• 제목/요약/키워드: school scientific experience

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초등학생의 실험매뉴얼 처리에서 나타나는 휴리스틱 (Heuristic Appearing in Experimental Manual Processing of Elementary School Students)

  • 양지혜;양일호;김성운
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.142-157
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    • 2022
  • 휴리스틱은 불확실하거나 시간과 정보가 충분하지 않을 때 신속하게 사용하는 경험적 방법이다. 본 연구는 초등학생들의 과학실험활동 중 실험매뉴얼 처리에서 나타나는 휴리스틱이 무엇인지 알아보는 것이 목적이다. 이를 위해 초등학교 5학년 학생 20명(여 10, 남 10)을 연구 참여자로 과학 실험활동을 수행하게 하여 실험행동자료과 시선이동자료를 수집하였고, 회고적 인터뷰를 실시하였다. 수집한 자료에서 휴리스틱에 의한 행동을 추출하고 귀납적으로 개념화 하였다. 연구결과, 실험매뉴얼 처리에서 나타나는 휴리스틱은 "목표상태와 현재상태의 차이 줄이기", "실험 절차를 짐작하기", "기대되는 결과에 주의하기", "실험매뉴얼 사진과 비교하기", "시행착오 전략 사용하기"의 5가지였으며, 각 개념에 따라 실험활동에 유리한 측면과 불리한 측면이 나타났다. 학생들이 처음 경험하게 되는 과학실험활동에서는 정보가 부족하고 상황이 불확실하므로 휴리스틱에 의한 행동이 본성적으로 나타난다. 이에 교육자들은 학생들의 휴리스틱에 대해 이해하고 과학실험활동을 지도할 필요가 있다.

과학관련 사회적 쟁점 기반 과학 수업 연구의 특징 분석 (Analysis of Science-Class Research into Socio-Scientific Issues)

  • 이윤정;장신호
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제42권1호
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    • pp.127-148
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    • 2023
  • 본 연구는 교사와 학생을 대상으로 한 SSI 수업 관련 문헌 분석을 통해 국내 SSI 수업 관련 연구를 조망하고 대상별 SSI 수업 연구의 특징을 알아보고자 하였다. 이를 위해 한국연구재단의 KCI 등재 학술지 및 등재 후보 학술지에 게재된 SSI 수업 관련 연구 논문 95편을 연구 대상으로 선정하였다. 선정된 연구 논문을 연구 참여자와 연구 주제에 따라 범주화하여 문헌 분석을 시행하였다. 연구 결과, 예비교사와 현직교사 모두 초반에 SSI 관련 인식이 어떠한지를 조사, 탐색하고자 하는 시도가 있었다. 이후 예비교사를 대상으로 한 SSI 수업 연구는 예비교사들의 논증 수준 및 논증 발달 양상을 살펴보거나 의사결정 유형과 비형식적 추론의 특징을 분석한 연구들이 다수를 차지했다. 이에 반해 현직교사를 대상으로 한 SSI 수업 연구의 경우, SSI 교수 경험이 많은 교사들을 중심으로 SSI 교수 활동에서 나타나는 수업 전문성을 깊이 있게 탐구하는 형태로 진행되었다. 중·고등학생을 대상으로 한 경우 SSI 학습활동에서 나타나는 학생들의 의사결정 및 추론 과정에 관해 알아보거나 SSI 수업프로그램을 개발하고 교육적 효과를 분석한 연구들이 이루어지고 있었다. 초등학생을 대상으로 한 경우, 학술지에 등재된 초등학생 대상 SSI 수업 연구물 수가 많지 않아 특징을 살펴보기에 무리가 있었으나 초등학생이 SSI 학습 상황에서 어떠한 모습을 보이는지에 관해서 시사점을 얻을 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 초등과학교육에서 SSI 수업 연구가 나아가야 할 방안을 교사교육 및 수업 연구 관점에서 제언하였다.

학생들이 제시한 질문의 유형 분석을 통한 개방적 참탐구 활동의 인지적 추론 측면의 효과 (The Effects of Authentic Open Inquiry on Cognitive Reasoning through an Analysis of Types of Student-generated Questions)

  • 김미경;김희백
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.930-943
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    • 2007
  • 이 연구에서는 과학자들의 연구 수행에서 나타나는 인식론적 특성을 반영한 개방적 참탐구 활동을 수행하도록 하고,이 과정에서 학생들이 실제로 과학의 인지과정을 경험하면서 참탐구 인식론을 반영한 추론 특성을 보이는지를 알아보고자 하였다. 서울시 소재 과학고등학교 1학년 학생 86명을 연구 대상으로 하였으며,4주 동안 비교집단 2개 학급의 학생들은 전통적인 학교 탐구 활동을 수행하게 하고 실험집단 2개 학급의 학생들은 개방적 참탐구 활동을 수행하게 한 후 학생들이 제기한 질문을 비교하였다. 그 결과 두 집단의 학생들이 제기한 질문의 빈도는 크게 차이가 없었으나,질문의 유형에는 차이가 있었다. 실험집단에서 사고 질문의 빈도가 높게 나타났고,질문의 세부 유형에서도 비교집단 학생들의 질문과 유의미한 차이를 보였다(p <.01) 특히 사고를 확장시키는 질문과 변칙 데이터에 대한 질문의 빈도에서 큰 차이가 있었다. 또한 실험 집단에서 제기된 질문 가운데에는 과학적 방법,변칙 데이터,추론의 불확실성과 같은 참과학의 인식론을 반영하는 질문들이 발견되어 개방적 참탐구 수행에서 학생들이 과학적 인식론을 이해하게 될 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 탐구주제에 따른 질문 비교에서 개방도가 높아질수록 변칙탐지 질문과 전략질문의 빈도가 높아지는 경향이 있었고,귀납적 질문과 유추적 질문의 경우에는 개방도보다는 탐구 주제와 관련이 있는 것으로 나타났다.

논의기반 탐구(ABI) 과학수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고 분석 (Analysis of Epistemic Thinking in Middle School Students in an Argument-Based Inquiry(ABI) Science Class)

  • 박지연;남정희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.337-348
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    • 2019
  • 이 연구에서는 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 중학생들의 인식론적 사고를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 광역시의 중학교 3학년 4개 학급 학생 93명을 대상으로 한 학기 동안 5개 주제의 논의 기반 탐구 과학수업을 실시하였다. 논의기반 탐구 과학수업에서 나타나는 학생들의 인식론적 사고 특징을 알아보기 위해 논의기반 탐구 과학수업 활동의 마지막 단계에서 작성하는 반성 글쓰기를 주제 1과 주제 5에 대해서 분석하였다. 반성 글쓰기에서 나타나는 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수 분석에서 학생들은 인식론적 메타인지 기능의 빈도수가 가장 높았고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 경험, 인식론적 메타인지 지식의 순으로 나타났고 주제 1에 비해서 주제 5에 대한 인식론적 사고의 하위 요소의 빈도수는 모두 증가하였으며 증가율은 인식론적 메타인지 경험이 가장 컸고, 인식론적 인지, 인식론적 메타인지 지식, 인식론적 메타인지 기능의 순으로 나타났다. 또한 인식론적 사고의 다양성 수준의 분석에서 학생들이 논의기반 탐구 과학 수업을 경험하면서 인식론적 사고의 다양성 수준이 향상되었다. 논의기반 탐구 과학수업이 학생들의 인식론적 사고에 미친 영향에 대한 학생 인식을 알아보기 위해서 설문조사에서 학생들은 이 활동이 과학 지식 이해에 도움이 된다고 인식하였다. 학생들은 논의기반 탐구 과학수업의 단계 중 실험 설계 및 수행과 관찰 단계에 대해서 흥미를 크게 느끼고 어려움을 적게 느꼈으며, 직접적인 경험을 통해서 과학지식을 쉽게 이해하고 오랫동안 기억하는데 도움이 된다고 인식하였다. 따라서 논의기반 탐구 과학수업은 학생들의 인식론적 사고의 발달을 유도하고, 논의를 통해 학생들이 지식의 정당화 과정에 참여하도록 하며, 구성원과의 합의에 의해서 과학 지식이 구성된다는 과학지식의 인식론적 본성을 이해하고 경험하도록 하는 교수학습 프로그램이라고 볼 수 있다.

응급의료센터를 위한 위험기반 운영계획 모델 (Risk-based Operational Planning and Scheduling Model for an Emergency Medical Center)

  • 이미림;이진표;박민재
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.9-17
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    • 2019
  • In order to deal with high uncertainty and variability in emergency medical centers, many researchers have developed various models for their operational planning and scheduling. However, most of the models just provide static plans without any risk measures as their results, and thus the users often lose the opportunity to analyze how much risk the patients have, whether the plan is still implementable or how the plan should be changed when an unexpected event happens. In this study, we construct a simulation model combined with a risk-based planning and scheduling module designed by Simio LLC. In addition to static schedules, it provides possibility of treatment delay for each patient as a risk measure, and updates the schedule to avoid the risk when it is needed. By using the simulation model, the users can experiment various scenarios in operations quickly, and also can make a decision not based on their past experience or intuition but based on scientific estimation of risks even in urgent situations. An example of such an operational decision making process is demonstrated for a real mid-size emergency medical center located in Seoul, Republic of Korea. The model is designed for temporal short-term planning especially, but it can be expanded for long-term planning also with some appropriate adjustments.

한국 전통 과학에 대한 고등학생들의 인식과 가치 탐색 (High School Students' Perception of Value Building about Korean Traditional Science Knowledge)

  • 이지혜;신동희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.143-157
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 한국 전통 과학 지식의 과학 교육 가능성에 대해 파악하고자 함에 있다. 한국 전통 과학을 소재로 과학적 개념, 역사적 지식, 문화적 경험 등이 포함된 실험과 그룹 활동, 탐방을 포함한 5개 프로그램을 개발했다. 개발한 프로그램의 주제는 역법, 앙부일구의 원리, 과학자 장영실, 한국의 고대 자연 기록, 경복궁 탐방 등이었다. 이 프로그램에 참여한 고등학생들의 프로그램 전후 인식 조사, 수업 관찰 자료, 수업 활동 자료, 면담을 분석한 결과, 학생들의 한국 전통 과학에 대한 인식은 문화적 범주 내에서 과학적 요소를 찾는 수준을 넘어서서 자연 과학으로서의 한국 전통 과학 가치로 변해갔다. 또한, 우리 전통 과학에 대한 기대감을 과학적, 실용적, 정서적 측면에서 표현했는데, 한국 전통과학의 실용적, 정서적 측면들이 학생들에게는 비과학적 측면으로 인식되기도 하였다. 또한 이들은 서양 과학과 한국의 TSK와의 관계를 통해 과학에 대한 세계관을 드러냈는데 크게 다섯가지로 분류되었다. 학생들은 전반적으로 한국 전통 과학을 아끼고 사랑하는 마음을 가지고 있었지만, 한국 전통 과학의 과학적 가치에 대해서는 혼란스러움을 나타냈다. 학생들은 우리가 배우고 있는 과학이 어떠한 의미를 가지고 있는지 고찰하고 과학 교육자들은 그것을 세심하게 검토할 필요성이 제기되었다. 아울러 우리가 한국의 TSK에 대한 지식을 학생들에게 전달하는 방법에 대해 다시 생각해 보고, 한국 TSK에 대한 학문적, 과학교육적인 심층 연구가 이어져야 할 것이다.

내러티브가 교육과정 재구성에 주는 의미에 대한 소고 (Exploration of Meaning of Curriculum Reconstruction of Narrative)

  • 추갑식
    • 수산해양교육연구
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    • 제28권6호
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    • pp.1673-1682
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    • 2016
  • The paper is the principle of a curriculum, a recent method of teaching-learning in pedagogy, and intended for the exploration of the meaning of which reconstructs curriculum by narrative through practical exploration and narrative being discussed as the form of exploration. To date, Korean education showed an inclination of the traditional paradigm centered thinking and has emphasized the results by the method of scientific investigation. Even a curriculum reconstruction demonstrates documents that produce results without actually demonstrating the actual school setting. With communication one another is becoming increasingly important, we need the conversion of cognitive thinking that can express dilemma, contradictions, and complexities of the human world of which unexplainable by traditional paradigm mindset. Ultimately, the exploration of the direction that reflects a series of verbal, symbolic, and spiritual activities, which analyze lives of students, understanding and composing the meaning by using narrative, which talks about the experience of the human world in curriculums, is an important task for us.

한.중.일 학교 환경교육의 전개와 특색 (Spreading Processes and Features of School Environmental Education in Korea, the People's Republic of China and Japan)

  • 스와 테츠오
    • 한국환경교육학회지:환경교육
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    • 제18권2호
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    • pp.113-125
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    • 2005
  • Korea, China and Japan show distinct features in their school environmental education, which are derived from their own spreading processes. Japanese school environmental education has developed as a result of assimilating of anti-pollution education and nature education, and has a feature that makes much of nature experiences. The introduction of 'Period for Integrated Study' in 2002 seems to begin activating Japanese school environmental education. Chinese school environmental education started in higher education institutions around the middle of 1970's, and has a feature that makes a point of scientific approach, even in primary education schools. The two government ordinances,'National Action Program for Environmental General Knowledge ($1996{\sim}2010$)' and 'Educational Scheme of Environmental Theme Study for Elementary and Secondary School Students' issued in 2003, gradually promote school environmental education in China. It is remarkable that Science and Technology Centers for Youth and also increasing environmental NPOs often support environmental activities in elementary or secondary schools. The most notable feature of Korean school environmental education is that 'Environment' has already offered as a regular elective subject in junior high school, and official 'Environment' textbook has published since early 1990's. Though, the adoption rate of 'Environment' is not yet so high. Each country's peculiar issues are as follows. Japan: (1) Students often lack basic knowledge about environmental important problems. (2) 'Period for Integrated Study' is now threatened with cutting hours by the idea of increasing periods for basic subjects to keep high achievement. China: (1) There are large regional differences and school distinctions in operation of environmental education. (2) Adult environmental education needs to be expanded, because the most part of Chinese have no experience of school environmental education. Korea: (1) The relationship between the administrative division which plans school environmental education and teachers group is not quite well. The adoption rate of 'Environment' in junior high school needs to be improved. The training of many teachers for environmental education instructors may be the most important and effective cooperative action among Korea, China and Japan, and for that purpose we ought to work on making a better handbook for instructors, at first.

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제 1, 2회 학생 과학 공동탐구 토론대회의 종합적 평가 (Summative Evaluation of 1993, 1994 Discussion Contest of Scientific Investigation)

  • 김은숙;윤혜경
    • 한국과학교육학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.376-388
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    • 1996
  • The first and the second "Discussion Contest of Scientific Investigation" was evaluated in this study. This contest was a part of 'Korean Youth Science Festival' held in 1993 and 1994. The evaluation was based on the data collected from the middle school students of final teams, their teachers, a large number of middle school students and college students who were audience of the final competition. Questionnaires, interviews, reports of final teams, and video tape of final competition were used to collect data. The study focussed on three research questions. The first was about the preparation and the research process of students of final teams. The second was about the format and the proceeding of the Contest. The third was whether participating the Contest was useful experience for the students and the teachers of the final teams. The first area, the preparation and the research process of students, were investigated in three aspects. One was the level of cooperation, participation, support and the role of teachers. The second was the information search and experiment, and the third was the report writing. The students of the final teams from both years, had positive opinion about the cooperation, students' active involvement, and support from family and school. Students considered their teachers to be a guide or a counsellor, showing their level of active participation. On the other hand, the interview of 1993 participants showed that there were times that teachers took strong leading role. Therefore one can conclude that students took active roles most of the time while the room for improvement still exists. To search the information they need during the period of the preparation, student visited various places such as libraries, bookstores, universities, and research institutes. Their search was not limited to reading the books, although the books were primary source of information. Students also learned how to organize the information they found and considered leaning of organizing skill useful and fun. Variety of experiments was an important part of preparation and students had positive opinion about it. Understanding related theory was considered most difficult and important, while designing and building proper equipments was considered difficult but not important. This reflects the students' school experience where the equipments were all set in advance and students were asked to confirm the theories presented in the previous class hours. About the reports recording the research process, students recognize the importance and the necessity of the report but had difficulty in writing it. Their reports showed tendency to list everything they did without clear connection to the problem to be solved. Most of the reports did not record the references and some of them confused report writing with story telling. Therefore most of them need training in writing the reports. It is also desirable to describe the process of student learning when theory or mathematics that are beyond the level of middle school curriculum were used because it is part of their investigation. The second area of evaluation was about the format and the proceeding of the Contest, the problems given to students, and the process of student discussion. The format of the Contests, which consisted of four parts, presentation, refutation, debate and review, received good evaluation from students because it made students think more and gave more difficult time but was meaningful and helped to remember longer time according to students. On the other hand, students said the time given to each part of the contest was too short. The problems given to students were short and open ended to stimulate students' imagination and to offer various possible routes to the solution. This type of problem was very unfamiliar and gave a lot of difficulty to students. Student had positive opinion about the research process they experienced but did not recognize the fact that such a process was possible because of the oneness of the task. The level of the problems was rated as too difficult by teachers and college students but as appropriate by the middle school students in audience and participating students. This suggests that it is possible for student to convert the problems to be challengeable and intellectually satisfactory appropriate for their level of understanding even when the problems were difficult for middle school students. During the process of student discussion, a few problems were observed. Some problems were related to the technics of the discussion, such as inappropriate behavior for the role he/she was taking, mismatching answers to the questions. Some problems were related to thinking. For example, students thinking was off balanced toward deductive reasoning, and reasoning based on experimental data was weak. The last area of evaluation was the effect of the Contest. It was measured through the change of the attitude toward science and science classes, and willingness to attend the next Contest. According to the result of the questionnaire, no meaningful change in attitude was observed. However, through the interview several students were observed to have significant positive change in attitude while no student with negative change was observed. Most of the students participated in Contest said they would participate again or recommend their friend to participate. Most of the teachers agreed that the Contest should continue and they would recommend their colleagues or students to participate. As described above, the "Discussion Contest of Scientific Investigation", which was developed and tried as a new science contest, had positive response from participating students and teachers, and the audience. Two among the list of results especially demonstrated that the goal of the Contest, "active and cooperative science learning experience", was reached. One is the fact that students recognized the experience of cooperation, discussion, information search, variety of experiments to be fun and valuable. The other is the fact that the students recognized the format of the contest consisting of presentation, refutation, discussion and review, required more thinking and was challenging, but was more meaningful. Despite a few problems such as, unfamiliarity with the technics of discussion, weakness in inductive and/or experiment based reasoning, and difficulty in report writing, The Contest demonstrated the possibility of new science learning environment and science contest by offering the chance to challenge open tasks by utilizing student science knowledge and ability to inquire and to discuss rationally and critically with other students.

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앙부일구(仰釜日晷) 활동에서 드러난 탈북 학생들의 과학 학습 (North Korean Defector Students' Science Learning in Angbuilgu Activity)

  • 이지혜;신동희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-14
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    • 2015
  • 이 연구의 목적은 한국 전통 과학 소재인 앙부일구 과학 활동에서 나타나는 탈북 청소년들의 목소리를 통해 그들의 과학 학습 특성을 파악하는 것이다. 우리는 탈북 청소년들과 다른 교육적, 문화적 배경과 연령을 가진 다른 두 개 집단을 비교했다. 본 연구에 적용된 앙부일구 프로그램은 시간에 대한 의미 있는 질문, 일상생활 지식, 한국 전통 과학 지식, 서양 현대 과학 지식을 포함한다. 또 수업 과정은 교사와 학생 간 상호 작용과 실험 활동으로 이루어졌다. 이 프로그램은 탈북 청소년 집단, 초등 과학 우수아 집단, 고등 과학 심화 집단의 세 집단에 적용 후 분석되었다. 본 연구에서 드러난 탈북 청소년들의 과학 학습 특징은 다음과 같다. 첫째, 탈북 청소년들에게 시간의 의미는 생활속에 녹아 있는 자연 그 자체다. 그들은 자연의 시간에 익숙하고 생활 경험이 풍부하다. 둘째, 탈북 청소년은 보완적이고 배려하는, 그리고 인간의 다양한 측면을 고려하는 과학을 선호한다. 이는 새롭고 실용적인 과학을 선호하는 다른 집단들과는 대조적이다. 셋째, 탈북 학생들은 과학 개념 지식이 부족한 반면 일상생활 지식은 풍부하다. 이들의 언어적 표현도 과학적이기 보다는 일상적이다. 넷째, 탈북 학생들은 과학적 사고보다는 일상적 사고에 익숙하다. 이 결과를 통해 한국 전통 과학 소재의 과학 활동 프로그램이 탈북 학생들에게 새로운 과학 지식과 문화적 자긍심을 주고, 그들의 민족적 정체성을 확인할 수 있는 기회를 만드는 계기가 되었다. 한국의 전통 과학 소재는 탈북 학생과 우리 과학 교육 과정의 간문화적 장을 만들어 줄 수 있을 것으로 기대된다.