• 대한화학회지
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• 제47권2호
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• pp.155-164
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• 2003

이 연구에서는 물리변화와 화학변화에 대한 중${\cdot}$고등학교 과학교사들의 인식을 조사한 선행연구 결과를 바탕으로 과학교과서에서는 두 변화에 대해 어떻게 정의하고 있는지 살펴보았다. 이 연구를 위해 중학교 2학년 과학교과서부터 고등학교 화학교과서에 이르기까지 총 44종의 교과서를 분석하였다. 과학교과서 분석 결과, 물리변화와 화학변화에 대한 개념이 제시되어 있지 않거나, 제시되어 있다 할지라도 성질유형의 설명에 치우쳐 있었다. 또한 물리변화와 화학변화가 관련되어 설명이 이루어지지 않았고, 제시된 물리변화의 예들이 화학변화의 예들과 혼동되었다. 이러한 서술내용은 물리변화와 화학변화를 배우는 학생들과 가르치는 과학교사들에게 혼란을 유발시킬 가능성이 있다. 따라서 물리변화와 화학변화에 대한 과학교과서의 진술방식을 정확하고 일관성 있는 설명체계로 재구성할 필요가 있다.

• 대한화학회지
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• 제48권1호
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• pp.53-65
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• 2004

이 연구에서는 물질의 성질을 나타내는 기본 단위 중 분자에 대한 개념과 물리변화와 화학변화로 대변되는 물질변화 개념의 변천을 과학사적으로 고찰하여 특징적인 관점의 변화에 따라 구분하였다. 이 연구에서는 물질의 성질을 나타내는 기본 단위를 과학사적 변천에 따라 5가지 관점으로 유목화하였다. 그리고 물리변화와 화학변화의 정의는 물질의 성질을 나타내는 기본 단위의 개념과 밀접한 관련성을 가지는 3가지 관점으로 유목화하였다. 중학교 과학 교과서와 고등학교 화학 교과서, 그리고 대학교 일반화학 교과서에 제시된 개념을 분석한 결과, 분자의 정의와 물질 변화의 정의 안에는 이러한 여러 시대의 정의들이 혼재된 상태로 제시되어 있음을 확인할 수 있었다. 경우에 따라서는 진술 자체에 논리적 모순점이 있는 경우도 있었다. 이러한 경향은 제 4차 과학 교육과정에서부터 제 7차 과학 교육과정까지의 과학 교과서에서 지속되었다.

• 원자력산업
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• 제19권11호통권201호
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• pp.39-46
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• 1999

국내 가동 원전의 운전 연수가 증가함에 따라 장기 사용 원전의 안전성 향상과 수명 관리 연구가 진행되고 있다. 원전 수명 관리는 발전소 운전 안전성과 성능을 유지하면서 최적 경제 시점인 최적 수명까지 발전소를 운전하기 위한 제반 기술 활동이다. 적절한 수명 관리로 원전을 최적 수명까지 운전하더라도 발전소는 노화에 의해 운전 안전성이 영향을 받거나 저하되지 않아야 한다. 발전 설비의 노화에는 실제의 기기나 구조물이 경년 열화에 의해 노화되는 물리적 노화와 설계 기술의 발달과 새로운 안전 개념의 적용으로 기존 기술이 낙후하는 비물리적 노화로 구분할 수 있다. 물리적 노화는 기기$\cdot$구조물$\cdot$계통의 물리적 상태 변화로 성능을 저하시키고, 비물리적 노화는 발전소 계통의 안전 개념$\cdot$기준$\cdot$기술이 새롭게 변화되지 않은 것이다. 본 논문에서는 물리적 노화는 수명 관리 연구, 비물리적 노화는 안전성 관리의 측면에서 검토하였고, 두 분야의 국내외 연구 현황$\cdot$개념$\cdot$추진 방법$\cdot$상호 관계 등을 살펴보고, 상호 유기적인 관계를 보완 할 수 있는 제도적 장치 도입 및 적용 방안에 대해 논하였다.

• 과학교육연구지
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• 제39권3호
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• pp.333-342
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• 2015

이 연구는 단계적 상황 교수자료를 개발하고 대학 물리학 수업에 적용하여 물리 학습에 대한 효과를 조사하는 데 있다. 연구대상은 지방 소재 대학의 사범대학 자연계열 1학년 대학생 총 35명으로 했다. 단계적 상황 교수자료는 상황 이상화하기, 상황 확장하기, 상황 비교하기 단계로 개발하고, 일차원 운동, 이차원 운동, 뉴턴의 운동 법칙 등 6차시 물리 수업에 적용했다. 물리 학습에 대한 효과는 힘 개념 검사지(FCI)와 물리 학습에 대한 신념(MPEX) 설문지를 사용하여 조사했다. 연구결과 단계적 상황 교수자료는 대학생의 힘 개념 변화에는 효과가 있었지만, 물리 학습에 대한 신념에는 유의미한 변화가 없었다. 결론적으로 단계적 상황 교수 학습 전략으로 개발된 교수자료는 학생에게 과학개념을 다양한 상황에 적용하는 기회를 주어 물리 개념 변화를 돕는 데 효과가 있다. 끝으로 연구 결과들을 통해 단계적 상황 물리 수업에 대한 교육적 시사점을 논의했다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.77-87
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• 2000

본 연구의 목적은 갈등상황을 제시하였을 때, 중학교 학생들의 물리 개념 변화의 경로를 알아보는 것이다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 중학교 1학년 274명을 선정하였는데, 사후검사까지 모두 참여한 학생은 257명이다. 검사문항은 논리제시와 현상제시가 용이한 전기와 역학 문항을 각각 5문항씩 선정하였다. 학생들의 물리 개념을 과학적개념과 오개념으로 분류하고 나서, 세가지 유형의 갈등상황을 제시했다. 본 연구에서 사용한 갈등상황으로는 시범기구로 현상을 직접 보여주거나, 논리적인 논증을 제시하거나, 현상을 보여준 뒤 논증을 제시하는 세 가지 갈등 상황을 사용하였다. 갈등상황을 현상, 논리, 현상-논리로 제시한 다음 사후 검사를 실시하였다. 갈등상황을 제시한 다음날 전기와 역학에 대한 수업을 하였다. 개념 변화의 지속성을 보기 위해서 1주일 후와 2개월 후에 같은 문항으로 검사를 실시하였다. 그 검사결과를 토대로, 학생들의 선개념이 과학적개념으로 변하는지 오개념으로 변화하는지를 알아보았다. 본 연구에서는 먼저, 갈등상황을 제시한 직후, 1주일 후, 2개월 후까지 학생들의 물리 개념이 어떤 경로로 바뀌는 지 알아보았다. 두 번째, 오개념을 가진 학생이 갈등상황 제시 2개월 후 과학적개념을 가지게 되는 정적효과와 과학적개념을 가진 학생이 갈등상황 제시 2개월 후 오개념을 가지게 되는 부적효과를 비교해 보았다. 마지막으로, 갈등상황 제시의 특성에 따른 개념변화의 특성을 알아보았다. 역학 문항에서는 현상-논리제시 집단과 현상제시 집단이 긍정적인 효과를 보였으며, 전기 문항에서는 현상-논리제시 집단과 논리제시 집단이 현상제시 집단에 비해 긍정적인 결과를 나타내었다. 이것은 역학 문항은 물리적 현상에 좀더 관련이 있는 반면, 전기 문항은 좀 더 추상적이기 때문으로 본다.

• 대한화학회지
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• 제43권2호
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• pp.213-224
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• 1999

본 연구에서는 중학교 2학년 학생들의 선개념을 조사하고, 개념변화 학습이론을 적용한 과학 수업을 제공함으로써 학습자의 학습 동기가 잘못된 선개념을 올바른 과학 개념으로 바꾸는데 어떠한 역할을 하는지 알아보았다. 이를 위하여 개념변화 학습이론에 근거한 수업을 받은 학습자의 선개념의 변화를 전통적인 수업을 받은 학습자의 선개념 변화와 비교하여 보았다. 연구 결과, 학생들은 중학교 1학년때 배운 물리 변화를 화학 변화의 개념과 혼동하여 화학 변화를 단순히 물리적 변화인 상태 변화로 인식하거나, 이와 관련된 잘못된 선개념들을 많이 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 화학 변화의 한 예인 연소 현상에 대해서는 초등학교 6학년부터 학습한 내용임에도 불구하고 눈에 보이지 않는 산소의 결합을 인식하지 못하였으며, 많은 문제의 상황에서 질량 보존의 법칙을 기계적으로 적용하는 특징도 보였다. 수업의 효과로는 개념변화 수업을 받은 학생들이 과학적 개념을 부분적으로 또는 완벽하게 이해를 한 비율은 50%를 넘지 못하였다. 그러나 이 비율은 교과서에 의존한 전통적인 수업을 받은 학생들의 과학적 개념 이해 비율인 39% 보다는 높은 비율이라고 할수 있다. 개념변화 수업을 받은 학생들의 올바른 과학 개념 습득 비율이 전통적 수업을 받은 학생들의 비율보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발하여 실시한 개념변화 수업은 학습자의 올바른 과학 개념 습득에 효과적이라고 할 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제25권3호
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• pp.382-389
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• 2005

이 연구는 학생들이 제시된 상황에 대해 자신의 예상이 옳은지 또는 틀린지를 확인하였을 때, 예상의 확인 결과가 인지갈등과 개념변화에 영향을 미치는지, 그리고 물리 학업 성취도에 따라 예상의 확인 결과가 인지갈등과 개념변화에 미치는 영향에는 차이가 있는지를 알아보는 것이다. 고등학교 2학년 186명을 대상으로, 학생들이 무중력 상태에 관한 두 문항의 사전개념 검사문항에 대해 답하도록 하였다. 그 중 한 문항에 대해서만 시범실험을 실시하여 학생들이 자신이 예상한 답이 옳았는지 틀렸는지를 확인하게 하고, 인지갈등 정도를 측정하였다. 간단한 수업 처치 후, 사후개념을 검사하여 개념변화 정도를 확인하였다. 연구 결과, 자신의 예상이 틀렸다는 것을 확인한 학생들이 자신의 예상이 옳았다는 것을 확인한 학생들에 비해 인지갈등과 개념변화가 유의미하게 더 많이 일어났다. 그리고 학업 성취도가 높은 경우에는 예상의 확인 결과에 따라 인지갈등과 개념변화에 유의미한 차이를 보이지 않았으나 학업 성취도가 낮은 경우에는 예상의 확인 결과가 틀렸을 때가 예상의 확인 결과가 옳았을 때보다 인지갈등 점수와 사후개념 점수가 높게 나타나는 경향을 볼 수 있었다. 즉, 예상의 확인 결과는 학업 성취도가 높은 경우보다 학업 성취도가 낮은 경우 인지갈등과 개념변화에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.499-518
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• 2004

본 연구에서는 학술자들이 역학적 에너지에 대하여 배우는 동안 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계를 새롭게 규명하고 역학적 에너지와 위치에너지의 기초개념에 대한 변화과정을 정성적인 방법으로 살펴보았다. 연구를 진행하면서 6명의 대학생을 참여자로 선정하였으며, 과학지식 교과서 내 물리지식에 대한 인식론적 신념과 앎에 대한 인식론적 신념사이의 관계는 다음과 같이 세 개의 범주로 분류하였다: 권위에 의해 물리지식을 받아들이기, 교사에 대한 인식에 의해 물리지식을 받아들이기, 과학지식은 인간의 다양한 사고의 산물이라는 인식에 의한 이해. 과학지식이 다양한 인간사고의 산물임을 인식하는 참여자가 초인지활동을 활발하게 하였으며 역학적 에너지의 값에 대하여 과학적 개념을 갖고 있었다. 그러나 그 외 범주에 속하는 참여자들은 수업시간에 초인지 활동을 활발하게 하지 않아 수동적이었으며 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 갖고 있었다. 위치에너지를 포함하여 역학적 에너지의 값에 대하여 비과학적 개념을 가진 참여자들의 개념변화과정을 살펴보면, 과학 지식에 대한 인식론적 신념과 에너지의 정의가 대안적 개념을 유지하게함을 볼 수 있었다. 참여자가 위치 에너지의 옴의 값에 대한 대안적 개념을 극복하는데 과학 지식의 도구적 성질을 이해하고 공식을 물리적 현상과 연결 지어 생각하는 것이 중요한 역할을 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.363-370
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• 1995

학생의 물리 개념 변화가 어려운 이유들 중의 하나는 학습자가 자신의 상태를 명확히 인식하지 못함으로써 자신이나 타인으로부터 되먹임을 받을 수 없다는 것이다. 본 논문은 학생이 자신의 학습 내용 이해 상태 또는 개념적 상태를 명확히 파악하여 드러내도록 하는 인지 방략적 질문 모형을 구안하고 이것이 고등 학생의 열과 온도의 개념 변화에 있어서 어떠한 역할을 할 수 있는가를 분석한 것이다. 이를 위하여 일반계 고등 학교 2학년 152명을 하나의 통제집단과 두 개의 실험집단으로 구성하였다.학생의 개념 변화를 ANOVA 분석한 결과 세 집단은 모두 수업 처치 전과 후에 유의 수준 0.05 이내에서 의미 있는 차이가 있는 것으로 나타났으나 세 집단들 사이에도 유의한 차이가 있었다. 그러므로 학생이 지필로써 인지 방략적 질문 활동을 한 처치 수업은 전통적인 수업보다 열과 온도에 관한 학생의 개념 변화에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.279-286
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• 2021

최근 4차 산업 혁명과 기후변화에 대응하기 위한 기업의 노력이 가시화되고 있다. 이러한 노력의 하나로 가상 물리 시스템의 도입을 통하여 가상공간에서 실세계와 동일한 조건에서 산업 설비들을 운영하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 그러나 아직까지 가상-물리 시스템의 개념에 대한 통일된 정의가 없는 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 가상-물리 시스템의 이전의 개념을 살펴보고, 새로운 가상-물리 시스템의 개념을 실세계 영역, 통신 영역, 가상 세계 영역, 관리 영역의 4개 영역으로 나누어 제시하고 각 영역을 레이어(층)을 구분하여 명확한 개념을 제사하였다. 또한 제시된 CPS 개념의 적용 가능성을 확보하기 위해 간단한 모터를 대상으로 적용하고 실세계 모터의 토크와 가상세계 모터의 토크의 결과를 비교하여 한 결과 제기한 CPS의 개념의 적용 가능성이 높음을 확인하였다.