• 한국광학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2020

흉벽은 호흡을 통해 환경 입자의 직접적인 영향을 받는 기관으로 늑골, 흉막층, 늑간근으로 구성되어 있다. 흉벽의 질병을 조기에 진단하고 치료하기 위해서는 흉벽의 세세한 부분을 시각화하는 것이 중요하지만, 흉부 전산화 단층촬영이나 초음파로는 흉막층의 구조를 볼 수 없다. 반면, 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 미세한 재료 중 하나인 탈크에 의한 흉막층의 반응을 관찰하는 데 적합하다. 그러나 빛세기 기반의 광 결맞음 단층촬영법은 흉벽의 세부 구조를 구별할 수 있는 정보를 제공하기에는 부족하여 탈크에 의한 흉벽의 반응과 근육의 변화를 각각 구별할 수 없다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법(polarization-sensitive OCT, PS-OCT)은 광학적 복굴절을 가진 근육 등의 특정 조직들이 후방산란된 빛의 편광 상태를 변화시킨다는 점을 이용한다. 또한 근필라멘트의 배열과 관련된 근육의 복굴절은 지연 변화를 측정함으로써 근육 상태를 나타낸다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 두꺼운 흉벽, 흉벽과 근육 간의 분리, 병변 주위의 위상 지연 측정의 세 가지 주요 관점에서 해석된다. 본 논문에서는 탈크 흉막유착술(pleurodesis)을 시행한 토끼의 흉벽을 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법으로 연구하였다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 각 층과 근육을 시각화하였다. 그리고 이 시스템은 정상과 손상된 병변의 복굴절 차이를 보여주었다. 또한, 위상 지연 기울기 기반 분석을 통해 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상 및 조직학적 결과를 뒷받침하였다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.203-212
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• 2017

과학적 모형은 특정한 물리적 현상을 기술, 설명, 예측할 수 있는 개념 체계를 말한다. 과학적 모형의 사회적 구성 수업은 과학교육 분야에서 새로운 교수 학습 전략으로 주목받고 있으며 다양한 연구가 진행되고 있다. 모형을 통한 예상과 실제 세계에서 얻은 자료와의 일치, 불일치에 따라 모형의 적합성을 판단하고 모형을 수정해 가는 것이 모형 구성 수업의 핵심이다. 하지만 많은 모형 구성 수업에서는 교사가 제공한 제한적인 자료를 가지고 모형을 비교하고 판단하는 것에 그쳤으며, 스스로 실험을 통해 얻은 실제 세계에 대한 자료를 가지고 모형의 적합성을 판단할 수 있는 기회를 제공하는 수업은 많지 않았다. 이에 본 연구에서는 실험을 통해 얻은 결과를 모형을 통한 예측과 직접 비교하여 모형을 평가할 수 있는 과학적 모형의 사회적 구성 프로그램을 제시하고자 하였다. 6개월간 교사, 연구자 간의 협력적 논의를 통해 중학교 2학년 빛과 파동 단원 중 '볼록렌즈가 상을 만드는 원리'라는 주제에 대해 총 5차시의 모형 구성 프로그램을 개발하였다. 경기도 남녀 공학 중학교 2학년 3개 반 80명의 일반 학생과 20년 경력의 현직 과학 교사가 2주간 개발된 프로그램에 함께 참여하였으며, 학생들에게 수업의 어떤 점이 좋거나 어려웠는지, 이 수업을 친구에게 추천하고 싶은지를 질문하였다. 수업 후 95.8%의 학생이 구조 규칙을 사용한 모형 이상의 과학적 모형을 구성하였다. 학생들의 응답을 살펴보면 원리를 찾아내거나 친구들을 이해시키기가 어려웠지만 이론으로 이해하기 어려웠던 것을 실험을 통한 모형 수정 과정을 통해 이해하게 되었고, 학급 친구들끼리 경쟁자가 아닌 동반자가 된다는 점이 좋았다는 등의 응답이 나타났다. 참여 학생 중 92.5%가 본 프로그램을 보통이상으로 친구에게 추천하겠다고 응답하였다. 개발된 프로그램은 학교현장에 적용되어 학생의 모형 구성 능력 및 사회적 구성 능력의 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• 대한시과학회지
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• 제20권4호
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• pp.497-504
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• 2018

목적 : 백내장 환자를 대상으로 수술 전과 후의 안구표면의 온도변화 양상을 열화상카메라의 서모그래피를 이용하여 연구 하고자 하였다. 방법 : 본 연구는 백내장 수술을 받은 환자 50-79세까지 75명 75안의 환자 군을 대상으로 하였다. 과거에 굴절교정수술, 각막관련 수술을 받은 자와 콘택트렌즈를 사용하는 자, 눈물관 이상자, 전신질환 치료 약물을 복용하는 자 등 눈물분비와 눈물막에 영향을 줄 수 있는 자는 연구 대상자에서 제외하였고 눈물막파괴시간 검사(Tear Break Up Time, BUT), 쉬르머 검사(Schirmer's Test), 맥모니테스트(Mcmonnies questionnaire)를 시행한 후 열화상카메라(Cox CX series, Answer., Korea)를 이용하여 안구표면의 온도변화를 실시간으로 측정하였다. 결과 : 전체 대상자의 술 전 안구표면 온도는 $35.20{\pm}0.54^{\circ}C$이었고 술 후에는 $35.30{\pm}0.53^{\circ}C$로 표면온도가 상승하였으나 유의한 차이를 보이지 않았다. 안구표면 온도변화는 술전에서 $-0.12{\pm}0.08{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)에서 술 후 $-0.18{\pm}0.07{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)로 통계학적으로 유의한 결과를 나타냈다. 연령 별 비교에서는, 50 대군은 백내장 술 전 대상자의 안구표면 온도변화가 $-0.14{\pm}0.09{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)에서 $-0.19{\pm}0.05{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)으로 나타났고 60 대군에서는 $-0.12{\pm}0.08{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)에서 $-0.15{\pm}0.07{\Delta}$ ($^{\circ}C/sec$)으로 나타났으며 70 대군에서는 술 전 대상자의 안구표면 온도변화는 $-0.12{\pm}0.08{\Delta}$($^{\circ}C/sec$)에서 $-0.18{\pm}0.07{\Delta}$($^{\circ}C/sec$)으로 전 연령에서 모두 유의한 안구표면 온도변화를 보였다. 결론 : 백내장 술 후에는 안구건조증 평가지표가 모두 감소하였고 안구표면 온도변화가 유의함을 보였다. 안구표면의 서모그래피 기술은 비침습적으로 안구건조증을 평가하는데 용이하였고 객관적으로 수치화할 수 있는 장점이 있어 다양한 안구건조증 연구에 활용 될 것으로 기대된다.

• 대한시과학회지
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• 제20권4호
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• pp.543-551
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• 2018

목적 : 각막굴절교정수술 후 각막절삭량에 따른 안압변화와 수술 전 굴절이상도에 따른 수술 후 안압 변화에 대하여 알아보고자 하였다. 방법 : 라식 각막굴절교정수술을 받은 평균연령 $37.34{\pm}7.42$세, 성인 남녀 108명(남자 48명, 여자60명)을 대상으로 선정하였다. 자동굴절검사기, 비접촉형안압계, 엑시머레이저를 이용하여 굴절이상도, 안압, 각막절삭량을 측정하였으며, p<0.05일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다. 결과 : 각막굴절교정수술 전 안압은 남자가 $15.08{\pm}2.60mmHg$, 여자가 $14.16{\pm}2.67mmHg$로 남자가 여자보다 높게 나타났으며, 각막굴절교정수술 후 안압 감소량은 남자가 4.22mmHg, 여자가 3.61mmHg로 나타났다. 등가구면 굴절력은 각막굴절교정 수술 전 남자 $-3.89{\pm}2.17D$, 여자 $-4.45{\pm}2.92D$에서, 각막굴절교정 수술 후 남자 $-0.10{\pm}0.46D$, 여자$-0.04{\pm}0.46D$로 나타났다. 각막굴절교정수술 후 각막절삭량은 남자 $53.95{\mu}m$, 여자 $61.26{\mu}m$로 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 각막절삭량과 안압의 감소량에는 유의한 상관성(r=0.2299, p<0.001)을 보였다. 성별로는 남자의 각막절삭량이 많아질수록 안압의 감소량은 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 굴절이상도가 증가할수록 안압의 감소량도 커져 경도의 굴절이상도에서는 $3.04{\pm}2.18mmHg$, 중등도의 굴절이상에서는 $4.10{\pm}2.16mmHg$, 고도의 굴절이상도에서는 $4.65{\pm}3.29mmHg$가 감소하는 것으로 나타났다. 결론 : 각막굴절교정수술 후 비접촉식 안압계로 측정한 안압은 감소하는 것을 알 수 있었으며, 안압측정은 녹내장 판단에 영향을 줄 수 있으므로 안압 측정시 각막굴절교정수술 여부에 대한 사전설문이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.283-294
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• 2022

초등학교 과학 교육과정에서 빛 개념은 중요하게 다루어지나 학생과 교사가 이해에 어려움을 갖는다는 보고가 많다. 내용 자체의 난이도 때문인지, 제시방법, 구성, 표현 등이 어려움을 유발하는 것인지 분석할 필요가 있다. 2015 초등 과학과 교육과정과 미국, 중국, 일본의 초등 교육과정과 교과서에서 나타난 빛 관련 주요개념, 빛 단원 내용구성, 사용한 소재와 광원, 광학기구를 비교하였다. 분석 결과, 네 나라의 교육과정에서 빛에 대한 주요개념의 포함 여부와 다루는 시점은 나라마다 차이가 있었다. 특히 우리나라 교육과정은 광원, 시각 개념을 도입하지 않은데 비해 볼록 렌즈에 의한 굴절 개념은 다룬다는 점에서 차이가 나타났다. 내용구성과 흐름에서도 나라별로 차이가 있었다. 한국 교육과정은 핵심 아이디어나 관점을 따라 내용이 구성되기보다 개념별로 분절적으로 제시되어 있고 개념 간 연계성이 불분명하였다. 주요개념을 설명하기 위한 소재와 광원, 광학기구에서도 국가별 차이점이 나타났는데, 빛의 이용이라는 주제에 대해 미국 교육과정은 목적을 제공하고 빛을 이용하여 이를 달성하는 방식, 중국과 한국은 개념이해를 심화하기 위한 소재를 사용하는 방식으로 나뉘었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 한 우리나라의 초등학교 과학 교육과정 빛 영역에 관한 시사점은 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 개념을 순차적이고 단계적으로 도입하고, 개념 간 연계성이 잘 드러나도록 구성할 필요가 있다. 둘째, 광원에 관한 내용을 주요개념으로 포함하고, 개념 설명을 위해 사용하는 광원을 다루는 개념의 종류와 수준을 고려하여 선정할 필요가 있다. 셋째, 물체를 보는 원리를 포함할 필요가 있다. 넷째, 빛과 렌즈 단원에 포함된 굴절 개념의 소재와 내용 수준을 조정할 필요가 있다. 다섯째, 빛은 초등학교 과학 교육과정에서 포함하고 있는 여러 개념과 깊은 관련성을 가지기 때문에 통합적 접근이 필요하다.