과 동시에 기존 합의-PCK와 차별화되는 가족유사성-PCK의 특성을 분석하기 위해 심층면담 텍스트에 대한 언어네트워크(semantic network) 분석을 시행하였다. 연구결과에서 미래사회 교사의 역할기대가 변함에 따라 새롭게 요청되는 과학교사의 가족유사성-PCK의 특징을 PCK 구성 영역별로 살펴보았다. 미래학교 과학교사에게 요구되는 가족유사성-PCK에 대한 언어 네트워크 분석결과를 살펴보면, 가족유사성-PCK는 출발점에 해당하는 기존 합의-PCK로부터 그 외연이 확장되면서 새로운 PCK요소가 추가되는 것으로 나타났다. 가족유사성-PCK의 양태를 살펴보면, [인공지능-융복합지식-콘텐츠-디지털], [지역사회-네트워크-인적자원-관계], [기술-탐구-가상현실-연구], [자기주도학습-협업-공동체] 등이 뚜렷한 네트워크 군집을 형성하면서 미래학교의 과학교사의 전문성을 형성, 강화되고 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 미래학교 과학교사 전문성의 변화 동향과 대처 방안을 결론으로 제안하였다.

탈중국을 위한 대만 남향정책의 지속과 변화: 균형과 편승의 동학 (Continuation and change of Taiwan's New Southbound Policy in the De-Sinicization: The dynamics of Balancing and Bandwagoning)

  • 김선재;김수한
    • 분석과 대안
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    • 제6권1호
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    • pp.69-114
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    • 2022
  • 본 논문은 '균형'과 '편승'의 관점에서 대만 '신남향정책'을 분석한다. 구체적으로는 리덩후이 정부 시기부터 이어져온 남향정책의 변화양상과 특징을 살펴보고, 차이잉원 정부가 추진하는 신남향정책이 갖는 의미를 살펴본다. 대만의 대외정책은 미·중관계라는 대외적 변수에 의해 강한 영향을 받아왔다. 역대 대만 정부는 '탈중국'을 목표로 아세안 등 동남아 국가로 진출하는 남향정책을 적극적으로 추진했지만, 큰 성과를 거두지 못했다. 이것은 당시 협조적인 미·중관계와 중국의 강한 견제 등 변수가 작용했기 때문이다. 이러한 환경 속에서 대만은 미국과 중국 그리고 동남아 국가들 사이에서 적절한 균형을 추구해야만 했다. 그러나 트럼프 행정부 출범 이후 미·중 간 전략적 경쟁이 격화되면서 대만의 대외정책 역시 새로운 공간이 창출되고 있는데, 이는 미국이 중국의 부상을 억제하기 위해 인도태평양 전략 등을 구체화하는 과정에서 대만과의 협력을 중시하였기 때문이다. 차이잉원 정부가 추진하는 신남향정책은 미국의 '인도태평양 전략'과의 연계를 모색하고 또 인도 등 남아시아 국가로 진출을 시도한다는 점에서 기존 남향정책과 차별성을 갖고 있다. 탈중국을 적극적으로 추진함과 동시에 미국과의 협력을 모색하는 차이잉원의 신남향정책은 기존의 균형에 더해 미국으로의 '편승'으로 해석할 수 있다. 앞으로도 상당 기간 미·중 간 전략적 경쟁은 심화될 것으로 보이며, 민진당 정권 하에서 대만과 미국의 상호 협력적 관계 역시 지속될 것으로 전망된다. 신남향정책과 인도태평양 전략 간의 연계 등을 적극적으로 추구하는 대만의 편승전략 역시 강화될 것으로 보인다.

멧돼지(Sus scrofa) 서식지 및 이동 특성을 고려한 연결성 모델링 연구 (A Study on the Connectivity Modeling Considering the Habitat and Movement Characteristics of Wild Boars (Sus scrofa))

  • 이현정;김휘문;김경태;정승규;김유진;이경진;김호걸;박찬;송원경
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.33-47
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    • 2022
  • Wild boars(Sus scrofa) are expanding their range of behavior as their habitats change. Appearing in urban centers and private houses, it caused various social problems, including damage to crops. In order to prevent damage and effectively manage wild boars, there is a need for ecological research considering the characteristics and movement characteristics of wild boars. The purpose of this study is to analyze home range and identify land cover types in key areas through tracking wild boars, and to predict the movement connectivity of wild boars in consideration of previous studies and their preferred land use characteristics. In this study, from January to June 2021, four wild boars were captured and tracked in Jinju city, Gyeongsangnam-do, and the preferred land cover type of wild boars was identified based on the MCP 100%, KDE 95%, and KDE 50% results. As a result of the analysis of the home range for each individual, it was found that 100% of MCP was about 0.68km2, 2.77km2, 2.42km2, and 0.16km2, and the three individuals overlapped the home range, refraining from habitat movement and staying in the preferred area. The core areas were analyzed as about 0.55km2, 2.05km2, 0.82km2, and 0.14km2 with KDE 95%., and about 0.011km2, 0.033km2, 0.004km2, and 0.003km2 with KDE 50%. When the preferred land cover type of wild boar was confirmed based on the results of analysis of the total home range area and core area that combined all individuals, forests were 55.49% (MCP 100%), 54.00% (KDE 95%), 77.69% (KDE 50%), respectively, with the highest ratio, and the urbanization area, grassland, and agricultural area were relatively high. A connectivity scenario was constructed in which the ratio of the land cover type preferred by the analyzed wild boar was reflected as a weight for the resistance value of the connectivity analysis, and this was compared with the connectivity evaluation results analyzed based on previous studies and wild boar characteristics. When the current density values for the wild boar movement data were compared, the average value of the existing scenario was 2.76, the minimum 1.12, and the maximum 4.36, and the weighted scenario had an average value of 2.84, the minimum 0.96, and the maximum 4.65. It was confirmed that, on average, the probability of movement predictability was about 2.90% better even though the weighted scenario had movement restrictions due to large resistance values. It is expected that the identification of the movement route through the movement connectivity analysis of wild boars can be suggested as an alternative to prevent damage by predicting the point of appearance. In the future, when analyzing the connectivity of species including wild boar, it is judged that it will be effective to use movement data on actual species.

한반도 환경협력을 위한 국제사회 동향과 미래 협력방안 (Environmental cooperation strategies of Korean Peninsula considering International Environmental Regimes)

  • 임철희;최현아
    • 환경생물
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    • 제40권2호
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    • pp.224-238
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    • 2022
  • 지금까지 북한의 환경실태 분석과 환경협력에 대한 연구는 주로 특정 지역이나 특정 부문을 중심으로 이루어져 왔다. 그러나 기후변화 대응과 현재의 코로나19 전염병 대유행 상황을 극복하기 위해서는 국경을 넘어선 협력과 연대가 필수적이다. 기후위기 상황에서 북한의 환경 현안은 산림, 습지 등 육상 생태계, 식수위생, 식량안보, 영양, 보건서비스 등과 연관이 있으며, 이를 개선하기 위한 지원과 국제사회와의 협력이 필요하다. 북한은 환경협약 관련 국제사회에 적극적으로 참여하였고, 내부적으로도 김정은 정권 이후 다양한 환경관련 정책을 제시하면서, 기후변화 대응, 물관리, 지속가능발전목표(SDGs), 산림, 습지를 포함한 생태계 보전관련 활동 등을 강조하고 있다. 이에 본 연구에서는 기후위기·환경레짐에 대한 이해를 출발점으로 하는 새로운 패러다임의 신안보협력방안을 제안하였다. 또한, 그동안 제기되어 온 과거 남북교류협력의 문제점을 개선하고 대내외적으로 변화한 환경에 대응하는 전략을 모색하였다. 이를 위해 국제사회와 한반도에서의 기후환경협력 동향과 최근 활동들을 분석하였다. 또한, 한반도 협력을 위한 북한의 여건과 기술 수요, 전망된 한반도의 미래환경을 다루었다. 궁극적으로 전문가들의 자문을 통해 분야별 협력의제를 발굴하고 이를 기반으로 장·단기적인 한반도의 환경협력전략을 제시할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 연구에서 다루지 않았던 한반도 차원의 미래환경 공동대응 기반 마련과 함께 생태공동체 조성을 위한 기후기술과 환경·생물자원, 대기·기상, 물환경, 생물다양성, 에너지 환경기술, 신재생에너지, 바이오에너지 등 신안보 분야 협력 여건과 방향, 그리고 국제 환경레짐 안에서 진행할 수 있는 협력 방향 등을 종합적으로 고려하였다. 본 연구에서 발굴한 21가지 협력의제 중 에너지가 가장 많은 분야를 보였고, 단기적으로 협력 가능한 의제로는, 신재생에너지, 산림자원, 환경·기상정보 등이 두드러졌다. 대표적인 추진방안으로는 북한의 에너지 수요와 탄소중립 이행에 기여할 수 있는 '신재생에너지'와 재해저감과 온실가스 흡수원으로 인정받을 수 있는 '산림협력'의 공동추진이 제시되었다. 다만, 본 연구에서는 현재의 대북제재 상황이나 코로나 19 상황에 따른 북한의 봉쇄 상황 등을 고려하지 않고 남북기후·환경협력을 위한 공동의제와 의제에 따른 유형을 분류한 것이다. 이번 결과를 중심으로 관련 후속 연구가 진행되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서 제시한 신재생에너지, 산림자원, 대기·기상, 물환경, 바이오에너지, 생물다양성, 환경·생물자원, 기후변화 적응 등 분야별 협력방안에 대해 남북이 공동으로 추진 시 단계적 접근 방향과 고려사항, 추진체계, 부문별 구체적인 세부 협력방안, 그리고 부문 간 연계를 통한 협력방안 등이 후속 연구로 진행되어야 할 것이다.

자율운항선박 도입에 따른 해기사 직능 변화와 인력양성에 관한연구 (A Study on the Changes in Functions of Ship Officer and Manpower Training by the Introduction of Maritime Autonomous Surface Ships)

  • 임성주;신용존
    • 한국항해항만학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 본 연구는 제4차 산업혁명 기술에 의해 선박의 자동화와 지능화가 진전되면서 자율운항선박이 도입되게 됨에 따라 해기사 인력수요축소와 직능 전환 등의 문제가 대두되는 상황에서 해기사의 직무변화와 이에 따른 요구 역량을 분석하고 이를 배양하기 위한 인력양성 방향을 제시하였다. 선행연구 검토와 전문가 집단의 브레인스토밍과 AHP 설문조사를 통해 자율운항선박의 해기사 직무와 역량 요인을 도출하고 그 중요도를 평가하였다. 해기사 승선 자율운항선박의 해기사 직무 중에서 안전 운항과 비상시 대응 그리고 화물의 안전운송 관련 직무요인이 중요한 것으로 나타났으며, 자율운항시스템의 제어 및 운용 역량의 중요성이 매우 높으며 이를 뒷받침하기 위한 육·해상 커뮤니케이션과 AI 및 Big Data 분석 역량이 필요한 것으로 나타났다. 완전자율운항선박의 해기사 직무는 예상하지 못한 비상상황에 대비하여 선박을 안전하게 원격운항시키는 비상상황대처, 원격운항제어, 선박정비·관리 직무 순으로 중요도가 높으며, 해기사 역량에서는 자율운항시스템 제어와 운용 그리고 이를 수행하기 위한 Big Data 와 AI 활용 역량들의 중요도가 매우 높은 것으로 분석되었다, 이러한 요인들의 직무역량 함양을 위한 해기인력 양성 방향과 규모는 기술의 진보에 따라 크게 달라질 수 있는 점을 고려하여 자율운항선박 도입단계별로 필요한 해기사 교육 프로그램과 직무교육 내용 그리고 핵심역량 함양을 위한 교육인프라 구축 방안을 제시하였다. 이 연구는 자율운항선박의 해기사 직무 및 역량 요인을 실무적 관점에서 체계적으로 도출하였으며, 관련 전문가별 인식도를 분석함으로써 자율운항선박 도입에 대한 전문가 차원의 대응 방안을 진단하였다는데 연구의 의의가 있다.

라이프케어의 피부미용 NCS기반 자격 L3수준의 교육 중요도 연구 (An Importance Analysis on the NCS-Based Skin Care Qualification L3 Level of Education in Life Care)

  • 박채영;박정연
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.263-271
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    • 2019
  • 최근 교육훈련기관과 산업체의 수요에 필요한 지식이 불일치하는 인력 미스매치(miss match)의 현상은 신입 직원의 재교육과 취업을 위한 사교육 비용 증가로 전이되어 결과적으로는 개인의 직무수행 능력 저하와 취업 역량 저조는 물론 국가 차원에서도 경제적, 물질적 낭비의 원인이 되고 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 실무에서 바로 활용이 가능하고 산업체에서 추구하는 인재양성을 목표로 국가에서 지정하는 직무 능력의 표준점을 구한 국가직무능력표준(NCS: National Competency Standards)이 개발되었으며, 이러한 시대적 흐름과 맞물려 NCS를 기반 한 자격제도까지 등장하게 되었다. 따라서 본 연구는 교육기관에서 NCS와 NCS기반 자격에서 제시하고 있는 수준에 맞춰 학교급별로 교육과정을 편성 운영하고 있는 현 시점에서 NCS기반 자격에서 제시하고 있는 수준의 전반적인 점검을 위하여 피부미용 분야 NCS기반 자격 중 피부관리 L3수준의 능력단위와 능력단위 요소의 중요도 및 우선순위를 도출하였으며, 이를 통해 산업계에서 요구하는 직무 수준별 전문인력 양성에 필요한 교육과정 개발의 기초자료로 제공하고자 시도되었다. 본 연구는 현장 전문가집단, 교육 전문가집단으로 구성하였으며, L3수준의 능력단위와 능력단위 요소에 대한 요구분석을 위해 AHP 설문 기법을 실시하였다. 또한 AHP 분석을 위한 통계처리는 데이터 코딩(data coding)과 데이터 크리닝(data cleaning) 과정을 거쳐, SPSS(Statistical Package for Social Science) ver. 21.0 통계 패키지 프로그램과 AHP전용 솔루션인 Expert Choice 2000을 활용하였다. 그 결과 현장 전문가집단, 교육 전문가집단의 의견이 부분적으로 차이를 보였다. 이는 전문적인 능력을 갖춘 현장맞춤형 인재 양성을 목표로 변화하고 있는 현 시점에서, 교육훈련기관과 산업현장의 불일치를 해소해야함을 시사하고 있으며, 해결 방안으로는 산업현장에서 요구하는 인재상과 접목시켜 산업현장의 직무와 교육기관의 표준화된 교육이라 할 수 있다.

Production and Quality Parameters of Oat Grown in Conventional/Organic Farming

  • Petr Konvalina;Ivana Capouchova
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.19-19
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    • 2022
  • Hulled and naked oat is a perspective crop for the low input production systems due to its low requirements for soil quality and nutrition. Oats have good competitive ability against weeds and can provide appropriate yield in organic farming in comparison with other cereal species such as wheat or barley. It is a perspective crop from the point of view of use in the food industry too. The aim of our study was to compare the production and quality parameters of naked and hulled oat grown in both organic (OF) and conventional fields (CF). Small plot trials were conducted in two locations in the Czech Republic (České Budějovice, Prague) for four years (2018-2021) in two production systems (OF, and CF). We used four varieties of hulled oat (Korok, Kertag, Raven, Seldon) and one variety of naked oat (Patrik). During the vegetation, agronomically important data were recorded. After harvest samples were processed in the laboratory and analyzed selected quality parameters of grain dry matter (the protein content was determined by the Kjeldahl method, starch content in grain according to Ewers, fat content in grain dry matter by the modified method according to Soxhlet, and ash content in grain dry matter). The data were evaluated using the program STATISTICA version 13.2, StatSoft, Inc., California, USA. It is clear from the results that the number of panicles before the harvest was influenced by the location, cultivation system, year, and, to a lesser extent, the influence of the variety. The number of panicles in OF averaged 340 per square meter, which was 90% of the value of CF. For thousand grain weight (TGW), a significantly predominant effect of year was found. The independent effect of location on TGW was statistically not significant. Grain yield was predominantly influenced by cultivation system and location. In OF, it reached an average of 3.97 t.ha-1, which was 75% of the yield of CF. As part of the evaluation of the basic grain quality indicators, the content of protein, starch, fat, and ash in the dry matter of the grain was evaluated. The content of protein in the dry matter of the grain was predominantly influenced by year, followed by the influence of the variety and a fairly comparable influence of the cultivation system and locality. On average, it achieved 16.05% in OF and 17.01% in CF. The starch content was then related to the protein content, where as a result of the lower protein content in the grain of OF oats, the content of starch and fat was on the contrary increased. The year turned out to be the most significant factor, affecting both the starch content in the dry matter of the grain and the fat content. This was followed again by a fairly comparable influence on the cultivation system and locality. The influence of the cultivation system and location was not statistically significantly applied in the case of ash content in dry matter. Based on our results we can propose both types of oat (hulled and naked) as perspective crops for OF. An organic farmer can expect to achieve stable yields which, in less favorable conditions for the production of cereals in the OF, may be close to the level of conventional yields. In the future, it will be important to change agrotechnology in OF and increase oat yield because this crop has a good potential to grow in areas with low nitrogen input or less fertile soil.

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디지털 트윈 기반 노지스마트팜 활용방안 (Utilization of Smart Farms in Open-field Agriculture Based on Digital Twin)

  • 김석구
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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    • pp.7-7
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    • 2023
  • 현재 다양한 4차산업의 주요기술로는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 블록체인, 혼합현실(MR), 드론 등이 대표적인 기술들이다. 특히 최근에 세계적인 기술적 트랜드로 자리 잡고 있는 "디지털 트윈(digital twin)은 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 개념으로서. 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 Digital twin을 만들어 모의실험함으로써 실제 농작업의 특성(현재 상태, 농업생산성, 농작업 시나리오, 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 노지노업 주산지에 대한 디지털 트윈 데이터를 구축하고 스마트팜 단지를 설계 및 구축하여, 통합관제시스템 운영을 통해 자동 물관리, 원격생육예찰, 드론방제, 병충해 예찰작업 등으로 농작업을 효율화하고자 한다. 또한, 빅데이터 분석을 통한 적정량의 비료·농약사용으로 환경적 부하를 최소화하여, 노동력절감, 농작물 생산성을 향상할 수 있는 디지털 환경제어농업을 국내에 보급하고자 한다. 이러한 노지농업 기술은 디지털 농작업 및 재배관리 등 으로 노동력이 절감되고, 기후변화에 대비한 물이용 최적화와 토양오염예방 효과를 기대할 수 있으며, 전국 재배환경 디지털 데이터 확보를 통한 노지작물의 정량적인 생육관리가 가능하게 된다. 또한 농업생산성 향상을 통한 탄소중립 RED++ 활동을 직접적으로 실천을 할 수 있는 방안이다. 취득된 고정밀·고화질 영상기반 농작물 생육데이터취득을 통한 생육현황 분석과 예측은 디지털 영농작업관리에 매우 효과적이다. 실제 국립식량과학원 남부작물부에서는 지중점적, 땅속배수 등 다양한 종류의 노지스마트팜 연구개발을 진행하였다. 특히, 올해부터는 전국농업기술원 단지를 대상으로 노지스마트팜 시설 구축 및 기술 보급을 통한 사업화를 본격적으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 노지스마트팜 기술을 융합한 농업분야 구축사례와 향후 활용방안에 대하여 서술하고자 한다.

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