• 제목/요약/키워드: Invention and Problem Solving

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기하학적 문제와 펜토미노의 발명을 통한 수학 학습에서의 자료 개발 (Development of mathematical learning materials through geometric problems and the invention of pentominoes)

  • 황선욱;심상길
    • 한국수학사학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.57-72
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    • 2007
  • 최근 수학교육에서 펜토미노와 같은 절단 퍼즐들을 학습에 많이 활용하고 있다. 그러나 이런 퍼즐들의 개발 배경과 수학적 활용 방법에 대한 연구 부족으로 수학적 개념 도입이나 문제해결을 위한 소재로서 다양하게 사용되고 있지 못한 실정이다. 이 논문은 펜토미노를 수학 학습에서 효과적으로 활용하기 위하여 펜토미노와 같은 절단 퍼즐의 배경이 되는 기하학적 문제와 펜토미노의 개발에 관한 수학사적 배경을 알아보고, 제 7차 초등학교 교육과정의 수학 교과서에서 활용할 수 있는 단원과 여러 문헌에서 펜토미노를 활동한 자료를 조사하여 체계적인 수학 학습자료를 개발하는 기초 자료와 방향을 제시하는 데 그 목적이 있다.

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내러티브 탐구를 통한 초등 교과서에 수록된 한국 발명가 3인의 창의성 요소, 가정환경, 부모 양육방식 특징 분석 (An Analysis of Creativity Factors, Family Backgrounds and Parenting Styles of Korean 3 Inventors in Korean Elementary Textbooks through Narrative Inquiry)

  • 채동현;조대영
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.196-210
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    • 2020
  • 여러 연구에 따르면 발명 교육은 학생들의 창의력과 문제 해결력 향상과 밀접한 관계가 있다. 이러한 능력은 미래 사회에 필수적인 능력이므로, 이러한 능력을 개발하기 위한 효과적인 발명 교육이 필요하다. 이에 본 연구에서는 내러티브 탐구를 통해 초등학교 교과서에 등장하는 3명의 한국 발명가의 창의성 요소, 가정환경, 부모 양육 방식을 특정하고, 3명의 공통점을 분석하였다. 연구결과, 3명의 발명가들은 모두 지적 호기심, 독창성, 생산적 사고능력, 정교성을 가지고 있었다. 그리고 이들은 대부분 경제적으로 풍요로운 가정에서 태어났고, 자신을 지지해주는 사람이 있었다. 또한 이들은 부모들은 자녀와 안정적인 애착 관계를 가졌고, 자녀의 교육에 적극적으로 참여하며 자녀의 창의성을 가장 먼저 발견하였다.

트리즈를 적용한 가방 디자인 연구 (A Study of on the design of bags applying TRIZ)

  • 백경자
    • 문화기술의 융합
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    • 제8권3호
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    • pp.305-311
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    • 2022
  • 본 연구에서는 창의적 문제 해결 이론인 트리즈를 적용하여 패션디자인에서도 적용할 수 있는 가능성을 모색하고 하나의 제품 디자인이 다른 용도의 형태로 변형되도록 하는, 창의적인 가방 디자인을 개발하고자 하였다. 트리즈의 4가지 발명원리, 3번 국소적 성질, 6번 다용도, 7번 포개기, 17번 차원변경을 통해 해결안이 도출되고 적용되어 최종 디자인이 개발되었으며, 가방형태와 에이프런형태의 2가지 기능성과 활용성을 만족시키는 창의적인 디자인으로 평가되었다. 이에 발명원리 기법으로써의 트리즈가 패션디자인에서도 창의적인 활용 도구로 사용 가능함을 확인할 수 있었다. 향후 융복합 디자인 개발의 가능성을 높이고 일상생활에서도 활용도가 높은 제품을 디자인할 수 있는 기초적인 예시 자료로 활용될 수 있기를 기대한다.

수리철학과 수학의 역사에서 직관 (The Intuition in History of Mathematical Philosophy and Mathematics)

  • 이대현
    • 한국수학사학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.23-30
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    • 2005
  • 직관은 참된 지식을 발견하는 도구이며 문제해결 과정에서 번뜩이는 아이디어가 발현되는 것으로 받아들여진다. 직관에 의해 우리는 자명한 사실을 즉각적으로 인식하며, 수학적 사실을 발견하는 힘을 부여받는다. 따라서 직관은 논리와 더불어 수학교육에서 강조해야 할 중요한 주제이다. 인 글에서는 수학 교수$\cdot$학습에서 직관적 사고력의 신장을 위해 직관에 대한 체계적인 연구가 필요함을 인식하고, 이를 위해 수리철학의 역사와 수학적 발견의 역사에서 직관에 대하여 알아보았다.

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기술혁신의 관점에서 본 균등요건의 치환자명성과 특허요건의 진보성의 관계 (Obviousness Standard and Ease of Interchangeability in the Doctrine of Equivalents)

  • 구대환
    • 법제연구
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    • 제41호
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    • pp.201-228
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    • 2011
  • 대법원은 97후2200에서 균등관계가 성립하기 위한 5가지 요건을 제시하였다. 이 중에서 세 번째 요건인 '치환자명성'이 특허요건 중 하나인 진보성을 판단할 때의 자명성과 같은 수준의 것으로 해석할 수 있는 것인지의 여부에 대하여 논쟁이 있다. 이들을 다르게 해석해야 한다는 입장에서는, 치환자명성 요건이 자명성 요건에 비하여 협소하다고 설명한다. 그리고 이들을 동일하게 볼 경우 특허발명에 대하여 진보성이 인정되지 않는 한 모두 균등영역에 포함되는 것으로 보게 되어 균등침해의 영역을 과도하게 확장하게 되는 문제가 있다고 한다. 반면에 이들을 같은 정도의 것으로 해석해야 한다는 입장에서는, 특허발명으로부터 용이하게 실시할 수 있는 기술 즉, 특허발명에 대하여 진보성이 없는 영역에 속하는 확인대상발명은 모두 균등침해에 해당하는 것으로 보아야 한다고 주장한다. 또한 균등론상 치환자명성과 진보성의 자명성을 서로 다르게 해석할 경우 특허법이 작용할 수 없는 소위 '회색영역'이 존재하게 되는 문제가 있다는 점을 지적한다. 이러한 견해의 차이는 권리범위확인 또는 균등론에 의한 침해 여부를 판단함에 있어서 상반되는 결과를 가져올 수 있다. 즉, 치환자명성 요건을 자명성 요건보다 좁게 보는 경우는 이들을 동일하게 보는 경우에 비하여 특허권의 권리범위를 좁게 해석하기 때문에 회색영역에 속하는 확인대상발명에 대하여 침해를 부인하게 된다. 그러나 반대로 이들을 동일하게 보는 경우 회색영역은 사라지고 확인대상발명은 균등론에 의하여 침해의 영역에 속하게 된다. 이 논문은 이러한 문제를 해결해 보고자 하는 시도에서 출발한 것이다. 이를 위하여 특허요건의 진보성 판단과 균등론의 치환자명성 판단을 각각 검토하고, 이들을 동일하게 보는 경우와 다르게 보는 경우를 기술혁신의 경제학적 관점에서 서로 대비한 결과 동일하게 보는 것이 합리적이라는 결론을 얻을 수 있었다.

뉴로피드백을 이용한 로봇 발명 교육이 ADHD 아동의 주의집중력 변화에 미치는 영향 (Effect of Neurofeedback based Robotic Invention Education on Attention Ability of ADHD Children)

  • 남현욱
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.273-283
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    • 2016
  • 본 연구에서는 뉴로피드백을 이용한 로봇 발명 교육 프로그램이 ADHD 아동의 주의집중력에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위하여 12차시로 구성된 로봇 발명 교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램에서 학생들은 스스로 로봇을 만든 다음 뇌파 측정 장치를 이용하여 로봇을 움직이는 활동을 한다. 뇌파의 측정은 뉴로스카이의 마인드셋을 이용하였으며, 퍼즐박스를 이용하여 뇌파 신호를 로봇에 전달하였다. 실험을 위하여 천안 지역 ADHD 아동 8명을 대상으로 선정하였다. 연구는 총 10회에 걸쳐 진행되었다. 주의집중력 변화를 살펴보기 위한 도구로 행동 관찰, 부모용 아동 문제 행동 체크리스트, 교사용 주의력 결핍 평정 척도, ADS 등을 이용하여 사전 사후 검사를 실시하였다. 행동관찰 결과 평균 45%이상의 주의산만 행동을 보이던 아동들이 32%까지 감소하였다. 부모용 아동문제 행동 체크리스트의 경우 큰 변화를 보이지 않았다. 교사용 주의력 결핍 척도인 CTRS-R의 경우 대상 아동 전체적으로 주의집중력이 향상되는 것으로 나타났다. ADS 검사 결과에서는 사전 측정시 정상 범위를 넘어선 수치가 프로그램이 진행됨에 따라 정상 수치로 나타나는 것을 볼 수 있었다.

DPF를 적용한 배압 감응형 배기시스템에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Exhaust Gas Pressure Response Exhaust System with DPF)

  • 기시우;염광욱;이정호;함성훈
    • 한국가스학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.80-86
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    • 2017
  • 본 논문에서는 유해배출물질 저감장치인 DPF의 문제를 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 양방향으로 분기되는 배기가스 유로를 통하여 자동차의 엔진 구동시 발생되는 배기가스를 효율적으로 유도하고 2개의 DPF 장치를 장착함으로서 교번작용을 통한 유해배출물질 정화 및 재생연소특성을 효율적으로 적용할 수 있도록 개발한다. DPF 내부에 입자상물질 적층현상으로 인한 배기가스의 내부압력 증가를 피할 수 있고, 출력저하 및 연비효율이 떨어지는 등의 문제를 획기적으로 개선하여 고효율의 출력을 유도할 수 있는 자동차 배기가스 정화 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.

발명영재교육에 관한 학술연구 동향 분석 (An Analysis of the Trends in Academic Research on Invention Gifted Education)

  • 이민혜
    • 국제교류와 융합교육
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    • 제3권1호
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    • pp.1-28
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    • 2023
  • 이 연구에서는 발명영재교육의 국내 연구들의 양적 경향성을 살펴보고 이들 연구분석에서 내재적 의미와 연결속성을 파악하여 향후 발전 방안을 모색하기 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 이를 위하여 한국학술연구정보원(RISS)에서 '발명영재교육' 으로 논문을 검색하여 등재후보지 이상의 국내 학술논문 97편을 최종 선정하고, 발행년도, 저자구성, 연구자 소속과 소재지역, 발행 학술지 등 연구일반에 관한 SPSS로 기술적 통계분석을 수행하고, 학술논문의 키워드를 이용하여 상위출현빈도, N-gram, 연결·매개중심성을 살펴보았다. 발명영재교육 학술논문으로 확인된 2007년 이후 증가세를 보이던 추세가 제3차 영재교육진흥종합계획 시기를 정점으로 이후 다시 감소세를 나타냈다. 저자 특성를 기술적 통계분석한 결과, 논문 절반이 공동으로 발표되었고 그 다음으로 다수, 단독의 저자구성을 보이고 있었다. 단독으로 발행된 논문은 연구자 소속이 대학, 연구소, 초등학교, 중학교 소속으로 확인되었고, 협력적 논문은 신진 연구자와 전문 연구자가 협력하는 연구, 전문 연구자 간 협력 연구가 다수였으며, 신진 연구자 간 협력적 연구는 1편에 그쳤다. 발명영재교육 논문이 발표된 지역과 학술지를 살펴볼 때, 일부 지역이나 학술지에 집중되어 있었고, 편차가 매우 크게 나타났다. 학술논문 키워드를 이용한 언어네트워크 분석 결과 상위 출현성을 보인 의미 있는 키워드는 창의, 프로그램 등이 확인되었고, 동출현성이 높은 키워드 쌍은 발명영재-창의이었다. 상위의 연결중심성 키워드는 창의, 문제해결·개발·기업 등이 다른 연구주제로 확장하기 위한 중개자 역할을 하며 다양한 주제로 확장 가능한 연구주제로 작용하고 있었다. 매개중심성의 경우 창의, 창의적, 프로그램, 효과 등이 높은 매개중심성을 보여 다른 키워드를 상호매개하거나 중재시키는 역할을 하는 중요한 키워드임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과를 통해 발명영재교육의 발전을 위한 국가정책적 대책이 마련될 필요가 있으며, 영재교육에 대한 사회적 책무성을 높이는 한편, 교사의 전문성을 신장할 수 있는 발명생태문화를 조성할 필요성을 제기하였다.

직관에 관한 연구 역사와 수학교육적 의미 고찰 (A Study on the History of Intuition Research and its Mathematics Educational Implication)

  • 이대현
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.363-376
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    • 2008
  • 본 논문의 목적은 창의적 능력의 한 요소로 간주되어 온 직관에 관한 이해와 관심을 새롭게 하고, 수학 교수 학습에서 직관의 가치를 제고하기 위한 것이다. 이를 위하여 문헌 고찰을 통해 직관의 본질과 직관에 관한 연구의 역사, 사고의 발현 과정을 선형적인 측면에서 몇 개의 단계로 나누어 분석하는 정보치리 접근 방법에 의한 직관 연구를 살펴보았다. 오래 전부터 직관은 신비스러운 속성을 지닌 대상으로 간주되었고, 따라서 직관을 탐구하기 위한 논의 자제가 어려됐다. 그렇지만 20세기에 들어와 심리학 관점에서 직관에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있다. 직관에 대한 연구는 역사정보처리 관점에 의한 직관 연구가 주를 이루었으나, 최근에는 병렬분산처리 모델 관점에 의한 직관 연구도 이루어지고 있다. 그렇지만 직관에 관한 연구들은 직관의 속성을 완벽하게 규명하기는 어렵다는 것을 말해 준다. 한편 수학교육 분야에서 직관에 관한 연구는 몇 및 학자에 의해 수행되었지만, 수학 교수 학습 상황과 관련하여 실천적이고 체계적인 연구는 미약한 상황이다. 따라서 직관 탐구의 역사에 대한 시사점을 바탕으로 수학교육에서 직관 탐구의 의미와 직관을 중심으로 한 수학 교수 학습에 대한 시사점을 제시하였다.

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발명체험 교육기부활동이 예비기술교사의 교수 효능감에 미치는 영향 (The impacts of the experince of donation for education to improve the teaching efficacy of pre-technology teacher with Invent touring activity)

  • 최유현;임윤진;이은상;이동원
    • 대한공업교육학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.156-175
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    • 2013
  • 이 연구는 발명체험 교육기부활동이 예비 기술교사의 교수 효능감에 어떤 영향을 주는지를 검증하고자 하였다. 발명체험 교육기부활동은 발명교육의 중요 활동인 창의적 문제해결과정체험 교육프로그램 개발, 교육프로그램 운영 및 교육기부활동 평가를 포함한다. 이 활동에 참여한 학생들은 C대학교 기술교육과의 전공 및 부전공 학생 20명이다. 교육기부활동은 D아동지역센터, K대안학교, D초등학교, D중학교에서 이루어졌다. 이 연구를 위하여 교육기부활동과 교수효능감에 대한 문헌을 고찰하였고, 교수효능감을 측정하기 위한 검사도구를 선정하였다. 선정된 검사도구는 Riggs와 Enochs(1990)가 개발한 STEBI(Science Teaching Efficacy Beliefs Instrument)를 예비기술교사에게 맞게 수정하기 위하여 전문가 3명이 참여하여 타당도를 확보하였다. 이 연구는 단일집단 사전 사후검사 설계(One-Group Pretest-Posttest Design)에 의해 이루어졌으며, 사전검사와 사후검사를 실시하였다. 검사도구의 신뢰도는 Cronbach ${\alpha}$계수 분석을 실시하였으며, 사전검사는 .840, 사후검사는 .746으로 나타났다. 자료의 분석은 유의수준 5%에서 대응표본 t검정을 실시하였으며, 사용된 통계도구는 SPSS 19.0 이다. 연구 결과 발명체험 교육기부활동에 참여한 예비기술교사들의 교수 효능감이 향상되었다. 교육기부활동에 참여한 학생들과의 인터뷰를 통해 질적인 고찰을 실시한 결과 교육활동을 통해 인성이 긍정적으로 변화였고, 무엇보다 기술교과지도를 위한 교수역량개발의 기회가 되었다고 답하였다. 이에 따라 예비기술교사의 교수효능감 향상을 위한 교수 학습전략으로 교육기부활동의 체험을 적극 활용할 필요가 있다고 판단된다.