• 제목/요약/키워드: spatial visualization ability

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다면체의 쌍대 탐구 과정에서 초등수학영재들이 보여주는 시각화 방법 분석 (Analyzing the Modes of Mathematically Gifted Students' Visualization on the Duality of Regular Polyhedrons)

  • 이진수;송상헌
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.351-370
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    • 2013
  • 본 연구는 초등학교 6학년 영재학급 학생들이 정다면체 및 삼각다면체의 쌍대 관계를 탐구하면서 입체도형의 구성 요소를 통해 쌍대 관계를 어떻게 인식하고 이미지화하여, 결과적으로는 어떤 시각화 방법을 사용하는지 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 인천과 서울지역에 거주하는 총 4개 학급 60명의 학생들이 대상으로 학습지를 분석하였으며, 이들 중 소속 학급 내 성취 수준이 중상 이상인 12명의 학생들을 대상으로 관찰 및 면담을 통해 사고 과정을 보다 상세히 분석하였다. 다면체의 쌍대 관계를 탐구하는 과정에 필요한 구성요소에는 면, 꼭짓점, 모서리의 개수라는 일차적인 요소가 존재하고 한 면에 모인 꼭짓점의 수, 한 꼭짓점에 모인 면의 수라는 이차적인 요소가 존재한다. 일반적인 학생들은 구성 요소들의 개수에 집중하여 유사점 구별이라는 방법을 주로 사용하는데, 이 경우 정다면체의 쌍대관계는 쉽게 인식하였다. 하지만 삼각다면체의 쌍대관계까지 인식해 낸 학생들의 경우는 한 단계 더 나아가서 입체의 이미지를 떠올리며 유사점이 과연 공간에서 어떤 형태로 나타나는지를 확인해 본 결과 공간으로 전환되는 사고는 (대상 회전), (보조선 그리기), (입체도형 일부 만들기), (입체도형 안에 입체도형 만들기)의 형태로 나타나서 시각화하게 됨을 확인하였다.

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다중 표상 학습에 적용한 그리기와 쓰기에서 시각정 정보의 형태에 따른 교수 효과 (The Instructional Effect of Varying Visuals in Drawing and Writing Applied to Learning with Multiple Representations)

  • 강훈식;이성미;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.367-375
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    • 2006
  • 이 연구에서는 물질의 입자성에 대한 개념 학습에 제공되는 다양한 외적 표상들 간의 연계와 통합을 촉진시키는 방안으로 고안된 그리기와 쓰기에서, 학생들에게 제공되는 시각적 정보의 형태(정화상/동화상)에 따른 교수 효과를 조사하였다. 남녀공학 중학교 1학년 233명을 통제 집단, 정적 그리기(SD) 집단, 동적 그리기 (DD) 집단, 정적 쓰기(SW) 집단, 동적 쓰기(DW) 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과 '샤를의 법칙'에 대하여 2차시 동안 수업을 실시하였다. 개념이해도 검사 점수에 대한 이원 공변량 분석 결과, 그리기(SD, DO) 집단과 쓰기(SW,DW) 집단의 점수가 통제 집단의 점수보다 통계적으로 유의미한 차이로 높았다. 사각적 정보의 형태(정화상/동화상)에 따른 교수 효과를 비교한 결과, 쓰기에서는 정화상보다 동화상을 제공하였을 때 공간 시각화 능력이 낮은 학생들의 개념 이해도 검사 점수가 더 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 반면, 그리기에서는 공간시각화 능력에 관계없이 시각적 정보의 형태에 따른 개념 이해도 검사 점수 차이가 유의미하지 않았다. 수업에 대한 인식 검사 결과에서는 동화상을 사용하는 집단(DD, DW) 학생들의 대부분이 그리기나 쓰기에서 동화상을 제공하는 것에 대해 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다.

3D Visualization SW를 활용한 초등학교 쌓기나무 도형교육에 관한 연구 (Research on the Teaching Building-blocks in Elementary Geometry Class using 3D Visualization SW)

  • 배헌중;김종성
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.71-80
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    • 2017
  • 초등학교 5-6학년 수학과 입체도형 교과과정의 중요한 성취기준 중 하나는 쌓기나무를 구성하는 정육면체의 개수 및 여러 방향에서 관찰한 쌓기나무의 형태를 정확히 기술하는 것으로 초등학교 학생들의 공간지각능력을 키우는데 그 목적이 있다. 그럼에도 불구하고 현행 교과서의 쌓기나무 관련 내용에서는 한 방향에서만 관찰된 모습만을 보여주고 있어 원래 목적을 달성하는 데 어려움이 따를 것으로 사료된다. 특히 교과서의 일부 내용은 바닥에서 위쪽을 관찰한 것으로, 이러한 결과는 사실상 관찰이 불가능한 경우에 해당하기도 했다. 이에 반해 Wings3D와 같은 3D Visualization SW를 사용하여 쌓기나무를 관찰하면 관찰방향은 물론이고, 원근에 따라 쌓기나무의 형태 그리고 쌓기나무를 구성하는 정육면체의 크기까지도 크게 다르게 나타난다는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라 가상공간이므로 관찰 방법을 자유롭게 선택할 수 있고 난이도를 달리한 다양한 형태의 쌓기나무 구성이 쉽게 가능한 장점들도 있다. 이러 결과를 토대로, 본 논문에서는 쌓기나무와 같은 도형교과 수업에 Wings3D와 같은 3D Visualization SW를 활용하는 방안을 제안하였다. 선행 연구 결과에 따르면, Wings3D는 초등학교의 도형과 관련한 대부분에 교과내용에도 적용이 가능한 것으로 나타났으며 초등학교에서 보유중인 저사양 컴퓨터에서도 사용이 가능한 open-source SW라는 경제적인 장점도 있다.

문제와 문제해결자의 특성에 따른 화학 문제 해결:문제 해결 시간과 전이 분석 (Chemistry Problem Solving Related to the Characteristics of Problem and Problem Solver: An Analysis of Time and Transition in Solving Problem)

  • 노태희;전경문
    • 한국과학교육학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.11-19
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    • 1997
  • Students' protocols obtained from think-aloud interviews were analyzed in the aspects of the success at first two problem-solving stages (understanding and planning), the time to complete a problem, the time at each problem-solving stage, the number of transition, and the transition rate. These were compared in the aspects of the context of problem, the success in solving problem, students' logical reasoning ability, spatial ability, and learning approach. The results were as follows:1. Students tended to spend more time in everyday contexts than in scientific contexts, especially at the stages of understanding and reviewing. The transition rate during solving a problem in everyday contexts was greater than that in scientific contexts. 2. Unsuccessful students spent more time at the stage of understanding, but successful students spent more time at the stage of planning. 3. Students' logical reasoning ability, as measured with the Group Assessment of Logical Thinking, was significantly correlated with the success in solving problem. Concrete-operational students spent more time in completing a problem, especially understanding the problem. 4. Students' spatial ability, as measured with the Purdue Visualization of Rotations Test and the Find A Shape Puzzle, was significantly correlated with their abilities to understand a problem and to plan for its solution. 5. Students' learning approach, as measured with the Questionnaire on Approaches to Learning and Studying, was not significantly correlated with the success in solving problem. However, the students in deep approach had more transitions and greater transition rates than the students in surface approach.

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A Point Clouds Fast Thinning Algorithm Based on Sample Point Spatial Neighborhood

  • Wei, Jiaxing;Xu, Maolin;Xiu, Hongling
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제16권3호
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    • pp.688-698
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    • 2020
  • Point clouds have ability to express the spatial entities, however, the point clouds redundancy always involves some uncertainties in computer recognition and model construction. Therefore, point clouds thinning is an indispensable step in point clouds model reconstruction and other applications. To overcome the shortcomings of complex classification index and long time consuming in existing point clouds thinning algorithms, this paper proposes a point clouds fast thinning algorithm. Specifically, the two-dimensional index is established in plane linear array (x, y) for the scanned point clouds, and the thresholds of adjacent point distance difference and height difference are employed to further delete or retain the selected sample point. Sequentially, the index of sample point is traversed forwardly and backwardly until the process of point clouds thinning is completed. The results suggest that the proposed new algorithm can be applied to different targets when the thresholds are built in advance. Besides, the new method also performs superiority in time consuming, modelling accuracy and feature retention by comparing with octree thinning algorithm.

Geographical Information System 기법을 이용한 방문간호 중재 평가 (Evaluation of Visiting Nursing Care Using Geographical Information System(GIS) Technology)

  • 이숙정;박정모
    • 대한간호학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.1042-1054
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    • 2006
  • Purpose: Previous evaluation studies of the visiting nursing program explained an average change of the participants' health status, without considering socio-ecological characteristics and their impacts. However, these factors must affect individual health problems and lifestyles. For effective and appropriate community based programs, the Geographical Information System(GIS) can be utilized. GIS is a computer-based tool for mapping and analyzing things that happen on earth, and integrates statistical analysis with unique visualization. The purpose of this study was to evaluate visiting nursing care and to advocate the usefulness of planning and evaluating visiting nursing programs using Exploratory Spatial Data Analysis(ESDA) with GIS technology. Methods: One hundred eighty-four elderly participants with cerebrovascular risk factors who lived in 13 areas of one community received visiting nursing care. The data analyzed characteristics of pre-post change and autocorrelation by ESDA using GIS technology. Results: Visiting nursing care showed an improvement in the participants' lifestyle habits, and family management ability and stress level, while the improvements were different depending on the regions. The change of family management ability and stress level correlated with neighborhoods (Morgan's I=0.1841, 0.1675). Conclusions: Community health providers need to consider the individual participant's health status as well as socio-ecological factors. Analysis using GIS technology will contribute to the effective monitoring, evaluation and design of a visiting nursing program.

Exploring Potentials of GIS Application in Urban Planning and Design from Interdiscipline Viewpoint

  • Jin-yeu, TSOU;Yucai, XUE
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.795-797
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    • 2003
  • GIS can supply large quantitiy of useful information about spacial relationship, consequently there exists great potential of GIS support ing for decision making strategies related to urban design and environmental planning. In different discipline areas there exist different information representation methods and considerations having direct or indirect relationship with spacial information, how to use GIS as a tool for facilitating the work in other discipline field, there are two basic questions crucial to the success of these interdiscipline applications. The first one is interoperatability among GIS and other applications, the second is the paradigm difference between GIS and other domain field regarding problem solving. In this paper, we investigate the spatial information of the urban environment provided in the analyses of the urban visual sustain ability, urban daylighting environment and urban wind environment. We also discuss the challenges and opportunities for cross-disciplinary GIS application regarding the aspect of Information Collection, Information Generation, Information Analysis and Information Visualization.

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Visualization of chromatin higher-order structures and dynamics in live cells

  • Park, Tae Lim;Lee, YigJi;Cho, Won-Ki
    • BMB Reports
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    • 제54권10호
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    • pp.489-496
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    • 2021
  • Chromatin has highly organized structures in the nucleus, and these higher-order structures are proposed to regulate gene activities and cellular processes. Sequencing-based techniques, such as Hi-C, and fluorescent in situ hybridization (FISH) have revealed a spatial segregation of active and inactive compartments of chromatin, as well as the non-random positioning of chromosomes in the nucleus, respectively. However, regardless of their efficiency in capturing target genomic sites, these techniques are limited to fixed cells. Since chromatin has dynamic structures, live cell imaging techniques are highlighted for their ability to detect conformational changes in chromatin at a specific time point, or to track various arrangements of chromatin through long-term imaging. Given that the imaging approaches to study live cells are dramatically advanced, we recapitulate methods that are widely used to visualize the dynamics of higher-order chromatin structures.

증강현실기반의 지리 학습 콘텐츠 활용 사례연구 (A Case Study for Augmented Reality Based Geography Learning Contents)

  • 이석준;고인철;정순기
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.96-109
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    • 2011
  • 최근 정보통신기술의 발전과 더불어 geographic information system(GIS)의 사용이 점차 일반화되고 그 응용분야와 활용범위가 확대되고 있다. 특히, 지리정보 관찰과 학습에서도 GIS의 활용은 긍정적인 효과가 기대되며, 2차원 시각 교보재인 사진이나 영상물에 비해 보다 사실적으로 지리적 특성을 파악하는데 도움이 될 것이다. 다소 복잡한 지형정보의 효과적인 시각화는 학습자로 하여금 지리정보 이해를 도울 뿐만 아니라, 지리적 정보를 파악하고 분석하는 능력을 키울 수 있다. 본 논문에서는 지리 학습에서 활용할 수 있는 학습보조자료 개발을 목표로 증강현실기술을 이용한 다양한 지형정보 가시화 기법과 사례를 연구하였다. 더불어 증강현실기반의 지리 학습을 위해, 기존에 구축된 GIS 데이터의 가공과정과 가공사례를 소개함으로써 3차원 지리정보의 효과적 가시화를 위해 증강현실 기술을 적용할 가치가 있음을 나타내었다.

State-of-the-art 3D GIS: System Development Perspectives

  • Kim, Kyong-Ho;Lee, Ki-Won;Lee, Jong-Hun;Yang, Young-Kyu
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.153-158
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    • 1998
  • Since the mid-1990′s, researches on 3D GIS have been regarded as one of main issues both in the academic sites and commercial vendors; recently, some prototyped systems or the first versioned software systems of commercial basis are being reported and released. Unlike conventional 2D GIS, which consists in intelligent structured GIS or desktop GIS, every 3D GIS has its own distinguished features according to data structure-supporting capability, GIS-styled functionality, external database accessibility, interfacing extents with 2D GIS, 3D visualization/texture mapping ability, and so forth. In this study, technical aspects related to system development, SERI-Web3D GIS ver. 1.2, are explained. Main features in this revised 3D GIS can be summarized: 2-tier system model(client-server), VGFF(Virtual GIS File Format), internal GIS import, Feature manager(zoning, layering, visualization evironment), Scene manager(manage 3D geographic world), Scene editor, Spatial analyzer(Intersect, Buffering, Network analysis), VRML exporter. While, most other 3D GISes or cartographic mapping systems may be categorized into 3D visualization systems handling terrain height-field processing, 2D GIS extension modules, or 3D geometric feature generation system using orthophoto image: actually, these are eventually considered as several parts of "real 3D GIS". As well as these things, other components, especially web-based 3D GIS, are being implemented in this study: Surface/feature integration, Java/VRML linkage, Mesh/Grid problem, LOD(Level of Detail)/Tiling, Public access security problem, 3-tier architecture extension, Surface handling strategy for VRML.

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