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스크래치를 활용한 고등학교 과학 수업에 대한 학생 인식 (Students' Perception of Scratch Program using High School Science Class)

  • 노희진;백성혜
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.53-64
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    • 2015
  • 이 연구는 고등학교 과학 교과수업에서 이루어졌으며, 스크래치를 활용하여 과학 수업이 실행되었고, 이에 대한 학생의 인식을 조사하였다. 연구대상은 고등학교 2학년의 자연계열을 희망하는 남학생이며, 4학급이다. 학생들이 수업과 과제를 진행하는 동안 얻어진 경험을 바탕으로 생각과 느낌을 표현한 수업저널을 작성하였고, 이 수업저널을 분석하여 스크래치를 활용한 과학수업에 대한 인식과 실제로 이루어진 학습과정, 스크래치 프로그램 활용에 대한 인식을 찾고 그에 대한 시사점을 얻었다. 수업은 2단계로 진행되어졌다. 첫 단계는 과학적 문제를 스크래치로 해결해 보는 경험의 단계로, 과학적 문제를 해결하기 위해 학생들은 비주얼 프로그래밍인 스크래치라는 도구를 활용하는 경험을 하게 된다. 두 번째 단계는 학생들이 자신의 프로젝트를 선정하고 스크래치를 활용하여 주어진 문제를 해결하고 자신의 산출물을 생성하게 된다. 연구 결과는, 첫째 스크래치를 활용한 과학수업은 학생들의 흥미가 높았다. 학생들은 높아진 흥미로 수업에 참여하고, 자기 주도적으로 자신의 산출물을 얻는 과정에서 뿌듯함을 느꼈다. 둘째 이 수업에서 실제 학생들은 3단계를 거치며 학습하고 있었다. 이 3단계는 문제 인식, 문제 해결, 산출물 생성이었으며, 특히 문제 해결과정은 반복적이었으며 학생들에게 이 과정은 복잡하고 어려운 단계이다. 이 문제해결과정은 스크래치 측면(설계, 적용)과 과학 측면(자료 수집, 자료 해석)으로 구성되어지며, 설계, 자료 수집, 자료 해석, 적용의 단계가 순서적이면서 반복적으로 이루어진다. 이 반복적인 과정에서 설계에 따라 과학적 지식을 조사하고 이해하여 프로그래밍에 적용하고, 그 결과에 따라 재설계하는 과정을 통해 과학적 지식에 대한 이해도가 높아진다. 또한 이 과정을 통해 학생들은 과학적 지식을 더 오랫동안 기억하게 되었다고 하였다. 셋째 학생들은 스크래치라는 프로그래밍 사용의 어려움을 나타내기도 했다. 그러나 처음 사용해보는 것이라 익숙하지 않았기 때문이라 해석되어지며, 이것은 학생들이 스크래치를 활용한 과학수업을 초등학교 또는 중학교에서 시작해 보는 것을 제안한다. 또한 학생들은 이 경험을 통해 자신의 미래의 직업과 관련지었고, 컴퓨터공학 관련 직업을 갖지 않더라도 다양한 직업분야에서 활용 가능할 것으로 기대했다. 결론적으로 스크래치를 활용한 과학수업은 새로운 교수학습방법으로 제안되어질 수 있고, 학생들의 과학에 대한 흥미와 창의적 문제해결력, 융합적 소양, 정보적 소양이 신장될 것이다. 스크래치와 같은 프로그래밍은 미래 사회를 살아갈 학생들이 갖추어야 할 역량으로 해석해 볼 수 있고, 이러한 역량을 바탕으로 학생들은 자신의 문제들을 해결해 나갈 수 있을 것으로 기대된다. 이 수업은 학습자 중심의 디지털 교육을 바탕으로 하는 것이며, 기술과 공학적 설계를 포함한 융합인재교육(STEAM)을 실행하는 방법이 될 수 있을 것이며, 창의적이고 자기주도적인 학습능력을 갖춘 인재를 키울 수 있을 것이다.

대안학교 중 특성화 중학교의 가정교과 운영실태 및 인식에 관한 연구 (Recognition and Operation of Home Economics Education in Specialized Middle Schools among Alternative Schools)

  • 배소영;신혜원
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.137-152
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    • 2008
  • 대안학교 중 정규학교 형태의 특성화 중학교를 대상으로 가정교과의 편성 및 운영 실태를 조사하고, 가정수업에 대한 담당 교사와 학생의 인식을 분석하였다. 6개 특성화 중학교의 교사와 면접을 실시하였고 그 중 3개 학교 학생을 대상으로 설문을 실시하여 205부의 응답지가 분석에 사용되었다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 특성화 중학교의 기술 가정교과 교육은 대부분 국민공통기본교과인 기술 가정 교육과정 형태로 운영되나, 학교의 이념이나 특성에 맞게 상이하게 운영하는 학교도 있었다. 시수는 제7차 교육과정의 편성과 비교해 4개 학교에서 주당 1시간 적게 편성되고 있었다. 또한 각 학교별로 가정교과와 관련된 특성화 교과가 다양하게 운영되고 있었다. 둘째, 특성화 중학교의 가정교과 운영 실태를 보면, 가정교과는 가정(부)전공 교사가 대부분 운영하고 있었으며, 자체 제작교재를 쓰는 한 학교를 제외하고는 모든 학교가 검정 교과서를 주 교재로 사용하였다. 교수학습 방법 및 교수매체는 다양한 방법을 활용하고 있었으며, 평가는 대부분의 학교가 지필평가와 수행평가를 고루 반영하고 있었다. 셋째, 가정교과에 대한 교사의 인식 중 가정교과 교육의 의의는 가정의 행복 추구였으며, 목표는 가정의 행복을 실현, 세상을 보는 안목을 길러주는 것에 있었다. 교과 운영의 어려운 점으로는 열악한 실습실 여건을, 일반학교와의 차이점은 학생과의 의사소통이 활발한 점을 들었다. 넷째, 학생들은 기술 가정교과의 목표를 보통이하로 인식하였고, 가정수업에 대해서도 대부분 부정적이었다. 학생들의 가정수업에 대한 인식은 학교에 따라 유의한 차이를 보였는데 수업시수가 많고, 특성화 교과가 운영되는 경우 긍정적으로 인식하였다. 또한 학교만족도가 높고 가정(부)전공 교사에게 배운 학생들이 보다 긍정적으로 인식하였다. 이상에서 특성화 중학교의 가정교과 교육은 대부분 제7차 교육과정에 준해 운영되나 시수편성이 일반학교보다 적어 기초적인 교육내용의 이론위주의 가정수업이 될 수 있으므로 시수의 증편이 필요할 것이다. 또한 체험을 할 수 있는 특성화 교과 운영은 가정수업에 대한 학생의 인식을 긍정적으로 변화시키는데 중요한 역할을 할 것이다. 교사의 교과전문성에 따라 인식에 유의한 차이를 보인 결과는 교사 역할의 중요성을 나타내는 것으로 수업 전반에 걸친 담당교사의 지속적인 노력과 특성화 중학교의 가정전공 상근 교사의 필요성을 시사하였다.

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관심기반수용모형(CBAM)에 의한 중학교 기술교사의 메이커 교육 관심도 분석 (An Analysis of Middle school Technology Teachers' Stage of Concerns about Maker Education By Concerns-Based Adoption Model)

  • 강상현;김진수
    • 대한공업교육학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.104-122
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    • 2019
  • 4차 산업혁명 시대에서 메이커 교육은 학생 주도적 교육 방법으로 주목받고 있다. 기술교과에서도 메이커 교육에 대한 관심이 증가되고 있는 시점에서 중학교 기술교사가 메이커교육에 대한 관심도가 어떠한지 파악하는 일은 메이커 교육의 효과적인 실행에 매우 중요하다. 이 연구는 관심기반수용모형을 기반으로 하여 중학교 기술교사 400명을 지역별로 유층표집 하였다. 이후 관심도 측정 질문지를 사용하여 원점수를 측정한 뒤 상대적 강도로 환산하여 관심도 프로파일로 나타내 전반적인 관심도를 구하였다. 개인배경변인에 따른 관심도 차이를 살펴보기 위해 하위변수가 2개인 성별, 연수경험유무는 t검증을 이용하여 분석하였으며, 하위변수가 3개 이상인 근무도시, 교직경력은 일원분산분석을 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 중학교 기술교사의 메이커교육에 대한 전반적인 관심도 프로파일은 비사용자의 프로파일 유형과 가장 유사하였다. 성별에 따른 관심도의 차이는 남자교사가 여자교사보다 메이커교육에 대한 관심도가 더 높았다. 근무지역에 따른 관심도의 차이는 읍면지역에 근무하는 교사가 대도시에 근무하는 교사보다 메이커교육에 대한 관심이 높았으며, 교직경력에 따른 관심도의 차이는 저경력 및 고경력의 교사보다 중간경력의 교사들이 메이커 교육에 대한 관심이 높았다. 또한 연수경험이 있는 교사가 없는 교사보다 메이커교육에 대한 관심도가 높았다. 따라서 중학교 기술교사에게 메이커 교육에 대한 소개 및 다양한 정보, 교수·학습 및 평가 자료를 제공하여 전반적인 관심도를 높이고 실제 교육현장에서 메이커 교육을 활용하고 평가할 수 있도록 지원할 필요가 있다. 또한 추후 연구를 통해 관심도와 실행수준, 실행형태를 모두 분석하는 연구를 수행하여 메이커교육의 효과적인 정착을 위해 노력해야할 것이다.

과학 영재 학생들의 사고양식에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성 (The Recognition Characteristics of Science Gifted Students on the Earth System based on their Thinking Style)

  • 이효녕;김승환
    • 과학교육연구지
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    • 제33권1호
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    • pp.12-30
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 과학 영재 학생들의 사고 양식에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성을 분석하는 것이다. 연구 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원에 재학 중인 24명이다. 연구 방법은 먼저 과학 영재 학생들을 대상으로 Sternberg의 정신자치제 이론에 근거로 사고양식 측정 검사를 실시한 후, 그 유형에 따라 Type I(입법적, 사법적, 전체적, 진보적)과 Type II(행정적, 지엽적, 보수적)집단으로 구분하였다. 그 후 각 집단에 대해 설문지 3종(A, B, C형), 단어 연상, 그림 분석, 개념 지도, 숨겨진 차원파악하기 (hidden dimension inventory), 자료해석 및 그 결과에 대한 심층 면담을 실시하였다. 과학 영재 학생들의 사고양식 유형은 입법적, 사법적, 무정부적, 전체적, 외부적, 그리고 진보적 사고 양식의 특성을 나타내어 새로운 과제를 선호하며, 창의적인 방식으로 문제를 해결하려는 경향을 보여주었다. 사고 유형에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '시스템 이해'에서 Type I, II 집단의 양적 측정치는 비슷하였으나, 세부적으로 살펴보면 상당한 차이가 존재한다. 둘째, '시스템 내 관계 파악'은 사고양식 유형과 상당히 밀접한 관계를 가지고 있으며, Type I집단이 보다 다각적, 역동적, 순환적으로 접근하여 보다 유리하다. 셋째, '시스템 일반화'에서 시스템에 대한 단순 해석 능력은 두 집단 모두 비슷하나, 숨겨진 차원 요소를 가미하여 추정할 경우 일반화 경향이 Type I집단이 우수하다. 하지만 시스템 예측 측면에서는 집단에 관계없이 미약하다. 이러한 결과를 볼 때 시스템 학습 프로그램 개발과 적용에 있어 다양한 대상에 대한 구체적인 개발 전략이 요구되며, 이를 통한 시스템 인지와 관련된 여러 분야에서의 활용성과 기대 효과가 클 것이라 생각된다.

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초등 예비교사들의 법정계량단위에 대한 이해 (The Understanding of Elementary Pre-Service Teachers' on Legal Units)

  • 김성규;공영태
    • 과학교육연구지
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    • 제33권1호
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    • pp.111-121
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 초등예비교사들의 법정계량단위에 대한 관심과 지식정도를 알아보는 것이었다. C 교대 초등예비교사 1,096명을 대상으로 법정계량단위에 대한 인식과 관심, 학년별, 성별, 계열별로 얼마만큼 알고 있는지를 설문을 통하여 변인별 빈도와 백분율(%)과 교차분석($x^2$)을 산출하여 분석해 보았다. 법정계량단위사용의 시기에 대한 관심은 52.1%가 잘 알지 못하였고, 단위사용에 대한 혼란을 느낀 경험을 60.1% 갖고 있다고 하였다. 시행공포후의 반응에서는 절반이상이 별 달라진 것이 없다고 대답하였다. 법정계량단위 사용의 정착을 위한 노력은 방송매체, 수업시간 그리고 캠페인, 연수의 순으로 습득해야한다고 하였다. 법정계량단위에 대하여 학년별, 성별 그리고 문과, 이과계열출신별로 지식정도를 알아본 결과로는 길이와, 넓이, 부피, 질량 단위 등은 학년별, 성별 그리고 이과, 문과계열출신별에 관계없이 따른 지식정도는 잘 알고 있었다. 3학년의 정답률이 가장 높았고 지식 정도 순서로는 3>4>2>1 순으로 나타났다. 3학년의 경우 교육과정상 단위 관련 과목을 배운 시기가 얼마 되지 않아 정답률이 높은 것으로 사료된다. 성별의 경우는 남학생보다 여학생이 정답률이 높았다. 온도는 남자가 정답을 택한 경우가 많았으며 여학생은 한 명도 정답을 선택하지 않았다. 시간의 경우 여학생들의 정답률이 남학생보다 2.7배 이상으로 높았다. 문과, 이과계출신별 지식정도는 부피와, 빛의 밝기는 동일하였고 온도를 제외하고는 예상과 달리 문과 계열출신학생이 정답률이 높았다. 특히 광도를 나타내는 SI단위인 '칸델라(cd)'보다 생활 속에서 사용하는 '럭스' 단위를 혼동하여 사용하는 것 같다. SI 기본단위는 학년별, 성별 그리고 문과, 이과계열별에 관계없이 잘 모르고 있었다. 또한 생활 속에서 쉽게 접하고 있는 유리 및 보조단위를 기준단위와 혼동하여 쓰는 경우도 확인할 수 있었다. 그래서 학생들이 자연스럽게 단위 학습이 될 수 있도록 지속적인 노력이 필요하다고 생각한다. 또한 정부의 미온적인 대처가 제도정착을 지연시키는 한 원인이 되기도 하므로 정부는 제도정착을 위해서 다른 나라의 경우를 거울삼아 하루빨리 정착 할 수 있도록 적극적인 노력을 해야 한다.

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의료진 대상 웰 다잉 교육프로그램 개발을 위한 모델링에 관한 연구 (Modeling Study of Development of Dying Well Education Program for the Medical Personnel in Korea)

  • 김광환;김용하;안상윤;이종형;황혜정;이무식;김문준;박아르마;심문숙;송현동
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.6234-6241
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    • 2014
  • 이 연구의 목적은 의료진의 죽음에 대한 스트레스 정도와 수용 방식을 병원 중심으로 조사하여 의료인 대상 죽음교육프로그램 개발의 기초자료로 활용하는 것이다. 연구기간은 2014년 4월부터 동년 4월30일까지이며, 대전지역 K 대학병원 의료진 353명을 대상으로 조사했다. 분석방법은 빈도분석과 카이스퀘어 검정이며, 연속변수는 독립표본 t-검정을 실시하였다. 분석결과 죽음교육의 내용 중 중요하게 다뤄야 할 것은 시간의 소중함 및 의미 있는 미래 삶 준비였으며(p<0.05), 죽음교육 필요 이유는 죽음에 대한 인식과 태도를 바꿔보기 위해서였다(p<0.05). 죽음교육 방법은 사례연구 문제 기반학습이었으며(p<0.05), 죽음 목격 후 가장 큰 스트레스는 보호자의 의료진에 대한 부정적 반응(p<0.05)으로 나타났다. 이상과 같은 결과를 볼 때 의료진의 죽음에 대한 이해와 죽음교육 필요성 제고는 의료진 자신은 물론 환자에 대한 이해와 감수성 향상에도 기여할 것으로 판단되었다. 죽음에 대한 의료 인문적 시각을 동시에 포함한 본 조사는 병원 공간과 의료진 대상의 특성화된 '죽음교육프로그램 개발'에 기여할 것이다.

구리와 염소 주성분 녹색 안료 코퍼 트리하이드록시클로라이드(Copper Trihydroxychloride)에 대한 고찰 (Review of Copper Trihydroxychloride, a Green Pigment Composed of Copper and Chlorine)

  • 오준석;이새롬;황민영
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제53권2호
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    • pp.64-87
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    • 2020
  • 중국의 돈황 막고굴 벽화 등 서북지방에서 처음 사용된 copper trihydroxychloride(아타카마이트, 파라타카마이트, 보탈라카이트 등)는 고대부터 동록, 녹염, 염록으로 알려져 왔으며, 중국에서는 석록과 함께 중요 녹색 안료로 사용되어 왔다. 처음에는 천연 광물인 녹염동광이 사용되었지만 5대 이후에는 합성 copper trihydroxychloride가 주로 사용되었다. 중국 문헌에는 동록, 녹염, 염록은 구리 분말, 광명염(염화나트륨), 요사(염화암모늄)을 반응시켜 만드는 것으로 기록되어 있으며, 이렇게 제조된 물질은 copper trihydroxychloride로 분석되었다. 한국에서는 고려시대까지의 회화에서는 발견되지 않았지만, 조선시대 회화(초상화, 산수화, 기록화, 장식화, 불화, 무속화 등)와 건축물 단청의 녹색 안료 분석에서 석록과 함께 중요 녹색 안료로써 사용되었음이 밝혀졌다. 특히 불화, 무속화, 단청, 기타 채색 유물에서는 석록보다 사용 빈도가 높았다. 조선시대에서 사용된 copper trihydroxychloride 안료는 일부 회화의 녹색 안료 분석에서 합성 copper trihydroxychloride가 확인되었지만, 나머지 회화 등의 분석에서는 합성 안료인지 천연 안료인지는 불명확하였다. 문헌과 유물 분석을 통해 조선에서 사용된 copper trihydroxychloride의 안료명은 진한 녹색인 하엽으로 판단되며, 옅은 녹색의 삼록과 함께 주로 사용되었다. 하엽은 조선초(15세기) 중국에서 배워와 처음으로 제조되어 19세기 말까지 계속 제조되었으며, 중국으로부터 수입품도 사용된 것으로 보인다. 중국의 채색 유물의 합성 copper trihydroxychloride 안료와 조선의 합성 copper trihydroxychloride의 입자 특성(어두운 코어를 가진 원형 또는 타원형 입자)이 비슷하였다. 따라서 한국과 중국의 합성 copper trihydroxychloride 안료는 유사한 방법으로 제조된 것으로 추정된다.

체험적 연구를 통한 덕(德) 철학치유 구조 - 유가의 철학적 사려방법인 「정감체험」 프로그램을 통하여 - (An Experiential Research on a Confucianism Treatment Model - Focusing on an emotion experience program, A Confucianism thinking -)

  • 최영찬;최연자
    • 철학연구
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    • 제126권
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    • pp.423-461
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    • 2013
  • 유학의 이상은 인간존재의 고유특성인 도덕본성이 현실로 실현된 대동사회(大同社會)를 이룩하려는데 있으며, 도덕 본성의 핵심은 인, 의, 예, 지(仁義禮智)의 사덕(四德)이다. 사덕(四德)은 심리적 혹은 정신적인 현상의 측은 수오 사양 시비 등의 선한 단서(善端)로 드러난다. 그러므로 선한 단서가 구김 없이 인생의 현장에서 실천되는 것은 심리적 혹은 정신적으로 지극히 건강한 모습이라고 할 수 있다. 따라서 유가철학에서의 철학상담치료는 선우(善友)로 하여금 먼저 자신의 기질지성에서 비롯된 정감을 자각하게 하여 순수지선한 본연지성을 회복하게 한 후, 선우(善友)로 하여금 삶의 현장에서 그 선한 단서가 원만하게 펼쳐지도록 하는 데에 있다. 이것이 '참 나'(도덕 주체)로써 건강한 삶을 영위할 수 있도록 하는 충분조건이기 때문이다. 필자 등은 이러한 목적으로 개발된 유가의 철학적 사려방법인 "정감체험" 프로그램을 연구 대상자에게 훈련시킴으로써 "정감체험" 프로그램의 본질적인 의미와 철학치유의 구조를 밝히고자 하였다. 본 연구를 위해 필자 등은 22명의 연구 대상자에게 "정감체험 프로그램"을 3주 동안 진행한 후, 그들이 체험한 내용의 자료를 수집하여 분석하였다. 자료의 분석방법은 질적 연구방법의 하나인 Colaizzi의 현상학적인 분석방법을 사용하였다. 이는 Colaizzi의 분석방법이 연구 대상자의 개인적인 속성보다는 전체 연구 대상자의 공통적인 속성을 도출해 낼 수 있도록 제시되어 있으므로 철학상담치료의 이론개발에 도움이 될 수 있기 때문이다. 분석결과 연구 대상자들이 "정감체험 프로그램"을 통해 체험한 내용의 본질적인 의미는 '생소함과 의구심', '부담감', '방법과 필요성 인식', '자기성찰', '본성과 올바른 행위 자각', '마음 다스림과 바른 행동', '기쁨과 즐거움', '가치 있는 존재로 거듭남' 등이었음을 알 수 있었다. 이를 다시 철학상담치료의 측면에서 범주화하여 정감체험을 통한 덕 철학치유의 구조를 살펴본 결과 '학습시작', '성찰', '깨달음', '수기치인(修己治人)', '자유', '초월'의 과정을 거치고 있음을 알 수 있었다. 유가철학의 궁극적인 목적이 참으로 가치 있는 삶을 살아가기 위함에 있는 것이며, 학문의 목적달성이 천명을 깨달아 실천하는 보편적 가치실현에 있다는 것을 고려해 볼 때, 이와 같은 연구 대상자들의 정감체험을 통한 덕 철학치유의 구조는 유가철학의 목적을 달성하는 과정에 합당한 것이라고 볼 수 있다.

A hybrid algorithm for the synthesis of computer-generated holograms

  • Nguyen The Anh;An Jun Won;Choe Jae Gwang;Kim Nam
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.60-61
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    • 2003
  • A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

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조선 후기 민가 정원 쌍산재의 조영과 변화 과정 (The Creation and Transformation Process of Ssangsanjae as a Private Garden in the Late Joseon Dynasty)

  • 김서린;성종상;김희수;최유나;정진아;조성아
    • 한국전통조경학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.1-14
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    • 2021
  • 쌍산재는 1800년대 중반에 조성된 민가 정원이다. 북으로 지리산 줄기를 등지고 남으로는 섬진강을 내려다보는, 전형적인 한국의 배산임수 형국을 이루는 터에 입지하고 있다. 조성된 이후 6대를 거쳐 오면서도 정원에 큰 변화 없이 조선 후기 민가 정원의 면모를 잘 간직하고 있는 정원이다. 본 연구는 현장 조사와 인터뷰, 작정자의 유고집과 편액, 주련의 내용 분석을 통해 역사 정원으로서 쌍산재의 변화하는 경관에 대해 고찰하였다. 완만한 구릉지에 위치한 쌍산재는 크게 내원과 외원으로 분류되며, 내원은 진입 공간, 주거 공간, 전이 공간, 후원 영역으로 구분된다. 후원은 서당채와 그 정원, 경암당 등으로 구성되며 외원인 사도저수지 영역으로 이어 진다. 쌍산재의 특징적인 식생 경관은 13,000m2의 죽녹차밭과 잔디밭을 가로지르는 길 양쪽에 열식된 모란과 작약, 그리고 동백이나 사철나무의 휜 가지가 보여주는 액경, 마지막으로 탱자나무와 대나무로 이뤄진 생울타리를 꼽을 수 있다. 쌍산재는 지형과 원식생(原植生)을 고려한 공간 구성과 배치가 돋보인다. 주요 건축물은 후손들이 선대의 아호를 따 이름 지었는데, 벼슬길에 오르지 않고, 은일하며 후학을 양성하고자 했던 선대 조영자들의 철학관이 묻어난다. 오주석 선생이 세운 입석과 하얀 경계석은 쌍산재만의 독특한 정원 시설이다. 현 소유자가 가족들과 방문객의 편의를 위해 조성한 석상, 돌의자, 수영장 등 또한 특징적인 경관을 연출한다. 쌍산재는 거주자에게는 살림집이자 친우들과의 교류의 장, 수신(修身)과 은일(隱逸)의 장이었으며, 아이들에게는 배움의 장이었다면 현재는 여러 사람들이 힐링할 수 있는 민가 정원으로서 성격을 갖는다. 200여 년의 시간이 흐르는 동안 쌍산재의 내외원의 경관은 일부 변화를 겪었다. 이렇듯 변화하는 속성을 가진 역사 정원의 특성은 살아 있는 유산으로서 정원 고유의 속성으로 인식할 필요가 있다. 본 연구는 쌍산재를 조경학 관점에서 다룬 최초의 연구로서, 현존하는 조선조 민가 정원이 매우 적다는 점에서 앞으로 보다 심층적인 연구가 필요할 것으로 본다. 아울러 현재 점차 관심이 높아지고 있는 정원 관광 상품으로서 역사 정원의 가치와 효용을 가늠해 볼 여지도 있을 것으로 판단된다.