본 연구는 보통의 초등학생들에게도 익숙한 전통칠교판을 변형하여 만든 가변칠교판을 활용하여 초등학교 영재학급용 교수·학습 자료 개발을 위한 소재 발굴을 목적으로 한다. 가변칠교판은 영재학급 학생들이 수학적 의사소통을 통해 정당화를 수 있다. 다만, 영재학급 학생이라도 초등학교 수준에서는 '기호화' 단계를 거치지 않으면 모든 크기의 삼각형, 직사각형을 찾아 정당화(증명)하기에는 어느 정도의 한계가 있다. 따라서 문자와 기호에 대한 탐구 과정이 필요한 학생들에게는 보충 학습 자료와 추가 발문을 제공할 필요가 있다. 초등학교 영재학급용 교수·학습 자료 개발을 위한 가변칠교판이라는 소재는 영재학급 학생들의 수학적 추론능력과 수학적 의사소통능력을 발달시키는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구에서는 맥락을 중요시하는 수업 절차를 제안하고, 과학 수업을 진행하여 어떠한 효과가 있는지 살펴보고자 하였다. 과학지식과 관련이 있는 다양한 맥락 중에서 발견의 맥락과 실생활 맥락을 중심으로 수업을 설계하기 위한 수업 절차를 개발하였다. 맥락중심설계와 이를 적용한 프로그램에 대하여 전문가의 내용 타당도 검증 후 수업을 진행하였고, 학생들의 반응을 확인하였다. 수정·보완을 거쳐 완성된 수업 설계의 최종안은 다음과 같다. 맥락중심설계를 4단계 PEAS(1단계 - 맥락 제시하기(Presentation), 2단계 - 맥락 탐색하기(Explore), 3단계 - 맥락 적용하기(Adapt), 4단계 - 정리하기(Share & Synthesize)) 절차로 제시하였다. 과학지식이 어떠한 사회적·역사적 맥락에서 생성되었는가(발견의 맥락)부터 실생활에서 어떻게 활용되고 있는가(실생활 맥락)까지 폭넓게 다룸으로써 단편적인 지식 습득에만 치우치지 않고, 과학지식의 전반적인 흐름을 경험할 수 있도록 하는 데 목표를 두고 있다. 새롭게 제안한 수업 절차에 대한 이해를 돕고, 그 효과를 확인해보고자 5학년 2학기 '재미있는 나의 탐구', 2. 생물과 환경 단원을 선정하여 프로그램을 개발하였다. 연구 결과, 맥락중심설계를 적용한 초등과학 프로그램은 학생들의 자기주도적 학습능력 향상에 효과적이었고, 특히 내재적 동기 영역에서 효과가 두드러졌다. 학생들은 과학지식과 관련된 발견의 맥락과 실생활 맥락을 경험하면서, 과학 학습에 능동적으로 참여하고자 하는 욕구가 생겼고, 이것이 적극적인 학습 효과를 이끌어내는 데 필수적인 조건이 되면서 의미 있는 학습이 일어날 수 있는 선순환 고리가 만들어졌을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 도출된 시사점을 바탕으로 다양한 영역 및 내용을 대상으로 맥락중심설계를 적용한 프로그램을 개발할 수 있을 것이다.
수학적 사고력이 학생 스스로 문제를 해결하는 과정에서 가장 발달한다는 주장과 함께 이를 구현하는 방법론에 대한 연구도 꾸준히 이루어져왔다. 최근에 그 방법론으로 몰입적인 사고를 통한 학생의 학습 방법이 제안되었다. 이에 본 연구에서는 몰입적인 사고를 적용하여 학생들이 스스로 수학문제를 해결해 나갈 수 있는지를 알아보았다. 연구는 고등학교 교과과정인 미적분에 대한 선행학습을 하지 않은 중학교 3학년 학생들 10명을 대상으로 몰입적 사고를 통해서 학생 스스로 미적분 문제를 해결할 수 있는지와 그 과정에서 학생이 경험하는 수학학습 성취에 대한 탐구로 진행되었다. 학생들은 주어진 미적분 문제를 3일 동안 몰입적 사고를 적용하여 풀었다. 그 결과 2명이 스스로 해결하였고 7명이 힌트를 받고 해결하였다. 연구 결과 상당수의 학생이 장시간의 몰입적인 사고를 통하여 배우지 않은 문제들을 스스로의 능력으로 해결할 수 있음을 알게 되었다. 이 과정에서 학생들의 수학적 사고력이 발달되었고 학생들은 수학하는 즐거움과 성취감을 경험했을 것으로 기대되었다. 본 연구 결과는 몰입적 사고를 도입함으로써 교실에서 학생들 스스로 문제를 푸는 교수법의 개발에 하나의 가능성을 제시하였다고 볼 수 있으며 몰입을 통한 훈련으로 수학적 사고력 발달을 통한 실제 문제해결력에도 기여할 수 있음을 시사하고 있다.
최근 글로벌 기업들의 성공 혁신사례들에 대한 관심이 혁신의 원천인 DNA관점에서 접근이 진행되고 있다. 본 연구는 이러한 글로벌 대기업의 사례가 중소기업의 경영자 측면에서 적용되는가를 규명하고자 한다. 특히 중소기업의 혁신전략 관점에서 혁신DNA에 어떻게 작용하는가를 실증적으로 밝히는데 목적을 두었다. 실증연구는 대구경북 110개 기업으로부터 수집된 전반에 더 강하게 작용하는 것을 확인하였다. 실행DNA 또한 시장차별화 전략에 긍정적인 영향을 미치지만, 발견DNA와 동시에 고려할 때 제품차별화에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하위 구성요소 측면에서는 발견DNA의 질문하기와 연자료를 통해서 실시하였다. 본 연구의 결과 혁신DNA는 혁신전략에 영향을 미치며, 특히 발견DNA가 실행DNA보다 혁신전략결하기가 혁신전략 전반에, 실행DNA의 분석하기는 시장차별화 전략에 긍정적인 영향을 미치나, 세부 업무 추진하기는 제품차별화에 부정적으로 작용하였다. 본 연구의 결과는 글로벌 성공기업 사례에서와 같이 중소기업 경영자의 혁신DNA의 논리가 전반적으로 적용될 수 있음을 확인하였으며, 중소기업의 혁신전략에 있어서 발견DNA의 중요성과 더불어 이를 제고하기 위한 학습노력이 중요하다는 것을 시사한다.
월드와이드웹 (WWW)은 유용한 정보를 포함하는 자료들의 집합에서 유용한 작업을 수행할 수 있는 서비스들의 집합으로 변화하고 있다. 새롭게 등장하고 있는 웹서비스 기술은 향후 웹의 기술적 변화를 추구하며 최근 웹의 변화에 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 웹서비스는 어플리케이션 간의 통신을 위한 호환성 표준을 제시하며 기업 내/외를 아우를 수 있는 어플리케이션 상호작용 및 통합을 촉진한다. 웹서비스가 서비스 지향 컴퓨팅환경으로서 운영하기 위해서는 웹서비스 저장소가 완성도 높게 구축되어 있어야 할 뿐 아니라, 사용자들의 필요에 맞는 웹서비스 컴포넌트를 찾을 수 있는 효율적인 도구들을 제공하여야 한다. 서비스 지향 컴퓨팅을 위한 웹서비스의 중요성이 증대됨에 따라 웹서비스의 발견을 효율적으로 지원할 수 있는 기법의 수요 또한 증대된다. 다수의 웹서비스 저장소들은 웹서비스 분류체계 및 검색기법들을 제안하여 왔지만, 대부분의 분류체계와 기존의 검색기법들은 실질적으로 활용하기에는 제대로 발달하지 못하였거나 지속적이고 체계적으로 관리하기에 너무 어려운 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 인공신경망 기반 군집화 기법과 XML 기반의 웹서비스 기술표준인 WSDL의 의미적 가치를 활용하여 웹서비스 분류체계 생성 프레임워크를 통한 복합 검색기법을 제안한다. 이 논문에서 인공신경망을 활용하여 제안하는 웹서비스 분류체계 생성 프레임워크는 실증적인 프로토타입 시스템으로 개발하였으며, 실제 운영되고 있는 웹서비스 저장소로부터 획득한 실제 웹서비스들을 사용하여 제안하는 웹서비스 복합 검색기법을 실증적으로 평가하였다. 또한 제안하는 방식의 효용성을 보여주는 의미 있는 실험결과를 보고한다.
이 연구는 현재 중 고등학교에서 적용하고 있는 교수 모형을 선택할 때 그 준거로 활용할 수 있는 교수 모형의 특성과 목적을 제시하고자 수행하였다. 교수 모형의 특성과 목적은 수업 모형과 교수 모형에 관한 문헌을 분석하고, 그 결과를 근거로 정리해 제시하였다. 이 연구에서는 지금까지 제시된 수업 모형을 교수 모형에 포함시키고, 교수 모형을 전통적 모형, 과도기적 모형, 현대적 모형으로 분류하고, 현대적 모형을 다시 그 대상에 따라 개념변화 모형과 순환학습 모형으로 구분하였다. 이 논문에서 제시한 네 가지 교수모형의 특성과 목적을 요약하면 다음과 같다. $\cdot$ 전통적 모형: 강의를 통한 과학지식의 교수, 발견법을 통한 과학지식의 습득, 탐구중심 교수-학습 과정을 통한 과학적 탐구 과정 기능의 습득 및 과학적 방법과 탐구 방법을 적용한 문제해결 $\cdot$ 과도기적 모형: 시범실험, 발견법, 탐구적 접근법 을 통한 탐구 과정 기능의 습득, 과학지식의 습득과 분화 및 발달 $\cdot$ 현대적 모형 - 개념변화 모형: 탐구중심 접근법을 통한 과학지식의 분화, 과학개념에 의한 과학 대체 개념의 교환 - 순환학습 모형: 발견 및 탐구를 통한 개념의 분화 및 대체 개념의 교환, 과학적 탐구 과정 기능의 습득 이와 같은 과학 교수 모형의 영역별 특성과 목적은 교수-학습의 목표와 주제에 적절한 교수 모형의 범주를 확인할 때 적용할 수 있다. 과학 교수-학습 현장에서 실제로 적용할 교수 모형을 선정할 때는, 교수할 주제 및 내용과 그 목표에 적절한 영역별 교수 모형의 특성과 목적을 확인한 다음, 그 영역에서 적절한 교수모형을 선정하는 것이 바람직하다. 이 논문에는 실제의 교수 모형을 선정할 때 적용할 수 있는 준거가 각 교수 모형의 특성과 목적의 형태로 기술되어 있다.
본 논문에서는 분산 컴퓨팅 환경에서 이기종 교육 시스템들 간의 통합의 어려움, 상호 운영성 결여, 시스템 확장성 부족, 시스템 구축과 유지보수의 비용 증가 등의 문제점을 해결하기 위해 재사용 가능한 학습객체를 CBD방법으로 설계하고 이를 XML 웹 서비스를 이용하여 구축한 방법을 소개한다. 특히 학습 객체를 교수법적 설계 개념을 근거로 재사용 단위를 추출한 후 LIO 학습 객체로 모델링하였다. 모델링을 통해 설정된 LIO 학습 객체는 개요, 사실, 해보기, 퀴즈, 탐구학습, 토론 및 평가의 요소로 구성되고 각 LIO요소별로 재사용할 수 있도록 구축하였다. 이러한 모델링은 학습자에게 학습 활동과 관련한 연관성을 쉽게 얻어 학습 효과를 높일 수 있으며, 수업의 전과정을 설계하는 교수자 혹은 교수 설계자에게 학습 영역이 명확하게 드러나 다른 학습 컨텍스트에서 학습 컨텐츠를 효과적으로 재사용할 수 있어 적시적격의 학습 코스 변경이 가능하게 한다. 또한 분산 환경을 위한 e-러닝 시스템을 구축해야 하는 교육 기관은 인터넷에 접속되어 있는 어떠한 컴퓨터라도 위치하여 호출 및 등록이 가능한 XML 웹 서비스로 구축되어 빠른 비즈니스 변화를 수용하고 협업함으로써 시스템 구축 및 통합 기간이 단축되며 시스템 확장성도 증가시킬 수 있다.
신약 디자인은 단백질 수용체와 같은 생물학적 표적과 상호작용할 수 있는 약물 후보물질을 식별하는 과정이다. 전통적인 신약 디자인 연구는 약물 후보 물질 탐색과 약물 개발 단계로 구성되어 있으나, 하나의 신약을 개발하기 위해서는 10년 이상의 장시간이 요구된다. 이러한 기간을 단축하고 효율적으로 신약 후보 물질을 발굴하기 위하여 심층 학습 기반의 방법들이 연구되고 있다. 많은 심층학습 기반의 모델들은 SMILES 문자열로 표현된 화합물을 재귀신경망을 통해 학습 및 생성하고 있으나, 재귀신경망은 훈련시간이 길고 복잡한 분자식의 규칙을 학습시키기 어려운 단점이 있어서 개선의 여지가 남아있다. 본 연구에서는 self-attention과 variational autoencoder를 활용하여 SMILES 문자열을 생성하는 딥러닝 모델을 제안한다. 제안된 모델은 최신 신약 디자인 모델 대비 훈련 시간을 1/26로 단축하는 것뿐만 아니라 유효한 SMILES를 더 많이 생성하는 것을 확인하였다.
이 논문에서는 계산기에 대하여 복잡한 계산 수행 뿐 아니라 수학적 개념, 원리, 법칙을 탐구할 수 있는 인지적 학습 도구로서의 가능성을 탐구하였다. 계산기가 인지적 공학 도구이며 교수-학습 도구임을 밝혔으며, 국내외의 수학교육과정에서의 계산기 활용 실태를 살펴보았다. 실제적으로 인지적 학습 도구로서의 계산기의 역할을 관찰하기 위하여, 초등학교 수학에서 계산기 활동 자료를 개발하고 이를 3학년, 5학년 학생들에게 적용한 실험 활동을 실시하였다. 활동 결과, 사칙계산기가 지필환경에서는 가능하지 않은 패턴 인식을 통한 귀납, 추론, 원리 탐구를 용이하게 한다는 것을 확인하였다. 이에 비추어 지필환경에서 이루어지는 기존 교과서의 제시 방식에 대안이 될 수 있는 발견적 방식을 대비하여 논의하였다.
The utility of learning techniques in investment analysis has been demonstrated in many areas, ranging from forecasting individual stocks to entire market indexes. To date, however, the application of artificial intelligence to financial forecasting has focused largely on short predictive horizons. Usually the forecast window is a single period ahead; if the input data involve daily observations, the forecast is for one day ahead; if monthly observations, then a month ahead; and so on. Thus far little work has been conducted on the efficacy of long-term prediction involving multiperiod forecasting. This paper examines the impact of alternative procedures for extended prediction using knowledge discovery techniques. One dimension in the study involves temporal granularity: a single jump from the present period to the end of the forecast window versus a web of short-term forecasts involving a sequence of single-period predictions. Another parameter relates to the numerosity of input variables: a technical approach involving only lagged observations of the target variable versus a fundamental approach involving multiple variables. The dual possibilities along each of the granularity and numerosity dimensions entail a total of 4 models. These models are first evaluated using neural networks, then compared against a multi-input jump model using case based reasoning. The computational models are examined in the context of forecasting the S&P 500 index.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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