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A Study on Intelligent Skin Image Identification From Social media big data

  • Kim, Hyung-Hoon;Cho, Jeong-Ran
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.191-203
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    • 2022
  • 화장품 및 뷰티산업에서 고객 맞춤형 제품과 서비스를 제공하는 것은 주요 기술 트렌드이고, 피부상태 진단과 관리는 중요한 필수기능이다. 고객의 요구 수준은 더욱더 높아지고 있으며 이에 대한 다양하고 섬세한 고민과 요구 사항이 소셜미디어 커뮤니티에서 활발하게 다루어지고 있다. 소셜미디어 상의 이미지는 매우 다양하고 비정형적이므로 피부상태 진단 및 관리에 필요한 체계적인 피부 이미지 식별을 위한 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 소셜미디어 인스타그램에서 수집한 빅데이터로부터 피부 이미지 데이터를 지능적으로 식별하고, 피부상태 진단 및 관리를 위한 정형화된 피부 샘플 데이터를 추출하는 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 시스템은 빅데이터수집분석단계, 피부이미지분석단계, 훈련데이터준비단계, 인공신경망훈련단계, 피부이미지식별단계로 구성된다. 빅데이터수집분석단계에서는 인스타그램으로부터 빅데이터를 수집하고 피부 상태 진단 및 관리를 위한 이미지 정보를 분석결과로 저장한다. 피부이미지분석단계에서는 전통적인 이미지 처리 기법을 사용하여 피부 이미지의 평가 및 분석 결과를 획득한다. 훈련데이터준비단계에서는 피부이미지 분석결과로부터 피부 샘플데이터를 추출하여 훈련데이터를 준비하였다. 그리고 인공신경망훈련단계에서는 이 훈련데이터를 사용하여 지능적으로 피부 이미지 유형을 예측하는 인공신경망 AnnSampleSkin을 단계별 고도화와 훈련을 통해 모델을 완성하였다. 피부이미지식별단계에서는 소셜미디어로부터 수집된 이미지에 대해 피부샘플을 추출하고, 훈련된 인공신경망 AnnSampleSkin의 이미지 유형 예측 결과들을 통합하여 최종 피부 이미지 유형을 지능적으로 식별한다. 본 논문에서 제안된 피부이미지식별 방법은 약 92% 이상의 높은 피부 이미지 식별 정확도를 나타내고 있고, 정형화된 피부 샘플 이미지 빅데이터를 제공할 수 있게 되었다. 추출된 피부샘플 세트는 피부 상태를 진단하고 관리하는데 매우 효율적이고 유용한 정형화된 피부 이미지 데이터로 사용될 것으로 기대된다.

대형평판재하시험 및 수치해석에 의한 풍화암 허용지지력 평가 (An Evaluation of Allowable Bearing Capacity of Weathered Rock by Large-Scale Plate-Bearing Test and Numerical Analysis)

  • 홍승현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권10호
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    • pp.61-74
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    • 2022
  • 최근 구조물 기초가 풍화암상에 위치하는 경우가 증가하는 추세로 풍화암상 기초의 적정 설계 지지력을 평가하고자 국내 지반조사서상 제안된 풍화암 기초 허용 지지력을 조사하였다. 조사 결과 몇몇 현장에 제안된 풍화암 허용 지지력은 약 400~700kN/m2 수준으로 그 편차가 큰 편이며 보수적인 값으로 판단되었다. 지반의 기초 허용 지지력은 설계 초기 기초 형식 결정에 중요한 지표로, 그 결정에 따라 공사비 및 공기에 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 적정한 풍화암 지반의 허용지지력을 평가하고자 풍화암 지반에 대하여 총 6회의 대형 평판재하시험을 실시하고 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 시험 결과 지지력은 모두 1,500kN/m2이상으로 평가되었으며 기존 지지력 공식과 비교하였을 때 공내재하시험에 의한 지지력 평가식이 본 시험결과와 유사함을 확인하였다. 또한 대형 평판재하시험의 하중-침하 거동 역산에 의한 지반의 탄성계수는 공내재하시험의 탄성계수(E) 값 적용이 적절하다고 평가되었다. 본 연구에서의 대형 평판재하시험 결과 및 국내 타 현장에서의 평판재하시험 사례 등을 종합하여 볼 때 풍화암 허용 지지력은 1,000kN/m2 이상으로 평가된다. 그러나 기초 침하량은 기초 크기 증가에 따라 비례하므로 구조물 허용 침하량 기준에 따라 허용 지지력은 제한되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 기초 크기 및 풍화암 두께에 따른 기초 예상 침하량을 평가하였으며, 풍화암 지반상 기초 허용지지력이 1,000kN/m2 이상일 수 있는 기초 크기 및 지반 조건을 표로 제안하였다. 이는 기초 설계 초기 기초 형식 결정에 유용하다고 사료된다.

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.

한강공원의 질적 서비스와 이용자 영향권의 상관관계 분석 (The Analysis of Urban Park Catchment Areas - Perspectives from Quality Service of Hangang Park -)

  • 이서효;김해리;이재호
    • 한국조경학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.27-36
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    • 2021
  • 본 연구는 도시공원의 형평적 이용문제가 점차 사회적 문제로 대두되는 시점에, 공원의 질적 서비스 개선을 통해 도시공원의 영향력을 확대하여 도시공원의 영향력이 닿지 않는 지역을 해소하기 위해 시작되었다. 본 연구는 공원의 질적 서비스가 가장 크게 차이가 나타나는 서울시 한강공원을 대상으로 하여 공원의 질적 서비스와 공원 이용자의 유입 분포를 나타내는 이용자영향권(catchment area) 간의 영향 관계를 파악하여 질적 서비스 개선을 통한 영향력 확대를 제안하였다. 연구의 방법으로는 첫째, 2017년도부터 2019년도에 진행된 한강공원 이용시민 만족도 조사를 통해 상위 3개 지구 및 하위 3개 지구를 선별하여 질적 서비스 평가를 진행하였으며, 다음으로 이용자영향권 분석은 각 지구별 2017년 9월의 유동인구 데이터를 이용하여 도출하였다. 이후 이용자영향권에 대한 공간적 자기상관성 분석을 실시함으로써 수치적, 시각적으로 이용자영향권의 추가 검증을 실시하였다. 연구 결과, 질적 서비스가 높게 평가된 상위 3개 지구의 이용자영향권이 하위 3개 지구에 비해 강하고 넓게 나타나, 이용자가 체감하는 공원의 질적 서비스의 수준이 높을수록 공원을 방문하기 위해 먼 곳에서도 많이 방문함으로써 공원의 질적 서비스가 이용자영향권에 영향을 미침을 확인하였다. 이는 공원형평성을 실현하기 위해서는 신규 공원 조성 이외에도 개별 공원에 대한 지속적인 관리 및 개선을 통한 질적 서비스 개선이 필요함을 보여주었다. 본 연구는 공급자 관점에서의 공원 서비스 연구에 대한 한계를 인식하고 실질적 공원 이용자 측면에서 공원의 질적 서비스를 평가하였다는 점에서 연구의 의의를 가지며, 한강공원을 넘어 생활권 근린 공원의 질적 서비스 개선연구에서 공원 결핍지수를 낮추는 대안을 제시하고 있다.

개신교 '자유케 됨'의 영성에 기초한 기독교 영성교육 모형: '자유케 됨'의 실천 (The Practice of 'Liberated-ness': An Education Model for Protestant Spiritual Practice)

  • 황인혜
    • 기독교교육논총
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    • 제68권
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    • pp.375-415
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    • 2021
  • 기독교 영성교육에 대한 관심은 날이 갈수록 증가되는 추세에 있지만, 한국교회 현장의 영성교육은 개신교 전통에 따른 선명한 교육목적의 제시가 없는 가운데 교육내용과 방법이 파편화되어 있는 실정이다. 그러므로 엄밀한 학문적 방법에 의거하여 개신교 영성교육의 목적을 정립하고 그것에 맞는 교육의 내용과 방법을 찾아내는 연구가 필요하다. 이 필요성에 따라 수행된 본 연구는 개신교 영성의 핵심정신을 찾아 교육목적으로 삼고 그 목적을 구현할 수 있는 개신교 교유의 영성교육 내용을 찾아 그것을 오랜 역사를 가진 그리스도교 영성수련들과 유기적으로 통합한 하나의 창의적 영성교육 모형을 제안하는 것을 목적으로 한다. 먼저 교육목적의 설정을 위해서 개신교 대표지도자 루터(Luther), 칼빈(Calvin), 그리고 웨슬리(Wesley)의 '믿음의 삶'에 대한 가르침을 고찰하였다. 그 가르침 안에서 '개신교 영성'의 핵심정신으로서 '자유케 됨'(liberated-ness)의 정신을 발견하여 교육목적으로 삼고, 로마가톨릭교회의 '은혜' 개념과는 다른 개신교 특유의 '은혜의 방편' 전통을 발견해 내어 '자유케 됨'을 구현하는 교육내용으로 삼았다. 그리고 '자유케 됨'이 이루어지는 기전을 다음의 세 개의 창의적 개념으로 설명한다. 신자의 '자유케 됨'은 하나님에게서 나오는 '자유케 하는 의지'(liberating will)로 시작되며, 신자는 '자기를 드리는 의지'(self-giving will)로 이에 응답하게 되는데, 이 두 의지가 만나는 접촉점이 '믿음의 생명막'(the living membrane of faith)이다. 이 기전을 기초로 삼아 구성된 '자유케 됨의 실천' 영성교육 모형의 교육목적은 학습자가 삶 가운데 하나님과의 인격적 '만남'을 가지며 점점 더 '자유케 됨'을 누리는 가운데 더 충성스럽게 이웃을 자유케 하는 사람이 되어가는 것이다. 학습자와 교사의 관계는 쉐릴(Sherrill)의 인격적 '만남'의 관계이며 김현숙의 '공유적 권위'를 갖는 관계이다. 교육내용은 쉐릴의 '만남'의 성경묵상과 다익스트라(Dykstra)의 '실천들', 그리고 개신교 '은혜의 방편'의 다섯 영역과 연계된 그리스도교의 영성수련 다섯 가지를 채택하여 그것을 개신교의 '자유케 됨'의 원리로 변형한 것이다. 이 영성수련들의 새로운 명칭은 '만남의 렉시오 디비나,' '주님향함기도,' '서로-영적방향잡기,' '자유마중섬김,' 그리고 '자유성찰기도'이다. 교수-학습과정은 다익스트라가 학습자 중심의 실천을 돕는 데 사용한 코칭과 멘토링의 과정이다. 교육환경은 무어(Moore)의 '성례전적 공동체'를 지향하는 인적 환경에 중점을 두며, 평가는 학습자 스스로 평가하는 것을 기본으로 한다. 본 교육모형은 그리스도교 역사 안의 주요 영성수련 내용들을 명시적으로 개신교의 '자유케 됨'의 영성으로 변형하여 교육하는 길을 제시함으로써 초대교회 때부터 이어지는 그리스도교 영성수련의 맥을 개신교 교회에서 창조적으로 계승하여 나갈 수 있게 해 준다는 의의를 갖는다.

반구조화 인터뷰를 통한 농업부문 온실가스 감축정책의 방해 요인에 관한 탐색적 연구 (An Exploratory Study on the Barriers of Greenhouse Gas (GHG) Reduction Policy in the Agricultural Sector through Semi-Structured Interviews)

  • 오승은;최윤영;이현지;백지훈;김홍석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-16
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    • 2023
  • 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)가 2050년까지 전지구적으로 탄소중립(Carbon Neutrality) 사회로의 전환을 강조함에 따라 한국, 일본, 유럽 등 주요국들은 탄소중립 목표를 선언하였다. 농업분야는 탄소 흡수가 가능한 분야이며, 2021년 11월 영국에서 개최된 기후변화협약 당사국총회(COP 26)에서 기후변화 논의를 위한 농업의 역할을 강조하면서 그 중요성이 높아졌다. 그러나 농업분야의 온실가스 감축 사업은 국내 상황을 고려한 모니터링이 제대로 이루어지지 않고 있으며, 사업 프로그램 이행에 대한 효과나 근거를 정량적으로 평가할 수 있는 체계가 마련되지 않아 농업 현장에서의 적용이 원활히 이루어지지 않는 실정이다. 그러므로 농업분야 온실가스 감축을 위한 정책 설계, 시행 및 모니터링을 원활하게 하기 위해 기존 정책의 현황을 이해하고 개선이 필요한 사항을 검토하기 위한 선험적인 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 농업분야에서 우리나라 온실가스 감축정책 현황 진단 및 정책 추진의 방해 요인을 파악하기 위해 반구조화 인터뷰 방식을 적용해 이해관계자들의 의견을 검토하는 것이다. 반구조화 인터뷰를 진행한 결과, 본 연구는 농업부문 온실가스 감축정책의 추진을 저해하는 요인들을 데이터 및 기술, 금융, 제도 및 인식의 4가지 유형에 따라 제시하였다. 또한 일부 이해관계자들은 기술의 데이터 확보, 효과 검증을 위한 체계를 마련, 인센티브 지급 및 홍보 등 본 연구에서 제시한 시사점을 종합적으로 고려할 수 있는 방안으로서 시범사업 추진이 도움이 될 수 있음을 강조하였다. 본 연구는 구체적인 결론을 도출하기보다는 온실가스 감축정책 추진 현황을 진단하고 검토하는 탐색적 연구의 성격을 가지며, 향후 면접 응답자를 충분히 확보하고 그룹별 표본 수를 균형 있게 조정하여 추가 분석을 실시한다면 본 연구는 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

유해화학물질 분석을 위한 생태조사 기반의 타깃 후보어종 선정법 (Target candidate fish species selection method based on ecological survey for hazardous chemical substance analysis)

  • 김지윤;진상현;조민재;최혜지;안광국
    • 환경생물
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    • 제41권2호
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    • pp.109-125
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    • 2023
  • 본 연구는 우리나라에서 수생태계에 유입되는 주요 유해화학물질 축적 분석을 위한 타깃 후보종 선정과 이에 따른 어류 군집의 영향을 분석하였다. 레퍼런스 하천 선정과 함께 유해화학물질 유입의 영향을 직접적으로 받는 하수종말처리장(T1)과 수계로 유입된 유해화학물질이 집중되는 금강하구언(T2)의 테스트배드를 분석하였다. 유해화학물질 분석을 위한 타깃 후보종 선정을 위해 7-메트릭 다변수 모델을 개발하였으며, 세부항목은 (1) 상업적으로 유용하며 식용으로 이용하는 어종, (2) 최상위 육식종 어종, (3) 유기물 섭취 어종, (4) 내성도가 높은 어종, (5) 개체수가 풍부한 어종, (6) 채집 가능성이 높은 어종, (7) 광범위하게 분포하는 어종 등 총 7개 메트릭으로 구성되었다. 타깃 후보어종에 대한 7개 메트릭 모델을 기반으로 8종이 대상 후보로 선정되었다. 타깃 후보종과 함께 공서하는 우점어종은 내성종(50%)이었으며, 이는 수질 오염 지표로 자주 사용되는 내성종의 풍부도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 수생태계 건강성 평가를 위한 다변량 어류 기반 모델 분석에서는 생태계 건강성이 "나쁨 상태"까지 진단되는 것으로 나타났다. 이화학적인 수질 변수는 테스트배드에서 섭식 및 내성길드에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 8개의 수질 변수는 T1 지점에서 높게 나타나 하수처리장의 방류수에 따른 영향이 컸으며, T2 지점은 대규모 녹조 현상이 나타나 클로로필 농도가 레퍼런스 지점보다 약 15배 높은 것으로 나타났다.

Development of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Mediated AuNP-liposomal Nanomedicine and Evaluation with PET Imaging

  • Ji Yoon Kim;Un Chul Shin;Ji Yong Park;Ran Ji Yoo;Soeku Bae;Tae Hyeon Choi;Kyuwan Kim;Young Chan Ann;Jin Sil Kim;Yu Jin Shin;Hokyu Lee;Yong Jin Lee;Kyo Chul Lee;Suhng Wook Kim;Yun-Sang Lee
    • 대한방사성의약품학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.9-16
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    • 2023
  • Liposomes as drug delivery system have proved useful carrier for various disease, including cancer. In addition, perfluorocarbon cored microbubbles are utilized in conjunction with high-intensity focused-ultrasound (HIFU) to enable simultaneous diagnosis and treatment. However, microbubbles generally exhibit lower drug loading efficiency, so the need for the development of a novel liposome-based drug delivery material that can efficiently load and deliver drugs to targeted areas via HIFU. This study aims to develop a liposome-based drug delivery material by introducing a substance that can burst liposomes using ultrasound energy and confirm the ability to target tumors using PET imaging. Liposomes (Lipo-DOX, Lipo-DOX-Au, Lipo-DOX-Au-RGD) were synthesized with gold nanoparticles using an avidin-biotin bond, and doxorubicin was mounted inside by pH gradient method. The size distribution was measured by DLS, and encapsulation efficiency of doxorubicin was analyzed by UV-vis spectrometer. The target specificity and cytotoxicity of liposomes were assessed in vitro by glioblastoma U87mg cells to HIFU treatment and analyzed using CCK-8 assay, and fluorescence microscopy at 6-hour intervals for up to 24 hours. For the in vivo study, U87mg model mouse were injected intravenously with 1.48 MBq of 64Cu-labeled Lipo-DOX-Au and Lipo-DOX-Au-RGD, and PET images were taken at 0, 2, 4, 8, and 24 hours. As a result, the size of liposomes was 108.3 ± 5.0 nm at Lipo-DOX-Au and 94.1 ± 12.2 nm at Lipo-DOX-Au-RGD, and it was observed that doxorubicin was mounted inside the liposome up to 52%. After 6 hours of HIFU treatment, the viability of U87mg cells treated with Lipo-DOX-Au decreased by around 20% compared to Lipo-DOX, and Lipo-DOX-Au-RGD had a higher uptake rate than Lipo-DOX. In vivo study using PET images, it was confirmed that 64Cu-Lipo-DOX-Au-RGD was taken up into the tumor immediately after injection and maintained for up to 4 hours. In this study, drugs released from liposomes-gold nanoparticles via ultrasound and RGD targeting were confirmed by non-invasive imaging. In cell-level experiments, HIFU treatment of gold nanoparticle-coupled liposomes significantly decreased tumor survival, while RGD-liposomes exhibited high tumor targeting and rapid release in vivo imaging. It is expected that the combination of these models with ultrasound is served as an effective drug delivery material with therapeutic outcomes.

인지적 도제 모델 기반의 Rapid-cycling Brassica rapa 식물 프로그램의 개발 및 적용 효과 (Development of Rapid-cycling Brassica rapa Plant Program based on Cognitive Apprenticeship Model and its Application Effects)

  • 김재권;김성하
    • 과학교육연구지
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    • 제47권2호
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    • pp.192-210
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    • 2023
  • 이 연구는 인지적 도제 모델의 교수 단계와 교수방법을 적용하여 Rapid-cycling Brassica rapa (RcBr)를 활용한 식물 분자생물학 실험 프로그램을 개발하여 그의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 개발된 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관한 전문성 제고를 위하여 'purple RcBr과 non-purple RcBr 개체의 DFR 유전자 확인'과 'DNA 프로파일링 방법을 이용한 RcBr 개체의 유전적 다형성 부위 확인'의 두 가지 실험 주제를 선정하여 총 8차시로 구성하였다. 개발된 프로그램은 충북 H 대학교 생물교육 전공 2학년 18명을 대상으로 적용하여 분자생물학 지식과 기술 활용에 관한 인지기능과 영역 일반적 메타인지 기능의 향상 효과를 알아보았으며, 개발된 프로그램에서 제공된 수업흐름도 작성 과제의 분석을 통하여 프로그램의 효과를 검증하고자 하였다. 개발된 인지적 도제 모델 기반의 RcBr 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 지식 및 기술 활용에 관한 인지기능 향상에 효과적이었다. 예비교사의 선행 실험 경험에 따라 고차적 인지기능 향상에 차이를 보였는데, 선행 실험 경험이 없는 예비교사의 고차적 인지기능 향상에 특히 효과적이었다. 개발된 프로그램은 또한 영역 일반적 메타인지 기능 중 메타인지적 지식의 과제와 메타인지적 조절의 계획, 점검, 평가 부분의 하위요소에 있어 유의미한 향상 효과를 보여주었다. 이는 프로그램의 차시별 자기평가 활동이 예비교사의 메타인지적 조절 기능 향상에 도움을 주었기 때문으로 생각한다. 이 연구에서 개발된 인지적 도제 모델의 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관련된 핵심역량을 키우는데 이바지한 것으로 나타났으므로 후속 연구에서 이 교수·학습 자료를 재구성하여 과학교사 연수나 고등학생들에게 적용하여도 메타인지 기능의 향상 효과를 기대할 수 있을 것이다.

저서성 대형무척추동물을 이용한 RIVPACS 유형의 하천생태계 건강성 평가법 국내 하천 적용성 (Development and Testing of a RIVPACS-type Model to Assess the Ecosystem Health in Korean Streams: A Preliminary Study)

  • 이다영;이대성;민중혁;박영석
    • 생태와환경
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    • 제56권1호
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    • pp.45-56
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    • 2023
  • 본 연구는 저서성 대형무척추동물을 이용한 RIVPACS 유형의 국내 실정에 맞는 수생태계 예측 및 평가모델을 구축하기 위한 사전 연구로서 수행되었다. 자연상태의 하천인 887개의 참조하천을 선정하고, 참조하천을 저차하천과 고차하천으로 구분한 뒤 random forest 알고리즘을 이용하여 각각의 과에 대하여 예측모델을 구축하였다. 저차하천은 학습과 검증 데이터를 7 : 3의 비율로 나누어 구축하였으며, 고차하천의 경우에는 leave-one-out 방법을 이용하였다. 예측모델에 사용된 환경변수는 비계량 다차원 척도법(NMDS)을 이용하여 선정되었으며, 고도, 경사각, 평년평균기온, 숲의 비율, 하폭, 여울 비율, 하상 구조의 큰돌의 비율로 7개의 변수가 선택되었다. 3,224개의 조사대상 지점을 하천차수에 따른 유형에 따라 구분한 뒤, 각각의 유형에 해당하는 모델을 이용하여 30개 과에 대한 과 단위의 생물상을 예측하였다. 예측된 생물상(E)은 실제 생물상(O)과 생물지수를 이용하여 비교되었다. 생물지수는 BMWPK 지수를 과의 수로 나눈 ASPT를 이용하였다. 그 이후 EQR 지수(O/E)를 이용하여 각 조사지점의 건강성을 평가하였다. 마지막으로, EQR 값을 기존에 이용되고 있는 BMI 값과 비교하였다. 건강성 점수 평가 결과, 실제 군집은 0~20과, 예측된 군집은 0~19과 범위로 예측되어 유사하게 나타났다. 실제 ASPT는 평균 4.82 (±2.04 SD), 예측된 ASPT는 6.30 (±0.79 SD)으로 예측된 값이 더 높게 나타났다. ASPT와 BMI의 비교 결과, 대체로 EQR이 BMI 지수보다 높은 값을 보였다. 이는 참조하천 선정에 있어서 조금 교란된 지점도 자연상태로 가정하여 참조하천으로 이용되었기 때문으로 보인다. RIVPACS 모델은 생태학적 상태에 대한 단순하지만 명확한 진단을 제공해줌으로써 국내 하천 관리에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구는 연구가 미진하였던 우리나라 실정에 맞는 RIVPACS 유형의 평가법을 개발하는 선행 연구로서의 의의가 있다.