최근 몇 년 사이, 학부모는 물론 국가 차원에서 영재 교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 영재 교육에 관한 많은 연구들이 발표되고 있다. 그러나, 그들 대부분의 초점이 개괄적이고 총론적인 관점에서 영재 교육 프로그램의 구축, 운영, 관리, 평가 등에 있고, 정작 교육 프로그램의 성패와 직결되는 구체적인 교수학습 주제를 다루는 연구는 극히 드물다. 오늘날 영재교육의 필요성이나 효율성이 재론되고 있는 원인 중의 하나는바로 영재 교육의 특수성들이 고려된 영역별 훌륭한 교육 시나리오의 빈곤에 있음을 부인할 수 없다. 따라서, 이 연구에서는 중등 정보과학 영재 사사 지도과정에서 적용되었던 탐구 내용을 소개함으로써 정보분야 영재교육을 위한 교수학습 자료 개발에 작은 보탬이 되고자한다. '컴퓨터과학에서 행렬의 필요성과 활용'이란 주제의 이 교수학습 자료는 중등 수학의 1차 연립방정식 풀이 과정을 기반으로 창의적 문제 발견 및 해결을 유도하도록 구성되었고, 수학과 컴퓨터 과학과의 긴밀한 연계성 및 선형대수학의 기초 개념 이해에도 유익하다.
이 논문에서는 선형 유도 모터로 추진되는 자기부상 열차 시스템에서 열차의 속도에 따라서 추진 시스템으로부터 발생하는 간섭력의 부상 시스템에 대한 영향을 최소화하기 위한 적분형 sliding mode 부상제어기의 설계에 대해서 다룬다. 제어기 구조는 적분형 제어기와 sliding mode 제어기로 구성된다. 적분형 제어기는 정적 외란에 대해서 정상상태 오차가 영에 도달하는 것을 보장하고 sliding mode 제어기는 수학적 모델이 본질적으로 갖고 있는 불확실성에 대한 강건성을 보장 한다 sliding mode 제어기의 chattering 문제를 해결하기 위해서 연속 함수를 도입한다. 선형 유도모터에 의한 간섭력은 실험 데이터의 curve fitting에 의한 수학적 모델링을 통하여 수식화 한다. 컴퓨터 모의시험을 통해서 설계돈 적분형 sliding mode 제어기의 효율성을 보인다.
본 연구는 어림하기를 통한 소수점 찍기 활동이 초등학교 5학년 학생들의 연산과 소수점 오류를 줄이는 데에 어떤 영향을 주는지를 판단해 보고자 하는데 그 목적이 있다. 위의 연구를 위하여 실험 집단에는 소수의 연산에서 어림하기를 통한 소수점 찍기 활동을 실시하였고, 비교 집단에는 전통적인 방법의 소수점 찍기 활동을 각각 실시하였다. 그 결과 두 집단 사이의 문제해결력에서는 유의미한 차이가 없었으나 계산력에서 유의미한 차이를 발견할 수 있었으며 어림을 통한 소수점 찍기 활동이 소수점 오류를 줄이는데 지속적으로 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 어림하여 소수점을 찍는 활동이 소수의 개념적 이해와 소수 자릿값에 대한 이해를 도와주며, 소수의 곱셈, 나눗셈에서 소수점의 위치를 정하는데 도움을 준다는 것을 시사한다.
본 논문에서는 MPEG-4 와 같은 객체 및 내용 기반 영상 부호화에 활용될 수 있는 영상분할 알고리듬을 제안한다. 기존의 수학적 형태학(mathematical morphology)을 이용한 영상분할은 대개 과분할(over-segmentation)된 결과를 출력하는 경향이 있다. 이러한 과분할 문제 때문에 미소영역(small region)이나 비슷한 특성을 갖는 인접영역들을 서로 병합시켜야 하는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 기존 영상분할의 문제점을 해결하고자 화소단위가 아닌 블록단위의 마커추출을 이용한 영상분할을 제안한다. 즉, 블록단위로 영상을 분할함으로써 질감부분에 해당하는 영역들이 하나의 큰 영역으로 분할될 수 있도록 하고, 영상내 객체(Object)의 정확한 윤곽선(contour)을 찾기 위해 화소단위로 워터쉐드(watershed) 알고리듬을 적용한다. 결과적으로 본논문에서 제안하는 알고리듬을 기존의 수학적 형태학을 이용한 방법과 비교하여 질감영역에서 향상된 영상분할과 계산시간의 부담을 줄일 수 있다는 것을 실험을 통해 확인하였다.
본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정 방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 기존 $Cskip$ 알고리즘을 이용한 분산 주소 할당 기법의 낭비되는 주소공간의 문제를 해결하기 위해 (x,y,z) 3개의 좌표 축을 제안하여 16bit 주소공간을 분할하여 사용한다. 각 노드에서 라우팅 시 좌표 값을 이용하여 적은 비트별 연산이 수행되며 멀티 홉을 감소시킬 수 있다. 이에 대한 성능 분석으로 제안한 알고리즘은 수학적 분석 모델을 사용하였고 ZigBee 무선 통신 환경의 계층적 라우팅에서 사용하는 경로 벡터를 사용하여 센서 노드의 멀티 홉 카운트 결과를 도출하였다. 수학적 분석 결과 ZigBee 분산 주소 할당 기법과 기존 알고리즘에 비해 평균 멀티 홉의 수가 감소함으로써 에너지 효율이 향상됨을 입증하였다.
수학 도형 영역에서 기하판과 같은 구체적 조작도구를 활용하여 학습하면 추상적인 기하 개념을 이해하는데 효과적이며 학습 흥미도와 문제 해결 능력을 높여줄 수 있다. 현재까지 구체적 조작도구는 고전적인 교실학습 환경에서만 적용하고 있으며 온라인 환경에서는 거의 없었다. 본 연구에서는 수학 도형 영역에서 다각형 주제를 기하판을 활용하여 학습할 수 있는 교육용 소프트웨어를 설계하고 구현하였다. 소프트웨어의 기본 기능은 도형 그리기와 지우기 기능으로 구성되어 있고 학습한 내용의 도형을 맞게 그렸는지 확인할 수 있다. 연구에서 개발된 도구는 델파이 분석으로 도형 영역 학습에 도움을 줄 수 있고 학습 흥미도를 높일 수 있을 것이다.
본 논문에서는 핸드오버시 발생 가능한 패킷의 비순서화와 이에 따른 불필요한 재전송 문제를 해결하기 위하여 홈 에이전트의 버퍼링에 의한 이동 호스트의 핸드오버 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방안에서, 홈에이전트는 이동 호스트의 핸드오버 과정중에 외부 에이전트를 통하여 송신된 등록 요철 메시지를 수신하게 되면 새로운 재개하는 외부 에이전트로의 사용자 데이터 전송을 잠시 멈추고 버퍼리을 수행하다가 일정 시간이 경과한 후 전송을 재개하는 방식으로 동작한다. 또한 홈 에이전트에서 모든 사용자 데이터를 생성한다고 가정할 때, 홈 에이전트에 등록 요청 메시지가 도착하는 시점을 기준으로 그 직전과 직후에 생성된 데이터사이에 서로 순서가 바뀌어 이동 호스트에 도착하게 도리 비순서화 발생율과 홈 에이전트의 버퍼링 수행 시간과의 관계를 분석하였다. 시뮬레이션을 통하여 홈 에이전트의 버퍼링 정책이 패킷 비순서화 발생율을 감소시켜 효율적인 핸드오버 수행이 이루어짐을 보였으며, 아울러 시뮬레이션 결과와 수학적 분석 결과의 비교를 통하여 수학적 분석 결과를 검증하였다.
This study examines the effect of 5-year-old children's mathematical problem solving ability and their self-esteem based on the Havruta method using math storybooks. The subjects of this study were 40 5-year-old students attending a kindergarten in the Incheon area: 20 students comprised the treatment group and 20 students comprised the control group. An instrument originally created by Ward (1993) but adapted by Hwang (1997) and later modified by Ryu (2003) was used to test the children's mathematical problem solving abilities. A modified version (Kim, 1997) of an instrument developed by Harter and Pike (1984) was used to measure children's self-esteem. Test results were analyzed using SPSS ver. 18.0 for Windows. The findings are as follows. First, the treatment group that had Havruta classes utilizing math story books was found to improve significantly more than the control group in their mathematical problem solving ability. Havruta classes had positive effects on children's mathematical problem solving abilities. Second, there was no significant difference found between the two groups in terms of self-esteem when the children's self-esteem was compared after Havruta classes that utilize math storybooks. It may not be possible to see immediate changes in children's self-esteem because positive parent and teacher feedback had the strongest influence on 5-year-old children's self-esteem, as opposed to self-learning. The results of this study provide meaningful basic data for Havruta classes that focus on questions and discussions through math story books to increase children's mathematical problem solving abilities in the child education field.
분수의 개념에 대해 아직 배우지 않은 학생들이 가지고 있는 비형식적 지식을 조사하고 분석하여, 이러한 비형식적 지식이 분수 개념 지도에 어떻게 활용될 수 있는지를 살펴보기 위해 등분할, 동치분수, 단위 분수의 크기 비교에 대한 면담 문항을 제시하여 분석한 결과, 첫째, 분수를 배우지 않은 학생들은 분수와 관련된 활동을 할 때 비형식적 지식을 가지고 문제를 해결하며, 그 형태는 매우 다양하다는 것과 둘째, 분수의 기초 개념에 대한 학생들의 비형식적 지식 중에는 올바른 지도를 통하지 않을 경우 오개념을 유도할 수 있는 것도 존재한다는 것, 그리고 셋째, 분수의 개념에 대한 확고한 이해를 위해 학생들의 다양한 비형식적 지식을 분수 개념 지도에 활용해야 한다는 것을 알 수 있었다.
조선 산학의 퇴타술의 역사를 연구한다. 이상혁(李尙爀)$(1810\sim?)$의 익산(翼算)(1868)이 출판되기 전의 역사와 익산(翼算)의 결과로 나누어 연구한다. 경선징(慶善徵)$(1616\sim?)$의 묵사집산법(默思集算法)부터 남병길(南秉吉)$(1820\sim1869)$의 산학정의(算學正義)(1867)까지의 산서를 통하여 익산(翼算) 이전의 퇴타술은 큰 발전을 이루지 못한 것을 조사한다. 이상혁(李尙爀)은 조선(朝鮮) 산학(算學)에서 가장 독창적인 방법을 써서 새로운 결과를 얻어낸다. 그는 퇴타술을 구조적으로 해결하고, 또 새로운 문제인 절적(截積)과 이를 위한 분적법(分積法)을 도입하여 이의 구조도 완전히 밝혀내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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