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생물학적 소양의 함양을 위한 BSCS 통합 권고안과 6,7차 교육과정 비교 (A Comparison between BSCS's Guide and the Korean Curriculum for Developing Biological Literacy)

  • 구수정;김영신;김병석;이성조;정완호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.396-410
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    • 2000
  • 본 연구에서는 BSCS 위원회가 생물학적 소양의 함양을 위하여 제시한 중등 생물 교육과정 개발 지침과 우리 나라 제6차, 제7차 교육과정을 개념 제시 형태, 하위 개념들의 내용 일치도, 개념 수의 측면에서 비교 분석하였다. 연구 결과 우리 나라 교육과정의 내용 체계에서의 상위 수준으로서의 지식 영역과 하위 수준으로서의 내용 요소 부분에 제시되어 있는 개념들이 포괄성의 차이 없이 단순히 개념 나열적으로 제시되어 있는 상태라서 개념 수준간 등급화가 충분하지 못한 것으로 나타났다. 그리고 우리 나라 생물 교육과정에는 생태계, 유전과 생식, 물질대사 부분에 너무 많은 개념들이 들어 있는 것으로 나타났는데 이로부터 BSCS가 학문중심 교육 과정기에 제시했던 많은 개념들에 대해서 현 시대 흐름에 비추어 학생들의 생물학적 소양의 함양을 위해 재조정하도록 권고하면서 제시한 6개의 통합 원리들을 편중되지 않게 고르게 포함하기 위해서는 우리 나라에서도 생물교육과정에 대한 재구성 노력이 필요한 것을 알 수 있었다. 한편 생물 I보다 생물 II에 생물학적 소양의 함양을 위한 필수 개념들이 더 많이 제시되어 있는 것으로 분석되었는데 이는 우리 나라 제7차 교육과정의 과학 10에서 과학적 소양이, 그리고 생물 I에서 생물학에 대한 기초 소양이 강조되고 있고, 생물 II에서는 생물학 관련 전공 과목 이수 준비를 강조하고 있는 과목별 성격과 목표에 부합되지 않는 것이며 따라서 우리나라 교육과정에서도 각 과목별 특성을 분명히 제시 및 반영하려는 노력이 필요함을 알 수 있었다. 이상과 같은 연구 결과로부터 현재 우리 나라 과학 및 생물 교육의 중요한 목적의 하나로 설정되어 있는 학생들의 생물학적 소양의 함양을 위해서 제7차 교육과정에 의한 생물 교과서와 교수 자료 개발 및 장차 제8차 교육과정 개발에 사용할 수 있는 실제적인 지침을 마련하기 위한 구체적인 논의가 있어야 함을 시사받았다.

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태국 전력/에너지 체제의 경로 형성과 지속가능성 평가 (The Path Formation of Thailand's Electricity/Energy Regime and Sustainability Assessment)

  • 엄은희;신동혁
    • 동남아시아연구
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    • 제27권4호
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    • pp.1-40
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    • 2017
  • 본 연구는 메콩 유역 내 최대의 전력/에너지 소비 국가인 태국의 전력/에너지 체제를 살펴보는 것을 목적으로 한다. 태국의 전력/에너지 인프라 정책은 국경 내에서 머무는 것이 아니라 메콩유역국가들간, 더 나아가 아세안의 전력교류 및 경제통합과도 긴밀한 연계를 맺고 있다. 따라서 본 연구는 태국의 국내적 차원(national level)뿐만 아니라 대륙부 메콩을 아우르는 지역적 차원(sub-regional level)에서 태국의 전력/에너지 체제가 어떻게 형성되었고 현재까지 변화되어 왔는지까지 검토하였다. 한편, 2015년 파리협정을 기점으로 출범하게 될 신(新)기후체제 하에서 선진국뿐만 아니라 개발도상국도 기후변화 대응에 대한 자발적 책임과 감축의 의무가 주어진 만큼 태국도 기존의 전력/에너지 정책의 수정이 불가피해졌다. 따라서 우리는 태국의 최근 에너지 정책을 검토함으로써 지속가능한 에너지 체제로의 전환 가능성을 평가해보았다. 또한 태국의 시민사회가 국가의 전력/에너지 계획 설정에 미친 영향을 살펴봄으로써 향후 태국의 에너지와 기후변화 분야에서 시민사회의 역할에 대한 논의를 전개하였다. 분석 결과 먼저 태국의 전력/에너지 체제는 냉전 시대 하에서 미국 등 서방세계의 지원으로 급속 성장하였음을 확인할 수 있었다. 특히 이 과정에서 태국전력공사(EGAT)는 태국 에너지 정책에 있어 핵심적인 행위자로 작용하였다. 또한, 태국의 지리적 위치와 주변 국가에 비해 상대적으로 높은 경제 수준은 향후 지역 내 전력망 구축에 있어서도 그 중요성이 계속 부각될 전망이다. 다른 한편, 2015년에 수립된 태국통합에너지청사진을 에너지 트릴레마의 분석틀로 검토한 결과 태국은 여전히 환경적 지속가능성 측면에서 취약점을 드러내고 있어 지역적 차원의 환경적 고려가 필요함을 확인할 수 있었다. 마지막으로 태국의 시민사회는 지금까지 다양한 방식으로 국가의 전력/에너지 정책 및 기후변화 정책에 영향을 미쳐왔으나, 2014년 쿠데타 이후 그 움직임이 많이 둔화된 상태이다. 결론적으로 본 연구는 태국뿐 아니라 메콩 지역의 지속가능한 전환을 위하여, 태국의 현 전력/에너지 체제와 정책 방향에 대한 지속적 관찰을 제안하며, 이를 위해 태국 및 메콩지역의 정부 뿐 아니라 시민사회 진영과 다양한 노력에 협조할 필요가 있음을 제안한다.

천안함 폭침 이후 북한의 군사도발 양상과 전망 (Trends and Prospects of N. Korea Military Provocations After the Sinking of ROKS Cheon-an)

  • 김성만
    • Strategy21
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    • 통권34호
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    • pp.58-92
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    • 2014
  • Even after S. Korea took 5.24 Measure(24 May 2014), N. Korea has not stopped raising provocations such as the shelling of Yeonpyeong Island, electronic and cyber attacks. To make matters worse, the communist country lunched long-range missiles(twice) and conducted 3rd nuclear test, escalating tensions which could possibly lead to an all-out war. Korean Government failed to respond properly. However, escalation into an all-out war was deterred by the CFC immediately carrying out its peacetime duty(CODA). The US made a rapid dispatch of its augmentation forces(Aircraft carrier, nuclear-powered submarine, strategic bomber, F-22) to the Korean Peninsula. In recognition of the importance of the Combined Forces Command, since May 2013 the Park Geun-Hye Administration has been pushing ahead with re-postponement of Wartime Operational Control Transfer(which initially meant the disassembling of the CFC as of 1 December 2015) More recently, there has been a series of unusual indicators from the North. Judging from its inventory of 20 nuclear weapons, 1,000 ballistic missiles and biochemical weapons, it is safe to say that N. Korea has gained at least war deterrence against S. Korea. Normally a nation with nuclear weapons shrink its size of conventional forces, but the North is pursuing the opposite, rather increasing them. In addition, there was a change of war plan by N. Korea in 2010, changing 'Conquering the Korean Peninsula' to 'Negotiation after the seizure of the Greater Seoul Metropolitan Area(GSMA)' and establishing detailed plans for wartime projects. The change reflects the chain reaction in which requests from pro-north groups within the South will lead to the proclamation of war. Kim, Jeong-Un, leader of N. Korean regime, sent threatening messages using words such as 'exercising a nuclear preemptive strike right' and 'burning of Seoul'. Nam, Jae-June, Director of National Intelligence Service, stated that Kim, Jung-Un is throwing big talks, saying communization of the entire Korean Peninsula will come within the time frame of 3 years. Kim, Gwan-Jin, Defense Minister, shared an alarming message that there is a high possibility that the North will raise local provocations or a full-fledged war whenever while putting much emphasis on defense posture. As for the response concept of the Korean Government, it has been decided that 'ROK·US Combined Local Provocation Counter-Measure' will be adopted to act against local provocations from the North. Major provocation types include ▲ violation of the Northern Limit Line(NLL) with mobilization of military ships ▲ artillery provocations on Northwestern Islands ▲ low altitude airborne intrusion ▲ rear infiltration of SOF ▲ local conflicts within the Military Demarcation Line(MDL) ▲ attacking friendly ships by submarines. Counter-measures currently established by the US involves the support from USFK and USFJ. In order to keep the sworn promise, the US is reinforcing both USFK and USFJ. An all-out war situation will be met by 'CFC OPLAN5027' and 'Tailored Expansion Deterrence Forces' with the CFC playing a central role. The US augmentation forces stands at 690,000 troops, some 160 ships, 2,000 aircraft and this comprise 50% of US total forces, which is estimated to be ninefold of Korean forces. The CFC needs to be in center in handling both local provocations and an all-out war situation. However, the combat power of S. Korean conventional forces is approximately around 80% of that of N. Korea, which has been confirmed from comments made by Kim, Gwan-Jin, Defense Minister, during an interpellation session at the National Assembly. This means that S. Korean forces are not much growing. In particular, asymmetric capabilities of the North is posing a serious threat to the South including WMD, cyber warfare forces, SOF, forces targeting 5 Northwestern Islands, sub-surface and amphibious assault forces. The presence of such threats urgently requires immediate complementary efforts. For complementary efforts, the Korean Government should consider ① reinforcement of Korean forces; putting a stoppage to shrinking military, acquisition of adequate defense budget, building a missile defense and military leadership structure validity review, ② implementation of military tasks against the North; disciplinary measures on the sinking of ROKS Cheon-an/shelling of Yeonpyeong Islands, arrangement of inter-Korean military agreements, drawing lessons from studies on the correlation between aid for N. Korea, execution of inter-Korean Summit and provocations from the North, and ③ bolstering the ROK·US alliance; disregarding wartime operational control transfer plan(disassembling of CFC) and creation of a combined division.

6MV 선형가속기를 이용한 정위다방향 단일 고선량 조사 (Stereotactic Radiotherapy by 6MV Linear Accelerator)

  • 오윤경;김미희;길학준;윤세철;이재문;최규호;신경섭;박용휘;김문찬;강준기;송진언
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제6권2호
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    • pp.269-276
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    • 1988
  • 정위다방향 단일 고선량 조사는 비침습적으로 두개골에 중추신경계 정위수술기구(Stereotactic frame)를 고정시켜 병소부위를 정확히 조준한 후 작은 조사야들을 통하여 단일고선량을 병소부위에 집중시킴으로써 이를 파괴시키거나 생물학적 효과를 유도하는 것으로 정의되고 있다. 이 방법은 비침습적이며 병소부위를 중심으로 여러 방향으로부터 방사선을 조사하므로서 병소부위에는 고선량을 집중시키고 주위정상 뇌조직에 가는 선량을 최소한으로 줄일 수 있다. 또한 1회에 주는 방사선량은 보편적 인 다분할 조사방법에 의한 것 보다 동일한 선량을 비교해 볼 때 그 생물학적 효과가 3-4배로 높다. 이 방법은 크기가 작고 수술이 불가능한 두개내 심부종양 즉, 뇌하수체 종양, 두개인두관종양, 송과체종양, 수막종, 청신경초종 및 혈관기형등에 주로 시도하여 왔다. 저자들은 1988년 7월부터 10월까지 6MV 선형가속기를 이용하여 병소가 3cm이하로 작고 수술이 불가능한 두개내 심부뇌종양 5예(청신경초종, 재발성 두개인두관종양, 혈관아세포종, 송과체세포종 및 뇌하수체 소선종, 각각 1예)와 동정맥성 기형 3예에 대해서 정위다방향 단일고선량조사를 시행하였기에 그 방법과 중간성적을 보고하는 바이다.

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들잔디 5-Enolpyruvyl Shikimate 3-Phosphate Synthase(EPSPS) 유전자 클로닝 및 특성 (Cloning and Characterization of a 5-Enolpyruvyl Shikimate 3-Phosphate Synthase (EPSPS) Gene from Korean Lawn Grass (Zoysia japonica))

  • 이혜정;이긍주;김동섭;김진백;구자형;강시용
    • 원예과학기술지
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    • 제28권4호
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    • pp.648-655
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    • 2010
  • 본 연구에서는 들잔디와 돌연변이체에서 Glyphosate 내성 관련 유전자인 EPSPS를 코딩하는 cDNA를 분리하여, 시퀸스 비교분석과 발현 양상 차이 등에 관하여 조사하였다. 5'/3' RACE를 통하여 밝혀진 EPSPS의 cDNA는 각각 1176bp의 open reading frame으로 이루어져 있으며 391개의 아미노산을 코딩하고 있었다. 이는 보고된 다른 EPSPS 유전자들과 높은 유사성을 가지고 있다. Genomic southern 결과 들잔디 내에 EPSPS 유전자는 단일copy로 존재하였다. Wild type과 제초제 내성 변이체의 EPSPS 유전자는 6개의 아미노산 시퀀스의 차이를 보였으며 기존에 보고된 EPSPS active site에서 시퀀스의 차이를 나타냈다. 한편 glyphosate의 독성기작의 하나인 EPSPS 효소활성 저해 작용을 알아본 결과, 내성 개체에서 높은(1.5배 이상) EPSPS 활성을 확인할 수 있었다. Northern 분석과 RT-PCR로 제초제 처리 시간에 따른 EPSPS의 발현량을 살펴본 결과, 제초제 처리 후 시간이 경과할수록 발현량이 증가하다가 7일 이후에는 감소하였고, wild type에 비해 glyphosate 내성 선발개체에서 전체적인 발현량이 높음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 선발된 glyphosate 내성 돌연변이체는 높은 EPSPS 효소활성 증가 및 EPSPS active site의 아미노산 시퀀스 변화를 통해 원할하고 지속적인 방향족 아미노산의 합성이 가능한 것으로 보여졌다. 본 실험을 통해 얻어진 glyphosate 내성 잔디 돌연변이체와 방법은 앞으로 유용한 제초제 저항성 돌연변이 품종개발 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

감마선 처리에 의한 스프레이형 국화 화색변이체로부터 Flavonoid 3'-Hydroxylase(F3'H) 유전자의 분리 및 특성 구명 (Isolation and Characterization of a Novel Flavonoid 3'-Hydroxylase (F3'H) Gene from a Chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum) and Its Gamma-ray Irradiated Mutants)

  • 정성진;이긍주;김진백;김동섭;김상훈;강시용
    • 원예과학기술지
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    • 제30권2호
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    • pp.162-170
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    • 2012
  • 스프레이 국화품종 'Argus'와 감마선 조사에 의해 화색변이가 일어난 돌연변이체의 꽃잎으로부터 안토시아닌 생합성 경로에서 중요한 역할을 담당하는 신규 $DgF3'H$의 전장 cDNA와 genomic DNA를 분리하였다. 전장 cDNA는 1,527bp(509 아미노산)의 ORF를 포함하고 있으며, 원품종 'Argus'와 화색변이체 사이의 염기서열 상동성은 97% 이상을 나타내었다. Genomic DNA의 크기는 야생형 'Argus'에서 3,831bp이었고, 3가지 화색 변이체에서는 3,828부터 3,838bp의 크기를 나타내었다. $DgF3'H$ 유전자는 세 개의 exon사이에 두개의 intron을 갖고 있는 구조이고, 3'과 5' UTR 부분을 제외한 intron의 크기는 야생형 'Argus'에서 2,157bp이지만 3가지 화색 변이체에서는 2,155부터 2,159bp의 크기를 갖고 있었다. 이것은 감마선 조사에 의해 intron 부분의 유전자가 결실 또는 삽입된 것으로 추정된다. Southern 분석 결과 국화의 genome 내에서는 복수의 F3'H 유전자를 갖는 것이 확인되었다. $DgF3'H$ 유전자의 발현 정도를 분석한 결과, 연분홍의 'Argus'와 두 개의 보라색 변이체(AM1 and AM3)에서 높게 발현되었으나 흰색 변이체(AM2)에서는 매우 약하게 발현되었으며, 염기서열 변이에 의한 F3'H 유전자의 구조적 차이가 화색의 변이에 관련된 것으로 추정되었다. 국화 'Argus' 및 화색 변이체를 이용하여 본 연구에서 분리한 신규 F3'H 유전자의 구조 및 유전자 발현 등을 포함하는 유전정보들은 화색 변이의 유전적 기작을 밝히는데 중요한 자료로 이용될 것으로 기대되나 향후 다른 유전적 발현요소들이 국화의 F3'H 유전자의 발현에 관여하는지에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 하겠다.

정교화 교수이론에 근거한 중학교 기술.가정 교과서 의생활 영역 분석 (The Content Analysis of the Clothing Life Unit in the Technology.Home Economics Textbooks of Middle School Based on the Elaboration Theory)

  • 허영선;최민지;손주영;김샛별;백민경;심현섭
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.35-52
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    • 2014
  • 본 연구는 Reigeluth의 정교화 이론에 제시된 7가지 교수전략 요소를 근거하여 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 기술 가정 교과서의 의생활 관련 '옷차림과 자기표현' 단원과 '친환경 의생활과 옷 고쳐 입기'단원의 내용체계를 분석하였다. 이를 바탕으로 현재의 교과서 수준과 개선할 점을 파악하여, 추후 교과서 및 교재 개발에 기초자료를 제공하고자 한다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 각 교과서의 소단원은 전반적으로 '옷차림과 자기표현' 단원은 개념적 정교화, '친환경 의생활과 옷 고쳐 입기' 단원은 절차적 정교화 과정으로 내용체계를 구성하였다. 둘째, 선수학습능력의 계열화 전략으로는 중단원과 소단원 '학습목표', '생각열기', '핵심(주요)용어'가 가장 많이 구성되었다. 셋째, 요약자의 전략은 단원의 내용을 정리 및 평가하는 형태의 '단원마무리'를 중점적으로 제시되었다. 넷째, 종합자의 전략은 모든 교과서에서 적극 활용되었는데, 주로 학습내용에 대한 증진을 위한 다양한 활동이나 활동과제 경험을 통해 학생의 흥미를 높일 수 있는 '탐구'형태가 제시되었다. 다섯째, 인지전략의 활성자 전략으로는 모든 교과서에서 '그림', '표', '도식', '용어설명'이 사용되었으며, 특히 '그림'은 의생활 관련 단원의 특성상 인지전략의 활성자 전략에서 다른 모든 요소에 비하여 압도적으로 많이 제시되었다. 여섯째, 학습자 통제 전략은 보충 및 심화 학습의 길잡이가 될 수 있는 '체험', '탐구', '조사', '읽기자료', '직업 소개' 등의 다양한 형태로 활용되었다. 그러나 비유의 활용 전략은 거의 이용되지 않아 앞으로 이를 활용한 다양한 활동의 제시와 적절한 비유를 찾아내는 노력이 요구된다.

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산업용 임베디드 시스템 플랫폼 개발 (Development of Industrial Embedded System Platform)

  • 김대남;김교선
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제47권5호
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    • pp.50-60
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    • 2010
  • 지난 반세기 동안 컴퓨터 시스템의 발전으로 개인용 컴퓨터와 소프트웨어 산업은 유래 없는 호황을 누렸다. 21세기에 들어서는 이러한 흐름이 모바일 기기로 점차 이동하면서 임베디드 시스템 시장이 폭발적으로 증가하였다. 휴대전화, 내비게이션 시스템, PMP 등의 휴대용 멀티미디어 기기들은 시장에 쏟아져 나온 반면에 대부분의 산업용 제어시스템은 여전히 단순제어 시스템에 의존하여 제품이 개발되고 있다. 실제로 이를 첨단 하드웨어와 소프트웨어의 기술로 전환하려고 해도 그 수요가 모바일 시장에 비해 낮아 부품수급이 어렵고 가격이 상승하는 문제를 안고 있으며 기술개발 시 발생하는 많은 비용과 인력은 기업 입장에서는 투자 부담이 될 수밖에 없다. 그러나 미래 고객들에게 제품에 대한 기업 이미지를 끌어올리기 위해서는 고성능 시스템의 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼 개발이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 네트워크 임베디드 시스템의 최적화된 하드웨어 플랫폼과 소프트웨어 플랫폼을 개발하였다. 개발된 플랫폼은 멀티미디어 기능을 추가하여 고급형 제품을 위한 플랫폼으로 제작하였다. 멀티미디어 기능을 구현하기 위해서 텔레칩스 사의 멀티미디어 프로세서인 TCC8300을 기반으로 개발하였으며 프로세서 내부의 다양한 병렬하드웨어 기능을 이용함으로써 회로상의 부품의 수를 최소화 하고 성능 향상과 더불어 전력소모량을 최소화하였다. 그리고 소프트웨어의 기술비용(로열티)을 없애기 위해서 오픈소스 기반의 운영체제인 임베디드 리눅스와 오픈소스 기반의 그래픽 라이브러리인 TinyX와 GTK+를 이용하여 GUI(Graphic User Interface)를 구현하였다. 또한 개발된 플랫폼을 이용하여 여러 가지 방식의 YUV2RGB 프레임 변환 실험 및 측정을 통해서 성능 및 프레임별 변환 시에 소모되는 전력량을 계산하였고 플랫폼의 각 부분별 동작에 대한 전력소모량 측정을 통해서 플랫폼 구성 시 필요한 전력과 성능을 예측할 수 있도록 하였다. 응용제품을 개발할 때 주어진 기능 및 성능 그리고 저전력 등의 사양이 구현 가능한지 분석하고 절충할 때 사용할 수 있는 모델식을 개발하였고 이를 활용하여 직접 제작해 봄으로써 신뢰성을 입증하였다. 이 때, 하드웨어 부품들은 휴대폰 생산 시에 사용되는 부품들을 사용함으로써 저가의 부품을 안정적으로 수급하여 대량생산을 용이하게 하였다.

PISA 2015와 비교한 PISA 2018 과학 영역의 성취수준별 인지적 성취 특성과 교육과정 상 인식론적 지식 함양을 위한 교육 탐색 (Exploring Cognitive Achievement Characteristics by Group of Achievement Levels in the PISA 2018 Science Domain and Education for Cultivating Epistemic Knowledge in the National Curriculum)

  • 이신영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.401-414
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 PISA 2015 결과와 비교하여 PISA 2018 과학 영역에서 성취수준 집단별로 과학적 소양 성취 특성을 알아보고, PISA 2018에서 PISA 2015보다 정답률이 특히 상승한 '인식론적' 지식에 대해 PISA 참여 학생들이 경험한 교육과정을 중심으로 비교 분석하는 것이다. PISA 2015와 PISA 2018 평균 정답률을 PISA 과학 영역 평가틀 차원별 하위영역별로 분석하였다. 특히, '역량' 차원에서 중집단과 하집단에서 '과학 탐구의 평가 및 설계' 정답률이 가장 낮았지만, PISA 2015과 비교하여 모든 성취집단에서 정답률이 상승하였다는 점에서 고무적이다. '지식' 차원에서 '생물계' 지식과 '인식론적' 지식에서 정답률이 낮았지만, PISA 2015와 비교하면 '인식론적' 지식에서 상집단과 중집단의 정답률이 상승하였다. PISA 2015에 비해 PISA 2018에서 정답률이 상승한 '인식론적' 지식과 관련하여 PISA에 참여한 학생들이 경험한 교육과정의 변화를 살펴보았다. 과학에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육과정에서는 '과학이란?' 단원과 과학 탐구 활동에서 모형에 대한 이해를 향상시킬 수 있도록 하였다. 과학 지식을 정당화하는 과정에 대한 이해 측면에서 2009 개정 교육 과정에서는 탐구 활동의 수는 증가하고 실험 결과에 기반한 과학적 설명을 강화하였으며 '과학과 인류 문명' 단원을 도입하여 학생들이 STS를 이해하는 것과 동시에 논변활동을 할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 PISA 2015와 비교한 PISA 2018의 성취수준별 인지적 성취 결과를 알아보았고 우리나라의 과학과 교육과정 개정이 탐구 수업을 통한 인식론적 지식 함양 교육 측면에서 긍정적인 방향으로 나타났다는 것을 확인하였다.

큰 병변에 대한 다단계 감마나이프 방사선수술의 전략 (Strategy of Multistage Gamma Knife Radiosurgery for Large Lesions)

  • 허병익
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.801-809
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    • 2019
  • 큰 병변에 대한 기존 감마나이프 방사선수술은 종종 체적 또는 선량 분할 단계들로 수행된다. 체적 분할의 경우, 병변은 처방된 선량 하에서 하루 또는 이틀, 3 ~ 6개월로 분할된 다중 세션에서 조사되는 하위 체적들로 분할되곤 한다. 치료의 전체 과정 동안, 이전 단계의 치료 정보는 세션 사이의 좌표 변환을 통해 새로 장착된 정위 프레임 상의 후속 세션에 반영될 필요가 있다. 그러나 동일한 정위 공간을 제외하고 기존 감마나이프 시스템으로는 이전 선량 분포를 구현하는 것은 실제로 어렵다. 최신 감마나이프 플랫폼을 사용하여 다단계 치료를 수행할 수 있기 때문에 치료 영역이 확장되고 있다. 이 연구의 목적은 정위적 공간에 기초한 영상 정합과 새로운 감마나이프 플랫폼을 사용하여 각 단계에서 처방 선량 결정과 같은 다단계 감마나이프 방사선수술 전략을 소개하는 것이다. 일반적으로 영상 정합에서 수술적으로 내장된 기준점 또는 내부 해부학적 랜드마크들이 변환 관계를 결정하는데 사용된다. 저자는 내부 해부학적 랜드마크들을 사용하는 예로서 4개 또는 6개의 해부학적 랜드마크를 사용하는 다중 세션 간의 좌표 변환 정확도를 비교하였다. 측정된 좌표들과 계산된 좌표들 사이의 불일치를 최소화하기 위해서 PseudoInverse 또는 Singular Value Decomposition을 사용하여 두 정위 공간 사이의 변환 행렬이 결정되었다. 변환 정확도를 평가하기 위해 측정된 좌표와 변환된 좌표들 사이의 차이, 즉 ${\Delta}r$이 10개의 랜드마크들을 사용하여 계산되었다. 10개의 랜드마크들 중 4개 또는 6개의 점들을 사용하여 좌표 변환을 결정하고 나머지는 접근 방법을 평가하는데 사용되었다. 두 가지 접근 방법에서 각각의 ${\Delta}r$ 값은 0.6 ~ 2.4 mm, 0.17 ~ 0.57 mm 범위이었다. 게다가 병변 분할의 경우 한 번에 전체 병변의 치료와 동일한 효과를 제공하는 처방 선량을 결정하는 방법이 제안되었다. 동일한 정위 공간에서의 다단계 치료 전략은 전체 병변에 대한 치료를 먼저 디자인하는 것이며, 전체 치료 디자인 샷들은 각 단계 치료의 샷들로 나누어 각 단계별 샷들을 구성하고 각 단계에서 적절한 처방 선량을 결정한다. 결론적으로 저자는 다단계 치료 전략으로서 처방 선량 결정의 정확성을 확인하였고, 다중 세션 간의 좌표 변환을 결정하기 위해 적은 랜드마크들을 사용하는 것보다 가능한 많은 내부 랜드마크들을 사용하는 것이 더 나은 결과를 산출함을 보았다. 향후 제안된 다단계 치료 전략은 여러 감마나이프 센터들의 틀 없는 분할 치료에 크게 기여할 것이라 사료된다.