• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제18권1호
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• pp.103-121
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• 2008

본 연구는 비례 추론의 중요성을 바탕으로 5, 6, 7학년 학생들의 비례추론 능력을 알아보고자, 다양한 유형의 비례 문제와 비례가 아닌 문제로 구성된 검사지를 이용하여 5학년 155명, 6학년 153명, 7학년 190명의 반응을 분석하였다. 분석 결과, 비례문제 유형별로는 정비례 상황의 미지값 구하기 문제, 수리적 비교, 반비례 상황의 미지값 구하기 문제, 질적 예측 및 비교의 순으로 성취 정도가 높게 나타났으며, 비례가 아닌 문제에서는 비례 상황이 아님에도 불구하고 전체 약 34%의 학생들이 비례관계를 적용하는 오류를 범하였다. 문제유형별로 학년별 학생들의 반응을 비교 분석함으로써 비와 비율 및 비례와 관련한 교수 학습 방향에 대한 시사점을 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.521-529
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• 2020

산불은 경제, 자연환경, 건강과 같은 삶의 여러 측면에서 몇 가지 악영향을 주는 가장 핵심적인 환경위험 중의 하나이다. 산불의 조기발견, 빠른 예측, 신속한 대응은 산불 위험으로부터 재산과 생명을 구하는데 본질적인 역할을 할 수 있다. 산불의 빠른 발견을 위해 기상청에서 각 지역에 설치한 로컬 센서를 통해 획득한 기상 데이터를 이용하는 방법이 있다. 기상 조건(예: 온도, 바람)은 산불 발생에 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 논문에서는 산불의 피해 면적을 예측하기 위해 데이터 마이닝(DM) 기법을 적용한다. 다섯 종류의 DM 모델, 예를 들어 Stochastic Gradient Descent(SGD), Support Vector Machines(SVM), Decision Tree(DT), Random Forests(RF), Deep Neural Network(DNN)과 네 가지 입력 특성 그룹(공간, 시간, 기상 데이터 이용)을 최근 5년간의 경기도 지역에서 수집한 실제 산불 발생 데이터에 적용하였다. 실험결과는 기상 데이터만을 이용한 DNN 모델이 가장 우수한 성능을 보였다. 제안한 모델은 빈도수가 높은 작은 규모의 산불 예측에 더 효과적이었다. 제안한 예측 모델을 통해 도출된 이러한 지식은 소방 자원 관리를 개선하는데 특히 유용하다.

• 공학교육연구
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• 제13권6호
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• pp.57-71
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• 2010

본 연구는 대학교육을 통하여 획득해야 하는 핵심역량들을 추출하여 공과대학 신입생들이 인식하는 현재의 역량수준과 기대하는 역량수준을 조사하고 공과대학 교육의 방향성을 탐색해 보고자 하는데 목적이 있다. 핵심역량에 대한 문헌분석을 통해서, '전공능력', '교양능력', '외국어능력', '기초수학능력', '인간소통능력'의 5가지를 공학교육의 목표와 내용이 되어야 할 핵심 역량으로 추출하였다. 이를 연구도구화 한 뒤, C대학교 공과대학 신입생 584명을 대상으로 핵심역량에 대한 현재인식수준과 기대인식수준을 조사 연구하였다. 연구 결과, 첫째, 신입생들은 모든 역량에서 현재 역량수준이 낮다고 인식하고 있었으며, 특히 '외국어 역량'에 대한 인식수준이 가장 낮았다. 기대인식수준에 대한 교육요구도 '외국어능력'이 가장 높았고, '전공능력'은 두 번째로 높았다. 둘째, 신입생들의 하위특성을 성별, 고등학교 계열별, 출신고등학교의 지역별, 대학입학전형 유형별, 수능 수리유형별로 차이검증을 실시한 결과, 하위특성별로 현재인식수준과 기대인식수준간에 유의미한 차이가 있었다. 연구결과를 토대로, 본 연구는 공과대학 교육의 방향으로 외국어(영어)교육의 강화, 학습자의 하위 특성에 따른 개인차 해소를 위한 다양한 교육프로그램 설계 및 실행, 전공능력뿐 아니라 교양능력 및 인간소통능력의 중요성에 대한 인식 제고와 관련 프로그램의 강화, 교수-학습과정에 대한 피드백 자료 축적을 통한 공학 교육프로그램의 지속적인 수정 보완작업, 공학교육과정과 특별프로그램을 통한 진로교육의 활성화를 제언하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제61권1호
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• pp.1-28
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• 2022

본 연구의 목적은 비례 문제 해결 과정에서 학생의 분수 지식이 어떻게 관련되어 나타나는지를 탐구하는 것이다. 이를 위해 단위 조정 3단계로 판단되는 중학교 1학년 학생 2명에 주목하여 분수 지식과 비례 문제 해결 과정에 대한 임상 면담 자료를 분석하였다. 분석 결과 자연수 맥락에서 단위 조정 3단계 학생으로 판단되었던 두 학생은 분수 맥락에서는 '활동을 통해' 3수준 단위를 조정하며 서로 다른 양적 조작 방식을 보여주었다. 특히 두 학생이 가분수가 포함된 곱셈 연산 과제에서 보여주었던 분할 조작과 단위 조정 활동에서 식별되었던 차이는 두 학생의 비례 문제에 대한 접근 방식에 있어서 중요한 차이로 나타났다. 이 과정에서 하나의 3수준 단위로부터 또 다른 3수준 단위 사이의 구조적 전환이 '재귀 분할의 내재화'와 관련이 되며, 합성 단위에 대한 스플리팅 조작에 중요한 근거가 됨을 시사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.7-12
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• 2018

지식의 패러다임이 변화하고 빠르게 발전하는 사회속에서 다양한 분야의 지식과 기술의 연계가 강조되는 융합이 중요시되고 있다. 이러한 창의 융합형 인재를 양성하기 위해 과학, 기술, 예술, 인문, 수학, 공학 등을 아우르는 창의적 사고력과 미래 사회가 요구하는 핵심 역량을 지니도록 교육에서도 분과학문적인 지식의 틀을 깨고 새로운 발상을 할 수 있는 융합인재교육(STEAM)이 중요하게 대두되고 있다. 본 연구는 현대산업 사회에서 요구하는 창의 융합형 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 컴퓨터 교과와 인터넷 마케팅 교과간 융합 수업 모형을 개발하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합 수업의 과정에 대한 모형을 개발하였다. 둘째, 융합 수업의 과정은 관련 교과 선정, 주제 선정, 수업설계, 수업 지도안 작성 및 문제 개발, 융합 수업 전 과정에 대한 논의, 수업 실행, 수업 평가의 7 단계로 설계되며 수업이 진행된 후 평가의 내용을 피드백하여 다음 주제 선정이 이루어지는 순환적 과정이다. 셋째, 컴퓨터 공학입문과 인터넷 마케팅 교과목 융합 수업을 위한 문제를 개발하였다. 이러한 교수 설계가 실효성을 거두기 위해서는 실제 많은 강의 현장에 적용해 보는 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1-11
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• 2020

본 연구의 목적은 최근 초중등 교육에 도입되고 있는 인공지능 교육의 목적, 내용, 방법 등을 교육과정의 측면과 교사교육에 필요한 요인 측면을 조사하고 분석하여 우리나라 초중등 인공지능 교육의 방향을 제안하는 것이다. 1차 문헌으로는 국내외 논문 9편, 2차 문헌으로는 11편의 국내외 정책 보고서를 수집하고 분석하였다. 수집된 문헌을 서술적 고찰방법을 적용하여 분석하였으며, 문헌의 다각도 분석을 위해 교육과정 구성요소 측면과 TPACK 요소 측면에서 분석하여 시사점을 도출하였다. 본 연구의 결과로 인공지능 교육 대상을 인공지능 사용자, 활용자, 개발자의 3단계로 구분하였다. 초중등 인공지능 교육에서는 사용자와 활용자 단계가 적합하고, 사용자 교육을 위해 인공지능 리터러시를 포함해야 한다. 활용자 교육을 위해 현재의 컴퓨팅 사고력 및 코딩 역량을 기반으로 하여 인공지능의 기능을 적용하여 창의적인 산출물을 만들어 낼 수 있는 역량을 목표로 삼는 것이 필요하다는 시사점을 도출하였다. 또한, 교사는 교수 지식 및 플랫폼 사용 능력 외에도 문제해결, 추론, 학습, 인식 영역 및 일부 응용수학, 인지/심리학/윤리에 대한 내용 지식이 필요하므로 이에 대한 연수가 필요하다.

• 영재교육연구
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• 제16권2호
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• pp.167-191
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• 2006

본 연구의 목적은 영재성과 학년수준에 따른 논리적 사고력과 상위인지적 특성을 규명함으로써, 학생의 인지능력 신장뿐 아니라 자기-주도적인 학습능력 증진의 중요성을 피력하는 실증적인 기초를 제공하는데 있다. 이에 1, 2차에 걸쳐 표집한 일반 학생(n=199), 소외 영재(n=133) 및 일반 영재(n=111)를 대상으로 논리적 사고력 검사(조석희 외, 2006)를 실시하여 '언어,' '수' 및 '공간' 영역에서 인지능력을 측정하였고, 상위인지 능력에 대해서는 기존의 지적 능력에 대한 신념 검사(조석희, 한석실, 2004)와 학습 전략 검사(조석희, 한석실, 2004)를 수정, 보완하여 사용하였다. 수집된 자료는 학생의 영재성과 학년수준에 따라 논리적 사고력 및 상위인지의 하위 변인에 대해 다변량분산분석을 실시하였다(MANOVA). 연구결과, 영재는 일반 학생에 비해, 그리고 일반 영재는 소외 영재에 비해 논리적 사고력 하위 영역에서 모두 높게 나타났으며, 이상의 논리 사고력에서의 차이는 학생의 영재성과 학년수준에 따라 다른 경향성을 나타내었다. 또한 논리적 사고력에서의 차이 외에 영재는 일반 학생에 비해, '상위인지 통제' 능력이 높아 자신의 학습을 계획하고 관리하는 것으로 나타났다. 그러나 소외 영재와 일반 영재의 상위인지 능력에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제29권3호
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• pp.313-330
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• 2015

분류 활동은 개념 형성과 직결되는 중요한 활동이다. 따라서 분류는 학습자 중심적인 교수를 통해 의미 충실한 학습이 이루어질 필요가 있다. 하지만 분류와 관련한 교수 학습이 '학습자 중심'이라는 구성주의 철학을 잘 반영하고 있을지 의구심이 제기된다. 이에 본 연구에서는 각과 삼각형의 분류와 관련한 초등 교과서 및 교사용지도서의 내용을 구성주의의 관점에서 비판적으로 분석해 보았다. 그 결과 각의 분류에서는 공동체의 합의에 의한 합리적 기준 설정의 기회가 제공되지 않는 문제점이 있었다. 삼각형의 분류는 다양성의 측면에서 다소 급진적인 형태를 띠고 있다는 문제점이 있었다. 또한 삼각형의 분류는 학생 반응 예측에서 이미 그 지식을 습득한 사람에게나 가능한 반응을 제안하는 경우를 접할 수 있었다. 그리고 계층적 분할적 분류에 대한 선택과 논의의 기회가 제공되지 않는 단점을 지니고 있었다. 이러한 특징을 바탕으로 '학습자 중심' 원칙의 충실한 반영, 학생 반응에 대한 신중한 예측, 결과보다 과정에 주목하는 교수를 지향할 것을 제안하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제17권3호
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• pp.251-260
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• 1997

The instructional influences of cooperative learning strategies, which emphasize mutual interdependency of learners, group goal, and individual accountability, upon students' achievement, the attitude toward science instruction and the perception of learning environment were investigated. Before instruction, the prior knowledge test about atoms and molecules, the test of attitudes toward science instruction, and the perception questionnaire of learning environment were administered, and the grade in the previous mathematics course was obtained. These scores were used as covariates. Mid-term examination score was used as blocking variable. For instruction, three different strategies-traditional individual learning, small group learning, and cooperative learning-were used and teaching materials for the units of mole and stoichiometry were also prepared. After instruction, the researcher-made achievement test, the test of attitudes toward science instruction, and the perception questionnaire of learning environment were administered. The perception questionnaire of group activities was also administered to the two treatment groups. In the quantitative subtest, the scores of cooperative learning group and small group learning group were significantly higher than those of traditional individual learning group. However, the cooperative learning group's scores in the achievement test and the qualitative subtest were significantly higher than those of small group learning group and traditional individual learning group. The students in the cooperative learning group were found to have the most positive perception of learning environment but to have similar attitudes toward science instruction. No interaction between the treatment and the level of the previous achievement was found in any of the analyses. In the perception questionnaire of group activities, students in both small group learning group and cooperative learning group exhibited positive perception of group activities. However, students in the cooperative learning group tended to think that their activities were related with their group's success. Educational implications are discussed.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권4호
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• pp.377-400
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• 2016

Dropped objects are among the top ten causes of fatalities and serious injuries in the oil and gas industry (DORIS, 2016). Objects may accidentally fall down from platforms or vessels during lifting or any other offshore operation. Proper planning of lifting operations requires the knowledge of the risk-free zone on the sea bed to protect underwater structures and equipment. To this end a three-dimensional (3D) theory of dynamic motion of dropped cylindrical object is expanded to also consider ocean currents. The expanded theory is integrated into the authors' Dropped Objects Simulator (DROBS). DROBS is utilized to simulate the trajectories of dropped cylinders falling through uniform currents originating from different directions (incoming angle at $0^{\circ}$, $90^{\circ}$, $180^{\circ}$, and $270^{\circ}$). It is found that trajectories and landing points of dropped cylinders are greatly influenced by the direction of current. The initial conditions after the cylinders have fallen into the water are treated as random variables. It is assumed that the corresponding parameters orientation angle, translational velocity, and rotational velocity follow normal distributions. The paper presents results of DROBS simulations for the case of a dropped cylinder with initial drop angle at $60^{\circ}$ through air-water columns without current. Then the Monte Carlo simulations are used for predicting the landing point distributions of dropped cylinders with varying drop angles under current. The resulting landing point distribution plots may be used to identify risk free zones for offshore lifting operations.