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유역분지 특성에 따른 충적선상지의 퇴적작용: 고흥군 백악기 두원층의 예 (The Influence of the Characteristics of Drainage Basin on Depositional Processes of the Alluvial Fan: An Example from the Cretaceous Duwon Formation in Goheung Area)

  • 이경진;박승익;이효종;김용식
    • 자원환경지질
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    • 제54권4호
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    • pp.441-456
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    • 2021
  • 건조 또는 아건조한 기후에서 하천류가 우세한 충적선상지의 발달 원인을 알아보기 위해 전라남도 고흥군 일원에 분포하는 백악기 두원층을 대상으로 퇴적학적 연구를 수행하였다. 연구지역의 두원층은 고원생대 편마암으로 구성된 기반암 상부에 부정합으로 분포한다. 퇴적상 분석 결과, 기반암 인근에서 역질 망상하천(퇴적상 조합1)이 발달하였으며, 기반암에서 멀어짐에 따라 7km의 범위에서 사질 망상하천(퇴적상 조합2)과 범람원(퇴적상 조합3)으로 퇴적환경의 변화가 나타난다. 퇴적환경의 측방변화와 범람원의 퇴적층 내 자색 이암에서 관찰되는 석회질 단괴 및 기반암 인근에서 측정한 방사상의 고수류 방향은 두원층이 건조 또는 아건조한 기후에서 형성된 하천류가 우세한 충적선상지에서 퇴적되었음을 지시한다. 최근 두원층에서 수행된 쇄설성 저어콘 절대연령에 관한 연구는 두원층의 기원지가 영남육괴 서부와 옥천변성대 남서부를 포함하는 한반도 남서부임을 지시하며, 이는 충적선상지의 유역분지가 넓었음을 지시한다. 넓은 유역분지는 많은 양의 물을 충적선상지로 공급하고 유역 분지 내부에 퇴적물을 일시적으로 저장함에 따라 쇄설류의 형성을 제한한다. 이와 더불어 주로 조립의 변성암 및 화성암으로 구성된 유역분지는 모래 크기의 퇴적물을 형성하여, 쇄설류 형성에 필요한 점토의 형성을 억제하였다. 따라서 건조 또는 아건조한 기후임에도 불구하고 넓은 유역분지와 유역분지를 주로 구성하는 조립질의 암석은 하천류가 우세한 충적선상지가 발달에 유리한 조건을 제공하였으며, 이로 인해 두원층이 하천류가 우세한 충적선상지에서 퇴적되었다.

해원 개념의 용례와 종교적 전환 (Usages and Religious Takes on the Concept of Haewon)

  • 고병철
    • 대순사상논총
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    • 제39집
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    • pp.1-32
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 해원(解冤)의 용례를 검토하고, 그 개념적 변화를 살펴보는 데에 있다. 이 목적을 달성하기 위해 조선시대(제2장)와 일제강점기의 해원 용례들(제3장), 그리고 『전경』과 주요 선행연구의 내용(제4장)을 검토하였다. 조선시대부터 대순진리회에 이르기까지 해원의 용례와 개념적 변화를 고찰한 결과는 다음과 같다. 첫째, 해원은 역사성, 사회성, 문화성을 지닌 용어이다. 이는 해원이 조선시대 이후부터, 그리고 개인적 차원뿐만 아니라 집단적 문제를 해소하는 차원에서도 사용된 용어였다는 것을 의미한다. 또한 문화를 집단적 의식이나 물질적 산물로 본다면, 해원은 사회적·문화적 열망을 담은 용어였다. 둘째, 해원은 역사적으로 동일한 개념이 아니다. 이는 해원 개념의 적용 범위가 문제 영역(법적 영역, 자연재해 영역, 제도 영역 등)에 따라 달랐다는 점, 그리고 일제강점기에 일상 언어와 종교 언어로서의 해원 개념의 적용 범위가 달라졌다는 점에서 확인할 수 있다. 셋째, 해원은 증산의 등장 이후에 교리 체계에 담긴 종교 언어로 전환된다. 조선시대에 해원이 주로 일상 언어로서 법적 차원에서 죽은자와 산자의 원통함을 드러냈다면, 증산의 등장 이후에는 해원이 초인간적 존재에 의한 선천의 혼란 해소와 후천이라는 변혁된 세계의 등장을 매개하는 교리적 차원의 종교 언어가 된 것이다. 이어, 『전경』과 대순진리회의 선행연구들은 해원 개념이 교리적 차원에서 정교해졌다는 것을 보여준다. 이러한 연구 결과는 해원 개념에 담긴 사유의 역사적 전환을 보여준다. 해원은 교리 체계에 포함된 종교 언어로서, 원통함을 푼다는 내포를 유지하면서도 개인과 사회를 넘어 세계라는 외연으로 확장된다. 그리고 이러한 해원 개념은 교리 체계에서 세계의 변혁을 매개하고, 이러한 변혁의 과정에서 수련과 윤리적 실천 등이 필요하다는 사유를 지속적으로 창출한다.

소프트 로봇용 4D 프린팅 소재 (4D Printing Materials for Soft Robots)

  • 이선희
    • 한국의류산업학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.667-685
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    • 2022
  • 본 원고는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재와 어그제틱 구조체에 대한 연구 동향을 정리한 것이다. 먼저 4D 프린팅 소재의 형상 변화 거동을 형상 변화와 형상기억 소재, 이중, 삼중, 다중 형상기억 효과, 접힘과 굽힘, 표면지형별로 구분하여 알아보았다. 형상 변화와 형상기억 소재 등 열이나 수분의 자극에 가역적/비가역적 혹은 규칙적/불규칙적 형상 변형이 가능할 수 있다. 다음으로, 차원별 형상이동 유형에 따른 특성과 물성에 대해 알아본 바, 1차원에서 다차원으로의 형상이동을 1D-1D 팽창/수축, 1D-2D 접힘/굽힘, 1D-3D 접힘 (1D-to-3D folding)으로 구분할 수 있다. 2차원에서 형상이동은 2D-2D 굽힙, 2D3D 굽힘/접힘/꼬임/표면말림/표면지형변화/굽힘과 꼬임, 3차원에서 다차원으로의 형상이동은 3D-3D 굽힙과 3D-3D 선형/비선형 거동으로 구분할 수 있다. 마지막으로 4D 프린팅 메타구조체 중 힌지 구조체를 적용한 KinetiX는 단일단위 터셀레이션과 다중단위 터셀레이션으로 모델링할 수 있고, 평면 및 공간 변환이 용이하고, 컨포머블 헬멧에 적용할 수 있다. 키리가미 구조체를 기본으로 한 공압형 어그제틱 구조체는 역설계 기반 구조체로써 굽힘각도를 제어하는 알고리즘으로 설계할 수 있다. 설계 후 3D 프린팅하여 TPU 멤브레인으로 프로토 타입을 제조하였고, 압력을 낮추면서 원하는 3차원 형상으로 완성될 수 있음을 확인하였다. 온도나 습도 등의 외부자극요소에 따라 형상이나 물성을 변화할 수 있는 재료를 사용하여 변형가능한 3차원 구조체로 성형한 4D 프린팅 소재를 이용하여 상지, 하지, 손, 발 등 소프트 로봇의 외골격(exoskeleton) 소재에 적용할 수 있을 것이다. 즉 자세제어, 상황인식, 동작신호 생성 등 다양한 환경에 대응하여 착용자의 움직임에 고하중, 고기동성, 운동지속성을 지원하는 기능을 갖는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재는 헬스케어 웨어러블 의류 제품화 개발로의 용도 전개가 가능할 것이다. 특히 4D 프린팅 소프트 소재 및 공정개발 분야는 일상 생할 보조용이나 재활치료용 의류를 개발하기 위한 3D 프린팅 소재 및 공정의 원천 기술에 해당하므로 이와 관련한 연구의 기초 자료로서 활용되기를 기대한다.

통가 EEZ내 TA25 해저산에서 채취한 열수광체의 암석자기학적 특성 연구 (Rock-magnetic Properties of Chimneys from TA25 Seamount in the Tofua Arc, Southwest Pacific)

  • 김원년;박상준;이경용;문재운;김현섭;최선기
    • 자원환경지질
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    • 제46권3호
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    • pp.207-214
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    • 2013
  • 2012년 통가해저열수광상 개발 사업의 일환으로 통가아크 해저산 TA25에서 ROV와 GTV를 이용하여 열수황화물광체를 채취하였다. 채취된 광체 중 본 연구에서는 약 $200^{\circ}C$의 열수분출을 보인 고온성 활성침니(ROV01), $80^{\circ}C$의 열수분출을 보인 저온성 활성침니(GTV01), 그리고 비활성침니(ROV02)를 이용하여, 암석자기학적 특성을 규명하고 이를 바탕으로 광체의 진화과정을 알아보고자 하였다. ROV01의 자기적 특성은 주로 자류철석에 의해 나타나며, GTV01의 경우 광체내부는 자류철석이 주로 나타나지만 외곽으로 갈수록 자류철석과 적철석이 혼재하게 된다. 비활성침니인 ROV02는 오랜 산화작용으로 인해 외곽에서 적철석뿐만 아니라 침철석이 자류철석과 함께 나타나고, 최외곽에서는 magnetotactic bacteria의 작용에 의해 자철석이 존재한다. 포화잔류자화(saturation magnetic remanent magnetization, SIRM), 비자기이력잔류자화(anhysteretic remanent magnetization, ARM)/SIRM으로 나타낸 자성광물의 함량과 입자크기 변화는 침니의 특성에 따라 뚜렷한 차이가 난다. 고온의 ROV01에서 가장 적은 함량과 작은 입자크기를 보이며, 저온의 GTV01에서 점차 증가하다가 비활성침니인 ROV02에서 가장 높은 함량과 큰 입자크기를 나타내게 된다. 이러한 결과는 자성광물의 종류, 함량, 입자크기 변화 등의 암석자기학적 특성을 이용하여 기존 광물학적 접근방법으로 추적에 한계가 있었던 열수황화물광체의 진화과정에 대한 정보를 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

이중 연결 구조 CC-NUMA 시스템의 효율적인 상호 연결망 구성 기법 (An efficient interconnection network topology in dual-link CC-NUMA systems)

  • 서효중
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제11A권1호
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    • pp.49-56
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    • 2004
  • 반도체 미세 공정의 개발과 더불어, 높아진 집적도 및 동작 클럭의 고속화로 단일 프로세서 시스템 성능은 지속적으로 개선되고 있다. 이 결과 기가헬즈 이상의 클럭 속도를 가지는 개인용 컴퓨터가 보편적인 데스크 탑 시스템으로 자리잡게 되었으며, 불과 수년 전의 고가 대형 시스템은 점차 이러한 작은 시스템들을 상호 연결망으로 연결한 형태로 급속히 대체되어가고 있다. 이러한 구조의 클러스터 컴퓨터는 높은 확장성과 고성능을 얻을 수 있으므로, 점차 그 영역을 확대해나가고 있으나, 상호 연결망의 대역폭 및 지연에 따라 성능 제한 요소는 여전히 존재하고 있으며, 이러한 이유로 SCI, Myrinet, Gigabit Ethernet 등 고속의 상호 연결망이 클러스터 시스템의 연결 구조로 사용되고 있다. 프로세서 속도의 개발과 더불어 상호 연결망의 속도 또한 개선되어 왔는데, 상호 연결망은 그 대역폭을 늘리는 것과, 상호 연결망을 이용한 경우의 통신 시간지연의 축소로 볼 수 있다. 대역폭의 확장 및 지연시간의 단축은 상호 연결망의 고속화를 통하여 이루어질 수 있으나, 작은 면적에 집적되어 있는 프로세서와는 달리, 보다 넓은 면적에 펼쳐져 있는 상호 연결망의 동작 속도는, 물리적 거리에 의한 지연으로 인하여 개선의 난이도가 높으며, 따라서 클러스터 시스템의 확장 규모는 상호 연결망의 병목 현상에 의하여 제한된다고 할 수 있다. 이러한 이유로 보다 높은 대역폭의 상호 연결망을 구현하려는 노력은 복수개의 연결 구조를 이용한 형태로 개선되어 왔으며, 고속으로 동작하는 SCI 점 대 점 연결구조론 이용한 다중연결 형태의 시스템이 활발히 연구되어 왔다. 본 논문은 이러한 이중 점 대 점 연결 구조 시스템의 성능 제한 요소인 접근 시간 및 효율을 개선하기 위하여, 두개 중 하나의 점 대 점 연결을 링 형태로, 나머지 하나는 링을 몇 개의 노드의 묶음으로 분할하여 연결하는 구성을 제시하였으며, 방송 및 일 대 일 전송에 적합한, 간단하고 효율적인 경로 설정 방법과 적절한 묶음의 수를 제시하였다. 본 논문에 제시한 구조의 시스템의 성능 측정의 비교 대상으로, 최신 시스템에 채용되어 있는 반대방향 이중 링 구조를 비교 대상으로 하였으며, 반대방향 이중 연결 구조에 비하여 단 논문에 제시한 상호연결망 구성 및 트랜잭션 경로 설정 방법이 상대적으로 우수함을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 상호연결망 구조 및 트랜잭션 경고 설정 방법을 이용한 경우, 반대방향 이중 링 구조의 시스템 구조에 비하여 단위 트랜잭션의 처리 시간이 1.05∼l.11배 향상되었으며, 시스템의 성능은 1.42∼2.1배 향상되었다.

광주 효천유적 출토 청동기시대 석기의 재질특성과 원산지 추정 (Material Characteristics and Provenance Presumption for Stone Artifacts of Bronze Age from the Hyocheon Site in Gwangju, Korea)

  • 박성미;이찬희;김지영;정일
    • 보존과학회지
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    • 제21권
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    • pp.5-20
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    • 2007
  • 이 연구는 광주 효천 2지구 유적지에서 출토된 청동기시대 석기를 대상으로 재질분석과 석재의 원산지를 검토한 것이다. 연구대상 석기는 안산암제 굴지구 1점, 납석제 갈돌 1점, 편암제 석겸 1점, 점판암제 반제품 4점이다. 굴지구로 이용된 안산암은 이 유적지 일대에서 쉽게 관찰할 수 있는 암석이다. 그러나 갈돌, 석겸 및 석촉이나 반제품으로 사용된 납석과 편암 및 점판암은 유적지에서 최소한 10km 이상 떨어진 화순군 동면 화순광업소 부근의 노두에서 관찰할 수 있으며 분포지역도 비교적 넓다. 이들을 각각의 석기와 동일 근원암석으로 짝을 이루어 분석하였을 때, 석기와 추정산지 암석은 모두 재질 및 광물학적 특징이 거의 동일하였다. 원소의 거동과 부화 및 호정성과 불호정성을 이용하여 표준화하였을 때도, 석기와 추정산지 암석의 지구화학적 진화경향이 동일한 것으로 보아, 굴지구는 무등산으로부터 운반되어 온 유적지 주변에 분포하는 암석을 원료로 제작한 자급형 석기일 가능성이 상당히 높다. 한편 갈돌과 석겸 및 석촉이나 반제품 석기의 구성암석은 유적지에서 10km 이상 떨어진 화순광업소 부근에서 재료를 조달하여 제작한 외래형 석기일 가능성이 높다. 따라서 외래형 석기의 도입과정에 대하여는 당시 인류의 이동과 함께 전래되었을 가능성, 주변 부족간의 거래에 의한 확산, 전쟁을 통한 전리품 또는 노획품, 물자의 이동과 교역 등, 모든 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요할 것이다.

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제주도 현무암에 포획된 세립질 맨틀 페리도타이트 포획암의 조직적 특성 (Textural Implications of Fine-Grained Peridotite Xenoliths in Basaltic Rocks from Jeju Island)

  • 양경희;남복현;김진섭
    • 한국광물학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-11
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    • 2009
  • 제주도 동남부 신산리 해안가에 분포하는 현무암에 세립질의 맨틀 페리도타이트가 드물게 포획되어 있으며, 반상쇄정 잔류물의 거정질 입자와 세립질의 입자로 구성된 조직적 특성에 의해 반상쇄정의 페리도타이트 맨틀포획암(FPP)으로 정의된다. 조사되어진 FPP들의 서로 유사한 조직적 특성과 주성분원소 조성은 FPP가 하나의 구조 영역에서 유래했음을 지시한다. 또한 킹크밴드를 가지는 거정의 반상쇄정($2{\sim}3mm$) 사이에 변형의 흔적이 없는 세립질의 입자($200{\sim}300{\mu}m$)로 구성된 쌍봉분포, 삼중점과 직선형의 입자경계, 간극사이에 형성된 멜트포켓, 입자경계가 이동했음을 나타내는 미세구조 등은 FPP가 동력재결정작용 ${\pm}$ 정적재결정작용을 경험하였음을 반영하고 있다. 이러한 변형사건에는 멜트/유체의 이동이 있었으며, 특히 엽리면을 따라 일어났다. 신산리 지역에 가장 흔하게 산출되는 프로토그라뉼라 조직의 맨틀포획암과 FPP는 매우 유사한 주성분원소 조성을 보이는데, 이는 FPP가 프로토그라뉼라 조직의 포획암과 비슷한 상부맨틀 깊이에 위치하고 있었음을 나타낸다. 이러한 FPP의 조직적 특성과 주성분원소 조성은 FPP가 지엽적인 소규모의 좁은 영역에 관여한 변형사건을 경험하였음을 나타낸다. 이 변형사건의 실체에 대한 것은 앞으로 좀 더 연구가 진행되어야 할 것이나, 제주도가 만들어지기 이전의 상부맨틀 암석권에서 마그마의 상승과 관련된 단층작용에 의해 형성되었을 가능성을 제시한다.

넙치에서 분리된 phosphoinositide 3-kinase γ 유전자의 클로닝 및 특성 연구 (Cloning and Characterization of Phosphoinositide 3-Kinase γ cDNA from Flounder (Paralichthys olivaceus))

  • 정태혁;윤주연;지근호;서용배;김영태
    • 생명과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.343-351
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    • 2014
  • Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)는 항산화 제어반응, 심근세포 성장, 및 세포 내 특수반응 뿐만 아니라 세포분화, 생장, 운동, 식균 및 내항작용, 세포 골격유지에 관여하는 등 세포 신호체계에서 핵심 역할을 하는 효소이다. PI3K는 세 그룹으로 나누어지며 type I PI3K는 leukocyte에서 우선적으로 발현되고 G-proteins의 ${\beta}{\gamma}$ subunits에 의해서 활성화 된다. 본 연구에서는 넙치(Paralichthys olivaceus)의 $PI3K{\gamma}$를 암호화하는 cDNA를 클로닝하였다. 넙치의 $PI3K{\gamma}$는 1,341 bp 염기로 구성되는 한 개의 ORF를 가지며 이 단백질은 447 아미노산으로 구성되어있다. $PI3K{\gamma}$는 zebrafish의 $PI3K{\gamma}$와 89.6%, mouse와는 84.7%, Norway rat와는 84%, human의 $PI3K{\gamma}$와는 74.9%가 아미노산 상동성을 나타내었다. $PI3K{\gamma}$유전자의 대장균에서 발현을 위하여 pET-44a(+)-PI3K 재조합 DNA를 구축하여 대장균에서 발현시킨 결과 49 kDa의 재조합 단백질이 과발현 됨을 확인 할 수 있었다. His-tag affinity chromatography를 이용하여 $PI3K{\gamma}$단백질을 순순 분리하였으며 wortmannin을 이용하여 $PI3K{\gamma}$의 활성을 분석하였다.

생장조정제(生長調整劑) Dichlorprop 및 MCPB 처리(處理)가 사과의 후기낙과(後期落果) 경감효과(輕減效果) 및 저장후기(貯藏後期) 과실(果實)의 품질(品質)에 미치는 영향(影響) (Influence of Dichlorprop and MCPB on the Reduced Effect of Fruit Drop and Fruit Quality before and after Storage in Apples)

  • 이효승;강충길;류갑희;박영선;정재훈
    • 한국잡초학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.128-136
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    • 1991
  • 본(本) 시험(試驗)은 사과의 생육후기(生育後期) 낙과(落果) 방지제(防止劑)인 Dichlorprop 등(等) 3약제(藥劑)를 수확전(收穫前) 처리시기(處理時期) 및 농도별(濃度別)로 처리(處理)하여 생리적(生理的)인 사과의 후기(後期) 낙과(落果)를 방지(防止)하므로서 수량(收量) 감소(減少) 등(等) 생산량(生産量)의 저하(低下)를 경감(輕減)하고자 Dichlorprop 액제(液劑) (수확전(收穫前) 30, 40, 50 일(日), 1000 배(倍)) MCPB 유제(乳劑)((수확전((收穫前) 15, 25, 35일(日), 4000배(倍)), PCPA 액제(液劑)(수확전(收穫前) 30, 40, 50 일(日), 300배(倍))를 처리(處理)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 낙과율(落果率)에서는 Dichlorprop를 수확전(收穫前) 30, 40, 50일(日)에 1000배(倍)로 처리(處理)할 경우(境遇) 각각(各各) 12.0%, 12.7%, 12.9% 순위(順位)로 가장 낮았으며 MCPB플 수확전(收穫前) 35일(日)에 처리시(處理時)에는 16.3%로 무처리(無處理)의 42.0% 보다 월등(越等)이 감소(減少)되었다. 2. 과중분포(果重分布)에서는 MCPB 처리시(處理時) 처리시기(處理時期)에 관계(關係)없이 과중(果重)이 다소(多少) 작아지는 경향(傾向) 있으나 Dichlorprop를 수확전(收穫前) 30일(日)에 처리(處理)할 경우(境遇) 중대과수(中大果數)가 많아지고 과중(果重)도 다소(多少) 증가(增加)되는 효과(效果)를 보였다. 3. 과실(果實)의 착색정도(着色程度)에서는 Dichlorprop를 수확전(收穫前) 30, 40, 50일(日)에 처리(處理)할 경우(境遇) 7~8로서 무처리(無處理)의 2정도(程度)에 비(比)하여 볼때 착색촉진(着色促進) 효과(效果)가 뚜렸하였으며 MCPB에서도 다소(多少) 착색촉진(着色促進) 효과(效果)가 있었다. 4. 과육내부(果肉內部)의 당분함량(糖分含量)에서는 Dichlorprop를 수확전(收穫前) 30일(日)에 처리시(處理時)만이 다소(多少) 증당(增糖) 효과(效果)가 있으며 산함량(酸含量)에서는 Dichlorprop를 수확전(收穫前) 30, 40, 50일(日) 처리(處理)와 MCPB를 수확전(收穫前) 15, 25, 35일(日)에 처리(處理)하므로서 감산(減酸) 효과(效果)를 인정(認定)할 수 있었다. 5. 수확후(收穫後) 저장과실(貯藏果實)에 대(對)한 경시적(經時的) 경도(硬度)에서는 MCPB를 수확전(收穫前) 35일(日)에 처리(處理)할 경우(境遇) 무처리(無處理)에 비(比)하여 과실(果實)의 경도(硬度)를 상대적(相對的)으로 지속(持續) 시켰으나 Dichlorprop에서는 어느 처리(處理)에서도 저장기간(貯藏期間)이 길어질수록 과실(果實)의 연화(軟化)를 촉진(促進)시켰다. 6. 수확후(收穫後) 저장과실(貯藏果實)의 $C_2H_4$$CO_2$ 발생량(發生量)을 보면 MCPB 등(等) Auxi계(系) 약제(藥劑) 모두 처리시기(處理時期)가 빠를수록 $C_2H_4$ 발생량(發生量)은 저하(低下)되었으나 $CO_2$발생량(發生量)은 상대적(相對的)으로 증가(增加)되는 경향(傾向)을 보였다.

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과학교육을 위한 과학이론의 철학적 위치 (The Philosophical Status of Scientific Theories for Science Education)

  • 오준영;이은주
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.354-372
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    • 2022
  • 이 연구의 목적은, 과학교육을 위해 과학적 세계관을 기반으로 하여 다양한 과학이론들이 철학적으로 어떤 위치에 있는지를 탐색하는 것이다. 또한 그동안 통상적으로, 인식론과 방법론을 주로 다루어왔던 과학교육을, 존재론, 즉 형이상학의 믿음의 문제로 확장시키는 것에 목적을 두고 있다. 전통적으로 우리의 마음과는 독립적으로, 고정되고 변화하지 않는 객관적인 과학지식이 존재한다는 형이상학적 믿음의, 강한 결정론으로 정의된 물리적 실재론이 존재한다고 할 수 있다. 이것은 Newton, Einstein, Schridinger가 정립한 동역학의 자연법칙에서 볼 수 있는 것으로 '수학 화'라고 할 수 있다. Einstein도 상대성이론을 통하여 전통적인 견해를 어느 정도 흔들어 놓았으나 그의 이론은 여전히 전통적인 사고에 가까웠다. 이와는 반대로, 이러한 엄격한 결정론으로부터 벗어나게 되면 '가능성', '우연'과 같은 의인화 된 개념이 필요하다. 고전적으로 강한 결정론적 사상으로부터 약한 결정론인 우연적인 사고인 확률론으로의 변화와 자연주의적 관점으로 과학이론의 변화를 주도하는 현대의 과학적 세계관의 특징이다. 이는 Darwin의 진화론과 양자역학에 해당한다고 할 수 있다. 우리는 이러한 존재론적 세계관을 정당화하는 세 종류의 인식론적 세계가 있다고 말할 수 있다. 바로 합리주의, 경험주의 그리고 자연주의다. 과학교육은 우리가 교육현장에서 다루는 과학 이론이 어떤 형이상학적 믿음에 기반을 두었는지 많은 경우 말하고 있지 않다. 또한 과학교육은 과학 지식의 이해에만 초점을 맞추고 있다. 그러나 학습한 지식의 앎이라는 것과 학습자 자신의 형이상학적 믿음인 세계관과 연결되어 있을 때만 진정한 지식을 이해를 가져올 수 있다고 할 수 있다. 따라서 앞으로 과학교육은 다양한 과학이론들을 과학적 세계관과 철학적 위치에 기초하여 연결시키고 이를 학생들에게 제시해줄 필요가 있다.