• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.75-91
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• 2020

이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 '지구 온난화'를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, '분석-설계-제작-평가-시스템 사고'의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 '공기 소화기' 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전 교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 '창의융합인재'를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권6호
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• pp.1007-1018
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• 2015

21세기 지식 기반 정보화 사회에서 융합인재교육이 요구하는 과학기술 인재는 복잡한 문제 현상을 이해하고 해결하기 위해서 시스템 사고 능력이 중요하게 요구된다. 이 연구는 시스템 사고를 기반으로 한 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 고등학생에게 적용하여 시스템 사고에 미치는 효과를 검증하는 데 그 목적이 있다. Park & Lee(2014)의 ADBAS 모형을 적용하고 물레방아를 주제로 개발된 프로그램을 고등학생 60명을 대상으로 투입하여 효과를 검증하였다. 그 결과 시스템 사고 능력에 대하여 양적 효과와 질적 효과 모든 측면에서 향상된 것을 확인하였다. 따라서 학생들의 시스템 사고 능력과 창의적 문제 해결 능력을 위해 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되며, 교육 현장에서 융합인재를 양성하는데 활용될 수 있을 것으로 기대 된다.

• 영재교육연구
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• 제24권3호
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• pp.421-444
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• 2014

융합인재교육은 다양한 교과 영역에서 추출된 내용들이 체계적이고 밀접하게 연계되어 있으므로 이러한 체계를 효과적으로 파악할 수 있는 시스템적 사고를 필요로 한다. 이 연구의 목적은 시스템 사고력을 향상시킬 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 중등 과학영재에게 적용하여 교육적 효과를 탐색하는 데 있다. 융합인재교육과 시스템 사고에 대한 문헌조사를 바탕으로 프로그램 모형을 제작하였고, 모형을 기초로 하여 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 연구의 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 과학영재 1학년 100명, 2학년 13명으로 총 113명이다. 수업 처치 전 후의 시스템 사고능력 검사를 통해 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검증 및 서술 문항에 대한 내용 분석을 실시하였다. 그 결과, 학생들은 시스템사고와 관련하여 단어연상, 개념 간 관계형성, 문장의 생성, 인과지도 그리기 능력이 향상되었고, 시스템 사고의 구성요인인 정신모델, 개인숙련, 팀 학습, 시스템분석, 공유비전의 다섯 가지 항목에 대해 모두 통계적으로 유의미한 향상이 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 학생들의 시스템사고 능력의 향상에 효과가 있었다. 개발된 프로그램은 일반 학교 현장에서 충분히 적용될 수 있으며, 이를 적극적으로 활용한다면 시스템 사고 능력과 융합적 문제해결능력을 지닌 인재를 육성하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.142-143
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• 2014

해양사고의 원인을 파악하기 위해 해양사고 관련자의 특성(연령별, 해기면허별)을 분석해보면, 상급 항해사가 관련된 사고는 33.5%이며, 하급 항해사가 관련된 사고는 64.1%로 항해사의 급수별로 해양사고 관련 비율에 차이가 있으며, 특히 하급 항해사가 관련된 해양사고의 비율이 상급 항해사와 비교할 때 상대적으로 높았다. 이러한 하급해기사 면허 소자자의 경우 그 동안 상급 해기사 면허 소지자에 비해 해기교육을 이수할 기회가 적었으므로, 기초적인 부분에 대한 교육이 먼저 이루어져아 할 것으로 판단된다. 그러므로, 이러한 기초적인 부분에 대한 교육을 수행할 수 있는 사무실 환경에 보급이 가능한 보급형 시뮬레이션 시스템 개발이 필요하다. 이에, 하급 항해사의 과실에 의해 발생되는 사고를 줄일 수 있도록 비교적 영세한 해운업체에도 보급이 가능한 하급 해기사 평가용 시뮬레이션 시스템을 개발하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.808-811
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• 2012

매년 높은 비율의 전기안전사고가 발생하지만 예방교육은 단순한 영상홍보나 단순 텍스트를 이용한 교육 수준에서 주입식으로 이루어지고 있다. 항공, 군사, 전력산업 등 다양한 분야에서는 가상현실을 이용한 체험형 교육 시스템이 개발되어 운영되지만 전기안전 예방교육은 감전사고와 같은 특수한 상황의 체험과 사고를 유발시킬 수 있다는 측면에서 체험형 교육시스템이 개발 및 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 전기감전 체험교육 시스템에 저주파 자극 장치를 사용할 수 있도록 저주파 간섭형 자극기를 이용한 인체 자극의 임계값 산출시험을 실시하고 대표적으로 성별, 연령별(아동 및 성인 구분)로 구분하여 적절한 자극값을 산출하였다. 본 연구의 결과는 향후 전기안전사고 예방을 위한 체험형 예방 교육 시스템에 활용이 가능할 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.605-611
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• 2023

건설 현장의 사고는 중증외상환자가 발생하기 쉬운 특성 탓에 사망으로 이어지는 비율이 매우 높다. 중증외상환자의 사망률을 줄이기 위해서는 빠른 대처가 필요하며, 빠른 사고 대처를 위해 인공지능 기술과 카메라를 이용하여 사고를 감지하는 시스템들이 개발되었다. 그러나 기존 사고 감지 시스템들은 단일 카메라만을 사용하여, 사각지대로 인해 건설 현장의 모든 사고를 감지하기에 한계가 있다. 따라서, 본 논문에서는 다수의 카메라를 사용하여 감지 사각지대를 최소화하는 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 다수의 카메라의 영상에서 YOLO-pose 라이브러리로 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 장단기 메모리(Long Short Term Memory) 기반 순환신경망에 입력하여 사고를 감지하였다. 실험 결과, 우리는 제안하는 시스템이 복수의 카메라 사용으로 감지 사각지대를 최소화하면서도 높은 정확도를 가지는 것을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.784-797
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• 2011

이 연구에서는 고등학생들의 시스템 사고 향상을 위해 지구온난화 주제를 중심으로 교육프로그램을 개발하고 이를 학교 현장에 적용하여 학생들의 시스템 사고 향상 정도를 파악하였다. 현직 교사와 전문가들에게 타당성을 검증 받은 지구온난화 교육프로그램을 학생 27명에게 투입하였으며 시스템 사고 수준이 낮은 학생 3명과 수준이 높은 학생 3명, 총 6명의 학생을 연구대상으로 선정하고 활동 전 후로 단어 간 관계분석, 인과지도 그리기, 그림 그리기를 적용하여 시스템 사고 수준 변화정도를 살펴보았다. 그 결과 시스템 사고 수준이 낮은 그룹은 활동 후 지구온난화에 대한 시스템 사고 정도가 향상된 모습을 보였으나 오개념이 유지되는 특성을 보였다. 그리고 시스템 사고 수준이 높은 학생들은 자신들이 가지고 있었던 개념들은 활동 후 더 뚜렷해지고 체계적인 시스템 사고를 하고 있었다. 학생들에게 지구시스템과 연결된 지식이나 지구 환경 개념을 학습하는 데 있어서 필요한 시스템 사고를 함양시키고 과학교육과정에 새로운 활력을 불어넣기 위해서는 이러한 교육프로그램들이 많이 개발되어야 하며 또한 실제 학교 현장에서 많이 활용할 수 있도록 개발된 자료들이 잘 보급될 수 있어야 할 것이다.

• 과학교육연구지
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• 제45권3호
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• pp.275-291
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• 2021

이 연구의 목적은 인간 활동의 영향을 고려하여 지구 시스템 내에서 물질 순환에 대한 중·고등학생들의 시스템 사고의 수준과 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 2015 개정 교육과정 분석을 통해 평가 문항을 개발하였으며, 시스템 사고를 적용하여 평가 루브릭을 개발하였다. 한국 지구과학 올림피아드에 참여한 중·고등학생을 연구 대상으로 하였다. 평가 문항을 이용하여 수집된 학생 응답을 평가 루브릭을 이용하여 시스템 사고 수준을 결정하였으며, 단어 분석을 이용하여 시스템 사고의 특성을 파악하였다. 이를 토대로 인간 활동의 영향을 고려한 교육과정 개선을 논의하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 대다수 중등학교 학생의 시스템 사고수준이 물질의 순환에 대한 시스템 요소를 확인하거나 분류하는 낮은 수준이었으며, 시스템 연관이나 경향의 일반화와 같은 높은 수준은 상대적으로 적은 비율인 것으로 나타났다. 물의 순환보다 탄소의 순환에서 학생들의 시스템 사고 수준이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 물질 순환에 대한 시스템 사고의 특성은 물의 순환에서는 물을 주요 시스템 요소로 인지한 상태로 기권과 다른 시스템 요소 간에 주로 증발로 연관을 나타내고 있었다. 탄소의 순환에서는 이산화 탄소를 주요 시스템 요소로 간주하여 생물권과의 연관으로 광합성과 호흡을 표상하고 있었다. 셋째, 지구 시스템 내 물질의 순환에서 인간 활동의 영향을 고려한 교육을 위해서 기존의 지구 시스템에서 확장하여 사회-생태 시스템을 고려한 교육과정의 개선을 제언하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제37권4호
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• pp.611-624
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• 2017

이 연구의 목적은 고등학생들의 시스템 사고를 측정하는 분석하는 도구로 Iceberg(IB) 모델을 적용하고, 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용한 IB 모델 활동 결과 분석 방법을 제시하며 그 효과를 검증하는 것이다. 문헌 분석을 통해 IB 모델과 시스템 사고 평가를 위한 루브릭의 활용에 대한 이론적 근거를 조사하였다. 그리고 6명의 고등학교 학생에게 극지방 기후 변화와 관련된 주제에 대하여 IB 모델 활동을 실시하였으며 활동 과정 중 비구조화된 면담을 통해 학생들의 시스템 사고를 조사하였다. 또한 IB 모델을 활용한 시스템 사고 분석 결과에 대한 효과를 검증하기 위하여 시스템 사고 측정 도구를 활용한 정량적 검사도 실시하였다. IB 모델의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 시스템 사고 평가를 위한 루브릭을 활용하여 분석하였으며 분석한 결과는 지구과학교육 전문가 2인에게 검토를 받아 타당도와 신뢰도를 확인하였다. 그리고 루브릭 결과와 시스템 사고 측정 도구 검사 결과에 대한 상관관계 분석을 통해 타당도를 재확인하였다. 연구 결과 6명의 학생은 IB 모델을 활용하여 자신들이 가지고 있는 사고를 구체적으로 잘 표현하였으며 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과 학생들은 17~35점까지의 분포를 보여주었다. 또한 시스템 사고 측정 도구 결과와 상관관계를 분석한 결과 Pearson 상관계수가 유의수준 .05에서 .856으로 매우 높은 상관을 보여주었다. 이 연구에서 제시한 IB 모델을 적용하면 학생 스스로 시스템 사고를 잘 표현할 수 있으며, 루브릭을 활용한 시스템 사고 분석 결과는 타당도와 신뢰도를 가지는 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 과학 교육에서 시사점과 시스템 사고 연구의 방향을 제안하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.73-77
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• 2000

현재 발전소의 시뮬레이터 교육은 교재 위주로 시행되고 있어서 발전소의 입체영상이나 가상사고 진행에 따른 동적 상태변화 등을 실감있게 교육할 수 있는 교육설비가 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 가상현실 및 멀티미디어 기법을 적용하여, 발전소 전반 및 주 제어실 등을 3차원 모델로 개발하고 이를 입체영상으로 시각화하여 발전소의 복잡한 구조와 기능들을 설명하고, 운전 중 발생 가능한 다양한 사고에 대한 시나리오 선정 및 저작으로 운전원 교육시 시뮬레이터실이 아닌 강의실에서 사고현상 시뮬레이션을 가능하게 하는 시스템을 개발하기 위한 설계를 완료하였다. 본 논문에서는 3차원 CAD 데이터 구축, 가상현실 시스템 개발, 웹 환경의 교육시스템 개발, MMI 화면개발을 통한 시뮬레이터 연동 시스템 개발 등을 구현하기 위해 현재까지 설계된 컴퓨터 지원 교육훈련시스템에 대한 전반적인 내용을 제시 하고자 한다.