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Microsatellite Marker를 활용한 한국 토종닭 품종의 유전적 다양성 및 유연관계 분석 (Studies on Genetic Diversity and Phylogenetic Relationships of Korean Native Chicken using the Microsatellite Marker)

  • 서주희;오재돈;이준헌;서동원;공홍식
    • 한국가금학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.15-26
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    • 2015
  • Microsatellite(MS) marker는 가축의 유전적 특성 및 계통간의 유연관계 분석에 있어 많이 이용되고 있는 분자유전학적 유전표지로 유전체 상에 널리 분포하고 있으며, 높은 변별력과 검출이 간편하다. 본 연구는 한협 8개 계통과 토종닭 순계 12 계통을 대상으로 27종 MS marker의 유전자형을 분석하고, 이를 기반으로 유전적 특성 및 계통간 유연관계를 구명함으로써 한협에서 생산되고 있는 토종닭 계통들의 유전적 배경이나 특성에 대한 기초자료를 제공하고자 실시하였다. 연구 결과, 27종 MS marker 분석 결과, 평균 11.7개의 대립유전자가 확인되었으며, $H_{exp}$와 PIC의 경우 MCW0288이 각각 0.688, 0.646으로 가장 낮았고, MCW0104가 0.881, 0.869로 가장 높게 확인되었으며, 집단별 $F_{is}$(f)값을 통해 한협 H 계통(HH)은 집단 내 개체 간 상관 정도가 가장 적은 것으로 확인되었다. 계통 간 유연관계를 분석한 결과, 전체 20계통 중 로드 아일랜드 레드 계통(NC와 ND)이 가장 가까운 것(0.175)으로 확인되었으며, 반면에 레그혼 F(NF)와 로드 아일랜드 레드 D(ND) 계통이 가장 먼 것(0.710)으로 확인되었다. MS marker의 효율성을 검증하기 위해 동일개체 출현확률(PI)을 분석한 결과, 전체 계통에 대한 동일개체 출현확률(PI)과 한협 8계통의 동일개체 출현확률(PI)은 27종의 MS marker를 사용하였을 경우, 각각 $8.80{\times}10^{-83}$, $3.87{\times}10^{-117}$으로 확인되었다. 따라서 본 연구는 토종닭 시장에서 높은 점유율을 보유한 한협의 실용계 계통의 유전적 배경과 특성분석을 통해 향후 소비자의 요구에 부합하는 토종닭의 개량 및 실용계 계통의 개발을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

변형물체 시뮬레이션을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템 구현 (Implementation of Markerless Augmented Reality with Deformable Object Simulation)

  • 성낙준;최유주;홍민
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • 최근 제한적인 마커기반 증강현실의 여러 가지 단점들을 보완하기 위해 사용자의 얼굴, 발, 손 등을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 또한 대부분의 기존 증강현실 시스템들은 사용자에게 보여주는 것과 기본적인 상호작용에 목표를 두고 강체를 증강하여 수행되는 경우가 많았다. 본 논문에서는 단지 보여주는 것에 국한되는 것이 아니라 여러 분야에서 활용이 가능한 변형물체를 사용자와의 상호작용을 바탕으로 시뮬레이션을 제공하는 비 마커기반의 증강현실 시스템을 설계 및 구현하였다. 변형물체는 질량-스프링 모델, 유한 요소 모델 두 가지 방법을 주로 사용하여 구현한다. 질량-스프링 모델은 실시간 시뮬레이션에 장점이 있으며 유한 요소 모델은 변형물체의 정밀함을 나타낼 때 장점을 가진다. 본 논문에서는 실시간으로 시뮬레이션을 목표로 하고 있기 때문에 질량-스프링 모델을 기반으로 하는 테트라헤드론 구조를 이용하여 변형물체를 구현하였다. 변형물체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하기 위해 키넥트 SDK를 통해 사용자의 손의 위치를 추적 하고, 손의 위치 변화량을 바탕으로 힘을 계산한다. 이를 바탕으로 $4^{th}$ order Runge-Kutta Integration 수치적분법을 이용하여 물체의 다음 위치를 계산하여 시뮬레이션 하도록 하였다. 그리고 자연스러운 동작을 표현하기 위해서 사용자의 손을 통해 물체에 작용하는 힘이 너무 많이 작용하지 않기 위해 제스처에 임계값을 정하였으며 해당 임계값을 넘는 힘이 작용할 경우 임계값으로만 적용되도록 설정하였다. 각 실험을 5회씩 반복하였으며 실험에 따른 시뮬레이션 연산속도를 분석하였다. 본 논문을 통해 구현한 변형물체를 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템을 바탕으로 기존의 강체 기반의 증강현실에서 활용하기 힘들었던 의료, 교육 및 다양한 방면으로 시뮬레이션이 가능할 것으로 기대한다.

역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 과학자의 핵심 역량 모델 개발 및 타당화 (The Development on Core Competency Model of Scientist and Its Verification for Competency-Based Science Gifted Education)

  • 박재진;윤지현;강성주
    • 영재교육연구
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    • 제24권4호
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    • pp.509-541
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    • 2014
  • 21세기 지식 기반 사회가 추구하는 가치나 비전에 따른 과학 영재 교육의 새로운 방향으로서 핵심 역량 중심의 교육을 고려해 볼 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 향후 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 선결 요건으로서 과학자의 핵심 역량 모델을 개발하고, 타당성을 검토하였다. 이를 위하여 논문, 도서, 신문 기사, 행동사건면접에 대한 분석을 바탕으로 설문 문항을 개발한 후 설문 조사를 실시하였다. 그리고 설문 조사 결과를 바탕으로, 탐색적 요인분석을 실시하였다. 그 결과, 5개의 역량군, 15개의 하위 역량으로 구성된 잠재적인 핵심 역량 모델을 구성할 수 있었고, 확인적 요인분석을 통해 탐색된 핵심 역량 모델의 신뢰도와 수렴타당도, 판별타당도 등을 확보할 수 있었다. 과학자의 핵심 역량 모델에서 '인지' 역량군은 '창의적 사고', '종합적 사고', '탐색적 사고', '분석적 사고', '개념적 사고'의 5개 하위 역량으로 구성되었다. '성취지향' 역량군은 '주도성', '준비 및 문제해결력', '전략적 영향력'의 3개 하위 역량으로 구성되었고, '과학적 태도' 역량군은 '유연한 사고와 태도', '연구 열정', '과학에 대한 견해'의 3개 하위 역량으로 구성되었다. '개인 효과성' 역량군은 '풍부한 경험과 체험', '글로벌 자세'의 2개 하위 역량으로 구성되었으며, 마지막으로, '네트워킹' 역량군은 '대인이해', '의사소통'의 2개 하위 역량으로 구성되었다. 이 연구 결과는 과학자의 핵심 역량 모델을 과학 영재 교육에 소개하고, 핵심 역량 중심의 과학 영재 교육을 위한 프로그램 개발이나 전략 마련 등을 위한 기초 자료를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

가열(加熱)·촉매중합법(觸媒重合法)에 의한 목재(木材)·고분자복합체(高分子複合體) 제조(製造)(I) - MMA에 의한 한국산(韓國産) 주요목재(主要木材)의 복합체특성(複合體特性) (On the manufacturing of WPC (Wood Plastic Composites) with Heat-Catalyst Polymerization (I) - On the characteristics of composites made from monomer Methyl MethacryIate and several commercial woods in Korea)

  • 조남석;조재명;안원영
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제2권3호
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    • pp.3-16
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    • 1974
  • One of the disadvantages of. wood and wood products is their hydroscopicity or dimensional instability. This is responsible for the loss of green volume of lumber as seasoning degrade. Dimensional stabilization is needed to substantially reduce seasoning defects and degrades and for increasing the serviceability of wood products. Recently, considerable world-wide attention has been drawn to the so-called Wood-Plastic Composites by irradiation-and heat-catalyst-polymerization methods and many research and developmental works have been reported. Wood-Plastic Composites are the new products having the superior mechanical and physical properties and the combinated characteristics of wood and plastic. The purpose of this experiment was to obtain the basic data for the improvement of wooden materials by manufacturing WPC. The species examined were Mulpurae-Namoo (Fraxinus, rhynchophylla), Sea-Namoo (Carpinus laxiflora), Cheungcheung-Namoo (Cornus controversa), Gorosae-Namoo (Acermono), Karae-Namoo(Juglans mandshurica) and Sanbud-Namoo (Prunus sargentii), used as blocks of type A ($3{\times}3{\times}40cm$) and type B ($5{\times}5{\times}60cm$), and were conditioned to about 10~11% moisture content before impregnation in materials humidity control room. Methyl methacrylate (MMA) as monomer and benzoyl peroxide (BPO) as initiator are used. The monomer containing BPO was impregnated into wood pieces in the vacuum system. After impregnation, the treated samples were polymerized with heat-catalyst methods. The immersed weights of monomer in woods are directly proportionated to the impregnation times. Monomer impregnation properties of Cheungcheung-Namoo, Mulpurae-Namoo and Seo-Namoo are relatively good, but in Karae-Namoo, it is very difficult to impregnate the monomer MMA. Fig. 3 shows the linear relation between polymer retentions in wood and polymerization times; that is, the polymer loadings are increasing with polymerization times. Furthermore species, moisture content, specific gravity and anatomical or conductible structure of wood, bulking solvents and monomers etc have effects on both of impregnation of monomer and polymer retention. Physical properties of treated materials are shown in table 3. Increasing rates of specific gravity are ranged 3 to 24% and volume swelling 3 to 10%. ASE is 20 to 46%, AE 14 to 50% and RWA 18 to 40%. Especially, the ASE in relation to absorption of liquid water increases approximately with increase of polymer content, although the bulking effect of the polymerization of monomer may also be influential. WPCs from Mulpurae-Namoo and Cheungcheung-Namoo have high dimensional stability, while its of Karae-Namoo and Seo-Namoo are-very low. Table 4 shows the mechanical properties of WPCs from 6 species. With its specific gravity and polymer loading increase, all mechanical properties are on the increase. Increasing rate of bending strength is 10 to 40%, compression strength 25 to 70%, ;impact bending absorbed energy 4 to 74% and tensile strength 18 to 56%. Mulpurae-Namoo and Cheungcheung-Namoo with high polymer content have considerable high increasing rate of strengths. But incase of Karae-Namoo with inferior monomer impregnation it is very low. Polymer retention in cell wall is 0.32 to 0.70%. Most of the polymer is accumulated in cell lumen. Effective. of polymer retention is 58.59% for Mulpurae-Namoo, 26.27% for Seo-Namoo, 47.98% for Cheungcheung-Namoo, 25.64% for Korosae-Namoo, 9.96% for Karae-Namoo and 25.84% for Sanbud-Namoo.

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스포츠영재의 판별에 관한 고찰 (The review on the identification of the gifted child in the sports)

  • 신승윤
    • 영재교육연구
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    • 제11권1호
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    • pp.81-98
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    • 2001
  • 본 연구의 목적은 스포츠영재의 판별과 관련된 다양한 연구된 결과들을 고찰하여 스포츠영재를 판별하고, 육성할 수 있는 현실적 방안과 장기적으로 연구되어야 할 과제를 제시하는 것이다. 스포츠영재의 발굴과 육성에 관한 연구는 주로 구 동독과 구 소련 등의 공산권 국가들에서 이루어졌다. 이들의 보고서와 그 모델에 대한 평가논문 등이 본 과제의 주요 분석 대상들이었다. 이들 자료에 대한 분석을 근거로 다음과 같은 스포츠영재 선발방안을 제시하고자 한다. -선발시기와 관련하여서는, 1차선발과 2차선발의 2단계로 나누어 선발함이 타당하겠다. 1차선발은, 일반학교에서 교내스포츠영재집단을 형성하여 자기 잠재력의 검정과정을 거치게 함을 목적으로 하고, 2차선발은 드디어 특수목적학교로의 진학을 위한 선발검사로서 기능하도록 한다. -선발방법은 초기에는 잠재력중심으로 평가가 이루어져야 하며 성장과정에 따라 전문 종목의 특성을 고려하여야 한다. 그리고 선발의 구성요소로는 체력적 요소, 성장발육상태, 심리적 요소, 환경적 요소 등을 포괄적으로 고려하여야 한다. -육성체제는 초등학교 시기에는 학교내 스포츠영재집단 운영체제가 합당하고, 중학교부터는 특수목적학교를 운영하되 초, 중, 고의 인적 구성은 피라미드형이 되도록 하여야 한다. -스포츠영재의 교육과정은, 어린 나이일 때에는 기초적인 체력육성에 치중하고, 고학년이 되면서 점차 전문화되어 가도록 하여야 한다. -스포츠영재의 판별 및 육성과 관련하여 지속적인 연구가 요구되는 바, 다중지능(multiple intelligences : MI)적 접근으로 신체-운동감각적 지능(bodily-kinesthetic intelligence)의 구체화와 검사도구의 개발이 요구되며. 한편으로는 DNA분석을 통한 보다 엄밀한 유전적 소인을 판별할 수 있는 방안을 강구하여야 할 것이다.

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중진국의 정보유통체제 연구 (A Survey of the Current Information Activities in the Advanced Developing Countries)

  • 최성진
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제7권
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    • pp.89-195
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    • 1980
  • The advanced developing countries including Korea are assumed to have reached a developmental stage which necessitates them to formulate and implement a plan for a national information network. Most of the governments in the advanced developing countries are well aware of the necessity for such a plan and some of them have actually commenced their studies on the feasibility of a national network of their own hoping to achieve maximum utility of their limited information resources. Two urgent problems facing planners in the design of a national information network are identified. One is lack of an optimum organisational model to enable them to meet their own situations, and the other is lack of a guideline to help designers evaluate the alternative structures and models when they are available. In resolving these two problems, network planners in the advanced developing countries would benefit from the achievement of the objectives of the present study. The major objective is to elicit and describe common information needs, desires and value of the people using information, and other common factors which are responsible for the present information services in the advanced developing countries and which have implications for the basic structure of the national information network. The value of this study is to aid administrators in Korea and those in the other advanced developing countries who are responsible for making national policies and who are now beginning to recognise the need for information services with the planning of economic and social development so as to enable all the groups in the community to have access to the information which are essential for decision making, research work, studies and even for recreational reading. This recognition will hopefully give them a rational basis for formulating right policies on information services. The methodology utlised for collecting the required data in this study falls under the category of observation and largely consists of the two techniques: literature review and postal questionnaire. Background information on the individual advanced developing: countries was gathered from monographic and periodical literature. and country reports presented at the various international conferences were analysed for other relevant data. For most of the data needed for the present study, a questionnaire on 'Library and Information Services as They Are Available in the Selected Countries' was formulated. This questionnaire was designed to be completed without help, by an expert who was well informed of the library and information services in his or her country. The questionnaire was intended to look in details at what information services in the advanced developing countries were doing-whom they were serving, in what way, and how well and establish to what extent they were meeting the nation's information requirements. It was also intended to ascertain the respondents' ideas on possible future developments in information provision in their countries, that is, in the advanced devanced developing countries. The questionnaire was posted to a total of 63 natinal librarians, directors of national information centres and those of other major libraries or information centres in 21 selected countries. Complete usable responses were received from 34 persons in 14 countries. In order to identify common characteristics of the information needs and desires in the advanced developing countries and the present situation of the information services to meet them, and the requirements and constraints peculiar to those countries which bought to be considered in the design of a national information network for advanced developing countries, an individual report on the current status of information activities for each of the fourteen countries chosen for this study, was presented. The procedure used was to arrange the data acquired in the questionnaire responses and other sources, in the form of fifteen country reports to be summarised by cross-section characteristics later.

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목회간호사의 업무활동분석 (Analysis of Church based parish nursing activities in Teagu city)

  • 김정남;박정숙;권영숙
    • 지역사회간호학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.384-399
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    • 1996
  • The concept of parish nursing began in the late 1960s in the United States when increasing numbers of churches employed registered nurses (RNs) to provide holistic, preventive health care to the members of their congregations. Parish nursing role was developed in 1983 by Lutheran chaplain Granger Westberg, and provides care to a variety of church congregation of various denominations. The parish nurse functions as health educator, counselor, group facilitator, client advocate, and liaison to community resources. Since these activities are complementary to the population-focused practice of community health' CNSs, parish nurses either have a strong public health background or work directly with both baccalaureate-prepared public health nurses and CNSs. In a Midwest community in U.S.A., the Healthy People 2000(1991) objectives are being addressed in health ministries through a coalition between public health nurses and parish nurses. Parish nursing is in the beginning state in Korea and up untill now, there has been no research was conducted on concrete role of korean parish nurses. The main purpose of this study was to identify, classify and analyze activities of parish nurses. The other important objective of this study was to establish an effective approach and direction for parish nursing and provide a database for korean parish nursing model through analysis and' classification of the content of the nursing record which included nursing activities. This study was a descriptive survey research. The parish nurses were working in churches where the demonstration project developed on parish nursing. The study was done on all nursing records which were working in churches where the demonstration project developed on parish nursing. The study was done on all nursing records which were documented by parish nurses in three churches from March, 1995 to February, 1996. Namsan, Taegu Jeei and Nedang presbyterian churches in Taegu and Keimyung nursing college incooperated together for the parish nursing demonstration project. The data analysis procedure was as follows: First, a record analysis tool was developed and second, the data was collected, coded and analyzed, the classification for nursing activities was developed through a literature review, from which the basic analysis tool was produced and cotent validity review was also done. The classification of the activities of parish nurses showed 7 activitity categories. 7 activity categories consisted of visitation nursing, health check-ups, health education, referring, attending staff meetings, attending inservices and seminar, volunteers coordinating. The percentage of activities were as follows: Visitation nursing(A: 51.6%, B: 55%, C: 42.6%) Health check-ups(A: 13.5%, B: 12.1%, C: 22.3%) Health education(A: 13.5%, B: 13.2%, C: 18.2%) Referring(A: 1.4%, B: 4.2%, C: 2.4%) Attending staff meeting(A: 18.8%, B: 13.0%, C: 12.2%) Attending inservices and seminar(A: 1.5%, B: 2.2%, C: 2.1%) Volunteers coordinating(A: 0.3%, B: 0.4%, C: 0.0%) To establish and develope parish nursing delivery network in Korea, parish nurses role, activities and boundaries of practice should be continuously monitored and refined every 2 years. Also, It is needed to develope effective nursing recording system based on the need assessment research data of various congregation members. role, activities and boundaries of practice and arrangement of the working structure, continuing education, cooperation with community resources and structuring and organizing parish nursing delivery network. Also, It is needed to develope effective nursing recording system based on the need assessment research data of various congregation members.

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가정간호사 제도에 대한 인식 및 태도 조사연구 (A Study on the recognition and Attitude of Home Health Nursing System)

  • 이성자
    • 한국보건간호학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.132-146
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    • 1998
  • This Study was attempted to provide the basic data necessary in the development and introduction of Home Health Nursing System by investigating the recognition and attitude level of Home Health Nursing System. The data were collected by means of questionaires presented to 74 patients who had been admitted in C general hospital in Chon Ju, from June 30, 1997. As the tool for this study, the questionares developed by Kim Yong. Soon, et al (1990) and Han Bok Hee(1993) were modified and supplemented for the aim of this study. The computer was used for data analysis. The items about the charateristics of the subjects and the attitude to the management plan of Home Health Nursing System were represented as the frequency and percentage. The standard deviation and calculation average were produced on the items related to definition, recognition, necessity, expected effect of the attitude of Home Health Nursing System and the items related to admission. The ANOVA test was .used according to the characteristics of variables to analyze the necessity and difference of Home Health Nursing System. The results of this study were as follows 1) The general characteristics of the subjects were as follows ; for sex, man, $58.1\%$ ; for age, 50-59 years, $29.7\%$ ; for the level of education, high school, $51.4\%$ ; $79.7\%$ of them were married; for the family forms, small family, $73.0\%$ ; and $68.9\%$ of them take the monthly income over 100 million won. 2) The characteristics related to admissions of the subjects were as follows ; for clinic, surgical department, $78.4\%$ ; addmission not more then 7days, $47.3\%$ ; for the operation-performance $71.6\%$ of them were experienced; for the admission route, via outpatients clinic, $54.1\%$ ; for waiting period to the admission day, 1-2 days, $71.6\%$. 3) The difficulties comming from the hospitalization were related mostly to the factor that they felt hospital life more inconvenient than home.(3.66) The reasons for the difficulties in the admission which was due to insufficient beds in the hospital was related to the concentration to the general hospital because of 'The Whole National Medical Insurance System'(4.05). 4) On the previous informations about the Home Health Nursing System, those who have heard of only the name were 42 $(56.8\%)$, and on the recognition of it, they thought that it is periodic treatment by the licenced nurses for the recovering pateints after early discharge(3.73). On the attitude about the necessity of Home Health Nursing System, they thought that it is necessary because of the increasing trend of a psychological disease by the change of environment and complexity of the social structure(4.24). On the expected effect of Home Health Nursing System, they answered that it is convinient for the family of the patient to take care of them(4.l8). 5) On the attitude to the management plan of the Home Health Nursing System, those who had intention to participate in the system in the case of systemic support were 42(56.8). In the visiting time, 'visit periodically' and 'visit when the patient needs' were $28(37.8\%)$ respectively. For the application of medical insurance, if possoble, they will use $(91.9\%)$; for the method of payment for the treatment, 'pay by the time required' was $23(31.1\%)$, for the subject of management, 'National public institute must operate' was $33(44.6\%)$. 6) The relationship between the general characteristics of the subjects and the necessity of Home Health Nursing System showed the notable difference in the age (F=3.508, P<0.05) and marrage state (F=5.402, P<.023).

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판구조론에 관한 고등학교 1학년 학생들의 오개념 (Misconceptions of the Freshmen at High School about Plate Tectonics)

  • 정경진;정구송;문병찬;정진우
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.762-774
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    • 2007
  • 이 연구의 목적은 개념의 원형적 표현인 그림 그리기로 고등학교 1학년 학생들 사이에 널리 퍼져 있는 판구조론에 관한 오개념을 조사하는 것이었다. 이를 위하여 7차 교육과정의 내용 요소와 고등학교 11종 과학 교과서의 원형적 표현을 분석하여 판구조론에 관한 6가지 개념을 선정하고, 이를 바탕으로 판구조론에 관한 개념 그리기 질문지를 개발하였다. 대구광역시 소재 인문계 고등학교 1학년 학생 134명을 대상으로 자료를 수집하여 분석한 결과 첫째, 판의 구조에 관한 오개념은 전체의 38%인 '맨틀 최상부형' 오개념과 18%인 '지각형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 둘째, 판의 분포에 관한 오개념은 전체의 37%인 '금이 간 지진대형' 오개념과 14%인 '지진 빈도형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 셋째, 해양지각-해양지각 발산형 판 경계에서 해령 형성에 관한 오개념은 전체의 32%인 '발산형' 오개념과 29%인 '충돌형'오개념이 과반수 이상을 차지했다. 넷째, 대륙지각-대륙지각 수렴형 판 경계에서 산맥 형성에 관한 오개념은 '충돌형' 오개념이 전체의 70%로 과반수 이상을 차지했다. 다섯째, 해양지각-대륙지각 수렴형 판 경계에서 산맥 형성에 관한 오개념은 전체의 34%인 '선입형' 오개념과 23%인 '단층형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 여섯째, 해양지각-해양지각 변환 단층 경계에서 변환 단층에 관한 오개념은 전체의 30%인 '방향형' 오개념과 10%인 '구간형' 오개념이 과반수에 근접했다. 이 연구에서 판구조론에 관한 학생들의 그림은 대부분이 비슷한 오개념을 나타내고 있었는데 이것은 개념 그리기가 학생들 사이에 널리 퍼져 있는 오개념의 강력한 증거로 활용될 수 있음을 시사한다. 또한 이 연구의 결과는 판구조론 교수-학습의 기초 자료로서 교사들에게 유용하게 사용될 수 있다는 점에서 의의가 있다.

수학적 사고력에 관한 인지신경학적 연구 개관 (A Review of the Neurocognitive Mechanisms for Mathematical Thinking Ability)

  • 김연미
    • 인지과학
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    • 제27권2호
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    • pp.159-219
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    • 2016
  • 수학적 사고력은 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 학업적인 성취와 과학기술의 혁신에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 학제 간 연구 분야인 수 인지(numerical cognition) 및 수학적 인지와 관련된 최근의 인지신경학적 연구 결과들을 종합하여 개관하였다. 첫째로 수학적 사고의 기초가 되는 뇌 기제의 위치와 정보처리 메커니즘을 확인하였다. 수학적 사고는 영역 특정적(domain specific)인 기능인 수 감각과 시공간적 능력뿐만 아니라 영역 일반적(domain general)인 기능인 언어, 장기기억, 작업 기억(working memory) 등을 기초로 하며 이를 토대로 추상화, 추론 등의 고차원적인 사고를 한다. 이 중에서 수 감각과 시공간적 능력은 두정엽(parietal lobe)을 기반으로 한다. 두 번째로는 수학적 사고 능력에서 관찰되는 개인 차이에 대하여 고찰하였다. 특히 수학 영재들의 신경학적인 특성을 신경망 효율성(neural efficiency)의 관점에서 고찰해 보았다. 그 결과 높은 지능이란 두뇌가 얼마나 많이 일하느냐가 아니라 얼마나 효율적으로 일하는가에 달렸다는 사실을 확인하였다. 수학 영재들의 또 다른 특성은 좌반구와 우반구 간의 연결과 반구 내에서 전두엽과 두정엽의 연결이 뛰어나다는 사실이다. 세 번째로는 학습과 훈련, 그리고 성장에 따른 변화 및 발전에 대한 분석이다. 개인이 성장하며, 수학 학습과 훈련을 하게 될 때 이에 따라 두뇌 피질에서도 변화가 반영되어 나타난다. 그 변화를 피질에서의 활성화 수준의 변화, 재분배, 구조적 변화라는 관점에서 해석하였다. 이 중에서 구조적 변화는 결국 신경 가소성(neural plasticity)을 의미한다. 마지막으로 수학적 창의성은 수학적 지식(개념)을 기초로 하여 수학적 개념들을 결합하는 단계가 요구되며, 그 후 결합된 개념들 중에서 심미적인 선택을 통해 수학적 발명(발견)으로 연결된다. 전문성이 높아질수록 결합과 선택이라는 두 단계가 더욱 중요해진다.