• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.189-207
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• 2023

In the present study, the thermoshearing experiment on a rough rock fracture were modeled using a three-dimensional grain-based distinct element model (GBDEM). The experiment was conducted by the Korea Institute of Construction Technology to investigate the progressive shear failure of fracture under the influence of thermal stress in a critical stress state. The numerical model employs an assembly of multiple polyhedral grains and their interfaces to represent the rock sample, and calculates the coupled thermo-mechanical behavior of the grains (blocks) and the interfaces (contacts) using 3DEC, a DEM code. The primary focus was on simulating the temperature evolution, generation of thermal stress, and shear and normal displacements of the fracture. Two fracture models, namely the mated fracture model and the unmated fracture model, were constructed based on the degree of surface matedness, and their respective behaviors were compared and analyzed. By leveraging the advantage of the DEM, the contact area between the fracture surfaces was continuously monitored during the simulation, enabling an examination of its influence on shear behavior. The numerical results demonstrated distinct differences depending on the degree of the surface matedness at the initial stage. In the mated fracture model, where the surfaces were in almost full contact, the characteristic stages of peak stress and residual stress commonly observed in shear behavior of natural rock joints were reasonably replicated, despite exhibiting discrepancies with the experimental results. The analysis of contact area variation over time confirmed that our numerical model effectively simulated the abrupt normal dilation and shear slip, stress softening phenomenon, and transition to the residual state that occur during the peak stress stage. The unmated fracture model, which closely resembled the experimental specimen, showed qualitative agreement with the experimental observations, including heat transfer characteristics, the progressive shear failure process induced by heating, and the increase in thermal stress. However, there were some mismatches between the numerical and experimental results regarding the onset of fracture slip and the magnitudes of fracture stress and displacement. This research was conducted as part of DECOVALEX-2023 Task G, and we expect the numerical model to be enhanced through continued collaboration with other research teams and validated in further studies.

• 실천공학교육논문지
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• 제15권3호
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• pp.539-547
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• 2023

최근 대학교육은 교육 패러다임의 변화와 함께 학습자 중심의 교육 모델을 강조하고 있다. 본 연구는 대학 강의평가의 개방형 응답을 토픽 모델링으로 분석하여 학생들의 다양한 의견을 탐색하고 교육의 질을 향상시키는데 목적이 있다. 이를 위해 비수도권 대학의 2017년부터 2022년까지 강의평가 결과를 바탕으로 총 45,001개의 개방형 응답을 전공과 교양으로 구분하여 단문에 최적화된 BTM(Biterm Topic Modeling) 분석을 진행하였다. 분석 결과 전공 강의는 "비대면 수업경험에 대한 태도", "질문과 토론에 대한 태도", "출석과 성적평가에 대한 태도", "실습활동 및 발표에 대한 태도", "소통과 협업에 대한 태도"로 구분되었고, 교양 강의는 "비대면 수업경험에 대한 태도", "성적 및 평가에 대한 태도", "출석 및 수업계획서에 대한 태도", "학문적 지식과 흥미에 대한 태도", "소통과 질문에 대한 태도"로 구분되었다. 학생들의 다양한 피드백을 분석한 본 연구결과를 토대로 전공과 교양 강의의 특성을 비교하고 강의개선 및 학습경험을 향상시키는데 도움이 될 수 있는 인사이트를 얻을 수 있을 것이다.

• 지능정보연구
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• 제20권2호
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• pp.179-192
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• 2014

최근 IT 환경의 변화에 따라 웹 서비스를 기반으로 대규모 사용자 대상의 상호 참여적인 MOOC(Massive Open Online Courses)과 같은 온라인 교육 환경이 부상하고 있다. 그러나 온라인 교육 시스템은 원거리로 학습이 이루어짐에 따라 학습자의 자발적 동기를 꾸준히 유지하기 어려우며, 또한 학습자 간에 지식을 공유하고 공유한 지식을 활용하는 기능이 부족하다. 이러한 문제를 극복하기 위해 구성주의적 학습이론과 집단지성에 기반하여 학습자가 보유한 학습자료를 공유하고 개인화된 학습자료 추천을 받을 수 있는 학습자료 북마킹 서비스인 WeStudy를 구현하였다. 위키피디아(Wikipedia), 슬라이드쉐어 (SlideShare), 비디오렉쳐스 (VideoLectures) 등 현존하는 집단지성 기반 서비스들의 주요 기능으로부터 필요한 집단지성 기능들을 검토하였으며, 본 서비스의 주요 기능으로 1) 리스트 및 그래프 형태의 학습자료 리스트 시각화, 2) 개인화된 학습자료 추천, 3) 보다 상세한 학습자료 추천을 위한 관심 학습자 지정 등을 도출하여 시스템을 설계하였다. 이후, 웹 기반으로 구현된 세 가지 주요기능 별로 개량된 휴리스틱 사용성 평가 방법을 통해 개발된 시스템의 사용성 평가를 실시하였다. 10명의 HCI 분야 전공자 및 현업 종사자를 대상으로 정량적 및 정성적인 평가 결과, 세 가지의 주요 기능에서 전반적으로 사용성이 우수한 것으로 판정되었다. 주요 기능 별 정성적인 평가에서 도출된 여러 마이너 이슈들을 반영할 필요가 있으며, 향후 대규모 사용자를 대상으로 본 서비스를 보급하고 이용할 수 있도록 제공하여 자발적인 지식 공유 환경을 조성할 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국과학예술포럼
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• 제30권
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• pp.151-161
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• 2017

본 논문에서는 공학 분야에서 '공동연구' (collaboration) 과정을 연구 주제로 설정하고, 효과적인 협업의 형태 및 협업을 통해 생성되는 문화 또는 지식 창출의 가능성 및 함의에 대해 다룬다. '융합'에 대한 규범적 정의 및 행위 양식을 제안하는 방법을 취하지 않고, 융합의 한 형태로 공동연구를 선택하여 융합의 가능성을 탐색한다. 특히, 사회과학적 분석 방법을 빌어 3D 바이오프린팅 연구실에서 이뤄지고 있는 융합기술의 형성과정을 기술 및 분석하여, 공동연구를 통한 융합연구가 공학연구 문화 및 공학교육에 던지는 함의에 대해 논한다. 이를 위해 논문에서는 다음과 같은 질문을 던진다. 첫째, 학문하는 문화, 역사, 그리고 학문의 이론적 배경 및 방법이 전혀 다른 연구자들이 만나서 '공동연구'가 가능하며, 공동연구를 통해 유의미한 융합적 지식과 기술을 창출할 수 있을까? 둘째, 공동연구를 독려하고 촉진시키는 연구조직의 구성 조건 및 문화적 요소들은 무엇이 있을까? 셋째, 공동연구를 통해 소위 π자형 융합인재의 육성이 가능할까? 연구자들은 3D 바이오프린팅 사례를 통해 다음과 같은 결론을 내리고자 한다. 첫째, 정부 및 대학 차원에서의 재정적, 정책적 지원이 중요하며, 무엇보다 책임연구자의 융합연구에 대한 개방적, 능동적, 탄력적인 태도가 우선되어야 한다. 책임연구자는 학문적 배경이 다른 연구자들 사이에서 지적, 물적, 사회적, 인간적, 기술적 교류를 가능하게 하는 연구실 환경을 만드는 것이 중요하다. 둘째, 융합연구를 위해 해결해야 하는 도전적 난제들이 많음에도 생명과학과 프린팅 기술이 융합하여 3D 바이오프린팅이란 분야를 개척한 것처럼 이종적 학문 간의 의미있는 융합은 가능하다. 셋째, 융합연구의 장점 중의 하나는 4차 산업혁명 시대를 주도할 π형 인재 양성할 기회를 제공한다는 점이다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.7-17
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• 2012

건설 프로젝트의 정보를 프로젝트 참여자들이 공유하고 활용하는 것은 건설 프로젝트의 성공적인 수행 을 위한 중요한 요소로 작용한다. 최근 프로젝트 참여자들의 효과적인 정보의 공유 및 활용을 위한 도구로써 BIM에 관심이 집중되고 있다. BIM은 건설 프로젝트의 초기 계획 설계에서 유지관리 단계까지 프로젝트 참여자들이 필요로 하는 정보를 제공함으로써 프로젝트의 전체 생애주기 동안 활용 가능하다. 그러나 잦은 설계변경, 기존 도면의 분실 등으로 인하여 수행 중이거나 완공된 건설 프로젝트의 정확한 정보를 포함한 BIM의 획득이 어려워 시공 및 운영 단계에서 BIM 활용이 이루어지지 못하는 실정이다. 따라서 해외에서는 BIM 활용의 한계를 극복하고 건설프로젝트 전반에서 BIM을 활용하기 위하여 수행 중이거나 완공된 건설 프로젝트의 현장정보를 포함하는 BIM 구축을 위한 연구가 활발하게 진행되나 국내에서는 관련 연구가 매우 부족한 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 건설 프로젝트의 시공 및 유지관리 단계에서 활용이 가능한 첨단센서 기반의 BIM 구축에 대한 필요성 제시에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 국내 BIM 활용에 대한 문헌 연구를 통해 국내 BIM 활용의 문제점을 도출하였다. 문제점을 해결하기 위한 방법으로 첨단센서 기반의 BIM 구축을 제안하였으며, 관련 연구 고찰을 통해 향후 연구 방향을 제시하였다.

• 영재교육연구
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• 제26권2호
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• pp.299-318
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• 2016

본 연구는 교육청 부설 영재 교육 기관에서 과학 영재 학생들을 수년간 가르쳐온 12명의 과학 교사를 대상으로, 이들이 현장경험을 통해 어떠한 교수방법을 효과적으로 인식하고 있는지를 탐색하고자 하였다. 이를 위해 4년~11년의 영재 교육 경력을 지닌 교사들을 섭외하여, 이들과 2회에 걸쳐 개별 심층면담을 진행하였다. 연구 결과, 영재 담당 교사들은 영재 교육 활동을 통해서 과학 영재들의 특성에 대한 일부 선입견이나 부정적 편견이 줄어들었으며, 영재 학생들이 일반 학생들과 다른 점에 대해 주목하기 시작하였음을 알 수 있었다. 참여 교사들은 영재 학생들을 똑똑하기 보다는 잠재적 성장과 발전의 가능성을 지닌 학생들로 인지하였으며, 학생들의 지적 호기심이나 수행의지, 과제 집중력, 창의성 등의 특성이 발휘될 수 있는 수업을 구상하기 위해 노력해왔음이 드러났다. 이러한 관점에서 연구 참여 교사들은 탐구하는 과정과 방법에 대한 경험의 제공, 모둠 활동을 통한 리더십과 의사소통, 배려하는 능력의 함양, 창의적이고 융합적인 사고방식을 키우고 나아가 이공계 진로 진출을 고려한 진로 탐색의 기회를 주는 교수를 효과적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 영재 교육 초임교사나 새로운 교수법을 모색하는 교사들에게 많은 시사점을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제15권1호
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• pp.159-177
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• 2013

본 연구는 최근 중요성이 부각되고 있는 STEAM 교육의 사례 연구로서 STEAM에 적합한 수업 자료 개발, 교수 학습 방법의 제안, 효과 분석을 통한 STEAM의 가능성 탐색을 목적으로 한다. STEAM 교육의 소재는 수학과 과학이 분리되기 이전의 수학사를 기반으로, 과학(S)은 24절기, 태양의 고도, 천체의 운동, 기술(T)은 그래픽 계산기를 이용한 탐구, 공학(E)은 해시계의 설계 원리 탐구 및 제작, 예술(A)은 수학사 문헌 탐구 및 수학의 심미적 가치에 대한 이해, 수학(M)은 삼각함수와 관련된다. 또한 STEAM의 특성과 문헌 연구를 토대로 프로젝트기반학습이 STEAM 교육에 적합할 것으로 보고 융합적 프로젝트기반학습을 설계하여 STEAM PBL이 융합적 지식 형성과 수학적 가치를 포함하는 수학적 태도와 21세기 역량 신장에 효과적인지에 중점을 두어 분석하였다. 수업을 분석한 결과, 학생들이 팀원 간의 협력, 의사소통과 표현, 비판적 사고를 토대로 문제해결을 하는 모습이 많이 포착되었으며, 수업을 통해 수학적 가치를 포함한 수학적 태도가 긍정적인 방향으로 변화된 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.613-623
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• 2013

현재 국내 석회석광산은 개발 방식 및 특성에 따라 환경적, 사회적, 경영적 측면에서 다양한 문제 등을 내포한 채 운영되고 있다. 따라서 최근에는 이 같은 문제점들을 저감하고 지속가능한 광산개발을 위하여, 갱내채광 혹은 시설물 갱내화 등 다양한 노력이 계속되고 있다. 이러한 노력은 기존의 광산개발 공간 외에 새로운 지하대형공간의 생성을 유발하기 때문에, 작업자 및 시설물의 안전성확보를 위하여 발생 가능한 다양한 종류의 리스크에 대한 재난관리 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 지하대형공간을 구축하고 시설물을 갱내화하여 본격가동을 앞둔 석회석광업현장의 작업자들을 대상으로 설문조사를 실시하여 리스크 위험도평가 및 업무영향력분석 후 재난관리를 위한 업무우선순위를 도출하였다. 그 결과, 대상 현장의 경우 파분쇄 및 분립선별공정에서 안전수칙 불이행으로 인한 리스크에 대하여 위험도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 이 리스크에 대한 재난발생시 업무연속성 유지를 위한 영향력을 분석결과 우선적으로 갱내외의 연계작업이 원활하게 이루어지도록 해야 하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.493-500
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• 2017

현장실습은 이론 중심의 대학교육과 실무능력을 중시하는 산업체 수요와의 미스매치를 해소하고 취업률을 제고하기 위한 중요한 수단으로 인식되고 있다. 최근 들어 우리나라의 대학에서 현장실습은 양적으로 크게 증가하고 있으며, 교육부에 의해 대학생 현장실습 운영규정이 제정되어 현장실습의 활성화를 위한 제도적 여건도 마련되었다. 이제는 현장실습의 내실화 및 질적 도약이 필요한 시점으로, 인재 육성을 위한 대학 현장실습의 자립적 운영 및 지속가능성 확보가 요구된다. 본 연구는 전국 대학의 현장실습 운영 실태 조사를 통해 대학의 현장실습 활성화를 위한 개선 방안을 모색함으로써 현장실습의 안정적인 제도적 정착을 도모하고자 하였다. 실태조사의 분석 결과, 현장실습의 실효성이 낮은 단기 위주의 현장실습이 중심이 되고 있고, 내실 있는 현장실습 운영을 위한 대학의 조직 역량이나 전문 인력이 턱없이 부족한 것으로 나타나, 대학의 현장실습 운영 역량 강화가 필요할 것으로 판단된다. 대학 현장실습은 전공 관련 현장에서 직무역량 제고를 위해 운영되는 학사과정의 한 부분이므로, 학생들의 실습기간에도 대학의 엄격하고 체계적인 관리 감독이 요구된다. 특히 12주 이상의 장기 현장실습이 활성화되기 위해서는 양질의 현장실습 기회 부여와 체계적인 지도 관리를 통한 현장실습의 질 관리를 통해 참여 학생과 기업의 만족도를 높일 수 있어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1665-1673
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• 2013

최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.