• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.522-537
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• 2013

이 연구는 과학적 문제해결을 위한 소집단 논의과정에서 생성된 비유의 수준, 상호작용, 결과 예측에 대한 불확실성을 분석하여 설명적 모델과의 관계를 논의하였다. 이 연구의 참여자는 4년제 K 대학에 재학 중인 대학생 8명으로 4명 2개조로 편성되어 과학적 문제해결과제를 수행하였다. 연구 참여자들은 개별적으로 과학적 문제해결과제 수행한 이후, 조별로 모여 논의에 참여하였다. 이후 다시 개별적 면담을 통해 소집단 논의 활동을 통한 사고의 변화를 알아보았다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 논의 과정에서 속성/실체 수준의 비유는 논의 과정에서 어떠한 실체나 속성의 특징을 보다 명료하게 이해시키기 위해 사용되었다. 논의과정에서 생성된 공간적 배치/움직임 수준의 비유는 다른 참여자가 문제해결결과를 예측하는데 불확실성을 낮추어주었다. 메커니즘/인과성 수준의 비유 생성은 문제 상황의 구조를 변화시켜 다른 참여자가 설명적 모델을 재구성하는데 도움을 주거나, 자신이 생성한 메커니즘을 정당화하기 위해 메커니즘 상황이 유지된 채 이전에는 경험하지 못하였던 새로운 상황을 떠올려 적용하는 형태의 비유로 생성되었으며, 이를 통해 논의과정에서 사고실험의 생성 사례를 확인할 수 있었다. 소집단 과정에서 생성된 비유의 변화를 살펴보면, 논의과정에서 각 개인의 비유 패러다임은 생산적 패러다임, 수용-생산 패러다임, 생산-수용 패러다임, 수용 패러다임으로 나타났다. 설명적 모델의 생성과 재구성은 비유의 생산적 패러다임에서 나타났으며, 비유의 수용적 패러다임에서 예측이 바뀌거나, 예측에 대한 불확실성이 달라졌다.

• 대한화학회지
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• 제56권3호
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• pp.363-370
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• 2012

2007개정 과학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학 교과서 11종을 대상으로, '물질 영역'에 속하는 '물질의 세 가지 상태', '분자의 운동', '상태변화와 에너지'라는 세 단원에 제시된 모형의 유형 및 특성을 조사하고 과학적 모형 분석틀을 개발하였다. 연구를 통해 개발되어진 과학적 모형 분석틀은 표상 양식과 표상의 속성으로 나누어져있으며, 표상 양식은 활동 모형, 비유적 모형, 상징적 모형, 이론적 모형으로 분류하고, 표상의 속성은 정적 모형과 동적모형으로 분류하였다. 개발되어진 과학적 모형 분석틀을 가지고 교과서에서 사용되고 있는 모형의 유형과 빈도수를 분석하였다. 연구 결과, 표상 양식에서는 활동 모형과 비유적 모형이 가장 많이 사용되었고, 표상의 속성에서는 동적 모형이 많이 사용되고 있었다. 물질 영역에서는 입자 개념을 다루며 학생들이 일상생활에서 접하는 거시적인 현상들을 분자의 배열이나 운동과 같은 미시적 관점으로 이해하는 것을 목표로 하고 있다. 이 연구의 결과는 현 교과서들에 나타난 과학적 모형 사용의 제한점과 바람직한 방향을 모색하게 할 뿐 아니라, 앞으로 집필되어질 교과서와 수업을 구성하는데 유용한 정보를 제공해 줄 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.545-554
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• 2011

철도교량을 주행하는 열차의 진동사용성 확보를 위해 Eurocode, 신간선기준, 호남고속철도 설계지침 등에서는 교량의 처짐과 차체연직가속도로 진동사용성 기준을 제시하고 있다. 호남고속철도 설계지침 경우 Eurocode를 인용하였기 때문에 향후 열차의 주행속도와 경간길이의 향상 및 확장에 맞추어 철도교량의 진동사용성 기준을 보완함에 있어 철도선진국들에 비해 상대적으로 뒤처질 것으로 예상된다. 따라서 고속철도교량 기술의 국외의존도를 줄이고 기술경쟁력을 확보하기 위하여 주행속도의 증가와 열차-교량 진동전달특성 등을 고려할 수 있는 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 매개변수 연구와 열차-교량 상호작용해석을 수행하여 주행속도의 증가에 따른 차체연직가속도와 교량변위의 상관관계를 파악하였으며 주행속도의 증가와 더불어 차체연직가속도가 증가하는 경향을 확인하고 가속도증폭계수를 제안하였다. 그리고 교량의 처짐형상과 진동을 정현파와 조화운동으로 가정하고 진동전달함수와 가속도증폭계수를 이용하여 고속철도교량의 진동사용성 허용처짐을 수식으로 전개하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제6권3호
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• pp.125-133
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• 2017

Time comparison is necessary for the verification and synchronization of the clock. Two-way satellite time and frequency (TWSTFT) is a method for time comparison over long distances. This method includes errors such as atmospheric effects, satellite motion, and environmental conditions. Ionospheric delay is one of the significant time comparison error in case of the carrier-phase TWSTFT (TWCP). Global Ionosphere Map (GIM) from Center for Orbit Determination in Europe (CODE) is used to compare with Bernese. Thin shell model of the ionosphere is used for the calculation of the Ionosphere Pierce Point (IPP) between stations and a GEO satellite. Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) and Koganei (KGNI) stations are used, and the analysis is conducted at 29 January 2017. Vertical Total Electron Content (VTEC) which is generated by Bernese at the latitude and longitude of the receiver by processing a Receiver Independent Exchange (RINEX) observation file that is generated from the receiver has demonstrated adequacy by showing similar variation trends with the CODE GIM. Bernese also has showed the capability to produce high resolution IONosphere map EXchange (IONEX) data compared to the CODE GIM. At each station IPP, VTEC difference in two stations showed absolute maximum 3.3 and 2.3 Total Electron Content Unit (TECU) in Bernese and GIM, respectively. The ionospheric delay of the TWCP has showed maximum 5.69 and 2.54 ps from Bernese and CODE GIM, respectively. Bernese could correct up to 6.29 ps in ionospheric delay rather than using CODE GIM. The peak-to-peak value of the ionospheric delay for TWCP in Bernese is about 10 ps, and this has to be eliminated to get high precision TWCP results. The $10^{-16}$ level uncertainty of atomic clock corresponds to 10 ps for 1 day averaging time, so time synchronization performance needs less than 10 ps. Current time synchronization of a satellite and ground station is about 2 ns level, but the smaller required performance, like less than 1 ns, the better. In this perspective, since the ionospheric delay could exceed over 100 ps in a long baseline different from this short baseline case, the elimination of the ionospheric delay is thought to be important for more high precision time synchronization of a satellite and ground station. This paper showed detailed method how to eliminate ionospheric delay for TWCP, and a specific case is applied by using this technique. Anyone could apply this method to establish high precision TWCP capability, and it is possible to use other software such as GIPSYOASIS and GPSTk. This TWCP could be applied in the high precision atomic clocks and used in the ground stations of the future domestic satellite navigation system.

• 대한화학회지
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• 제64권5호
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• pp.304-317
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• 2020

이 연구는 중소도시에 소재한 고등학교 1학년 학생 4명을 대상으로 반응적 교수법의 효과를 알아보았다. 이를 위하여 반응적 교수법의 3단계를 세분화하여 6단계로 구성하였다. 1단계는 학생들의 거시적 생각 드러내기, 2단계는 학생들의 초기 미시적 생각 이끌어내기, 3단계는 입자에 대한생각을 학문과 연결하기, 4단계는 교사가 개입하여 입자에 대한 학습자의 생각을 명료히 하기, 5단계는 학생 생각 심화하기, 6단계는 학생 생각 확장하기였다. 4단계까지의 과정을 통해 질량의 원인은 원자이며, 부피의 원인은 분자라는 학생들의 생각이 명료하게 드러났다. 5단계에서 학생들은 양성자와 중성자가 존재하는 공간을 매우 작으므로 분자 자체의 부피는 무시한다는 개념에 도달하였다. 그리고 생각을 확장하는 6단계에서 입자의 부피를 무시한 질점의 개념으로 분자 운동을 설명하였다. 이를 통해 학생들은 아보가드로의 법칙에서 요구되는 입자의 질량보존과 부피변화의 관계에 대한 관점을 획득하고, 어떤 시스템은 직접 관찰하기에 너무 작거나, 너무 크거나, 너무 빠르거나, 너무 느려서 간접적으로만 연구될 수 있음을 인식하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권4호
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• pp.658-667
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• 2001

본 연구에서는 학습자의 인지적 정의적 변인, 변칙 사례에 의한 인지 갈등, 개념 변화 사이의 관계에 대해 조사하였다. 배경 지식, 장의존성 독립성 학습 전략, 논리적 사고력, 목표 지향, 선개념 및 능력에 대한 자아효능감, 통제 신념 등을 조사하였고, 선개념 검사, 변칙 사례에 대한 반응 검사, 직후 개념 및 개념 파지 검사를 실시하였다. 학습자의 인지적 정의적 변인과 변칙 사례에 의한 인지 갈등 사이에는 유의미한 상관이 없었다. 분자 운동에 대한 배경 지식, 장의존성, 독립성, 학습 전략은 학생들의 직후 개념 및 개념 파지와 유의미한 상관이 있었으며, 논리적 사고력과 직후 개념의 상관이 유의미하였다. 중다 회귀 분석 결과, 학습 전략이 학생들의 직후 개념과 개념 파지를 유의미하게 예측하였다. 정의적 변인의 경우, 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념 및 개념 파지와, 목표지향은 직후 개념과 유의미한 상관이 있었다. 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념과 개념 파지에 대한 유의미한 예언 변인이었으며, 목표 지향은 직후 개념에 대한 유의미한 예측 변인이었다.

• 한국자기학회지
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• 제27권3호
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• pp.92-97
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• 2017

펄스자기장을 인체에 자극했을 때 몸 안에 있는 이온성 전해물질에 의해 유도전류가 발생하며, 최근에는 이를 활용하여 자기장 치료기술이 새롭게 연구 개발되고 있다. 본 연구에서는 강한 펄스자기장을 자극했을 때, 여러 층으로 응집되어 붙어있는 적혈구 연전형성의 변화를 동역학적으로 조사 분석하였다. 적혈구의 연전형성은 여러 가지 원인에 의해 발생하는데 물리학적으로 보면 적혈구 중심에 있는 $Fe^{+3}$ 이온에 의한 전기장 발생과 혈액 내에 녹아있는 음이온의 상호작용이 원인으로 고려된다. 본 연구에서 사용된 펄스자기장의 세기와 시간은 0.27 Tesla, 0.102 msec이고 펄스 반복시간은 1초이다. 인체에 가한 펄스자기장의 자극시간은 5분에서 10분, 15분, 20분까지 증가시켰고, 이에 따라 적혈구의 연전상태 변화를 동영상으로 조사하였다. 펄스자기장을 10분 동안 가했을 때 적혈구의 연전상태는 매우 호전되어 대체로 개별로 분리되었으며 slide glass 위에서 이동속도 역시 가장 활발하게 움직여서 $8{\times}10^{-4}m/sec$로 증가하였다. 그러나 20분까지 자기장 자극을 증가시키면 오히려 적혈구의 연전상태가 증가하고 활동성이 떨어지는 것을 확인하였다. 이에 대한 해석은 좀 더 체계적인 연구와 분석이 필요해 보인다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1240-1246
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• 2006

일반적으로 전동차 보조전원장치의 출력전원 품질에 영향을 주는 주된 요인으로는 짧은 시간동안의 진폭변조로 인한 전압플리커 현상과 전동차 내부의 공기압축기 및 냉난방 환기장치 등 대용량 전동기의 반복적인 구동 등을 들 수 있다. 본 연구는 전동차내의 형광등의 전원과 관련된 플리커 현상에 대해 내장재 개조 후 형광등 32W와 개조 전 40W를 입력전원(AC220V)의 변동에 따른 광 출력(밝기) 로서 계측 비교하였다. 또한, 전압변동을 유발하는 부하변동의 주된 요인을 파악하기 위해 전동차 운행시간과 운행밀도를 고려하여 플리커 현상을 분석하였다. 연구결과, 개조 후 형광등 32W에 비해 40W 형광등이 입력전원의 변화에 대해 육안인식정도 측면에서는 20.26% 정도 덜 민감하게 반응함을 알 수 있었으며, 심한 플리커가 일어나는 전압의 경우도 19.9%로 더 낮게 측정되었다. 또한, 운행차량의 부하변동 영향에 있어서는 주로 영업차량의 운행밀도가 높고, 이용승객이 많은 혼합시간대에 보조전원장치(SIV)의 출력전압 변동으로 인한 객실형광등 플리커가 발생된다는 사실을 확인할 수 있었다. 더불어, 전동차 이용승객이 육안으로 형광등의 깜박임을 민감하게 느낄 수 있는 가능 주파수대역으로서 $8Hz{\sim}15Hz$ 임을 확인하였다.

• 영재교육연구
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• 제22권2호
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• pp.317-332
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• 2012

본 연구에서는 과학고학생(n=8)과 외국어고학생(n=5)을 대상으로 지능과제 수행 시 뇌활동성을 분석하였다. 두 집단은 지능점수가 상위 1% 안에 드는 높은 지능을 지닌 학생들이었다(과학고집단: RAPM 평균점수=34.0, WAIS 평균 IQ=139.6; 외국어고집단: RAPM 평균점수=33.8, WAIS 평균 IQ=147.2). 분석결과 두 집단은 지능과제 수행 시 공통적으로 좌측과 우측의 전두엽, 두정엽, 전대상피질에서 활동성을 보였다. 과학고집단은 도형 작업기억과 관련된 우측 두정엽에서 가장 높은 활동성을 보인 반면, 외국어고집단은 언어 작업기억과 관련된 좌측 전두엽에서 가장 높은 활동성을 보였다. 두 집단 간의 뇌활동성 차이를 분석한 결과 외국어고집단은 과학고집단에 비해 혀와 입술의 운동과 관련된 좌측 중심전이랑에서 높은 활동성을 보였다. 이러한 결과는 지능과제 수행 시 과학고학생은 도형 관련 영역이 주요하게 관여하는 반면, 외국어고학생은 언어 관련 영역이 주요하게 관여하는 것을 보여주는 것으로 동일과제임에도 불구하고 관여하는 주 사고체계가 영재성을 보이는 분야에 따라 서로 다를 수 있음을 시사한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.57-66
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• 2015

지진에 대한 사면 재해도 작성 시 일반적으로 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 추정식이 사용된다. 하지만 기존에 제안된 추정식들은 활동면에서의 동적 응답을 고려하지 않고 제방, 흙댐, 매립지 등 비교적 완만한 경사의 지반구조물을 대상으로 제안되었으며 산사면과 같이 경사진 기반암에 토사층이 피복된 경우에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 산사면의 지형적 특성을 모사한 2차원 비선형 동적해석을 수행하여 이의 동적 응답 특성을 분석하였다. 지진 시 산사면의 영구변위는 활동면에서 계산된 등가가속도를 Newmark 활동블록 방법에 적용하여 계산하였다. 이와 같이 계산된 영구변위는 본 연구에서 제안된 간편 변위 추정식과 비교하여 정확도를 평가하였다. 검토 결과, 산사면의 기하학적 증폭은 입력 지진의 세기와 주기, 토층의 고유주기에 영향을 크게 받으므로 이를 고려하지 않는 기존의 경험식은 영구변위를 정확하게 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 변위 예측식의 정확도는 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias 진도, 평균주기와 토층의 고유주기가 고려될 경우 현격하게 향상되는 것으로 분석되었으며 이를 기반으로 하여 새로운 변위추정식이 제시되었다. 나아가 본 연구에 제안된 변위추정식은 산사태 재해 위험도 예측에 적용되어 정확성이 검증되었다.