• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권3호
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• pp.336-347
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• 2016

The purpose of this study is to analyze the effects of elementary science instruction applying a Brain-Based Evolutionary (ABC-DEF) approach using Rapid-cycling Brassica rapa (RcBr) on the interests of elementary school students. For this study, two elementary school classes in Seoul and one elementary school class in Gyeonggi-do were selected. Comparison group received instruction using textbook and teacher's guidebook. A class taught using only brain-based evolutionary approach is experimental group A, and a class taught through brain-based evolutionary approach using RcBr is experimental group B. In order to analyze the quantitative differences about the interests of students, three kinds of test were administered to the students: 'Applied Unit-Related Interests', 'Follow-up Interests' and 'Interests in the observation material'. To get more information, qualitative data such as portfolios and interviews were analyzed. The major findings are as follows. First, for the test of applied unit-related interests, a statistically significant difference was found between comparison group and experimental group A, and between comparison group and experimental group B. As the results of interviews, the students have shown that the intensified exploration activities on plant in Brain-Based Evolutionary approach applied to experimental groups A and B had a positive effect. Second, for test of follow-up interests, we classified the students' follow-up interests into three types: extended-developed-deepened (EDD) type, simply expanded-maintained (SEM) type, and stopped or decreased (SD) type. Both experimental group A and experimental group B showed the highest percentage of EDD. Also, observation journal applying the evolutionary process (DEF) showed a positive effect on the students' interest. Comparison group showed the highest percentage of SEM. Third, for test of applied interests in the observation material, a statistically significant difference was found between comparison group and experimental group A, and comparison group and experimental group B. Experimental group B using RcBr showed the highest average score, while experimental group A showed a higher score than comparison group. Based on these findings, educational implications of Brain-Based Evolutionary approach and using RcBr are discussed.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권4호
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• pp.469-478
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• 2016

A brain-based evolutionary approach developed by reflecting the brain functions and authentic science is consisted of Affective, Behavioral, and Cognitive domains, and within each domain the processes of Diversifying, Evaluating, and Furthering are proceeded (ABC-DEF). Two core components of creativity of originality and usefulness are inherent in each step. So, this study analyzed scientific creativity with the originality and usefulness components in cognitive domain, which is composed of diversifying the meanings inherent in the results of observations or experiments (C-D), evaluating the meanings (C-E), and furthering (C-F) in learning of 'World of Plants' unit which includes two topics of 'Plants on Land' and 'Plants in Water and Special Environment'. A total of 20 fourth grade students at Y elementary school in Gyeonggi province participated in the study. The main results of this study are as follows. First, the scientific creativity in step C-D (Diversifying stage) was assessed according to the scientific creativity assessment formula. The scores of scientific creativity were quite different with topics and showed different pattern in the originality and usefulness components. Second, when the students compare and evaluate the values of each meaning (C-E stage), they weighed more on usefulness than originality, such as "because it is useful" or "because it solve many everyday problems". Third, the overall scores of scientific creativity in step C-F (Furthering stage), as compared with those of step C-D, were low and showed decrease in the average scores of originality from 9.8 to 7.5 points, whereas increase in the average scores of usefulness from 5.4 to 6.1 points. In conclusion, these results showed that, even though the levels were not so high, the students, as scientists, can exhibit the scientific creativity in the processes of diversifying, comparing and evaluating, and applying the meanings about the results obtained by observations or experiments. The specific and various strategies to help students express their potential scientific creativity more effectively need to be developed.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.359-373
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• 2015

인지 보존능력(CR)이란 보완적 뇌 연결망을 통해 인지적 수행력을 최적화 또는 극대화시키는 능력이다. CR은 노화에 따른 인지-언어 능력의 저하를 완화 또는 지연시키는 데 기여한다. CR 및 정상 노년층의 인지-언어 능력 간 상관성을 체계적으로 살펴본 국내 메타분석 연구는 거의 드문 편이다. 본 연구에서는 2000년 이후 게재된 국내외 문헌 중 총 32개 논문을 대상으로 메타분석을 실시하여 상관성을 체계적으로 검증하고자 하였다. 그 결과, CR의 유형은 교육수준과 인지자극 활동, 다중언어 사용, 직업 순으로 많았고, 인지-언어의 하위 영역 중에는 기억력, 전반적 인지능력, 언어능력이 대다수를 차지하였다. 또한, CR과 인지-언어 능력 간 상관성은 '중간' 정도였으며, 기억력, 언어능력 등이 여러 CR 유형과 유의한 상관성을 보였다. 본 연구는 CR이 정상 노년층의 인지-언어 능력에 미치는 효과성을 체계적으로 분석함으로써 증거 기반적 자료를 제공할 수 있다는 점에서 의의가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.336-345
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• 2009

이 연구의 목적은 생명현상 관찰에서 나타나는 인과적 의문 생성 ERF components를 개발하는 것이다. 이를 위해 우선 인지심리적 방법으로 생명현상 기반의 인과적 의문생성 유발 사진 과제를 개발하였다. 이를 활용해 전기생리적 방법인 MEG(Magnetoencephalography) 두뇌 영상 기기를 이용하여 시계열적 두뇌 처리과정에 기초한 인과적 의문의 ERF(Event Related Fields) 패턴을 확인할 수 있었다. 생명현상 기반의 인과적 의문생성 유발 사진은 과학교육 전문가와 과학교육연구진으로 구성된 인원의 R&D 방식으로 개발되었다. 과제는 생물군 유형에 따라 동물(A, animal), 미생물(M, microbe), 식물(P, plant)과제로 분류 형태를 나누고, 생물 개체 수준의 유형에 따라 개체간 상호작용(i, interaction), 단일 개체(a, all), 개체 일부(p, part)로 구분하여 총 100장에 대한 인과적 의문 유발 사진을 완성하였다. 이후 서울대학병원 MEG 센터팀과의 세미나 과정을 통해 MEG 과제용 패러다임을 개발하고, 과학교육 전공 여자 대학원생 5명(M=26.4, SD=2.30)을 대상으로 인과적 의문생성간 MEG data를 수집하였다. 이를 통해 인과적 의문 유형별 고유 특성을 확인하기 위해 MEG ERF components 분석을 실시하였다. 인과적 의문 생성시 나타나는 ERF components 분석 결과 M1(100~130ms), M2(220~280ms), M3(320~390ms), M4(460~520ms) 총 4개 components 패턴이 발견되었다. M1과 M2의 경우 인과적 의문 사진 과제 제시에 따라 피험자가 관찰하는 동안 보고 되는 것으로 dipole fitting 과정을 통해 두뇌 활성 영역을 확인해 본 것처럼 시각령이 위치하는 후두엽에 걸쳐 확인되었다. M3 components의 경우 인과적 의문에 대한 불확실감을 해소하기 위해 장기기억 저장소로부터 경험 상황을 가지고 오는 귀추의 과정을 반영한다고 볼 수 있다. 이는 이전 경험상황을 분석하는 단계에 해당하며 학생들이 가설을 생성할 때 가장 큰 어려움을 경험하여 교사의 적절한 도움이 요구되는 부분이다. M4 components는 장기 기억 속의 경험 상황에서 인과적 의문에 대한 설명자를 표상하는 단계에 해당하는 것으로 인과적 의문 생성 후 가설을 만드는 전 단계에 해당 한다고 할 수 있다. 본 연구는 확인된 인과적 의문 생성시 나타나는 MEG ERF components와 latency 시간을 통해 인과적 의문 생성에 어려움을 호소하는 학생들에 대한 개별적 교수 처치와 더불어 고등인지 영역의 ERF 연구의 기초를 마련하였다는데 의의가 있다고 하겠다.

• 영재교육연구
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• 제15권2호
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• pp.101-125
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• 2005

본 연구에서는 뇌영상기술(fMRI)을 이용하여 뇌신경활동성에 기반한 영재성 평가의 가능성을 타진하였다. 이를 위해 현행 영재교육 수혜자 및 일반 고교생 50명을 대상으로 국제적으로 공인된 다양한 지능검사(RAPM, WAIS)와 창의력 검사(TTCT-도형, TTCT-언어)를 실시하였으며 이들 중 40명의 학생을 대상으로 추론적 사고능력을 요구하는 지능과제 수행 시 두뇌활동성을 측정하였다. 일반지능(g) 수준에 따라 영재군과 일반군으로 구분하여 두뇌활동성을 비교 분석한 결과 두 그룹 모두 좌.우반구의 외측전전두엽피질(lateral PFC), 전대상피질(ACC), 후두정엽피질(PPC)에서 높은 활동성을 보였으며, 영재군이 일반군에 비해 높게 나타났다. 개인별 일반지능(g) 수준과 두뇌활동성 사이의 상관도를 분석한 결과 후두정엽피질에서 가장 높은 상관도$(r=0.73{\sim}0.74)$를 보였으며 다른 영역들 역시 비교적 높은 상관도$(r=0.53{\sim}0.66)$를 보였다. 한편 영재군은 일반군에 비해 지능지수에서는 월등히 높은 수치를 보였으나 창의력지수에서는 크게 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 뇌기능영상기술이 영재성 평가에 적용될 수 있을 것이라는 가능성을 보여주며 영재선발 시 창의력에 대한 평가 비중을 강화시킬 필요성이 있음을 시사한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.16-23
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• 2010

최근 뇌 과학 연구에 관심이 높아지면서 두뇌 훈련게임, 교육응용분야 및 BCI(brain Computer Interface)등 여러 분야에서 뇌파를 이용한 장치들이 개발 되고 있다. 본 논문에서는 전두엽 뇌파를 이용해서 간편하고 손쉽게 사용할 수 있는 블루투스 기반 무선 포터블형 뇌파 측정장치를 설계 제작하였다. 10~100 ${\mu}V$의 낮은 진폭을 가진 뇌파를 증폭하여 수V까지 증폭하였고 불필요한 잡음신호와 60 Hz의 전원 노이즈를 제거 하기위하여 저역필터, 고역필터 및 노치 필터를 설계하였다. 또한, 아날로그 뇌파신호를 디지털신호로의 변환과 PC로의 무선 전송을 위해 PIC24F192 마이크로컨트롤러를 사용하였다. AD변환 샘플링율은 1kHz로 하였고, 블루투스방식의 무선전송방식을 이용하여 38,400bps로 PC로 전송하였다. PC로 입력할 때 LabVIEW 프로그램를 이용하여 뇌파신호를 수신하여 모니터링 하였다. 상용 뇌파측정 장치인 Biopac MP100과 개발된 장치에 각각 $1{\mu}V$, 0~200Hz의 동일한 사인파 시뮬레이션 신호를 입력한 후 FFT 변환 후 각각 파워스펙트럼을 분석하여 성능 검증을 비교했다. 상용 Biopac 시스템 MP100과 비교해 본 결과 특히, 30Hz이하의 주파수영역에서 유사한 주파수 응답 특성결과를 얻어 제작된 시스템의 정확도가 우수함을 알 수 있었다.

• 대한물리치료과학회지
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• 제30권1호
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• pp.10-22
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• 2023

Background: The purpose of this study was to investigate the effect of brain education-based exercise and KPEM manual therapy integrated program on the sleep and quality of life of cancer patients. Design: Seventy subjects who were diagnosed with cancer and were undergoing treatment volunteered to participate in this study. All subjects used a nonequivalent control group pretest-posttest design for either the experimental group or the control group. In the final analysis, there were 25 subjects in the experimental group and 18 subjects in the control group. Methods: For 12 weeks, the experimental group performed brain education-based exercise (20 minutes) and KPEM manual therapy (50 minutes), and the control group performed basic physical therapy and autonomous exercise. For evaluation, the Korean version of the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI-K) and the quality of life index were measured after intervention using the European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC-3.0Ver). Effect between groups, time effect over time, and group^*time interaction were analyzed through a pre-test before and after the 12-week intervention period, and repeated measure ANOVA after 12 weeks of the integrated program intervention. All statistical significance levels were set at α=.05. Results: The PSQI in the time effect (p=.001) and the group^*time interaction (p<.001) were statistically significant. In terms of EORTC, QL2 and PF2 were significant in time effect (p=.024; p=.021) and group^*time interaction (p=.007; p=.021), whereas in RF2, significance was only found in group^*time interaction (p=.028). In symptom indicators, time effect was the only significant factor in FA, SL, AP, and CO, respectively (p=.002; p=.028; p=.041; p =.005) and in DY, there were significant differences in the time effect (p=.016) and group^*time interaction (p=.002). Conclusion: The brain education-based exercise and KPEM manual therapy integrated program effectively improves the sleep and quality of life of cancer patients. It is considered that this exercise and therapy can be actively used as a psychological, emotional, and physically complementary physical therapy intervention to improve the quality of life of cancer patients.

• 한국철학논집
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• 제32호
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• pp.395-432
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• 2011

본 연구는 탈 콜버그주의 논쟁이 도덕적 정체성 이론에 미친 영향을 분석하여 도덕적 추론을 통합한 도덕적 정체성 이론의 의의와 한계를 밝히고, 간 학문적 연구들에 기반 한 도덕 심리학적 연구 수행과 이에 근거한 도덕교육의 필요성을 규명하고자 하였다. 2008년 Journal of moral education 특집호에 실린 탈 콜버그주의 논문에 대해 튜리엘과 깁스는 문화상대주의를 극복하고 도덕 판단의 규범성을 확립하기 위해서 도덕의 작용에서 도덕적 추론은 반드시 요청된다고 주장하였다. 이러한 비판은 도덕적 정체성 이론의 전개에 상당한 영향을 주었다. 도덕적 정체성이론은 인지발달이론의 도덕적 동기화 문제를 해결하는 대안 패러다임으로 탈 콜버그주의 특징을 보였다. 하지만 특집호 이후에 블라시는 관습이후 수준의 도덕추론 능력을, 탈 콜버그주의를 주도하던 나바에즈는 직관과 추론의 동등모델에 근거한 도덕 전문가를 성숙한 도덕인의 특징으로서 설명하였다. 본 연구는 도덕적 추론을 통합한 도덕적 정체성 모델의 의의와 한계를 분석하여 도덕철학과 도덕 심리학의 관계에 대해 후행적으로 상보적일 수 있음을 인정하였다. 이는 도덕의 작용에 대한 뇌 과학, 생물학, 문화 인류학 등 간 학문적 연구의 가능성을 인정하지만 도덕 심리학의 규범성을 확보하기 위해서는 도덕철학적 분석과 이론화가 필요하다는 입장이다. 도덕의 작용은 합리적 의식적 추론과정은 물론 자동적 무의식적 암묵적 과정에 근거한다. 도덕적 추론만큼이나 직관도 도덕의 작용에서 중요하기 때문에 간 학문적 연구가 필요하며 도덕교육의 연구에 학제적 연구결과를 적극적으로 활용해야 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.34-42
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• 2003

World Wide Web (WWW)에서 Virtual Reality Modeling Language (VRML)를 이용하는 3차원 (3D) 디스플레이는 사용자에게 직관적인 정보를 더 효과적으로 제공해 준다. 웹을 기반으로 하는 해부학적 영상과 융합되는 기능적 영상의 3D 가시화는 아직까지 체계적인 방식으로 연구가 활발히 진행되지 않았다. 이 연구의 목적은 2D 영상들과 함께 웹에서 VRML을 이용하여 구현되는 3D 해부학적 표면 영상들과 기능적 표면 영상들을 동시적으로 관찰할 수 있게 하고 VRML을 통해 만들어진 거리 측정 도구를 가지고 관심영역의 공간적인 위치 정보를 제공하는 것이다. 본 연구에서는 한 명의 간질 환자로부터 Magnetic Resonance (MR) 축면 영상과 발작기 및 발작간기 Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) 축면 영상들을 각각 획득하였다. 발작 진원지의 확인을 향상시키기 위해서 subtractionictal SPECT coregistered to MRI (SISCOM)을 수행하였다 SISCOM 결과로 나타난 각 2D 영상들은 모든 voxel들의 평균값 위로 1-표준편차와 2-표준편차에 해당하는 문턱 이상의 영상 값을 갖도록 하였다. SISCOM으로 나타나는 간질 발작 진원지들과 MRI 영상에서 회색질, 백색질 및 뇌척수액의 경계들을 각각 분할하고 marching cube 알고리즘에 의해 VRML 표면 영상들로 나타내었다. 축면 영상에서 실제 거리를 나타내는 x, y축의 길이를 획득하고 z축선의 길이를 계산하였다. VRML을 이용한 거리 측정도구를 만들어 이전의 VRML 표면 영상들과 융합하였다. MRI 영상을 이용하여 3D 표면 영상들의 단면을 나타내고 3D 표면 영상들의 투명도를 설정하기 위해 Java Script 루틴을 사용자 인터페이스 도구로서 삽입하였다 웹 페이지에서 구현되는 3D 표면 영상들의 투명도와 관찰 위치를 조절함에 따라 모델들 사이의 공간적인 정보를 직관적으로 알 수 있었다. 간질 발작 진원지에 대응하는 해부학적 구조를 3D 표면 영상들을 가로지르는 MRI 평면 영상들을 통해서 확인하였다 간질 발작 진원지는 뇌의 오른쪽 측두엽에서 나타났고 공간적으로 발작 진원지의 실제 위치를 VRML 거리 측정 도구에 의해 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 제시하는 웹에 근거한 3D 융합 영상의 가시화와 위치 측정은 진단 및 치료 방사선학과 외과학 등의 분야에서 온라인 방식의 연구와 교육에 있어 많은 도움을 줄 것이다.