• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제62권3호
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• pp.381-400
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• 2023

인공지능과 빅데이터를 활용하여 실세계의 다양하고 복잡한 문제를 해결해야 하는 시대가 도래함에 따라 수학적 접근을 통하여 실제적인 문제를 해결할 수 있는 문제해결역량이 요구되고 있다. 실제 2015 개정 수학과 교육과정과 2022개정 수학과 교육과정은 수학적 모델링을 실세계의 문제를 해결하는 활동과 역량으로써 강조하고 있다. 하지만 국내외 교과서에 제시되는 실세계 문제는 실제 상황에서 거의 일어나지 않은 인위적인 문제의 비율이 높은 실정이다. 이에 따라 국내외에서는 수학적 모델링 과제의 특징 중 현실성에 주목하며 학생들의 일상을 반영하고 있는 진정성 있는 과제의 필요성을 제안하고 있다. 하지만 기존의 연구들은 현실성에 대한 이론적인 제안에 초점이 맞춰져 있으며, 현실성에 대한 교사의 인식과 현실성을 과제에 반영하는 교사의 역량을 분석한 연구는 미흡하다. 이에 따라 본 연구는 수학적 모델링을 위한 과제의 특징 중 현실성에 대한 현직 수학 교사의 인식과 현실성을 과제에 반영하는 과제 개발 역량을 분석하는 데에 목적을 두었다. 먼저 이를 위해 선행연구를 분석하여 현실성을 위한 5가지 조건을 정립하였다. 이후 수학적 모델링을 주제로 교사 직무 연수를 시행하였으며, 이에 참여한 교사 41명을 대상으로 사전-사후 조사를 실시하였다. 이때 사전-사후 조사에서는 현실성이 반영되지 않은 과제를 제시하였으며, 주어진 과제가 현실성을 반영하고 있는지를 판단하고, 그 판단의 근거를 현실성을 위한 5가지 조건 중에 선택할 수 있도록 하였다. 이후 사전-사후 조사에서 현직 수학 교사들이 선택한 객관식 선택지를 코딩하여 빈도분석을 시행하였으며, 사전-사후로 빈도를 비교하여 현직 수학 교사들의 현실성에 대한 인식변화를 확인하였다. 또한 현직 수학 교사들이 제작한 수학적 모델링 과제를 현실성의 관점에서 평가하여 교사들의 과제 개발 역량을 확인하였다. 그 결과, 현직 수학 교사들이 과제에 대한 현실성을 판단할 때, '수학 밖의 실생활 소재를 사용' 이라는 현실성에 대한 단편적인 조건만을 고려하는 미흡한 인식에서 현실성의 5가지 조건을 다각도로 고려하는 인식으로 변화됨을 보여주었다. 특별히 사전-사후 조사에서 현실성에 대한 판단이 뒤바뀐 현직 수학 교사들을 중심으로 판단의 근거들을 확인한 결과, 현실성을 위한 5가지 조건들 중에 특정 조건을 사전 조사에서는 현실성의 기준으로 고려하지 않았다가 사후 조사에서는 현실성의 기준으로 고려하게 된 현직 수학 교사들의 인식의 변화를 확인할 수 있었다. 더불어, 현직 수학 교사들이 수학적 모델링을 위해 개발한 과제를 평가한 결과, 현직 수학 교사들은 현실성을 수학적 모델링 과제에 반영하는 역량을 보였다. 다만 현실성의 5가지 조건 중 '학생들의 일상에서 일어날 수 있는 상황', '문제 해결의 필요성', '실세계 현상으로서의 결론 요구'에 대해서는 상대적으로 낮은 반영 비율을 보였다. 또한 사후 조사에서 과제의 현실성에 대해 올바른 판단을 할 수 있었던 교사 집단보다 올바른 판단을 할 수 없었던 교사 집단에서 과제 개발 역량이 낮은 교사들의 비율이 좀 더 많이 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 본 연구는 수학 교사들이 수학적 모델링을 수업에 활용할 수 있도록 하기 위한 교사 교육의 방향성을 제안하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권2호
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• pp.257-276
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• 2023

수학적 모델링이란 실세계 문제 상황을 이해하고 이를 수학적인 방법으로 변환하여 수학적 모델을 토대로 실세계 문제 상황을 해결해나가는 일련의 과정이라고 할 수 있다. 선행연구를 통해 수학적 모델링을 활용한 수업의 학습 효과가 밝혀짐에 따라 우리나라에서도 효과적인 수학적 모델링 수업을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 초등수학영재의 수학적 사고 양식에 따라 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지적 특성을 분석함으로써 수학적 모델링 지도 과정에서의 시사점을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 S시 소재 대학부설과학영재교육원 초등수학 영재학생 39명을 대상으로 수학적 사고 양식 검사를 진행하여 검사 결과에 따라 시각적, 분석적, 혼합적 모둠으로 분류하고 각 사고 양식이 가장 뚜렷하게 드러나는 3개 모둠(총 12명)의 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지 특성을 분석하였다. 분석 결과, 모델링 단계와 모둠 특성에 따라 메타인지 요소가 다르게 나타나는 것을 확인하였으며, 이와 같은 분석 결과에 기초하여 수학적 모델링 지도 과정에서의 교수학적 시사점을 도출하였다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제27권2호
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• pp.313-328
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• 2017

본 연구의 목적은 수학적 모델링 수업에 대한 초등교사의 인식을 질적으로 분석하는 것으로, 40명의 현직 교사들이 참여하였다. 참여 교사들은 수학적 모델링에 대한 이론을 습득하고, 실제 교실수업에 적용하는 것을 목적으로 교수 학습 과정 안을 개발하고 적용하며 그 결과를 분석한 보고서를 작성하였다. 이 보고서에 대한 분석을 통해서 초등 교사의 인식을 분석한 결과, 수학적 모델링의 특징으로 '비구조화된 상황'과 '다양한 문제해결'을 도출할 수 있었으나 수학적 모델링 관점은 다소 차이가 있어 네 가지 형태로 분류할 수 있었다. 수학적 모델링 수업에 대한 어려움은 크게 과제, 학생의 인지적 활동, 교사의 중재, 모든 학생의 참여, 교실 문화 범주로 구체화하였다. 이러한 결과를 바탕으로 수학적 모델링 수업에 대한 시사점을 제시하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.179-201
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• 2020

본 연구는 한국과 미국의 기하 영역 교과서 과제에 제시된 실생활 맥락 과제를 수학적 모델링 관점에서 분석함으로써 두 나라 학생에게 주어진 수학적 모델링 학습기회의 다양성을 비교하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 각 나라 교과서 과제를 수학적 모델링 과정, 데이터, 표현종류의 세 가지 측면을 중심으로 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 수학적 모델링 과정과 관련하여, 한국 교과서의 경우 미국 교과서보다 수학적 모델링 과정의 모든 단계에서 더 높은 비중으로 과제를 제공한다. 둘째, 데이터의 특징과 관련하여, 두 나라 교과서 모두 적정 데이터 과제 비율이 가장 높으며, 한국의 경우 교과서별 데이터 특징의 격차가 크다. 셋째, 표현종류와 관련하여, 두 나라 교과서 모두 글과 그림 과제 비율이 가장 높다. 한국 교과서가 미국 교과서보다 교과서에 따른 표현종류의 차이가 크게 나타났으며, 일부 교과서의 경우 글과 그림을 제외한 다른 표현이 제시되지 않았다. 넷째, 세 가지 특징을 통합하여 과제를 분석한 결과, 세 가지 측면이 다양하게 다루어지기보다 적정 데이터를 글과 그림으로 제시한 뒤 수학 결과를 얻는 데 초점을 둔 과제가 주로 제시되었다. 한국 교과서와 달리 미국 교과서에만 제시된 과제로, 과잉 데이터가 글로 제시되어 수학화를 요구하는 과제가 확인되었다.

• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제25권3호
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• pp.201-225
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• 2022

This paper details case study vignettes that focus on enhancing the teaching and learning of geometry and measurement in the elementary grades with attention to pedagogical practices for teaching through problem solving with rigor and centering equitable teaching practices. Rigor is a matter of equity and opportunity (Dana Center, 2019). Rigor matters for each and every student and yet research indicates historically disadvantaged and underserved groups have more of an opportunity gap when it comes to rigorous mathematics instruction (NCTM, 2020). Along with providing a conceptual framework that focuses on the importance of equitable instruction, our study unpacks ways teachers can leverage their deep understanding of geometry and measurement learning trajectories to amplify the mathematics through rigorous problems using multiple approaches including learning by doing, challenged-based and mathematical modeling instruction. Through these vignettes, we provide examples of tasks taught through rigorous problem solving approaches that support conceptual teaching and learning of geometry and measurement. Specifically, each of the three vignettes presented includes a task that was implemented in an elementary classroom and a vertically articulated task that engaged teachers in a professional learning workshop. By beginning with elementary tasks to more sophisticated concepts in higher grades, we demonstrate how vertically articulating a deeper understanding of the learning trajectory in geometric thinking can add to the rigor of the mathematics.

• Safety and Health at Work
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• 제12권2호
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• pp.154-166
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• 2021

Background: Occupational health and safety (OHS) is a significant interest of all governments to prevent workplace hazards. Although appropriate legislation and regulations are essentials for the protection of workers, they are solely not enough. Application of them in practice should be secured by an efficient inspection system. Fundamental components of an inspection system are inspectors and their audit tasks. Maintaining the fair balanced task assignment among inspectors strictly enhances the efficiency of the overall system. Methods: This study proposes a two-phased goal programming approach for OHS inspectors' task assignments and presents a case study. Results: The solution approach gives the balanced assignment of inspectors to the workplaces in different cities of the country in the planning period. The obtained schedule takes into account the distances covered by the work places and the number of the workplaces' employees to be audited and pays attention to the human factors by considering the preferences of the inspectors. The comparisons between the obtained optimal schedule and the implemented one that is produced manually show that the approach not only maintains the technical requirements of the problem, but also provides social and physical balance to the task assignment. Conclusion: Both the approach and the application study are expected to offer fruitful inspirations in the area of safety management and policy and they provide a good guide for social policy and organizational aspects in the field of OHS inspectors' task assignment.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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• pp.334-337
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• 1996

This is a paper intended for initial stage of vehicle modeling and design. The needs to determine a variety of vehicle suspension parameters required for initial design has been difficult and time-consuming task. In order to facilitate a concise and efficient presentation of initial vehicle design procedure, this paper uses a mathematical model and physical geometry. Vehicle model consists of dimensions, inertias and mechanical constants. These vehicle model parameters divided into several categories : basic parameters, coefficients and constants, design specification, spring and damper, bush stiffness, stabilizer bar, suspension geometry, tire, and vehicle weights of various design condition. This paper uses a vehicle design fundamental (VDF) program running under Windows 95 graphical interface. The features of VDF will be briefly outlined in this paper.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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• pp.369-373
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• 2001

In this paper, we proposes the steps adopted to construct the neural network model for GMAW welds. Conventional, automated process generally involves sophisticated sensing and control techniques applied to various processing parameters. Welding parameters are influenced by numerous factors, such as welding current, arc voltage, torch travel speed, electrode condition and shielding gas type and flow rate etc. In traditional work, the structural mathematical models have been used to represent this relationship. Contrary to the traditional model method, neural network models are based on non-parametric modeling techniques. For the welding process modeling, the non-linearity at well as the coupled input characteristics makes it apparent that the neural network is probably the most suitable candidate for this task. Finally, a suitable proposal to improve the construction of the model has also been presented in the paper.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제58권3호
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• pp.367-381
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• 2019

본 연구는 국외 수학 교사교육 사례 보고의 일환으로, 미국의 예비교사들이 넓이 $0.14m^2$를 모델링하고 설명하는 과정을 분석하고 논의하였다. 수학방법론을 수강한 총 94명의 예비교사들이 자신이 이해하는 바를 문장으로 서술하기, 교구나 그림 등을 통해 모델을 제시하기, 학생들의 수준을 고려하여 구두로 설명하기 등으로 이루어진 일련의 활동에 참여하였으며, 이 자료들이 분석에 이용되었다. 분석 결과, 개념들 간의 연계성, 양적 및 질적 추론, 적절한 용어의 사용, 개념적 이해 등에 있어 성공 및 오류 사례 간에 큰 차이가 있었다. 본 연구는 수학교사교육자들이 예비교사들에게 수학지식과 교수방법이 유기적으로 통합된 과제를 교사교육 초기부터, 그리고 지속적으로 제공할 것을 제안한다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제59권1호
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• pp.63-80
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• 2020

본 연구는 2000년부터 2019년까지 7종의 KCI 등재지에 게재된 3,114편의 수학교육 논문와 5종의 SSCI 등재지에 게재된 1,636편의 수학교육 논문의 연구 동향을 텍스트 마이닝 기술의 하나인 토픽모델링을 사용하여 비교·분석하였다. 연구 결과, 국내외 수학교육 연구는 16개의 유사한 주제와 7개의 상이한 주제로 분류할 수 있었다. 연구 결과, 예비교사와 관련된 주제는 국내와 해외 수학교육 연구에서 모두 높은 비중을 차지하고 있는 연구주제였다. 현직교사 재교육에 관한 연구주제는 국내 연구에서는 하나의 독립된 주제로 나타나지 않았지만, 해외 연구에서 많은 관심을 받는 주제로 나타났다. 해외 수학교육 연구에 비해 국내에서는 수학적 역량에 관한 연구의 관심이 높았지만, 이는 문제해결역량과 창의·융합역량에 치중되는 경향이 있었다. 반면, 해외 수학교육에서는 정체성과 공정성에 관한 연구가 강조되었다.