• 제목/요약/키워드: 개념변화모형

검색결과 494건 처리시간 0.025초

강우-유출 모의를 위한 개념적 모형과 기계학습 모형의 성능 비교 (A comparative study of conceptual model and machine learning model for rainfall-runoff simulation)

  • 이승철;김대하
    • 한국수자원학회논문집
    • /
    • 제56권9호
    • /
    • pp.563-574
    • /
    • 2023
  • 최근 기후변화로 인해 유역의 기상자료에 대한 반응이 달라지고 있어 강우-유출 모의에 대한 연구는 중요해지고 있다. 아울러 최근 기계학습 기법에 대한 높은 관심으로 이를 통한 강우-유출 모의 역시 활발하게 증가하고 있으나 기계학습 모형이 전통적으로 사용되어온 개념적 모형에 비해 활용성이 높은지는 아직 확실치 않다. 본 연구에서는 개념적 모형인 GR6J와 기계학습 모형인 Random Forest 성능을 한국 전역의 38개 계측 유역에 대해 계측 유역 예측기법과 미계측 유역 예측기법을 이용해 평가하였다. 먼저 계측 유역 적용기법 평가를 위해 각 모형을 관측 일 유량자료에 학습시키고 분리된 평가기간에 대한 모의성능을 비교하였다. 이후 미계측 유역 모의성능 평가를 위해 인접성 기반 지역화 방법을 Leave-One-Out Cross-Validation (LOOCV)을 이용해 평가하였다. 그 결과 계측 유역 평가에서는 Random Forest 기법이 GR6J 모형보다 일관되게 높은 성능을 보였다. 학습된 데이터를 출력 값으로 재생산하도록 구조화되어 있는 기계학습 기법이 개념적 이론을 통한 모형보다 높은 재현성을 갖기 때문으로 판단된다. 하지만 Random Forest 모형의 성능은 미계측 유역의 예측기법으로는 재현되지 않았고 GR6J 모형보다 성능이 더 낮은 것이 확인되었다. 본 연구는 기계학습 모형은 계측 유역의 유출예측에는 적용성이 높을 수 있으나 미계측 유역에 대한 적용가능성은 전통적인 개념적 모형보다 낮을 수 있음을 제시한다.

인지갈등을 통한 개념수업 절차 모형의 적용 (Application of the Cognitive Conflict Process Model to Middle School Science Course)

  • 권난주;권재술
    • 한국과학교육학회지
    • /
    • 제18권3호
    • /
    • pp.261-271
    • /
    • 1998
  • 과학교육학이라는 학문에서 주장하는 이론은 반드시 수업 현장의 실제와 연결되어야만 비로소 이론은 이론대로 수업 효과는 효과대로 제 기능을 다 할 것이다. 그 대표적인 예가 수업모형 연구이다. 본 연구에서는 과학 개념변화 수업모형 중에서, 오개념 교정에 필요한 인지 갈등 전략을 기본으로 만들어진 개념수업 절차 모형(권재술, 1989)을 현장에 적용해 보았다. 특히 교사 연수에서 효과 검사에 이르기까지 모형의 투입 전후에 일어나는 여러 제반사항들도 함께 기술하여 그로부터 알게 된 여러 문제점과 효율적인 적용 방안을 알아보았다. 수업의 효과면은, 비교반과 실험반의 수업 전 후 개념검사와 태도검사 점수, 그리고 학교교육과정상 실시되는 전형적인 월례고사 개념성취도 점수를 비교해 보았으며, 수업의 적용면은 수업 준비와 적용 과정에서 교사와 학생의 의견을 조사하였다. 그 결과, 학생에게 적절한 갈등 자료인 $R_2$의 준비가 가장 어려웠으며, 교사에게는 허용적인 수업분위기 유도와 발문 전략 활용의 교수 기술이, 학생에게는 발표 및 토론 훈련이 필요함을 확인할 수 있었다.

  • PDF

교면에서 표면배수 해석을 위한 Fluent 모형 적용 (Application of Fluent Model for Surface Drainage Analysis on Bridge)

  • 김정수;이성호;조현호;한정석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
    • /
    • pp.251-251
    • /
    • 2018
  • 도로설계기준(2012)에 따르면 노면 배수시설은 측구, 집수정, 배수관, 배수구(빗물받이, 맨홀) 등으로 구성되며 중앙분리대 배수에서 구조가 방호벽일 경우 원칙적으로 집수정과 종배수관, 횡배수관을 설치하여 노면수를 배수한다. 최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우로 교량 배수시설의 배수능력 부족으로 교량의 노후화, 노면의 체수와 수막현상을 야기한다. 교량 설계 시, 교량의 외관은 점배수에 의한 배수불량으로 막힘부에서의 식물생육, 부식, 배수구의 오염 등으로 심미성에 악영향을 미치고 있다. 따라서 국토교통부 도로 배수시설 설계 및 관리지침에서는 기존의 집수정으로 유도하여 배수하는 점배수 형태에서 우수의 지체시간을 저감하기 위해 배수구로 즉시 배수되어 배수 효율을 증가시켜주는 선배수시설을 권장하고 있다. 그러나 선배수 구조의 일반적인 내용만을 기술하고 있으므로 보다 상세한 설계기준이 필요하다. 또한 국내에서는 교면 배수를 위한 횡배수구의 배수능력에 관한 설계 개념은 미국의 빗물받이 설계 개념을 그대로 적용하고 있어서 교량 배수시설의 배수능력 증대를 위한 수치 및 수리실험에 관한 기술적인 자료가 부족한 실정이다. 따라서 도로의 흐름해석 및 선배수를 위한 측구 횡배수관의 흐름개선에 관한 구체적인 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 배수로 전반의 유향 분석 및 횡유입관 유입부에서의 상세한 흐름해석과 통수능력을 분석하기 위해서는 수리실험을 통한 연구가 필요한 실정이다. 그러나 최적 횡배수관의 형상 및 간격 설정에 대한 수리실험의 물리적 및 시간적 한계를 극복하기 위해 Fluent 모형(Ansys Workbench 13.0)을 활용한 수치모의를 수행하여 모형의 적용성을 검토하였다. 다상유동 해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 standard ${\kappa}-{\varepsilon}$모형을 적용했다. 도로 형상에 따른 우수유출량을 비교 분석하기 위하여 횡경사는 2%로 고정하고 종경사를 2%로 선정하여 수치모의를 통한 배수능력을 분석하고 설계에 직접적인 적용성을 검토하였다. 횡배수관의 간격변화 및 배수공의 위치 변화 등에 따른 차집량을 분석하였으며, 개략적인 수리실험 결과와 수치모의의 차집율을 비교 및 분석하여 Fluent 모형의 적용성을 확인하였다. 또한, 횡배수관의 유입부에서의 유속 변화 및 유출부에서의 유속이 모의가 가능하므로 배수시설에서 보다 정확한 흐름 해석이 가능하여 보다 적정한 배수능력 분석이 가능할 것으로 판단된다.

  • PDF

ZFC와 열거불가능성 (ZFC and Non-Denumerability)

  • 안요한
    • 논리연구
    • /
    • 제22권1호
    • /
    • pp.43-86
    • /
    • 2019
  • 1차 이론인 ZFC는 뢰벤하임-스콜렘 정리(이하 'LST')에 의해 그것이 일관적이라면(모형($M_1$)이 존재한다면) 그것은 이행적인 열거가능한 모형($M_2$)을 갖는다. 이러한 사실에 의해 '스콜렘 역설'이라 불리는 역설적 상황이 발생한다. 스콜렘의 전형적인 해소 방식에 따라, 이것은 어렵지 않게 해소될 수 있지만 그 과정에서 우리는 집합 개념에 대한 모형 상대성을 받아들여야 한다. 이것은 예를 들어 는 집합론적 개념의 의미가 모형에 따라 다르게 주어지는 상황을 발생시킨다. 문제는 다음이다. 이 경우에 PN이 열거불가능하다는 사실을 나타내는 ZFC의 문장 '¬denu(PN)'이 그 두 모형에서, 진리 값의 측면에서, 똑같이 참이 되기 때문에 ZFC에서는 <¬denu> 개념에 대한 차이를 구분할 수 없는 구분불가능성 문제가 발생한다. 혹은 어떤 것이 의도하는 의미인지 결정할 수 없는 미결정성 문제가 발생한다. 나는 먼저, 이러한 문제가 어떤 성격의 문제인지에 대한 구체적인 분석을 제시할 것이다. 그리고 이러한 문제에 대해서 ZFC를 지지하는 입장에서 할 수 있는 세 가지 방식의 대답을 제시할 것이다. 첫 째로, ZFC에서 모형론을 형식화할 수 있음을 이용하여 모형 상대적으로 다르게 주어질 수 있는 <¬denu> 개념이 ZFC에서도 '거의' 구분될 수 있다는 논변을 제시할 것이다. 두 번째로, <¬denu> 개념의 상대성(구분불가능성)에서 핵심적인 역할을 하는 양화사에 대한 의미론적 고려를 통해 <¬denu>이 본질적으로 혹은 자연스럽게 맥락 의존적으로 의미가 변할 수 있는 것임을 보일 것이다. 그래서 <¬denu> 개념의 모형 상대적인 의미 변화는 ZFC가 책임을 져야할 문제가 아니라 언어 외적인 자연스러운 현상이라는 논증을 제시할 것이다. 세 번째로, 문제의 출발점이었던 비표준 모형이 사실은 <¬denu> 개념의 구조적 내용을 예화 할 수 있어서 그것이 단지 문제적 요소가 아니라 의미론적으로 중요한 역할을 할 수 있음을 논증할 것이다. 이러한 논변들을 통해서 나는 비표준 모형과 관련하여 ZFC에 대해서 발생하는 것처럼 보이는 위의 구분불가능성(혹은 미결정성) 문제가 심각한 것이 아님을 논증할 것이다.

초등 컴퓨터 교육에서 문제중심 모형을 통한 네트워크 개념의 교수학습 설계 (A Instructional Learning Design of Network Concept by Problem-Oriented Learning for Computer Education in the Primary Schools)

  • 임화경;김진아;배진호;백대현;김현배
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
    • /
    • pp.673-675
    • /
    • 2004
  • 초등학생들은 통합된 멀티미디어를 제공하는 인터넷 게임에 대단한 관심을 갖고 있으며. 자연스럽게 네트워크 관련 용어(게임서버, 인터넷 전송 서비스, 인터넷 속도 등) 및 인터넷상에서 일어나는 기술 현상에 대해서도 익숙해져 있다. 그러나 초등 컴퓨터 교과 내용은 도구 사용 기술로만 되어 있어 이러한 현상들에 대한 개념과 원리를 이해하기는 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 도구 학습이 아닌 인터넷의 기반인 네트워크 개념에 대한 교수학습을 문제중심 모형을 이용하여 설계하고 수업현장에 적용한다. 그 결과로 보다 더 원리와 개념 이해영역으로 초등 컴퓨터 교과 내용의 변화가 필요함을 보이고자 한다.

  • PDF

물리적.개념적 연속 유출모형에 의한 유출해석 (Runoff Analysis on the Physically-Based Conceptual Time-Continuous Runoff Model)

  • 배덕효;조원철
    • 물과 미래
    • /
    • 제28권6호
    • /
    • pp.193-202
    • /
    • 1995
  • 본 연구의 목적은 하천유량에 결정적 영향을 미치는 토양수분 상태의 시간적 변화를 고려할 수 있는 강우-유출 모형을 평창강 유역에 적용하여 홍수예측 모형으로서의 가능성을 검증하는데 있다. 사용된 모형은 Sacramento 토양수분 모형과 비선형 다중저수지 형태의 유역홍수 추적 모형으로 구성된 물리적 개념에 근거를 둔 연속을 모형이다. 모형의 매개변수 추정 및 모형 검증을 위해서 각각 7년, 3년간의 일 강수량 및 증발산 자료를 이용하였다. 모형의 적용 결과, 저유량일 때에는 계산유량이 관측유량보다 다소 적게 계산되었지만, 홍수시를 포함하여 전반적으로 만족할 만한 유출계산(상관계수 0.87)을 할 수 있었다. 또한, 홍수와 가뭄과 같은 극한사상이 발생하였을 때의 강수와 토양습윤 상태가 유출에 미치는 영향을 해석하였다.

  • PDF

점진적 완성 개념도의 개발과 적용에 따른 고등학생들의 반응 -지구과학 I 지각변동 단원에의 적용 사례 - (Response of High School Students on Development of Gradually-Processing Completion Concept Map and It's Application - Case Study on 'Diastrophism in Earth Science I'-)

  • 조규성;조성호;김정빈;정덕호
    • 한국지구과학회지
    • /
    • 제29권2호
    • /
    • pp.140-150
    • /
    • 2008
  • 본 연구에서는 개념도를 활용한 새로운 수업모형을 개발하고 이를 지구과학 I의 지각변동 단원에 적용하였다. 이를 통해 전통적 수업 방식에 비해 학생들의 학업성취도, 개념도 작성 능력, 개념도 수업에 대한 태도 변화에 어떤 효과가 나타나는지를 분석하였다. 자료는 경기도에 소재하는 한 남자고등학교에서 2학년 학생 128명을 선정하여 실험 처치 후 수집하였다. 그 결과 통계적으로 유의하지는 않았지만 새로운 수업모형은 전통적 수업방식에 비해 학생들의 학업성취도가 향상되었다. 그리고 새로운 수업모형은 전통적 수업방식에 비해 학생들의 개념도 작성 능력과 개념도에 대한 태도에서 유의미하고 긍정적인 차이를 보였다.

통합적 정신모형 이론에 기반한 4M 순환학습 수업모형의 효과: 고등학생의 원운동 관련 기초 개념과 정신모형의 발달 측면에서 (The Effect of 4M Learning Cycle Teaching Model based on the Integrated Mental Model Theory: Focusing on Learning Circular Motion of High School Students)

  • 박지연;이경호
    • 한국과학교육학회지
    • /
    • 제28권4호
    • /
    • pp.302-315
    • /
    • 2008
  • 원운동은 물리수업에서 중요한 주제 중 하나이다. 특히, 등속 원운동은 우리나라 중등 교육과정에서 반드시 다루는 핵심 내용이다. 학생들은 원운동 학습 시 많은 어려움을 겪으며, 수업 후에도 이러한 어려움들이 잘 해소되지 않아서 다양한 교수 학습 방법이 적용되어 왔다. 그러나 학생들은 수업 전에 이미 가지고 있는 원운동에 대한 선개념을 수업 후에도 지속시킬 뿐 아니라, 원운동 학습 자체에 대한 어려움을 많이 제기하고 있다. 이에 본 연구에서는 원운동 학습 어려움 해소를 위해 통합적 정신모형 이론에 기반한 4M 순환학습 수업모형과 전략을 토대로 수업자료를 개발하였다. 그리고 이를 인천 소재 실업계 고등학생 53명을 대상으로 수업을 실시하여 기초 물리개념과 원운동 정신모형의 변화를 알아보았다. 분석 결과, 학생들의 기초 물리개념과 원운동 정신모형의 Correctness, Coherence, Completeness가 모두 향상되었음을 확인하였다.

마코비안 서비스 과정을 가지는 대기행렬 모형의 다양한 시점 하에서의 고객수 분포들의 관계에 대한 소고 (A Note on Relationship among Queue Lengths at Various Epochs of a Queue with MSP Services)

  • 이상민;채경철
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국경영과학회/대한산업공학회 2005년도 춘계공동학술대회 발표논문
    • /
    • pp.1133-1136
    • /
    • 2005
  • Markovian Service Process(MSP)는 기존의 Markovian Arrival Process(MAP)에서 사용하던 위상 개념을 고객의 서비스 과정에 대응시킨 모형이다. 이는 서버의 상태에 따라 달라질 수 있는 서비스 상태를 위상 변화에 대응시키는 모형이다. 본 논문에서는 대기행렬 모형의 중요한 성능 척도인 고객 수 분포에 관하여 임의시점, 고객 도착 직전 시점, 고객 이탈 직후 시점에서의 관계식을 유도한다.

  • PDF

기후변화 글로벌 경제모형의 구조 및 기술적 변화에 따른 비교 분석 (A Comparative Study of Global Economic Models for Climate Change Policy: A Structural and Technological Analysis)

  • 홍종호;김창훈
    • 자원ㆍ환경경제연구
    • /
    • 제20권3호
    • /
    • pp.419-457
    • /
    • 2011
  • 본 연구에서는 기후변화 정책 분석의 주요 연구 수단으로 사용되는 CGE 모형의 연산구조를 변화시키는 방법을 통해 모형의 특성을 이해하고자 하였다. 이를 위해 우선 기존의 연구 사례들을 중심으로 CGE 모형으로 대표되는 하향식 모형의 일반적인 특징을 살펴보았고, 나아가 기준 모형인 EPPA 모형에 다른 모형들에서 사용하고 있는 구조를 적용하였을 경우에 나타나는 분석 결과상의 변화를 살펴보고 그 경제적 의미에 대해 논의해 보고자 하였다. 사례연구 결과 장기에 있어서 상향식 및 복합모형의 저감 잠재량이 하향식보다 크게 나오는 일반적인 경향을 추론할 수 있었다. 이는 IPCC 보고서 등의 잠정적인 결론과는 다른 내용으로서 보다 엄밀한 모형 구조분석의 필요성을 제기하였다. EPPA 모형을 대상으로 한 구조분석 결과 온실가스 배출에 직접적인 영향을 미치는 에너지와 관련한 연산구조가 기준 배출량 및 저감률 계산에 가장 큰 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다. 이는 에너지와 자본 간의 대체성 및 에너지 복합재 내부의 대체탄력성을 포함한다. 기술묶음 개념의 적용으로 사례연구 결과를 실증적으로 검증할 수 있었으며, 상대적으로 아밍턴재의 대체탄력성 변화는 총합에 있어서는 큰 영향을 주지는 못하는 것으로 나타났다.

  • PDF