• 한국과학교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.29-43
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• 2016

미국과 유럽의 여러 국가에서 과학의 학문 내 핵심 개념을 중심으로 과학 교육과정을 재구성하려는 노력이 시도되고 있으며 그 중 대표적인 변화가 학습발달과정을 이용한 교육과정을 설계하는 것이다. 학습발달과정은 과학의 핵심 개념과 과학적 활동과정을 논리적이며 단계적으로 정교하게 기술한 틀로서 학생이 학습하는 동안 연속적이며 체계적으로 확립되어 가는 이해의 과정을 설명한다. 미국의 차세대과학기준(NGSS)에서 제시한 생명과학 핵심 개념 중 하나인 생태계에 관하여 학습발달과정을 개발하고 개발된 학습발달과정을 평가하고자 하였다. 이를 위해 학습발달과정에 대한 문헌 연구를 통해 개발 절차를 Development, Assessment, Analysis, Amendment의 네 단계로 설정하고 순차적이며 반복적인 과정을 통해 생태계에 관한 학습발달과정을 개발하였다. 그리고 개발된 학습발달과정의 분석 결과 학습 발달과정에 기반을 둔 평가는 학생의 능력을 파악하는데 신뢰할 수 있는 정보를 제공한다는 결론을 도출하였다. 이를 통해 학습발달과정의 개발 과정에 효과적인 방법으로 핵심 성취기준을 이용한 Framework의 개발, OMC 문항 형식과 Rasch 모델을 이용한 평가와 분석 과정을 제안한다. 또한 경험적으로 검증된 학습발달과정을 이용하여 교육 내용, 교육 방법, 교육 평가가 연계된 교육과정 강화 방안을 제안한다. 국내 학습발달과정에 대한 연구가 부족한 시점에 이 연구를 통해 제안된 학습발달과정 개발 절차를 활용하여 학습발달과정의 개발에 수월성을 제공하고, 개발된 학습발달과정의 적용으로 교육과정의 표준과 방향을 제시할 수 있을 것이다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제13권2호
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• pp.178-183
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• 2009

At the time that the Keck-I 10m telescope was constructed in 1993, the era of Very Large Telescopes (VLTs) was opened. Now thirteen VLTs are in operation, and the largest of the monolithic mirrors is 8.4 m in diameter. Such monolithic mirrors are mostly aspheric and require high accuracies on the surface figures, reaching up to the diffraction limit. At present, next generation telescopes, Giant telescopes, are being developed. One is the GMT (Giant Magellan Telescope) whose size is 25.4 m in diameter. The primary mirror consists of seven segments figuring elliptical shapes on the surface. The surrounding six segments are off-axis and the edges are steep, as the fast focal ratio is adopted. It means that testing of the mirrors is a challenging task. In this paper, testing methods for the GMT primary mirror are reviewed, and accuracy of measuring devices is assessed. Results and discussions follow.

• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제24권3호
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• pp.137-173
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• 2021

Research and national standards, such as the Next Generation Science Standards (NGSS) in the United States, promote the development and implementation of K-12 interdisciplinary curricula integrating the disciplines of science, technology, engineering, mathematics, and computer science (STEM+CS). However, little research has explored how teachers provide epistemic support in interdisciplinary contexts or the factors that inform teachers' epistemic support in STEM+CS activities. The goal of this paper is to articulate how interdisciplinary instruction complicates epistemic knowledge and resources needed for teachers' instructional decision-making. Toward these ends, this paper builds upon existing models of teachers' instructional decision-making in individual STEM+CS disciplines to highlight specific challenges and opportunities of interdisciplinary approaches on classroom epistemic supports. First, we offer considerations as to how teachers can provide epistemic support for students to engage in disciplinary practices across mathematics, science, engineering, and computer science. We then support these considerations using examples from our studies in elementary classrooms using integrated STEM+CS curriculum materials. We focus on an elementary school context, as elementary teachers necessarily integrate disciplines as part of their teaching practice when enacting NGSS-aligned curricula. Further, we argue that as STEM+CS interdisciplinary curricula in the form of NGSS-aligned, project-based units become more prevalent in elementary settings, careful attention and support needs to be given to help teachers not only engage their students in disciplinary practices across STEM+CS disciplines, but also to understand why and how these disciplinary practices should be used. Implications include recommendations for the design of professional learning experiences and curriculum materials.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.21-32
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• 2014

본 연구에서는 싱가포르 과학교육과정의 주제(theme)와 캐나다 온타리오 주의 과학과 기술 교육과정에 제시되어 있는 본질적 개념(fundamental concepts), 미국의 과학교육내용표준(NGSS, Next Generation Science Standards)에 제시되어 있는 학문 간 교차개념(crosscutting concepts)을 살펴보고, 통합개념과 관련된 각 국의 성취목표에 어떤 과학 내용 요소들이 포함되어 있으며, 학년 별로 어떻게 구성되어 있는지 분석하였다. 분석 결과, 각 국에서 제시하고 있는 통합개념은 그 나라 교육과정의 특성을 반영하며, 통합개념의 특성에 따라 통합개념에 포함되는 과학 내용 요소들은 달라질 수 있다는 것과 학년 별로 제시되는 통합개념에는 차이가 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 통합개념을 중심으로 통합교육과정을 설계할 때 고려해야 하는 몇 가지 사항을 다음과 같이 제안할 수 있다. 주요 과학 내용을 포함해야 하는 통합개념의 수는 적정하게 선정되어야 하며, 통합개념이 의미하는 바를 명확히 규정하고 해당 통합개념에 어떤 분과적인 내용 요소들이 포함될 수 있는지 신중하게 검토하면서 통합개념을 선정하는 과정이 필요하다. 또한 모든 통합개념이 모든 학년에서 고르게 다루어지는 것이 바람직한지, 또는 특정 통합개념이 특정 학년에서 집중적으로 다루어지는 것이 필요한지 등을 숙고하여 내용을 선정하고 조직하는 것이 필요하다.

• 대한화학회지
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• 제60권1호
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• pp.59-68
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• 2016

최근 과학교육에서 강조되고 있는 과학적 소양의 함양은 과학 지식이 형성되는 일련의 탐구 과정을 경험하고 이해함으로써 향상될 수 있다. 이러한 관점에서 미국연구회(NRC)의 차세대과학기준(NGSS)은 학생들의 과학 탐구 과정 경험과 이해를 돕기 위하여 8가지 과학 실천(8 Practices of Science)을 제안하였고, 8가지 과학 실천 각각에 대하여 학년 군별 세부성취 목표를 제시하고 있다. 본 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 고등학교 화학II교과서 4종에 포함된 탐구 활동을 8가지 과학 실천과 9-12학년군 세부 성취 목표를 기준으로 분석하였다. 4종의 화학II교과서에 포함된 탐구 활동은 총 173개 이고 분석된 과학 실천은 총 678개 이었다. 4종 화학II교과서의 탐구 활동에 포함된 과학 실천은 ‘자료 분석하고 해석하기’가 가장 많았고, ‘증거에 입각하여 논의하기’, ‘정보를 얻고 평가하고 의사소통하기’등은 상대적으로 그 기회가 부족하였으며, ‘질문하고 문제 규정하기’와 ‘모형 개발하고 사용하기’는 거의 포함되어 있지 않았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.119-120
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• 2012

국제수로기구(IHO)는 수로분야의 다양한 데이터와 서비스에 관한 표준개발을 위한 프레임워크로 S-100 표준을 개발하였고 이를 기반으로 차세대 전자해도 표준을 포함하여 제품 및 서비스에 관한 표준연구가 진행되고 있다. ECDIS 및 항해관련 시스템에서는 항해를 위한 항로계획을 수행하는데 생성되는 항로정보에 대한 표준규격의 저장 및 활용이 필요성이 높아 S-100 표준에 기반한 항로정보 표준 연구가 수행된 바 있다. 항로정보 표준은 다양한 항해관련 시스템에서 생성하는 항로정보를 상호 운용하기 위한 것으로 적용 가능성 검토가 요구된다. 본 연구에서는 항로정보 표준의 적용방안 검토를 위해 항로생성 도구와 이를 활용한 표준기반의 항로정보 생성 및 결과를 검토 하였다. 세부 내용으로 첫째, 항로정보를 생성 할 수 있는 모듈로서 S-100 기반의 항로정보 표준에 맞게 메모리에 값을 저장할 수 있는 모듈, 둘째, 메모리에 저장한 항로정보를 xml 기반으로 저장 할 수 있는 모듈, 셋째로 xml로 저장된 항로정보의 로딩 모듈이 포함된다. 본 연구에서는 3개의 모듈 개발을 통해 항로정보의 정상적 생성여부, 생성된 항로정보의 저장 및 로딩 기능을 검증 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권5호
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• pp.799-812
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• 2017

에너지는 매우 복합적인 과학개념으로 많은 국가의 과학 교육과정에서 핵심을 이루는 개념이지만, 교수 학습 과정에서 많은 어려움을 야기하는 개념이기도 하다. 본 연구는 한국, 미국, 영국, 싱가포르의 교육과정을 비교분석하여 향후 교육과정 개정 시 고려해야 하는 에너지 교육과정의 쟁점들을 추출하고자 하였다. 이를 위해 한국의 2015 개정교육과정, 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS, Next Generation Science Standards), 영국의 과학 교육과정(National curriculum in England: Science programmes of study), 싱가포르의 과학 교육과정(Science syllabus)에서 에너지를 명시적으로 포함하는 성취기준들을 추출하여, 여섯 가지 개념 요소(에너지 형태, 에너지 자원, 에너지 전달, 에너지 전환, 에너지 보존, 에너지 산일)에 따라 분류하고 비교하였다. 에너지 관련 성취기준이 학교 급별, 학문 영역별, 에너지 개념 요소별로 어떻게 분포하는지 빈도 분석을 실시하였고, 에너지 개념 요소별로 내용 분석을 병행하였다. 그 결과 모든 나라의 교육과정 모두에서 에너지 개념의 중요성을 확인할 수 있었지만, 세부적으로는 강조하고 있는 개념 요소와 개념 요소별 내용에 있어서 상당한 차이를 발견하였다. 그 중 다른 나라와 대비되는 한국 교육과정의 가장 큰 특징은 에너지 개념 요소 중 에너지의 형태와 관련된 성취기준의 빈도가 가장 높다는 점, 특정 물리량에 대응하지 않는 체 포괄적인 의미로 사용되는 에너지 형태를 포함하고 있다는 점, 에너지 전달에 비해 좀 더 어려운 개념 요소인 에너지 전환을 강조하고 있는 점, 에너지 보존의 경우 역학적 상황에만 국한하여 성취기준이 제시되고 있는 점, 에너지 개념과 관련하여 '계'를 도입하지 않고 있는 점 등을 들 수 있다. 이러한 차이가 야기하는 교육과정 개편 상의 쟁점들에 대해서 논의하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권5호
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• pp.375-381
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• 2020

The IMO has established a regulation for the ECDIS installation on ships based on the IHO S-57 standards. The ECDIS supports sailors in achieving a safe voyage by using ENCs and monitoring the information of their ship. However, the S-57 standards were developed as edition 3.1 and prohibited revision for more than 20 years. So, the IHO developed a new standard as S-100 into the hydrography and maritime field instead of updating the S-57 to edition 4.0. In this study, the new S-100 ECDIS was developed and verified with ENCs and the digital maritime safety information by using a ship steering simulator and by conducting an on-board sea-trial test. It evaluated the impact on ship operations if the next-generation navigation support system is introduced. Based on this research, the S-100 ECDIS will generate improvements such as safe voyages by providing various of real-time safety information and up-to-date data to ship and sailors.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.749-765
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• 2010

There are on-going efforts to utilize guided waves for structural damage detection. Active sensing devices such as lead zirconate titanate (PZT) have been widely used for guided wave generation and sensing. In addition, there has been increasing interest in adopting wireless sensing to structural health monitoring (SHM) applications. One of major challenges in wireless SHM is to secure power necessary to operate the wireless sensors. However, because active sensing devices demand relatively high electric power compared to conventional passive sensors such as accelerometers and strain gauges, existing battery technologies may not be suitable for long-term operation of the active sensing devices. To tackle this problem, a new wireless power transmission paradigm has been developed in this study. The proposed technique wirelessly transmits power necessary for PZT-based guided wave generation using laser and optoelectronic devices. First, a desired waveform is generated and the intensity of the laser source is modulated accordingly using an electro-optic modulator (EOM). Next, the modulated laser is wirelessly transmitted to a photodiode connected to a PZT. Then, the photodiode converts the transmitted light into an electric signal and excites the PZT to generate guided waves on the structure where the PZT is attached to. Finally, the corresponding response from the sensing PZT is measured. The feasibility of the proposed method for wireless guided wave generation has been experimentally demonstrated.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권3호
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• pp.207-212
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• 2014

The national reform document, Science for All Americans (AAAS, 1990), and the Next Generation Science Standards (NRC, 2012) emphasize the importance of the nature of science in guiding science educators in accurately portraying science to students. Therefore, it is important that textbook materials convey an accurate conception of the nature of science. This study employs content analysis to examine the content of textbooks in US and Korea elementary science textbooks with regard to the four aspects of the nature of science: (a) nature of scientific knowledge; (b) nature of scientific inquiry; (c) nature of scientific thinking; and (d) nature of interactions among science, technology, and society (Chiappetta, Fillman, & Sethna, 2004). Intercoder reliability was determined by calculating Cohen's kappa (Cohen, 1960). Findings show that while US elementary science textbooks are not balanced in presenting the four aspects of the nature of science regardless of the publishing companies, the presentation of the nature of science in Korean elementary science textbooks have better balanced treatment of the four themes across the grade levels. On the other hand, both US and Korean elementary science textbooks are attempting to convey an idea of what science is by emphasizing scientific knowledge and investigation.