• 제목/요약/키워드: integrated mathematics and science

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Lattice-based Threshold Ring Signature with Message Block Sharing

  • CHEN, Jiangshan;HU, Yupu;GAO, Wen;Liang, Hongmei
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권2호
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    • pp.1003-1019
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    • 2019
  • Threshold ring signature scheme enables any t entities from N ring members to spontaneously generate a publicly verifiable t-out-of-N signature anonymously. The verifier is convinced that the signature is indeed generated by at least t users from the claimed group, but he cannot tell them apart. Threshold ring signatures are significant for ad-hoc groups such as mobile ad-hoc networks. Based on the lattice-based ring signature proposed by Melchor et al. at AFRICRYPT'13, this work presents a lattice-based threshold ring signature scheme, employing the technique of message block sharing proposed by Choi and Kim. Besides, in order to avoid the system parameter setup problems, we proposed a message processing technique called "pad-then-permute", to pre-process the message before blocking the message, thus making the threshold ring signature scheme more flexible. Our threshold ring signature scheme has several advantages: inherits the quantum immunity from the lattice structure; has considerably short signature and almost no signature size increase with the threshold value; provable to be correct, efficient, indistinguishable source hiding, and unforgeable.

Regional Science and Technology Resource Allocation Optimization Based on Improved Genetic Algorithm

  • Xu, Hao;Xing, Lining;Huang, Lan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권4호
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    • pp.1972-1986
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    • 2017
  • With the advent of the knowledge economy, science and technology resources have played an important role in economic competition, and their optimal allocation has been regarded as very important across the world. Thus, allocation optimization research for regional science and technology resources is significant for accelerating the reform of regional science and technology systems. Regional science and technology resource allocation optimization is modeled as a double-layer optimization model: the entire system is characterized by top-layer optimization, whereas the subsystems are characterized by bottom-layer optimization. To efficaciously solve this optimization problem, we propose a mixed search method based on the orthogonal genetic algorithm and sensitivity analysis. This novel method adopts the integrated modeling concept with a combination of the knowledge model and heuristic search model, on the basis of the heuristic search model, and simultaneously highlights the effect of the knowledge model. To compare the performance of different methods, five methods and two channels were used to address an application example. Both the optimized results and simulation time of the proposed method outperformed those of the other methods. The application of the proposed method to solve the problem of entire system optimization is feasible, correct, and effective.

통계학의 학문적 특성에 따른 KDC 문헌분류의 개선방안 (Suggestions for KDC Improvement According to Academic Characteristics of Statistics)

  • 박재혁;김비연
    • 한국도서관정보학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.399-422
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    • 2013
  • 이 연구는 KDC에서의 통계학 주제가 사회과학 통계학과 자연과학 수리통계학에 교착분류되는 문제점을 개선하고 세부영역의 체계적 전개방안을 제시하는데 있다. 이를 위해 통계학의 학문적 특성, 국내 대학 통계학과의 현황 및 학과명의 변천과정, 교과과정을 분석하였으며, DDC, LCC, NDC의 문헌분류법과 한국연구재단의 연구분야분류표를 비교 분석하였다. 그 결과 관련학과와 연구분야분류표의 학문적 배경에 따라 사회과학의 통계학을 자연과학 아래로 이치 및 통합하였다. 기존의 사회통계학 주제는 사회과학 연구방법을 보완하여 통계적 연구방법으로 세분하여 전개하였다. 또한, 자연과학의 '확률, 수리통계학'의 표목을 '통계학'으로 수정하고 세부영역의 주제를 체계화하여 확대 전개하였다.

A THREE DIMENSIONAL LOCATION SYSTEM FOR HIKER WALKING SPEEDS BASED ON CONTOUR LINES

  • Wu, Mary;Ahn, Kyung-Hwan;Chen, Ni;Kim, Chong-Gun
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제27권3_4호
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    • pp.703-714
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    • 2009
  • GPS is especially suitable for location systems in flat areas, but the availability of GPS is limited in highly urbanized and mountain areas, due to the nature of satellite communications. Dead reckoning is generally used to solve a location problem when a pedestrian is out of range of GPS coverage. To extend the apparent coverage of the GPS system for a hiker in mountain areas, we propose an integrated 3D location system that interpolates a 3D dead reckoning system based on information about contour lines. The speeds of hikers vary according to the inclination of the ground in sloped areas such as mountains. To reduce location measurement errors, we determine the angle of inclination based on the contour lines of the mountain, and use the speeds based on the inclination in the location system. The simulation results show that the proposed system is more accurate than the existing location system.

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2015 개정 교육과정에 따른 독서교육의 발전 방향 모색 - 교과서 수록 읽기자료를 중심으로 - (A Study on the Development Direction of Reading Education in the 2015 Revised Curriculum)

  • 최영임
    • 한국도서관정보학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.429-448
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정으로 개발된 고등학교 교과서의 읽기자료 특성을 조사하여 향후 독서교육 발전 방향을 제시하는 것이다. 이를 위해 국어, 수학, 영어, 통합과학, 통합사회 주요 교과를 대상으로 고등학교 교과서의 읽기자료를 분석하였고, 읽기자료의 분석 기준은 주제 유형, 목적, 학생 활동이었다. 연구 결과, 고등학교 통합사회와 통합과학 교과서에는 인간, 자유, 문화, 환경, 지구 등 다양한 주제의 읽기자료가 각 단원의 개념과 연관되어 제시되고 있었다. 특히 국어교과는 한단원에만 '한 학기에 한권의 책 읽기'라는 단원이 신설되어 있었다. 그러나 대부분 읽기자료가 효과적인 독서 전략이나 독서 방향에 대한 안내가 없으며, 읽기자료의 양이 부족하고 확장적 독서를 위한 자료나 정보가 부족함을 알 수 있었다. 교과서의 읽기자료가 각 단원의 학습 내용을 단순하게 보충하거나 개념 이해를 위한 단편적인 단서로만 제시되고 있음을 알 수 있었다. 또한, 교과의 읽기자료 제시가 나열식으로 단순하게 전개되어 있으며, 읽기자료가 학생들의 독서 흥미, 독서의 내면화 그리고 독서 확장을 위한 도구로는 미흡함을 알 수 있었다. 본 논문은 고등학교 교과서의 확장을 위한 읽기자료의 보조 자료를 제안하고, 교과서 구성 측면과 수업 방법 측면에 대한 제안을 통해 교과서와 독서교육의 발전적 관계를 모색해보았다.

초등학교 과학 교과서 내용의 통합적 구성에 관한 국제 비교 연구 (An International Comparative Study on the Integrative Contents of Elementary Science Textbooks)

  • 박소영
    • 수산해양교육연구
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    • 제21권3호
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    • pp.420-435
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    • 2009
  • The aims of this study are to analyze and compare the elementary textbook contents of science in Korea, USA and England and to make suggestions for the improvement of integrative contents in Korean science textbooks. For this study, lessons on living things in the three grade science textbooks of three different countries were selected and analyzed according to the five criteria: component elements of the lesson, integration of knowledges and investigations, integration of subject and life, connection with other subjects and focus of integration. From this comparative study, five suggestions are inferred for the improvement of the Korean elementary science textbooks. First, it is recommended that Korean textbooks should present unit objectives and evaluative components in the introductive part and last part of each lesson. Second, Korean textbooks should include scientific knowledges as a way of presenting educational contents. Third, Korean textbooks are recommended to include integrated contents fitting for students' life context. Fourth, Korean textbooks are recommended to integrate contents in connection with mathematics, arts, literature and so on. Fifth, issues which can facilitate students to understand contents in the textbooks and to relate to their life should be more employed.

Human Capacity Issues Along the STEM Pipeline

  • Melkers, Julia
    • STI Policy Review
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    • 제1권2호
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    • pp.1-18
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    • 2010
  • The development and maintenance of human capacity in economies is critical to long term competitiveness, but also for the overall health and environment of regions. Yet, human science and technology-based capacity is multidimensional and has interrelated characteristics which present certain policy challenges. This paper addresses a range of issues specific to a discussion on human capacity in S&T. First, the paper emphasizes the importance of acknowledging the complexity of human capacity issues and how they evolve along the STEM (science, technology, engineering, and mathematics) pipeline. The pipeline is an often used reference to describe the training and development in STEM disciplines, from early childhood education, to more advanced training, and finally to professional collaboration and interaction and serves as a useful organizing framework for the discussion of capacity along the career evolution process. Second, the paper offers an organizing framework for discussion of policy mechanisms that have been developed to address issues and gaps that occur along this STEM pipeline. Specifically, it contrasts the traditional mechanisms of building human capacity in STEM areas with newer "gap filling" and integrated approached to addressed human capacity disparities and priorities. Third, the paper addresses core challenges in human capacity in STEM, including the education and training, participation of women and underrepresented groups, brain drain/brain circulation issues, and the globalization of science. The paper concludes with a discussion of policy implication for the development of human capacity.

통합형 마인드맵 활동이 중학교 2학년 학생들의 창의적 사고력에 미치는 영향 (The Effect of Integrated Mind Map Activities on the Creative Thinking Skills of 2nd Year Students in Junior High School)

  • 윤현정;강순희
    • 대한화학회지
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    • 제59권2호
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    • pp.164-178
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    • 2015
  • 본 연구는 융합 인재 교육의 다양한 목표 중에서 인지적 측면 특히 창의적 사고력의 신장에 초점을 맞추고 창의적 사고력 신장을 위한 교수 기법으로서 '통합형 마인드맵'을 개발하고 적용하여 그 효과를 알아보았다. 통합형 마인드맵이란, 융합 인재 교육 지향 마인드맵으로서 기존의 마인드맵 특징을 유지하면서, 과학 주제를 중심으로 뻗어나가는 아이디어 발산의 범주를 과학(S), 기술(T)&공학(E), 예술(A), 수학(M)의 측면으로 해보도록 교사가 의도적으로 유도하는 특징을 지닌다. 그럼으로써 학생들은 학습한 과학 개념이 다른 분야(기술, 공학, 예술, 수학)와 밀접하게 관련되어 있음을 지속적으로 인식하게 되고 관련 지식을 넓힐 수 있으며, 이는 융합 인재에게 요구되는 창의적인 융합적 사고를 할 수 있는 밑거름으로 작용하게 된다. 통합형 마인드맵은 첫 번째 가지가 포함하는 핵심어의 범주에 따라 STEAM형, STEA형, STEM형, STE형의 네 가지 유형으로 구분할 수 있으며, 교사의 안내 정도에 따라 안내형, 중간 개방형, 개방형의 세 수준으로 구분할 수 있다. 또한 통합형 마인드맵 활동은 개인 별 뿐만 아니라 모둠 및 학급 토론을 통한 협동 학습 형태로 이루어지는 모둠 별, 학급 공유 활동의 형태로도 진행될 수 있다. 개발한 교수 기법은 중학교 2학년 학생들을 대상으로 한 학기 동안 적용하였으며, 실험반 학생들은 한 학기 동안 개인 별 통합형 마인드맵 활동 10회, 모둠 별 통합형 마인드맵 활동 10회, 학급 공유 통합형 마인드맵 활동 3회로, 총 23회의 통합형 마인드맵 활동을 경험하였다. 그 결과 실험반 학생들의 창의적 사고력은 유의미하게 향상되는 것으로 나타났다(p<.05). 본 연구에서는 창의성을 협의로 정의하여 발산적 사고라고 정의하였으며, 그 하위 범주인 유창성, 융통성, 독창성을 분석한 결과에서도 모두 유의미한 향상이 있었다(p<.05). 따라서 본 연구에서 개발한 통합형 마인드맵 교수 기법은 창의적 사고력의 신장에 긍정적인 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 그리고 창의적 사고력에 대하여 교수 기법과 인지 수준, 학업 성취도 수준, 성 별과의 상호 작용은 나타나지 않았다(p<.05).

Generalized Hardware Post-processing Technique for Chaos-Based Pseudorandom Number Generators

  • Barakat, Mohamed L.;Mansingka, Abhinav S.;Radwan, Ahmed G.;Salama, Khaled N.
    • ETRI Journal
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    • 제35권3호
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    • pp.448-458
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    • 2013
  • This paper presents a generalized post-processing technique for enhancing the pseudorandomness of digital chaotic oscillators through a nonlinear XOR-based operation with rotation and feedback. The technique allows full utilization of the chaotic output as pseudorandom number generators and improves throughput without a significant area penalty. Digital design of a third-order chaotic system with maximum function nonlinearity is presented with verified chaotic dynamics. The proposed post-processing technique eliminates statistical degradation in all output bits, thus maximizing throughput compared to other processing techniques. Furthermore, the technique is applied to several fully digital chaotic oscillators with performance surpassing previously reported systems in the literature. The enhancement in the randomness is further examined in a simple image encryption application resulting in a better security performance. The system is verified through experiment on a Xilinx Virtex 4 FPGA with throughput up to 15.44 Gbit/s and logic utilization less than 0.84% for 32-bit implementations.

중학교 과학 교과서에서 요구하는 수학 관련 과학 개념의 수준 및 학생들의 인지 수준 분석: 2015 개정 교육 과정의 화학과 생물을 중심으로 (Analysis of the Level of Mathematical Concepts in Middle School Science Textbooks and Students' Cognitive Levels: Focused on Chemistry and Biology of the 2015 Revised Curriculum)

  • 양희선;조향래;강성주
    • 과학교육연구지
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    • 제48권1호
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    • pp.15-30
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    • 2024
  • 본 연구는 학생들이 과학 개념을 이해하는 데 어려움을 겪고 학습을 회피하는 이유를 파악하기 위해 학생들의 인지 수준과 수학과 관련된 과학 개념이 요구하는 인지 수준을 분석했다. 먼저, 2015 개정 교육 과정의 수학 및 과학 교육 과정을 분석하여 중학교 과학 내용 중 수학과 연계된 부분의 학습 요소를 추출했으며, CAT (Curriculum Analysis Taxonomy)을 이용하여 학습 내용에서 요구되는 인지 수준을 분석했다. 화학의 경우, 수학과 관련된 총 20개의 학습 요소 중 12개가 초기 형식적 조작 수준(3A)의 이해가 필요하며, 3개가 후기 형식적 조작 수준(3B)의 이해가 필요했다. 3A와 3B에 해당하는 학습 요소들에는 비례 논리, 수리적 조작, 측정 기술에 관련된 사고 논리 유형이 많이 사용되는 것을 확인했다. 생물의 경우, 수학과 관련된 총 7개의 학습 요소 중 3개가 초기 형식적 조작 수준(3A)의 이해가 필요하며, 2개가 후기 형식적 조작 수준(3B)의 이해가 필요했다. 3A와 3B에 해당하는 생물 요소들은 상관 논리에 해당하는 학습 요소가 많이 포함되어 있어 학생들이 어려움을 겪을 수 있는 인지적 원인이 화학 영역과는 다소 차이가 있었다. 이는 GALT 축소본을 통해 분석된 형식적 사고가 가능한 중학교 학생의 평균 비율이 1학년의 경우 12.1 %, 2학년의 경우 16.6 %, 3학년의 경우 29.3 %임을 고려할 때, 학생들의 인지 수준에 비추어 수학과 연계된 화학 및 생물 학습 내용에서 요구하는 인지 수준이 더 높다고 할 수 있다.