• 제목/요약/키워드: Learning Data Model

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가정교과교육학 지식(H-PCK)의 측정도구 개발 (Development of instrument for measuring Home Economics-Pedagogical Content Knowledge(H-PCK))

  • 이승진;유난숙
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.35-56
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 가정과교사를 대상으로 가정교과교육학 지식의 구성요인을 확인하여 척도를 개발한 후 개발된 측정도구의 신뢰도와 타당도를 검증하는 것이다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 문헌 연구를 기초로 문항을 구성한 후 현직 가정과교사를 통해 내용타당도를 검증하였으며, 예비조사는 우편조사를 통하여 137개 응답을, 본 조사는 온라인 조사방법을 이용하여 220개 응답을 수집 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 가정교과교육학 지식을 반영하는 29문항을 개발하고 현직 가정과교사와 함께 각 문항이 측정하고자 하는 목적에 타당한지 내용타당도를 검토한 후 7문항이 제거되어 가정교과관 지식(6문항), 가정과교육과정 지식(9문항), 가정과수업전략 지식(7문항) 등 3개 영역의 22개 문항을 확정하였다. 둘째, 내용타당도를 거친 22문항들은 예비조사에서 신뢰도 검사를 한 결과 가정교과교육학 지식 전체와 각 요인의 Cronbach ${\alpha}$는 모두 기준치 0.7 이상, 문항간 총간 상관계수도 기준치 0.5 이상으로 높은 신뢰도를 보였다. 셋째, 본 조사에서는 신뢰도와 구인 집중 판별 준거타당도를 검사하였다. 신뢰도검사를 한 결과 Cronbach ${\alpha}$와 문항간 총간 상관계수 모두 기준치 이상으로 나와 높은 신뢰도를 보였다. 확인적 요인분석을 통해 구인타당도를 검증하기 위해 적합도 지수를 알아본 결과(CFI=.92, RMSEA=.06, SRMR=.05), 세 요인으로 구성된 측정도구가 가정교과교육학 지식을 잘 반영하고 있음을 확인하였다. 집중 판별 타당도 검증을 위해 각 구성요인의 문항들이 해당 요인에 의해 잘 설명되는지를 검사한 결과, 세 잠재요인 모두 수용가능한 신뢰도 수준과 변별력을 보였다. 준거타당도는 교사효능감과 측정도구의 상관계수가 0.7로 나타났고, 단순회귀분석을 통해 가정교과교육학 지식이 높을수록 교사효능감이 높은 것으로 나타났다. 이와 같이 신뢰도와 타당도 검사를 통해 3개 요인 22개 문항으로 이루어진 가정교과교육 지식을 측정하는 도구가 검증되었다.

초등학생의 시스템 사고 요인 구조 검증과 선호 과목에 따른 시스템 사고 비교 (Verification the Systems Thinking Factor Structure and Comparison of Systems Thinking Based on Preferred Subjects about Elementary School Students')

  • 이효녕;전재돈;이현동
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.161-171
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    • 2019
  • 이 연구의 주요 목적은 초등학생의 시스템 사고 요인 구조를 검증하고 초등학생의 선호 과목군에 따른 시스템 사고를 비교하여 추후 연구에 대한 시사점을 얻는 것이다. 이를 위하여 사전 검사에서는 Lee et al.(2013)이 개발한 STMI로 초등학생 732명의 데이터를 수집하였다. 그리고 탐색적 요인분석을 실시하여 초등학생이 STMI를 어떤 요인 구조로 인식하는지를 확인하였다. 그리고 사전 검사 결과를 기초로 전문가 협의회를 거쳐 초등학생들이 STMI가 의도한 5요인 구조에 응답할 수 있도록 검사지를 수정하였다. 사후 검사에서는 수정된 STMI로 초등학생 503명의 데이터를 수집하고 탐색적 요인분석을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 사전 검사에서 초등학생들은 STMI를 2개 요인(개인 내적 요인, 개인 외적 요인)으로 구성된 검사지로 응답하였다. 검사지에 대한 전체 신뢰도는 .932였으며 요인별 신뢰도는 .857과 .894로 나타났다. 둘째, 수정된 STMI에 대해서는 초등학생은 4개 요인으로 구성된 검사지로 응답하였다. 초등학생은 팀 학습, 공유 비전, 개인 숙련은 각각 독립된 요인으로 응답하였으며 정신 모델과 시스템 분석을 하나의 요인으로 응답하였다. 전체 검사지에 대한 신뢰도는 .886이었으며 요인별 신뢰는 .686~.864로 나타났다. 셋째, 초등학생의 선호 과목군에 따른 시스템 사고를 비교한 결과 자연과학(공학) 과목군을 선택한 학생들과 예술(예체능)을 선택한 학생들 사이에 유의미한 차이가 나타났다. 결론적으로 초등학생에게 적합한 용어와 문장 구조로 수정된 시스템 사고 검사지를 활용할 경우 시스템 사고를 비교하는 연구에서 통계적으로 유의미한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였으며, 추후 선호하는 과목군 등 여러 학생 변인들과 시스템 사고와의 관련성 연구도 이루어질 필요성이 제기된다.

베트남 고등학생을 대상으로 한 개정 시스템 사고 검사 도구 재타당화 및 한국과 베트남 고등학생의 잠재 평균 비교 (Re-validation of the Revised Systems Thinking Measuring Instrument for Vietnamese High School Students and Comparison of Latent Means between Korean and Vietnamese High School Students)

  • 이효녕;;박병열;전재돈;이현동
    • 한국지구과학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.157-171
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    • 2024
  • 이 연구의 목적은 1) 베트남 고등학생들을 대상으로 Lee et al. (2024)에서 보고한 개정 시스템 사고 검사 도구의 타당도를 재검증하고, 2) 연구에 참여한 우리나라 고등학생과 베트남 고등학생 간 시스템 사고 능력에 대한 차이를 알아보는 것이다. 이를 위하여 베트남 고등학생 234명이 베트남어로 번역된 개정 시스템 사고 검사 도구 20문항과 STS 척도 20문항에 응답한 자료를 활용하였다. 타당도 분석은 문항 반응 분석(Item Reliability, Item Map, Infit and Outfit MNSQ, 남녀 집단의 DIF)과 탐색적 요인 분석(프로맥스를 활용한 주축 요인 분석)을 통해 검증하고, 나아가 우리나라 고등학생 475명의 데이터를 함께 활용하여 구조 방정식 모형을 이용한 잠재평균비교를 통해 검증하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 베트남어로 번역된 Re_ STMI 20문항의 문항 반응 분석 결과 Item Reliability는 .97, Infit MNSQ는 .67-1.38으로 나타났으며 Item Map과 DIF 분석에서도 선행 연구에서 보고된 결과와 일치하는 결과가 도출되었다. 탐색적 요인 분석에서는 모든 문항들이 의도한 하위 요인에 적재되었으며, 요인별 신뢰도는 .662-.833, 전체 신뢰도는 .876으로 분석되었다. 우리나라 고등학생과 잠재평균비교를 위한 확인적 요인 분석에서 도출된 모형 적합도 수치는 모두 수용 가능한 값으로 분석되었다(χ2/df: 2.830, CFI: .931, TLI: .918, SRMR: .043, RMSEA: .051). 마지막으로 연구에 참여한 우리나라 고등학생과 베트남 고등학생 간 잠재평균비교에서는 시스템 분석, 정신 모델, 팀 학습, 공유비전 요인에서 작은 효과 크기가, 개인 숙련 요인에선 중간 이상의 효과 크기를 보이며, 베트남 고등학생들이 시스템 사고 능력에서 유의미하게 높은 결과를 보여주었다. 이를 통해 개정 시스템 사고 검사 도구 문항은 안정적인 신뢰도와 타당도를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 앞으로 학생들의 시스템 사고 연구와 관련하여 베트남어 및 영어 등으로 번역한 문항을 활용하여 시스템 사고의 국제 비교 연구도 진행할 필요성이 있을 것이다.

영화 리뷰 감성분석을 위한 텍스트 마이닝 기반 감성 분류기 구축 (A Study on Analyzing Sentiments on Movie Reviews by Multi-Level Sentiment Classifier)

  • 김유영;송민
    • 지능정보연구
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    • 제22권3호
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    • pp.71-89
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    • 2016
  • 누구나 본인이 사용한 제품이나, 이용한 서비스에 대한 후기를 자유롭게 인터넷에 작성할 수 있고, 이러한 데이터의 양은 점점 더 많아지고 있다. 감성분석은 사용자가 생성한 온라인 텍스트 속에 내포된 감성 및 감정을 식별하기 위해 사용된다. 본 연구는 다양한 데이터 도메인 중 영화 리뷰를 분석 대상으로 한다. 영화 리뷰를 이용한 기존 연구에서는 종종 리뷰 평점을 관객의 감성으로 동일시하여 감성분석에 이용한다. 그러나 리뷰 내용과 평점의 실제적 극성 정도가 항상 일치하는 것은 아니기 때문에 연구의 정확성에 한계가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 기계학습 기반의 감성 분류기를 구축하고, 이를 통해 리뷰의 감성점수를 산출하여 리뷰에서 나타나는 감성의 수치화를 목표로 한다. 나아가 산출된 감성점수를 이용하여 리뷰와 영화 흥행 간의 연관성을 살펴보았다. 감성분석 모델은 지지벡터 분류기와 신경망을 이용해 구축되었고, 총 1만 건의 영화 리뷰를 학습용 데이터로 하였다. 감성분석은 총 175편의 영화에 대한 1,258,538개의 리뷰에 적용하였다. 리뷰의 평점과 흥행, 그리고 감성점수와 흥행과의 연관성은 상관분석을 통해 살펴보았고, t-검정으로 두 지표의 평균차를 비교하여 감성점수의 활용성을 검증하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제시하는 모델 구축 방법은 나이브 베이즈 분류기로 구축한 모델보다 높은 정확성을 보였다. 상관분석 결과로는, 영화의 주간 평균 평점과 관객 수 간의 유의미한 양의 상관관계가 나타났고, 감성점수와 관객 수 간의 상관분석에서도 유사한 결과가 도출되었다. 이에 두 지표간의 평균을 이용한 t-검정을 수행하고, 이를 바탕으로 산출한 감성점수를 리뷰 평점의 역할을 할 수 있는 지표로써 활용 가능함을 검증하였다. 나아가 검증된 결론을 근거로, 트위터에서 영화를 언급한 트윗을 수집하여 감성분석을 적용한 결과를 살펴봄으로써 감성분석 모델의 활용 방안을 모색하였다. 전체적 실험 및 검증의 과정을 통해 본 연구는 감성분석 연구에 있어 개선된 감성 분류 방법을 제시할 수 있음을 보였고, 이러한 점에서 연구의 의의가 있다.

웹 기반의 심폐소생술 간호교육 프로그램 개발 (Development of cardiopulmonary resuscitation nursing education program of web-based instruction)

  • 신해원;홍해숙
    • Journal of Korean Biological Nursing Science
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    • 제4권1호
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    • pp.25-39
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    • 2002
  • 본 연구는 임상간호사의 심폐소생술에 대한 지식과 기술을 향상시키기 위해 웹 기반의 교육 프로그램을 개발하고 평가하는 데 목적이 있다. 2002년 2월 1일부터 4월 30의 기간동안 류세앙(1999)이 수정한 프로그램 개발과정에 의해 분석, 설계, 자료수집 및 개발, 프로그래밍 및 구현, 평가를 거쳐 웹 기반의 심폐소생술 간호교육 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 본 프로그램은 심폐소생술의 의의와 중요성, 기본심폐소생술, 장기심폐소생술, 소생술 후 간호를 학습내용으로 하여 텍스트 자료, 사진, 그림, 동영상 자료 등을 나모 웹 에디터, 스캐너, Adobe photoshop 등을 이용하여 인터넷 파일 제작과 이미지 수정단계를 거쳐 FTP(File Transfer Protocol)을 이용하여 웹에 올리고 시범운영을 통해 최종 수정하여 완성된 프로그램이 개발되었다. 2) 평가단계에서는 D시내에 소재한 K대학병원에 근무하는 간호사 36명을 임의표출하여 프로그램을 사용한 후의 반응을 조사하였다. 이에 대한 결과는 다음과 같다. 학습교재 관련특성의 평점은 $4.2{\pm}.67$, 학습 시스템 관련특성의 평점은 $4.0{\pm}.79$점, 학습자 만족도 관련특성에 대한 반응에서 학습자의 만족도는 $4.2{\pm}.58$점, 다른 교육 프로그램의 개발필요성은 $4.3{\pm}.62$점을 얻어 총평점은 $4.1{\pm}.45$점이었다. 특히, 멀티미디어 자료의 적절성은 $4.3{\pm}.68$점, 다른 교육 프로그램의 개발필요성은 $4.3{\pm}.62$점이었고, 화면구성과 배색의 적절성에서 $3.8{\pm}.81$점, 화면크기와 글자크기의 적절성에서 $3.7{\pm}.81$점이었다. 이상의 결과를 볼 때 프로그램 평가에 대한 분석작업을 거쳐 교육 프로그램의 지속적인 업그레이드 작업이 이루어진다면 본 웹 기반의 간호교육 프로그램이 간호사들의 계속교육과 평생교육에 활용될 수 있는 효과적인 교육 프로그램이 될 수 있으리라 사료된다.

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선택적 자질 차원 축소를 이용한 최적의 지도적 LSA 방법 (Optimal supervised LSA method using selective feature dimension reduction)

  • 김정호;김명규;차명훈;인주호;채수환
    • 감성과학
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    • 제13권1호
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    • pp.47-60
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    • 2010
  • 기존 웹 페이지 자동분류 연구는 일반적으로 학습 기반인 kNN(k-Nearest Neighbor), SVM(Support Vector Machine)과 통계 기반인 Bayesian classifier, NNA(Neural Network Algorithm)등 여러 종류의 분류작업에서 입증된 분류 기법을 사용하여 웹 페이지를 분류하였다. 하지만 인터넷 상의 방대한 양의 웹 페이지와 각 페이지로부터 나오는 많은 양의 자질들을 처리하기에는 공간적, 시간적 문제에 직면하게 된다. 그리고 분류 대상을 표현하기 위해 흔히 사용하는 단일(uni-gram) 자질 기반에서는 자질들 간의 관계 분석을 통해 자질에 정확한 의미를 부여하기 힘들다. 특히 본 논문의 분류 대상인 한글 웹 페이지의 자질인 한글 단어는 중의적인 의미를 가지는 경우가 많기 때문에 이러한 중의성이 분류 작업에 많은 영향을 미칠 수 있다. 잠재적 의미 분석 LSA(Latent Semantic Analysis) 분류기법은 선형 기법인 특이치 분해 SVD(Singular Value Decomposition)을 통해 행렬의 분해 및 차원 축소(dimension reduction)를 수행하여 대용량 데이터 집합의 분류를 효율적으로 수행하고, 또한 차원 축소를 통해 새로운 의미공간을 생성하여 자질들의 중의적 의미를 분석할 수 있으며 이 새로운 의미공간상에 분류 대상을 표현함으로써 분류 대상의 잠재적 의미를 분석할 수 있다. 하지만 LSA의 차원 축소는 전체 데이터의 표현 정도만을 고려할 뿐 분류하고자 하는 범주를 고려하지 않으며 또한 서로 다른 범주 간의 차별성을 고려하지 않기 때문에 축소된 차원 상에서 분류 시 서로 다른 범주 데이터간의 모호한 경계로 인해 안정된 분류 성능을 나타내지 못한다. 이에 본 논문은 새로운 의미공간(semantic space) 상에서 서로 다른 범주사이의 명확한 구분을 위한 특별한 차원 선택을 수행하여 최적의 차원 선택과 안정된 분류성능을 보이는 최적의 지도적 LSA을 소개한다. 제안한 지도적 LSA 방법은 기본 LSA 및 다른 지도적 LSA 방법들에 비해 저 차원 상에서 안정되고 더 높은 성능을 보였다. 또한 추가로 자질 생성 및 선택 시 불용어의 제거와 자질에 대한 가중치를 통계적인 학습을 통해 얻음으로써 더 높은 학습효과를 유도하였다.

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흡연자에서 관상동맥 내피세포 의존성 심근 혈류 예비능: $H_2^{15}O\;PET$ 찬물자극 검사에 의한 평가 (Evaluation of Endothelium-dependent Myocardial Perfusion Reserve in Healthy Smokers; Cold Pressor Test using $H_2^{15}O\;PET$)

  • 황경훈;이동수;이병일;이재성;이호영;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.21-29
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    • 2004
  • 목적: 젊은 흡연자 및 비흡연자에서 찬물자극 후 심근혈류 예비능을 $H_2^{15}O\;PET$을 이용하여 측정한 후 비교함으로써 흡연에 의한 관상동맥 내피세포의 기능저하를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 젊은 흡연자 9명($23.8{\pm}1.1$세; $6.6{\pm}2.5$ pack-years) 및 비흡연자 9명($23.8{\pm}2.9$세)에 대하여 안정상태 및 찬물자극 후, 그리고 아데노신 주입 중에 $H_2^{15}O$를 순간주사하고 동적 PET영상을 획득한 뒤, NMF 방법으로 입력 방사능곡선 및 조직 방사능곡선을 처리하여 심근혈류량을 산출하였다. 결과: 흡연자군 및 비흡연자군 사이에 심박수혈압곱 및 안정시 혈류량에는 유의한 차이가 없었다. 그러나, 찬물자극 자극 후에는 심근혈류가 흡연자군에서 비흡연자군에 비하여 유의하게 낮았으며(흡연자군 심근혈류 : $1.25{\pm}0.34$ ml/g/min, 비흡연자군 심근혈류=$1.59{\pm}0.29$ ml/g/min ; p=0.019), 특히 안정시 심근혈류에 대한 찬물자극 후의 심근혈류의 비(내피세포 기능에 의한 심근혈류의 예비능)도 흡연자에서 유의하게 낮았다(흡연자군=$90{\pm}24%$, 비흡연자군=$122{\pm}28%$ ; p=0.024). 한편, 아데노신 주입시의 심근혈류는 두군 간에 유의한 차이가 관찰되지 않았다(흡연자군 심근혈류=$5.81{\pm}1.99$ ml/g/min, 비흡연자군 심근혈류=$5.11{\pm}1.31$ ml/g/min ; p=NS). 결론: 젊은 흡연자에서 찬물자극 후에 $H_2^{15}O\;PET$을 이용하여 측정하여 산출한 심근혈류의 예비능이 젊은 비흡연자에 비하여 감소되어 있어서 흡연에 의한 관상동맥 내피세포의 기능장애를 확인할 수 있었다.

청소년 흡연예방을 위한 멀티미디어 CAI 개발 (A Study on the Development of Multimedia CAI in Smoking Prevention for Adolescents)

  • 이숙자;박태진;정영일;조현
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.35-61
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    • 2003
  • Background: The purpose of this study was to develop a structured and individualized smoking prevention program for adolescents by utilizing a multimedia computer-assisted instruction model and to empirically assess its effect. Method: For the purpose of this study, a guide book of smoking prevention program for middle and high school students was developed as the first step. The contents of this book were summarized and developed into an actual multimedia CAI smoking prevention program according to the Gane & Briggs instructional design and Keller's ARCS motivation design models as the second step. At the final step, the short-tenn effects of this program were examined by an experiment. This experiment were made for middle school and high school students and the quasi experimental design was the pretest - intervention - posttest. The measured data was attitude, belief, and knowledge about smoking, interest in the program, and learning motivation. Result: The results of this study were as follows: First, the guide book of a smoking prevention program was developed and the existing literature on adolescent smoking was analyzed to develop the content of the guide book. Then the curriculum was divided into three main domains on tobacco and smoking history, smoking and health, adolescent smoking and each main domain was divided into sub-domains. Second, the contents of the guide book were translated into a multimedia CAI program of smoking prevention througn Powerpoint software according to the instructional design theory. The characteristics of this program were interactive, learner controllable, and structured The program contents consisted of entrance(5.6%), history of tobacco(30%), smoking and health(38.9%), adolescent smoking(22.2%), video(4.7%), and exit(1.6%). Multimedia materials consisted of text(121), sound and music, image(still 84, dynamic 32), and videogram(6). The program took about 40 minutes to complete. Third, the results on analysis of the program effects were as follows: 1) There was significant knowledge increase between the pre-test and post-test with total mean difference 3.44, and the highest increase was in the 1st grade students of high school(p<0.001). 2) There was significant decrease in general belief on smoking between the pre-test and post-test with total mean difference 0.28. In subgroup analysis, the difference was significantly higher in the 1st grade of high school (p<0.001), low income class (p<0.001), and daily smokers (p<0.01). 3) There was no significant difference in attitudes on his personal smoking between the pre-test and post-test. 4) The interest in the program seemed to lower as students got older. The score of motivation toward this prevention program was the highest in the middle school 3rd grade. Among sub-domains of motivation, the confidence score was the highest. Conclusion: To be most effective, the smoking prevention program for adolescents should utilize the most up-to-date and accurate information on smoking, and then instructional material should be developed so that the learners can approach the program with enjoyment. Through this study, a guide book with the most up-to-date information was developed and the multimedia CAI smoking prevention program was also developed based on the guide book. The program showed positive effect on the students' knowledge and belief in smoking.

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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