• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1481-1490
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• 2019

Arduino makes it easy to connect objects and computers. As a result, programming learning using physical computing has been proposed as an effective alternative to SW training for beginners. In this paper, we propose an Arduino-based physical computing education method that can be applied to basic programming subjects. To this end, we propose a basic programming training method based on Arduino analog signals. Currently, physical computing courses focus on digital control when connecting input sensors and output devices in Arduino. However, the contents of programming education using analog signals of Arduino boards are insufficient. In this paper, we proposed and tested the teaching method used for programming education using low-cost materials used for Arduino analog signal-based computing.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.731-737
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• 2006

Interactive Fuzzy Physical Programming (IFPP) developed in this paper is a new efficient multi-objective optimization method, which retains the advantages of physical programming while considering the fuzziness of the designer's preferences. The fuzzy preference function is introduced based on the model of linear physical programming, which is used to guide the search for improved solutions by interactive decision analysis. The example of multi-objective optimization design of the spindle of internal grinder demonstrates that the improved preference conforms to the subjective desires of the designer.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권5호
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• pp.1080-1086
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• 2005

The preliminary design optimization of multi-stage spur gear reduction units has been a subject of considerable interest, since many high-performance power transmission applications (e.g., automotive and aerospace) require high-performance gear reduction units. There are multiple objectives in the optimal design of multi-stage spur gear reduction unit, such as minimizing the volume and maximizing the surface fatigue life. It is reasonable to formulate the design of spur gear reduction unit as a multi-objective optimization problem, and find an appropriate approach to solve it. In this paper an interactive physical programming approach is developed to place physical programming into an interactive framework in a natural way. Class functions, which are used to represent the designer's preferences on design objectives, are fixed during the interactive physical programming procedure. After a Pareto solution is generated, a preference offset is added into the class function of each objective based on whether the designer would like to improve this objective or sacrifice the objective so as to improve other objectives. The preference offsets are adjusted during the interactive physical programming procedure, and an optimal solution that satisfies the designer's preferences is supposed to be obtained by the end of the procedure. An optimization problem of three-stage spur gear reduction unit is given to illustrate the effectiveness of the proposed approach.

• 실천공학교육논문지
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• 제9권2호
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• pp.139-148
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• 2017

사물과 컴퓨터의 연결이 쉬워지면서 피지컬 컴퓨팅을 활용한 학습은 초보자들을 대상으로 하는 프로그래밍 교육에 있어 제기되는 문제점들을 보완하기 위한 좋은 대안으로 제시되고 있다. 본 논문에서는 초보자들을 위한 기초 프로그래밍 강좌에 적용할 수 있는 교육방법을 제안한다. 이를 위해, 피지컬 컴퓨팅 방식으로 기초 프로그래밍 강의를 진행한다. 현재 피지컬 컴퓨팅 강좌들은 대부분 다양한 입력 센서 연결방법과 출력장치 제어에 초점이 맞추어져 있다. 그러나, 피지컬 컴퓨팅 재료들을 이용한 프로그래밍 교육 내용은 그 사례가 부족하다. 이에 본 논문에서는 피지컬 컴퓨팅에 사용되는 저가의 재료들을 이용하여, 프로그래밍 교육에 활용한 교육 방법을 제안하고 시험하였다.

• 공학교육연구
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• 제26권1호
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• pp.37-44
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• 2023

Recently, the Internet of Things is attracting attention as an important key technology of the 4th Industrial Revolution, and SW education using physical computing is suggested as a good alternative to supplement the problems raised by beginners in programming education. Among the many teaching tools that can be used for physical computing education, MODI is a modular manufacturing tool that anyone can easily assemble like Lego. MODI is a teaching tool that can improve learners' achievement by linking a self-linked block-type code editor called MODI Studio to lay the foundation for programming in a relatively small amount of time and immediately check the results in person. In this paper, a physical computing education method using MODI was designed to be applied to basic programming courses for programming beginners and applied to after-school classes for middle school students. As a result, it was found that students' interest and satisfaction were much higher in physical computing classes using MODI than in text-based programming classes. It can be seen that physical computing education that allows beginners to see and feel the results in person is more effective than grammar-oriented text programming, and it can have a positive effect on improving basic programming skills by increasing students' participation.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.227-235
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• 2024

정보 혁명 시대를 맞이하여 전 세계적인 변화의 흐름 속에서 인공지능 융합 교육의 필요성이 더욱 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 인공지능을 융합한 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교육 방법을 개발 및 적용하였다. 통제집단에는 인공지능을 융합하지 않은 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교육을 실시하였으며, 실험집단에는 인공지능을 융합한 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교육 방법을 개발하여 적용한 후 초등학생의 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 인공지능을 융합한 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교육이 인공지능을 융합하지 않은 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교육과 비교하여 초등학생의 컴퓨팅 사고력 신장에 더욱 긍정적인 효과를 나타내었음에 대한 통계적으로 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.

• 정보교육학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.297-305
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• 2018

피지컬 컴퓨팅은 컴퓨팅을 인간과 환경, 사물의 영역으로 확장한 개념으로 하드웨어와 소프트웨어 통합한 물리적 산출물 기반의 프로그래밍 학습매체로 주목받고 있다. 본 연구에서는 기술적 자유도가 높은 피지컬 컴퓨팅의 특징을 활용한 인터랙티브 프로토타이핑 기반의 프로그래밍 학습 모형을 개발하고 실험연구를 통해 학습 효과를 분석하였다. 실험처치 효과 검증을 위해 초등학교 5학년 59명 학습자를 대상으로 실험집단과 통제집단으로 구성하고 실험집단에는 인터랙티브 프로토타이핑 프로그래밍 학습모형을 적용하고 통제집단에는 선형순차 프로그래밍 학습모형을 적용하였다. 실험처치 전 후 정보과학 창의적 성향 검사를 실시하였고 두 집단의 사전검사 점수를 공변량으로 처리한 공분산분석(ANCOVA) 결과 유의수준 .05에서 학습 효과가 있음을 증명하였다. 이를 통해 초등학교 5학년 학습자를 대상으로 피지컬 컴퓨팅 기반의 인터랙티브 프로토타이핑 프로그래밍 학습모형의 프로그래밍 학습에 적용 가능성을 시사한다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.49-62
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• 2018

본 연구에서는 성찰저널과 피드백을 적용한 PBL 기반의 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍을 적용한 교수 학습 전략을 개발하고 효과성을 검증하였다. 분석을 위해 초등학교 5학년 학생 91명을 대상으로 실험집단과 통제집단으로 구분하여 18차시 학습 내용을 6주간 적용하였다. 그 결과 논리적 사고력에서 유의한 차이를 보여 PBL을 적용한 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습이 논리적 사고력 향상에 효과가 있음이 증명되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습 효과를 높일 수 있는 정교한 교수 학습 전략을 개발하고 이에 대한 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.143-156
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• 2010

근거리통신망과 인터넷으로부터 유입되는 정보보호 위협이 증가하는 상황에 대처하기 위하여, 많은 기업들이 정보보호 시스템 구축을 고려하고 있다. 기업 내 의사결정자의 정보보호 도구 선택을 지원하기 위하여, 본 논문은 선형퍼지회귀분석 및 physical programming을 이용하는 세 가지 단계로 구성된 통합 프레임워크를 제안하였다. 첫째, 정보보호도구 선정 기준 및 평가 기준에 대한 전문가들의 상대평가 의견을 바탕으로, 각 정보보호 기준들 간의 관계를 정량화시키기 위하여 analytic hierarchy process 및 quality function deployment 방법을 적용하였다. 그리고, 선형퍼지회귀분석법을 활용하여 각 기준별 평가값을 산출하였다. 마지막으로, 정보보호 시스템의 품질, 정보보호 수준, 비용 등의 다수 목적함수를 효과적으로 고려하기 위하여, physical programming weights 알고리즘을 통하여 도출된 가중치에 기반한 목표계획법을 활용하여 가장 적절한 정보보호 도구를 선정하였다. 이와 같은 과정은 구체적인 예제를 통해 단계별로 설명하고 그 장점을 가시적으로 제시하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 전문가 제공 정보에서 발생 가능한 노이즈를 효과적으로 제거함으로써, 전문가의 경험을 통한 표준 정보보호 기준의 확보와 수학적 최적화 방법을 통한 정확성 확보의 장점을 의사결정자에게 제공할 것으로 기대된다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.1-9
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• 2016

DIY(Do It Yourself)와 메이커 운동의 영향으로 미디어, 의류, 공연 등의 다양한 분야에서 피지컬 컴퓨팅이 활용됨에 따라 학생에게 피지컬 컴퓨팅을 교육하거나 정보교육에서 피지컬 컴퓨팅을 활용하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 피지컬 컴퓨팅 교육은 정보교육에서 프로그래밍 활동을 통해 컴퓨팅 사고력을 학습하기 위한 목적으로 활용의 폭을 넓혀가고 있다. 하지만 피지컬 컴퓨팅 교육은 최근에 등장하여 연구기간이 짧을 뿐 아니라 교육적인 효과에 대한 연구도 부족한 상황이다. 본 연구는 성별에 따라 피지컬 컴퓨팅 교육을 통해 인식하는 프로그래밍에 대한 태도와 알고리즘 설계능력의 향상의 정도를 분석하고자 하는 목적으로 중학생과 고등학생에게 피지컬 컴퓨팅 교육을 한 학기 동안 제공한 후 태도와 성취도의 결과를 분석하였다.