• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2007년도 동계학술대회
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• pp.157-164
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• 2007

로봇은 지식기반사회에서의 요구하는 기초 능력과 문제해결력 함양을 위한 학습을 충족시켜줄 것으로 기대된다. 또한 로봇교육은 공학적으로 여러 기술이 관련되어 있으므로 통합적인 기초 교육이 가능하게 할 것이다. 그러나 학습 내용, 학습 방법 및 학습 교재에 대한 연구가 부족하므로 외국에서 실시하고 있는 로봇교육과정을 분석하였다. 해외 사례 분석 결과 로봇을 통해 기초 능력과 문제해결력을 함양하기 위한 교육목표를 체계적으로 달성하기 위해서는 학교 교육과정으로 운영되어야 하며 로봇의 특성과 관련된 과학, 수학, 기술, 공학의 내용 요소들을 추출하며 로봇소양에 대한 내용뿐만 아니라 로봇활용에 대한 내용으로도 구성해야 하며 로봇 창작 시스템을 이용하여 단순한 로봇 조립보다는 창작 및 프로그래밍의 과정이 이루어질 때 효과적으로 학습의 성과를 거둘 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.358-358
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• 2023

본 연구에서는 그동안 수자원분야 강우유출 해석분야에 활용되었던 대표적인 머신러닝&딥러닝(ML&DL) 모델을 활용하여 모델의 하이퍼파라미터 튜닝뿐만 아니라 모델의 특성을 고려한 기상 및 수문데이터의 조합과 전처리(lag-time, 이동평균 등)를 통하여 데이터 특성과 ML&DL모델의 조합시나리오에 따른 일 유입량 예측성능을 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 소양강댐 유역을 대상으로 1974년에서 2021년까지 축적된 기상 및 수문데이터를 활용하여 1) 강우, 2) 유입량, 3) 기상자료를 주요 영향변수(독립변수)로 고려하고, 이에 a) 지체시간(lag-time), b) 이동평균, c) 유입량의 성분분리조건을 적용하여 총 36가지 시나리오 조합을 ML&DL의 입력자료로 활용하였다. ML&DL 모델은 1) Linear Regression(LR), 2) Lasso, 3) Ridge, 4) SVR(Support Vector Regression), 5) Random Forest(RF), 6) LGBM(Light Gradient Boosting Model), 7) XGBoost의 7가지 ML방법과 8) LSTM(Long Short-Term Memory models), 9) TCN(Temporal Convolutional Network), 10) LSTM-TCN의 3가지 DL 방법, 총 10가지 ML&DL모델을 비교 검토하여 일유입량 예측을 위한 가장 적합한 데이터 조합 특성과 ML&DL모델을 성능평가와 함께 제시하였다. 학습된 모형의 유입량 예측 결과를 비교·분석한 결과, 소양강댐 유역에서는 딥러닝 중에서는 TCN모형이 가장 우수한 성능을 보였고(TCN>TCN-LSTM>LSTM), 트리기반 머신러닝중에서는 Random Forest와 LGBM이 우수한 성능을 보였으며(RF, LGBM>XGB), SVR도 LGBM수준의 우수한 성능을 나타내었다. LR, Lasso, Ridge 세가지 Regression모형은 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 또한 소양강댐 댐유입량 예측에 대하여 강우, 유입량, 기상계열을 36가지로 조합한 결과, 입력자료에 lag-time이 적용된 강우계열의 조합 분석에서 세가지 Regression모델을 제외한 모든 모형에서 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 0.8이상(최대 0.867)의 성능을 보였으며, lag-time이 적용된 강우와 유입량계열을 조합했을 경우 NSE 0.85이상(최대 0.901)의 더 우수한 성능을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.1-9
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• 2008

소양강댐 유역의 관측유입량과 융설 모의의 포함 유무에 따른 모의 결과를 비교함으로써 적설 및 융설 모형의 필요성을 분석하였다. 사용한 융설 모형은 Sugawara 등의 개념적 융설 모형이고, 강우-유출 모형은 NWS-PC를 사용하였다. 모형의 매개변수는 다단계 자동보정법에 의해 추정하였고, 각 단계별로 SCE-UA 알고리즘에 의해 최적화되었다. 매개변수 추정시와 검증 모의에서 RMSE, PBIAS, NSE, PME 통계량은 융설을 포함한 모의가 그렇지 않은 모의보다 좋은 결과를 나타내었다. 소양강댐의 관측유입량은 약 두 달 이상의 자기상관성을 나타내었고, 융설을 포함하지 않은 경우에 모의된 유량시계열은 20일 정도의 자기상관성을 나타내었다. 융설을 포함한 경우의 모의유량 시계열은 관측 유량시계열과 유사하게 약 두 달 이상의 자기상관성을 나타내었다. 이와 같은 결과로 소양강댐 유역의 강우-유출 모의시 적설 및 융설 모형을 포함하여야 모형의 정확성을 향상시킬 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.263-263
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• 2016

기후변화 등에 따른 가뭄위험을 평가하기 위한 다양한 방법이 연구되어 왔으며, 기상학적인 가뭄이나 생물학적인 가뭄 등으로 정의되는 가뭄지수들이 개발되어졌다. 그러나 궁극적으로 가뭄의 판정은 수원으로부터 더 이상의 용수를 공급할 수 없는 상황에 처해졌을 때 비로소 결정되는 것이므로, 수원공의 가뭄위험에 대한 평가가 우선적일 것으로 판단된다. 본 연구에서는 수도권의 생공용수 공급을 책임지고 있다고 해도 과언이 아닌 다목적댐인 소양강댐과 충주댐의 가뭄위험을 평가하기 위하여 월강우량 자료로부터 특정시기의 저수율을 예측할 수 있는 방법을 개발하도록 하였다. 월강우량 변화에 따른 저수율의 변화양상을 예측하기 위하여 저수지 유입량과 방류량에 따른 물수지 분석이 정교하게 이루어져야 하지만, 실질적으로 상류에 또 다른 댐이 존재하는 상황에서 유입량을 정확하게 예측하는 것도 어렵지만 수시로 상황에 따라 이루어지는 방류량을 적절히 예측하는 것은 거의 불가능하므로, 물수지 분석에 의한 저수율 예측은 어느 정도의 불확실성을 가질수밖에 없을 것으로 판단되어 댐 관리관행에 따라 나타나는 월강우량과 저수율 사이의 회귀분석을 통하여 일정한 법칙을 만들 수 있는지 시도하였다. 다목적 댐인 소양강댐과 충주댐의 1984-2013년의 일별 저수율 자료로부터 저수율 관리관행을 파악할 수 있었는데, 다목적 댐인 관계로 호우시의 홍수피해 예방을 위하여 6월말에는 25-35% 정도의 저수율을 유지하도록 관리가 이루어지고 있었으며 호우가 발생된 이후에는 일정량을 수시로 방류하여 다음 호우를 준비하고 있는 것으로 나타났다. 또한 각 댐의 최저 저수율은 3월말 - 4월에 발생하는 것으로 나타났으며, 4월과 5월에 일정 정도의 강우량만 존재한다면 가뭄피해는 발생하지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 저수율 관리 관행을 적용하여 예측되는 강우량 패턴에 따른 저수율 변화를 예측하기 위하여 월강우량 자료와 4월 1일 기준의 저수율 자료 사이의 회귀분석을 실시하여 전년의 7월부터 당해 3월까지의 월강우량으로부터 4월 1일의 저수율을 예측할 수 있는 의미 있는 결과를 도출하였다. 이러한 결과는 기후변화 등에 따른 미래에 예측되는 월강우량 자료로부터 각 댐의 4월 1일 기준 저수율 자료를 예측할 수 있으며, 4월 및 5월의 월강우량과 함께 분석함으로써 가뭄위험을 평가할 수 있는 한 방법으로 적절한 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 공학교육연구
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• 제5권2호
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• pp.36-41
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• 2002

협동학습의 목적은 경쟁보다는 협동을 통하여 학습 효과를 높이고 아울러 전공외적 소양으로 가장 중요시되는 teamwork과 의사 친달 능력을 기르는 데 있다. 이 논문은 아주대학교 기계공학 전공의 유체역학 과목에서 시행한 협동학습의 진행 과정과 결과에 대해 기술한 것이다. 학생들을 대상으로 설문 조사를 한 결과 협동학습에 대한 학생들의 반응이 대단히 긍정적인 것임을 확인할 수 있었으며 소기의 목적을 충분히 달성한 것으로 판단된다. 몇 가지 개선할 점도 있으나 협동학습은 그 결과에 대한 우려 없이 시행하여도 될 교수 방법으로서 권장할만한 교수법이라고 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.451-451
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• 2023

기후변화에 따른 강우 패턴의 변화와 이로 인한 하천유량의 변동성 증가로 인한 물 부족으로 수리권에 관련된 분쟁이 심화되고 있다. 이에 따라 기존에 산정되어 있는 하천유량의 가용성에 대한 재산정이 필요하나 가용 하천유량의 불확실성으로 기존의 수리권 소유자는 신규 수리권 제정에 보수적인 입장을 보여주고 있다. 본 연구는 국가수자원관리종합시스템(Water Resourcs Management Imformation System, WAMIS)의 수리권 평가를 위하여 하천/저수지 Water Rights Analysis Package (WRAP) 모델의 입력값을 구성하였다. 최상류지점은 춘천댐과 소양강댐이며 하류 지점은 팔당댐을 기준으로 한강 유역의 다중 다목적댐 시스템에서의 월별 관행 및 허가 수리권을 허가일, 점용목적, 허가량을 자연 순위(Natural Order)에 따라 재구성하였다. 본 과제에서 구성된 입력값은 기존 수리권 신뢰도 평가 및 신규 수리권 제정을 위한 WRAP 모델 입력값으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2015

IPCC 5차 보고서에서 기술되어 있는 것처럼 기후시스템의 온난화는 명백하며, 1950년 이후 관측된 많은 변화들은 지난 수천 년간 전례가 없는 것이었다. 지구 온난화로 대표되는 기후변화는 이제 일부 국가에 국한되는 문제가 아니라 전 지구적인 문제가 되었다. RCP 시나리오에 따라 차이는 있으나 대한민국의 경우 연평균 강수 총량은 증가할 것이라 예상되는 반면 총 예상 강우 일수는 감소하여 집중호우의 발생빈도가 증가될 것이라 예상되고 있다. 이에 따라 수자원의 효율적 이용에 대한 필요성 또한 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 수자원의 효율적 이용을 위해 한강수계 9개 댐(화천, 춘천, 소양강, 의암, 청평, 충주, 괴산, 횡성, 팔당)을 대상으로 HEC-ResPRM과 선형계획법을 이용하여 발전량을 최적화 하였다. HEC-ResPRM은 미공병단 수문공학센터에서 개발한 저수지운영 최적화 모형으로 홍수 조절, 관개, 발전, 레크리에이션 등 다양한 요구조건을 만족시킬 수 있는 최적의 저수지 운영방안 도출이 가능하다. 본 연구에서는 HEC-ResPRM 모형과 선형계획법을 이용한 운형모형의 결과자료를 비교하였으며 이를 통해 HEC-ResPRM 모형의 특징과 활용 가능성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.312-312
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• 2020

최근 우리나라의 계절적 강우변동폭이 점점 커져 홍수, 가뭄의 발생빈도와 심도가 증가하고 있다. 특히, 도시화에 따른 토지이용변화, 산업구조변화 등은 수자원의 수요량 및 공급량 불균형으로 이어져 수자원 관리에서 제약조건으로 작용하고 있다. 유역 내의 물순환을 평가에 있어서 물수지 모델 구축과 함께 정확한 강우-유출 분석은 매우 중요한 분석단계라 할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 국내외 주요 연속강우-유출모형의 특성을 파악하고 모형 최적화를 통해 계측유역에 대해서 적합성을 평가하였다. 미계측유역의 불확실성을 고려한 유량 시나리오를 제시하기 위하여 다수의 모형을 활용하는 앙상블 개념을 도입하였으며, 향후 미계측유역으로 모형의 확장성을 고려하여 매개변수 개수 및 관측 유량에 대한 재현능력 특성 등을 종합적으로 평가하였다. 본 연구에서는 40개 이상의 국내외 연속강우-유출모형을 소양강댐에 적용하였으며, 통계적 지표를 이용하여 모형을 1차적으로 선정하였다. 선정된 모형을 대상으로 매개변수의 개수 및 저유량, 중간유량, 고유량으로 분리하여 재현성을 평가하고 최종적으로 앙상블모형을 제시하였다.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.53-59
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• 2012

본고는 학생주도 창의융합 프로젝트식 교육 모델의 설계와 시행을 통해 21세기에 요구되는 창의적 공학인재 양성을 위한 교육의 새로운 방법론을 제시하고 그 성과에 대해 고찰하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 먼저, 공학적 창의성에 대한 개념과 R&D 3.0 및 교육3.0의 구체적 내용을 검토하였다. R&D 3.0과 교육 3.0의 내용검토를 통해 기술과 인문을 융합할 수 있는 융합 역량과 국제 협력 역량 강화를 지향하는 학생 주도의 프로젝트식 교육의 필요성을 확인하였고, 공학적 창의성에 대한 논의를 통해 기술의 사회인문학적 맥락을 읽을 수 있는 인문사회적 소양 교육과 경험 중심의 현장 교육 및 집단적 창의성을 함양할 수 있는 팀 기반 교육의 필요성을 도출하였다. 이를 바탕으로, 학생주도 창의융합 프로젝트인 공학도를 위한 Global Engineering Project(이하 GEP) 프로그램을 설계하고 이를 3차에 걸쳐 시행한 후, 시행 결과를 바탕으로 프로그램의 성과와 기대 효과를 정리하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.76-92
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• 2002

OECD에서 주관한 국제 비교 연구인 PISA는 만 15세 학생들의 과학적 소양을 평가하는 최초의 국제비교 연구란 점에서 의미가 크다. 35개의 PISA 과학문항에 대한 정답율 결과를 중심으로 우리 나라 학생들의 과학적 소양 성취도를 살펴본 결과, 다음과 같은 경향이 나타났다. 첫째, 과학의 적용 영역별로 살펴보면, 과학 기술, 생명 건강 과학, 지구 환경 과학 순으로 성취도가 높았고, 이 세 영역 모두 남학생이 여학생보다 유의미하게 높은 성취도가 나타났다. 둘째, 과학 지식보다는 과학 탐구에서 유의미하게 높은 성취도가 나타났으며, 특히 과학 지식 문항에 있어서 남학생이 여학생보다 유의미하게 높은 성취 결과를 보였다. 한편, 여학생들은 과학 탐구 문항에서 남학생들에 비해 상대적으로 높은 성취 결과를 보였다. 셋째, 상황별로 살펴보면, 역사적 상황에서 가장 높은 성취 결과를 보였고 개인적 상황에서 가장 낮은 성취수준을 보였다. 지역 공동체 및 지구적 상황의 문항에서 남학생들이 여학생들보다 유의미하게 높은 성취결과를 보인 반면, 개인적 상황의 문항에서는 여학생들이 남학생들보다 다소 높은 성취 결과가 나타났다. 넷째, 문항의 유형별로 살펴보면, 서술형보다는 선택형 문항에서 유의미하게 높은 성취 결과가 나타났고, 선다형과 진위형을 포함한 선택형 문항에서 남학생들이 여학생들보다 유의미하게 높은 성취 결과를 보였다. 한편, 우리 나라 학생들은 생명 공학과 환경에 관련된 문항에서 낮은 성취 결과가 나타났고, 특히 여학생의 경우 이러한 경향이 더욱 두드러졌다. 전반적으로 모든 측면에서 남학생의 성취도가 여학생보다 의미 있게 높았지만, 과학 탐구 문항에서는 여학생과 남학생 사이에 의미 있는 성취도 차이가 나타나지 않았고, 긴 문장의 서술이 필요한 문항에서는 여학생이 남학생보다 의미 있게 높은 성취도를 나타냈다.