This paper describes a case study on the R&D programs of fighter and attacker aircraft such as F-22A, F/A-18E/F, and T/A-50. F-22A and F/A-18E/F were developed in same age. The performance of each program was, however extremely different. F-22A program results in a lot of cost overrun and schedule delay. On the other hand F/A-18E/F program met the cost, schedule, and performance goals. In the T/A-50 program with a super-sonic advanced trainer, T-50 was also developed successfully on planned cost and time by Korea Air-force and KAI. This paper derives key elements for the success of the military aircraft R&D program through lessons learned from th e case study. Each program is analyzed in terms of its background, planning and management.
R&E (Research and Education) 프로그램은 교육과정에서 접하기 어려운 다양한 과학 연구 경험의 기회를 학생들에게 제공하여 과학적 사고력과 문제 해결 능력, 창의력을 발달시킬 수 있는 계기를 마련해준다는 점에서 중요성이 강조되고 있다. 본 연구의 목적은 인공위성 자료를 활용하여 우리나라 연안 해역의 고해상도 해수면온도 자료를 산출하는 방법을 학생에게 적합하게 재구성하여 과학 영재 대상 R&E 프로그램으로 개발하는 것이다. 경기만 해역을 포함한 해역의 고해상도 해수면온도 자료를 산출하고 시공간적 분포를 이해하기 위하여 2013년 12월 21일부터 2017년 11월 30일까지 총 9장의 Landsat 8 OLI/TIRS (Operational Land Imager and Thermal InfraRed Sensor) 인공위성 자료를 수집하였다. 정확한 해수면온도 분포를 파악하기 위해 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) DEM (Digital Elevation Model) 자료를 활용하여 육지를 탐지하였고, 지표이용분류 알고리즘을 적용하여 조간대를 탐지하였으며, Landsat 8 OLI/TIRS 인공위성의 가시광선 영역 밴드(band)에 임계치(threshold)를 적용하여 구름을 탐지하였다. 전처리된 Landsat 8 OLI/TIRS 인공위성 자료에 다중 채널 회귀분석법(Multi-Channel Sea Surface Temperature, MCSST)을 적용하여 경기만 해역의 고해상도 해수면온도 자료를 산출하였다. 실제 교육 현장에서 활용 가능한 R&E 프로그램을 개발하기 위해 연구 과정을 단순화하고, 학생들이 단계적으로 연구 과정을 수행할 수 있도록 각 단계에 적합한 활동지를 개발하였다. 과학 영재 학생들을 대상으로 2017년 6월 24일부터 2018년 1월 13일까지 R&E 프로그램 수업을 진행하였고, 인공위성 자료 기반 R&E 프로그램의 실제 교육 현장 활용 가능성을 확인하였다.
R&E 프로그램은 연구 중심의 자기주도적 학습을 통하여 과학영재들이 과학적 탐구능력과 창의적인 문제해결 능력을 신장시킬 수 있도록 하며, 관심 분야 전문가와의 긴밀한 만남과 과학탐구 경험을 통해 과학자로서의 연구 태도와 품성 및 자질을 함양하고, 창의성을 계발하도록 하는 것에 목적이 있다. R&E 프로그램의 교육적 효과로 미래과학기술 인력의 질적 향상뿐만 아니라 과학자들의 교육참여를 유도함으로써 교육 인력의 저변 확대를 통한 과학영재 교육의 질적 내실화를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 R&E 프로그램이 미래 과학기술인력으로써 필요한 창의인재역량과 첨단과학기술 분야 진로 지향성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 KAIST 과학영재교육연구원의 R&E 프로그램에 참여한 D과학고등학교 1학년 학생 62명을 대상으로 집중연구 사전, 사후에 걸쳐 창의인재역량과 과학진로지향의 변화를 설문을 통해 분석하였다. 그 결과 학생들은 R&E 프로그램 참여 후 창의인재역량 중 인지적, 정의적 특성이 유의미하게 증가하였고, 사회적 특성에서는 유의한 변화가 없었으나 세부영역에서는 유의미한 증가를 확인하였다. 또한, 과학진로지향과 관련하여 과학학습, 과학진로에 대한 선호도, 과학진로에 대한 가치 인식 및 과학진로 정보의 필요성 항목에서 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 R&E 프로그램의 교육적 효과를 보여줌으로써 대상과 지도목표에 따른 R&E 프로그램 모델의 개선방안을 제안하고자 하며, 나아가 연구역량 교육 및 과학진로진학을 지도하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 R&E 프로그램에 참여한 270명의 학생을 대상으로 R&E의 목적, 주제 선정 과정, R&E의 장단점에 관하여 설문 조사를 실시하였고, 4명의 학생을 대상으로 심층인터뷰를 실시하였다. R&E의 목적과 장점에 대하여 학생들은 '예비 과학자로의 자질 함양, '연구 기회 제공', 탐구 수행 능력 신장'으로 인식하였으며, 단점으로는 '연구에 소비된 시간', '타율적 참여', '연구 내용의 어려움' 등을 언급하였다. R&E 프로그램은 정해진 주제 제시된 실험과정 문제 발생 시 전문가의 도움으로 진행되는 기술적 도제과정이 대부분이었으며, 창의적 문제해결능력 신장보다는 새로운 실험 장비나 첨단 기술을 접하는 기회 제공 차원이 큰 것으로 나타났다. R&E 프로그램에서 멘토의 역할이 중요하며, 멘토의 역할은 학생들의 생산적 참여 정도와 과학 및 과학자의 인식에 큰 영향을 주었다.
R&E 활동은 과학영재 학생이 이공계 전문 연구자의 지도를 받으며 연구 역량을 강화하는 것을 목표로 한다. 하지만 실제 전문가 사사 R&E 활동에서 학생의 연구 경험은 과학자 주도의 연구 이해부터 직접적인 연구 참여까지 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 후자와 같은 R&E 활동 참여를 학생의 행위주체적 연구 참여로 보는 관점하에서, 과학영재의 행위주체적 연구 참여를 지원한 교수적 특성을 밝히고자 하였다. 이를 위해 영재학교에서 운영된 R&E 활동에서 형성된 4개 팀에 속한 학생, 교수, 조교를 대상으로 면담을 약 3개월 간격으로 실시했다. 면담에서는 R&E 활동에 대한 인식, R&E 활동에서의 학생 활동, 지도 교수 및 조교의 지원 등을 다루었고, 면담 내용은 녹음 및 전사하여 분석 자료로 활용했다. 분석 과정에서는 면담 항목들에 대한 연구참여자들의 응답을 바탕으로 각 팀의 활동 과정을 정리하고, 활동 과정에서의 교수자와 학생의 위치짓기 변화 과정과 행위주체성의 발현 양상을 도출했다. 그리고 학생의 행위주체적 연구 참여를 지원한 교수 에피소드로부터 나타나는 교수적 특성을 귀납적으로 도출했다. 과학영재의 행위주체성 발현은 행위주체성의 지속적 발현, 행위주체성의 발현 및 좌절, 행위주체성의 지속적 미발현으로 3가지 유형으로 도출되었다. 각 유형의 행위주체성 발현 과정에 영향을 미친 교수적 특성은 과학영재의 연구 운영 참여 기회 개방, 학생이 전문성 있는 의견을 제시할 수 있도록 지원하는 교수자-학생 간 상호작용의 측면에서 도출되었다. 본 연구는 R&E 활동에서 과학영재 학생의 행위주체성을 지원하는 교수 방안을 마련하는 데에 기여할 수 있을 것이다.
이 연구는 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하기 위하여 다지 선다형 검사 문항을 사용하였으며 영역별, 성별, 그리고 사사교육의 일종인 R&E 프로그램 이수 경험별로 나뉘어 조사하였다. 이 조사를 위하여 한국과학영재학교 273명의 학생을 대상으로 설문조사하였다. 연구결과, 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식은 과학지식의 잠정성에서 가장 높은 인식을 보였다. 성별과 R&E 프로그램 이수 경험별로 나뉘어 조사한 결과, 대부분의 경우에 집단별 인식에 있어 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았으나 R&E 프로그램을 경험한 집단과 경험하지 못한 집단으로 나누어 인식 성향을 조사하였을 때, 프로그램을 경험한 집단이 과학자의 연구동기 및 연구활동을 보다 사회적인 맥락에서 인식하였고, 과학자의 사회적 책임에 대한 인식도 높았다. 이를 통하여 R&E 활동 경험이 과학 영재 학생들의 과학의 본성에 대한 인식에 영향을 미치는 한 요인임을 확인하였으며 이들 결과는 과학영재 교육 프로그램의 개발과 운영, 특히 R&E 프로그램의 운영과 평가, 그리고 과학영재 교육과정 개발 및 과학교사 교육에 있어 시사점을 제공할 수 있을 것이다.
R&E 프로그램은 한국과학영재학교와 과학 고등학교의 과학영재들을 위한 사사교육 프로그램으로, 1년 동안 현직 과학자와 과학교사가 멘토로 참여하며 학생들이 실제 연구 과제를 수행하는 프로그램이다. 이 연구에서는 R&E 프로그램의 주요 목적인 연구 중심의 자기 주도적 학습, 과학적 탐구능력과 창의적인 문제해결능력의 신장, 과학자의 생활과 자세에 대한 인식과 희망 전공 등의 항목에 대해서 R&E 프로그램을 경험한 한국과학기술원 학부과정 신입생 182명을 대상으로 사사교육 프로그램의 효과에 대해서 스스로 어떻게 평가하고 있는지, 설문조사를 통하여 이들의 인식을 조사하였다. 그 결과는 첫째, 프로그램 참여를 통하여 동료들과의 협력(81.0%), 전문 과학지식의 습득(80.8%), 과학자의 생활과 자세에 대한 이해(77.5%), 과학에 대한 흥미(68.7%), 과학적 탐구방법(62.7%), 창의적 사고력(61.5%) 등의 순으로 향상되었다고 긍정으로 인식하였다. 둘째, KAIST 신입생들 사이에 출신 고등학교에 따라서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났으며, 과학적 탐구방법 향상(p<.01), 연구과제에 관한 전문적인 과학지식 향상(p<.01)의 항목이었다. 이러한 결과는, 과학자로서의 품성 및 자질 함양, 과학적 탐구능력과 창의적 사고력 향상이라고 하는 과학영재를 위한 사사교육으로서 R&E 프로그램의 목적이 충분히 달성되고 있을 가능성을 보여준다.
정보통신공학 분야는 국내 고교교육 과정에서 거의 다루어지지 않기 때문에 고등학생들이 이 분야의 내용과 진로를 알기 어렵고 관심이 부족하게 된다. 이 문제는 대학의 정보통신분야 학과들의 우수 신입생 유치 어려움을 가중시키고 있다. 본 논문에서는 이 문제를 완화할 목적으로 대학과 고교 간의 새로운 진로연계형 R&E 모델을 제시하고 이를 기반으로 한 H대학과 P고교 간에 이루어진 최근 3년간 R&E (Research & Education) 프로그램 운영 사례를 소개한다. 본 프로그램에서는 고등학생들에게 정보통신공학 분야 문제의 설계 및 개발 경험을 제공하고 이를 매개로 하여 정보통신분야에 대한 관심을 유도하고자 하였다. 프로그램의 효과를 간단히 확인하고자 3년간 참여한 모든 학생들의 설문 조사와 일부의 인터뷰를 분석결과에 의하면, 76%의 학생들이 이 프로그램을 통해 정보통신공학에 대한 관심이 많아졌다고 응답하였다. 본 논문의 의의는 우수 이공 인재들이 정보통신 분야 전공을 선택할 수 있도록 하는 진로연계형 R&E 모델을 정보통신분야에서 최초로 제시하였다는 것이다.
이 연구는 과학영재 학생의 탐구 사고력 향상을 위해 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 우선 교사중심에서 학생 중심으로 3단계의 과정을 거쳐 R & E를 수행할 수 있도록 하는 안내된 R & E 수업 모형을 개발하였고, 5단계 절차에 맞는 안내된 R & E 프로그램을 개발하여 중학교 과학 영재 학생 38명을 대상으로 수업을 진행하였다. 그 결과, '가설 설정 > 변인 추출 > 탐구문제 도출 > 결론 도출 > 실험 설계 > 일반화 > 평가 > 자료 해석 > 자료 변환' 순으로 높은 평균 점수를 나타냈다. 세부적으로는 9개 평가 요소 중 '탐구문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 결론 도출'은 높은 수준을, '실험 설계'는 평균 수준을, '자료 해석, 일반화, 평가'는 낮은 수준을, '자료 변환'은 매우 낮은 수준을 나타냈다. 이번 연구를 계기로 안내된 R & E 프로그램이 탐구 과정별 요소를 잘 반영하여 과학영재 학생의 종합적 사고력과 창의적 문제해결력 향상에 도움이 되길 기대한다.
To perform R&D program, it is necessary to invest input factor(I/F). And these factor are converted to output factors(O/F) at the end of R&D program. Pee. reviewers evaluate output factors and produce evaluation grades(E/G). This paper try to analyze the relationship to I/F, O/F and E/G, According to the analysis results, the relation between I/F and E/G is as weak as the relation between O/F and E/G. The strength of relationship is relatively very strong in the relation between I/F and O/F
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[게시일 2004년 10월 1일]
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