• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.59-66
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• 2002

과학 교육에 있어서 실험의 역할은 자연 현상과 그와 관련된 원리를 이해하는데 필수적이다. 따라서, 인터넷을 통한 원격 제어 실험은 원격으로 과학 교육을 가르치기 위한 중요한 해법 중의 하나이다. 원격 실험은 오랜 시간이 걸리는 실험뿐만 아니라, 원격지 사람들끼리 협동을 통한 실험, 피교육자들이 접하기 힘든 고가의 장비가 필요한 실험, 절차가 위험한 실험 등에 적합하다. 본 연구에서는, 인터넷과 인터페이스 기술을 사용하여 원격으로 실험실 장비를 제적하는 일반적인 방법을 개발하였다. 인터넷을 통하여 사용자들은 원격으로 실제 장비를 제어하고 실험을 함으로써 핵물리를 배우게 된다. 본 연구에서는 원격실험의 응용 예로써 방사선 측정 시스템을 구성하였다. 본 연구의 결과를 원자력 발전소 주변 환경방사선 모니터링 시스템에 적용할 경우, 모니터링 값에 대한 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 과학교육연구지
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• 제47권3호
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• pp.238-250
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• 2023

본 연구는 물의 취득과 정수와 관련된 적정기술 프로그램이 초등학생의 과학적 태도와 창의적 문제 해결력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 8차시의 적정기술과 관련된 학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 물의 취득과 관련된 과학적 원리 및 와카타워 적정기술에 대한 탐구를 수행하는 차시와 물의 정수와 관련된 라이프 스트로우 및 드링커블북 탐구 실험이 포함된 차시, 창의적인 아이디어와 설계를 통한 실천적 과제를 제시한 차시, 캠페인 활동을 수행하는 차시로 구성하였다. 연구 대상은 초등학교 6학년 2개 학급 학생 51명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞도록 수정한 과학적 태도 검사지와 창의적 문제 해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하여 대응표본 t-검정을 수행하였다. 또한 사후 검사지를 대상으로 과학적 태도와 창의적 문제 해결력 사이의 상관관계를 알아보면서 프로그램 적용 후 학생들이 견지하게 된 하위영역 간의 관계를 알아보았다. 연구결과 과학적 태도 중 호기심, 개방성, 협동성, 창의성은 사전 검사 전체 평균과 사후 검사 전체 평균을 비교하여 보았을 때, 평균값의 상승과 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 경우에는 특정영역 숙달 여부 영역 및 확산적 사고의 영역은 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다. 아울러 상관관계 분석 결과, 과학적 태도의 협동성은 창의적 문제 해결력 모든 영역과 유의미한 상관관계를 가지고 있었으며 비판적 논리적 사고 하위영역과 가장 높은 상관계수를 나타내었다. 창의적 문제 해결력의 4개 영역은 과학적 태도의 하위영역과 다수의 유의미한 상관관계를 가지고 있었다. 본 연구를 통해 앞으로 적정기술과 관련된 주제의 적용과 방향 그리고 학생들의 다양한 반응에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.

• 인지과학
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• 제33권1호
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• pp.51-75
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• 2022

경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.198-221
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• 2021

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.442-458
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• 2004

여학생 친화적 과학 활동 프로그램의 활용 현황을 조사하고 시범운영 결과를 분석하여 이를 토대로 프로그램의 확대 보급 방안을 마련하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 1999년 여성부의 연구용역으로 개발된 여학생 친화적 과학활동 자료는 5개 주제의 특기적성 교육자료와 7학년부터 10학년 까지의 심화 보충 학습자료들인데, 이 자료는 서울 지역의 과학교사 모임인 '신나는 과학을 만드는 사람들'의 홈페이지에 체계적으로 정리되어 수록되었으며 한글 문서를 다운로드받아서 활용할 수도 있고 html 형식의 문서를 모니터 상에서 그대로 확인할 수도 있도록 하였다. 현재 여학생 친화적 과학활동 자료 홈페이지의 방문객이 꾸준히 이어지고 있다. 특기 적성 프로그램에 대한 시범 실시 결과, 개발된 자료는 개발 목적과의 일치도 및 내용 및 수준, 적용 효과에 대해서는 높은 점수를 얻었지만 교사 수행의 수월성, 조직과 운영 측면에서는 낮은 점수를 얻었다. 또한 학생들은 과학에 대한 인식이 변화되었고, 간학문적인 활동을 통해 다양한 과학 경험을 하였다는 점에 대해서 긍정적으로 생각하였다. 한편, 학생들의 활동 내용에 대한 평가는 성공의 경험에 크게 좌우되며, 주로 오리고 자르고 붙이는 일로 이루어진 활동에 대한 평가 점수는 낮게 나타났다. 학생들의 성취도 검사에 의하면, 정의적 영역은 향상되었지만(p<0.05), 탐구 능력의 향상은 통계적으로 의미가 없었다. 그러나 많은 시범 실시학교에서 협동 활동 및 토의 능력의 향상과 관찰, 추론 능력이 향상되었음을 관찰하였다고 보고하였다. 본 프로그램의 확대 보급을 위해서는 프로그램이 교사들의 지지를 얻고 이들의 교수 학습 전략을 변화될 수 있도록 유도하는 것이 가장 중요하며, 이에 따라 교사 커뮤니티를 형성하고 교사 연수를 실시하는 것이 필요하다는 결론을 얻었다. 또한 프로그램의 추가 개발 및 국내 여성 과학 기술인을 적극적으로 발굴하여 교육 자료화하는것 등이 추후 실천해야할 과제로 남아있다.

• 치위생과학회지
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• 제17권4호
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• pp.368-374
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• 2017

본 연구는 G대학교 지역사회치위생학 실습 수업을 수강한 치위생학과 4학년 학생 27명을 대상으로 구강건강증진사업을 학습 내용에 적용하기 위해 목표 집단에 대한 현황조사, 사업 기획, 수행, 평가, 중간 및 결과 발표로 구성된 프로젝트 기반의 수업을 진행하였다. 수업 전 후 문제해결능력에 대한 자신감, 프로젝트 가치, 팀워크 역량, 지역사회 치과위생사 역량에 대한 비교 결과, 문제해결능력에 대한 자신감은 수업 전 35.74점, 수업 후 39.59점(p=0.001), 프로젝트 가치는 수업 전 25.11점, 수업 후 26.41점(p=0.181), 팀워크 역량은 수업 전 79.63점, 수업 후 84.07점(p=0.070), 지역사회치과위생사 역량은 수업 전 38.26점에서 수업 후 46.26점(p=0.001)으로 향상되었다. 수업 후 프로젝트의 실제성, 학습성과, 만족도를 분석한 결과, 프로젝트 실제성은 19.30점, 학습성과는 45.19점, 만족도는 19.19점으로 보통 이상의 긍정적인 결과로 나타났다. 수업 효과성의 질적 평가를 위해 각 팀별 동료평가에서 최저점과 최고점을 받은 학생 2명씩 총 8명을 대상으로 1:1 면담조사를 실시하였으며, 피면접자 모두 학습자가 자율성을 갖고 주도적으로 프로젝트를 수행함으로써 지역사회 치과위생사의 역할에 대한 이해도와 추후 배운 기술의 적용가능성이 높은 것으로 나타났다. 또한 현 사회에서 요구하고 있는 문제에 대한 해결력 및 자신감, 협동심과 같은 팀 워크 역량, 역할에 대한 책임감, 창의적인 사고력, 의사사통 등의 사회적 기술을 배울 수 있는 것으로 나타났다. 프로젝트 기반의 지역사회치위생학 실습 교과목은 학습자들이 지역사회에서 적용할 수 있는 주제를 선정하여 프로젝트를 주도적으로 수행함으로써 현장과 밀접한 경험을 할 수 있기 때문에 실무적인 역량을 증진시키기 위해서는 프로젝트 학습법이 적합한 것으로 생각된다. 타 치위생(학)과에서도 지역사회치위생학 실습이 현장과 밀접한 교과목으로 운영될 수 있도록 프로젝트 기반의 체계적인 학습모듈이 개발될 필요가 있다고 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.610-619
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• 2016

제품 및 설비의 3차원 디지털 모델을 기반으로 제품 생산 시 이루어지는 모든 공정 및 제품을 구성하는 재료의 기계적 거동 등을 초기 설계 과정에서 미리 시뮬레이션 해봄으로써 저비용으로 보다 신속하고 신뢰성 있는 설계를 할 수 있도록 돕는 일련의 기술들을 디지털매뉴팩처링 기술이라 부른다. 그러나 이 기술들을 수행할 수 있는 전산적 인프라스트럭처의 가격이 매우 높을 뿐만 아니라, 특히 중소 제조 기업규모에서는 그러한 시뮬레이션 결과를 정확하고도 효율적으로 설계에 적용할 수 있는 전문 인력이 절대적으로 부족한 실정이다. 이러한 점을 고려하여 한국과학기술정보연구원(KISTI), H대학교 그리고 지역 중소기업체 등이 협력하여 고성능 컴퓨팅 기반 디지털 제조 전문 인력 양성을 위한 산학연 협동 디지털매뉴팩처링(DM) 트랙을 H대학교에 설치하여 운영 중이다. 본 논문에서는 이 과정을 이수하는 학생들이 졸업 후에 산업체에서 디지털매뉴팩처링 실무에 바로 투입되어 일할 수 있는 일련의 교육 과정 사례를 보여준다. 2013년부터 2년간 진행했던 디지털매뉴팩처링 트랙 강의의 운영 사례를 수록하되, 설립 과정, 강의 내용, 실습 내용, 학생들의 평가 및 개선 방향 등을 정리하였다. 전반적으로 트랙 운영, 교과목 운영, 학생들의 학습 성취도 면에서는 성공적이었으며, 향후 보다 많은 학생들의 활발한 참여와 더불어 취업이나 인턴십 제공, 캡스톤디자인프로젝트의 협동 운영 등을 포함한 참여 기업의 보다 적극적인 관심을 촉진하여, 전국적인 디지털매뉴팩처링 인력 양성 네트워크로 확대해 나갈 수 있을 것으로 보인다.

• 대한화학회지
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• 제58권4호
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• pp.393-405
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• 2014

이 연구는 연소의 과학적 모형형성 수업에서 나타난 중학생들의 사회적 상호작용의 특징을 문화적, 언어적 상호작용, 토론유형도(map)를 통해 분석한 것이다. 중학생의 연소에 대한 모형형성 과정을 사회적 상호작용 측면에서 CLEQ (Cultural Learning Environment Questionnaire)를 살펴보고 모형형성 측면에서 언어적 상호작용, 토론유형도를 통해 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학생들의 문화적 특징은 경쟁보다는 협동 측면에서의 집단주의를 선호하지만 과학학습 태도는 타인의존적인 경향이 높고, 모형형성 과정에서 스스로의 의견을 소극적으로 제시하는 것으로 조사되었다. 둘째, 언어적 상호작용의 특징은 모형형성에 관련된 지식을 단순하게 제시한 형태가 많았고, 상대방의 의견에 대한 반응과 피드백을 하는 메타인지 영역이 상대적으로 낮게 나타난 것으로 조사되었다. 셋째, 토론유형도는 특정한 학생에 의존하여 의견제시만 하는 개념제시 상호작용과 응답진술을 반복하며 이루어지는 반응 상호작용이 많은 것으로 나타났고, 의견교환 할 때 새로운 의견제시, 수정, 근거를 들어 설명하는 등의 정교화 상호작용은 적은 것으로 조사되었다. 이 연구는 모형형성에 영향을 주는 상호작용 유형에 대한 이해와 우리나라 학생들의 상황을 고려한 사회적 상호작용을 위한 교수 설계의 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.610-616
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• 2018

세계적으로 다양한 창의융합교육 연구가 이루어지고 있으나, 문제중심학습 바탕으로 한 창의융합교육의 연구는 미미한 실정이다. 공학적 인재양성을 위한 STEAM 교육 개발연구에서도 윤리의식 및 배려심, 협동심, 리더십, 소통 능력 등 인성적 요소를 중요하게 인식하고 있다. 본 연구는 현대 사회에서 요구하는 창의 융합형 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 마케팅과 상업영어 교과간 융합 수업 모형을 개발하였다. 융합 수업의 과정에 대한 모형을 개발하여 수업과정 관련 교과 선정, 주제 선정, 수업설계, 수업 지도안 작성 및 문제 개발, 융합 수업 전 과정에 대한 논의, 수업 실행, 수업 평가의 단계를 설계하여 수업이 진행된 후 평가를 하였다. 마케팅과 상업영어 교과간 융합 수업을 위한 문제를 개발하여 몽골 대학에서 적합한 교육 환경을 도입하고자 한다. 빠르게 변화하고 있는 지식기방 사회에 요구하는 인재를 양성시키길 필요성에 따라 과학 기술의 융합을 통해 창의적 융합인재를 양성한다는 전략이 몽골대학에서도 계속 이루어져야 한다. 현재 상황에서 무엇보다 "창의력"이 강조되고 있기 때문이다.

• 디자인융복합연구
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• 제15권6호
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• pp.195-214
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• 2016

예측 분석은 패턴인식(Pattern recognition) 혹은 기계학습(Machine learning)으로 불리는 확률적 학습 알고리즘을 기반으로 하기 때문에 사용자가 분석 과정에 개입하여 더 많은 정보를 얻어내기 위해서는 높은 통계적 지식수준이 요구된다. 또한 사용자는 분석 결과외의 다른 정보를 확인 할 수 없고 데이터의 특성 변화와 데이터 하나하나의 특징을 파악하기 힘들다는 단점이 있다. 본 연구는 이러한 예측분석의 단점을 보완하고자 통계적인 데이터 분석 방법과 시각화 분석 방법을 결합하여 데이터 분석을 진행하였으며 통계적인 분석 방법만을 진행 할 경우 발생하는 단점을 보완하고 데이터에서 더 많은 정보를 도출해 내기 위한 방법론을 제시 하고자하였다. 이를 위해 본 연구는 영화 리뷰에서 추출한 감정 어휘가 독립변인이고 영화의 흥행 값이 종속변인인 데이터를 예제 데이터로 활용하여 진행하였다. 본 연구의 연구 방법론을 적용하였을 때의 이점은 다음과 같다. 첫째, 의사결정나무 분석에서 제시된 분할 기준이 적용될 때 마다 변하는 데이터의 패턴을 파악할 수 있다. 둘째, 제시된 최종 예측모형에 포함된 데이터들의 특성을 확인 할 수 있다. 본 연구의 시사점은 예측모형의 단점을 보완하고 데이터로부터 더 많은 정보를 추출하기 위해 통계적인 데이터 분석과 시각적인 데이터 분석을 결합하여 시행하였다는 것이다. 통계적인 분석 방법을 통해 각 변수의 관계를 파악하고 높은 예측 값을 가지는 모형을 도출하였으며, 시각화 분석에서는 인터랙션 기능을 제공함으로서 통계적으로 제시된 예측모형을 검증하고 더 다양한 정보를 도출 할 수 있게 하였다.