• 대한화학회지
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• 제53권6호
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• pp.765-773
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• 2009

이 연구는 중등 화학 교사 전문성 및 지향점 제공을 위한 기초 조사로서, 실험 수업을 성공적으로 진행하기 위하여 필요한 화학 교사의 실험 능력에 대한 규명을 목적으로 하였다. 문헌 연구, 교과서 실험 분석, 과학 교사 설문 조사의 결과에 기초한 연구팀의 지속적인 논의를 통하여 연구를 진행하였다. 화학 교사의 실험 능력 규명을 위하여 수집된 자료들을 정리하여 크게 네 개의 단계(실험 수업 준비, 실험 수행 및 정리, 실험실 관리, 실험실 안전 관리)로 나누고, 각 단계별로 실험 능력에 관련된 소영역과 세부 내용 요소를 선별 ․ 수정하여 재배치하였다. 실험실 안전 관리는 실험실 및 실험 활동에서 ‘안전’의 중요성을 강조하기 위해 별도의 단계로 구분하였다. 화학 교사가 갖추어야 할 실험 능력은 실험 수업 지도를 전제로 하여 교사 스스로 실험 수행을 할 수 있는가에 대한 능력으로, 시약 및 측정기기 사용, 시료 준비, 실험 설계, 바른 실험 습관 및 숙련도, 자료 정리, 분석 및 추론, 그리고 실험실 관리 및 실험실 안전 관리에 관련된 능력으로 특정지어 질 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권7호
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• pp.626-639
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• 2008

고등학교 과학교과서의 개선을 위한 제안을 제시하기 위해 한국과 미국 고등학교 지구과학 교과서의 지질학 영역에 있는 탐구 활동이 탐구내용, 탐구과정, 탐구상황 면에서 평가되었다. 탐구활동의 내용에서, 한국 교과서는 단원 당 5.8개로 미국 교과서의 단원 당 4개보다 더 많은 탐구활동 개수를 포함하고 있었다. 한국 교과서는 대부분 도표나 그래프 등 자료해석에 관련된 탐구활동을 포함하고 있고 미국 교과서는 스스로 조작하는 실험이나 자료변형 그리고 직접설계 할 수 있는 탐구활동 기회를 제공하고 있다. 탐구활동 1개당 사용된 탐구과정 개수는 한국 교과서가 평균 1.8개인 반면 미국 교과서는 3개로 미국 교과서가 한국 교과서보다 더욱 다양한 탐구과정을 사용한다는 것을 알 수 있다. 모든 교과서에서 가장 많이 사용된 탐구과정 요소는 추리와 자료해석으로 이 두 요소의 비율은 한국 교과서는 평균 73.3%이고 미국 교과서는 46.2%였다. 즉 한국 교과서는 특정 탐구과정 요소만을 강조하였고, 이런 고르지 못한 탐구과정 요소의 분포는 학생의 통합능력 신장에 저해요인으로 작용할 수도 있을 것으로 판단된다. 특히 통합적 탐구과정에서 미국교과서는 7개의 모든 요소가 다 제시되었지만 한국 교과서는 단지 2개 내지 4개의 요소만이 제시되어 한국 교과서가 미국 교과서보다 학생들이 다양한 탐구능력을 함양할 수 있게 하는 탐구활동을 제공하는데 있어 취약점을 갖고 있다는 것을 말해 준다. 탐구상황 분석에서 한국교과서는 다소 단편적 인이고 실생활과 관련이 낮은 탐구 상황이 제공되었고, 미국 교과서는 좀 더 실생활과 관련되어 적용된 탐구 상황의 내용들로 구성되어 있음을 보여주었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제12권2호
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• pp.109-128
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• 1992

Elementary science textbooks are the major instructional materials which contain sceientific objectives to be acquired by students. The purpose of this study is to analyze the development system, to evaluate the inquiry activity in current elementary science testbooks, and to make suggestions for the improvement of them. The questionnaires were administered to 116 subjects that participated in development of the 5th elementary science textbooks, and 86 of the subjects responded. Based on the data gathered and analyzed in this study, the major findings are as follows. First, regarding the analysis and evaluation of elementary science textbooks. 1. The instructional objectives in elementary science textbooks are analyzed. The proportions of comprehension objectives is 38%, scientific inquiry process objectives 21%, experimental skills objectives 7%, scientific attitudes and interests objectives 4%. 2. The science concepts in elementary science textbooks of the 3rd grade required the preconcrete operational level(82%) and of the 6rd grade required the postconcrete operational level (73%) by J. Piaget 3. The inquiry activities in elementary science textbooks are emphasizing gathering and organizing results and evaluation, and hypothesizing and designing an experiment Inquiry index of the elementary science textbooks is 76. This is significantly higher than 35${\sim}$50 of America and U.K.. 4. The number of questions per class hour is mostly three, and most of them require the students to explain phenomena in nature or in experiment Second, regarding the development system of elementary science textbooks. 1. The budget for and the period of the development of elementary science textbook should be expanded. 2. For the improvement of elementary science textbooks, more abundant resources and time should be used for the basic study and the field trial of textbooks. 3. The elementary science textbook must include the affective objectives as well as the scientific knowledges and scientific inquiry skills. 4. It is not desirable to assign equal number of pages to the content of physics, chemistry, biology, and earth science. 5. Closer cooperation system is needed among the ministry of education, development research center and the field trial schools.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.110-121
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• 2002

이 연구의 목적은 CASE 활동 중 변인통제 문제해결 활동에서 나타나는 학생들의 인지수준에 따른 학생-학생, 교사-학생 사이의 상호작용을 분석하고, 이를 바탕으로 학습자의 인지수준에 따라 교수학습과정에서의 상호작용을 바람직한 방향으로 촉진할 수 있는 방법을 모색하는 데 있다. 변인통제 문제해결 활동에서 상호작용이 어떻게 일어나는가를 분석하기 위하여 학생들의 활동을 관찰, 녹음하였고 이를 전사하여 분석하였으며, 학생들을 대상으로 면담을 실시하였다. 토론의 모든 과정을 주도하는 것은 주로 조 내에서 상대적으로 인지수준이 높은 학생들이었다. 인지수준이 높은 학생이 토론을 주도하지 못하는 조의 경우는 문제인식과 해결이 원활하게 이루어지지 않았다. 또한 학생들은 문제를 인식할 때 문제가 제시되는 상황에 크게 의존하였다. 인지수준이 낮은 학생들은 인지수준이 높은 학생에 비하여 문제를 인식하고 해결하는데 어려움을 겪었다. 인지수준이 낮은 학생들은 특히 문제상황에서 변인을 잘 찾아내지 못하였고, 원인변인과 결과변인을 잘 구분하지 못하였으며, 동시에 고려할 수 있는 변인의 수가 적어 변인통제를 잘 하지 못하였다. 이들은 또한 자신보다 능력이 뛰어난 동료나 교사와의 상호작용을 통하여 문제를 인식하고 해결하였고, 반면에 인지수준이 높은 학생들은 스스로 또는 자신과 마찬가지로 인지수준이 높은 학생과의 상호작용을 통하여 문제를 인식하고 해결하였다. 조 안에 인지수준이 높은 학생이 토론을 주도하고 있을 경우에는 조원들 사이의 상호작용만으로도 문제를 해결 할 수 있기 때문에 교사의 도움을 크게 필요로 하지 않았다. 그러나 조 안에 인지수준이 높은 학생이 없거나 토론을 주도하지 못하는 경우에는 교사의 개입이 있어야 올바른 문제인식과 문제해결이 이루어 졌다. 위의 결과는 CASE와 같이 학생-학생, 교사-학생 상호작용이 중요한 부분을 차지하는 소규모 집단 토론학습에서, 인지수준이 다양한 모든 학생들이 적극적으로 학습에 참여하도록 하기 위해서는 인지수준이 높은 학생이 조 내에서 토론을 이끌도록 조를 구성하고, 인지수준이 낮은 학생들도 적극적인 사고활동을 할 수 있도록 조 구성원들 사이에서 메타인지적 질문이 오고가는 분위기를 조성하기 위한 교사의 적극적인 개입이 필요함을 시사한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.556-564
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• 2004

본 연구는 중 고등학생의 창의력 및 과학적 사고력 향상을 위해 학습자 활동 중심으로 개발된 가설-연역적 실험 모듈이 과학고 학생들에게 효과적인지 알아보기 위해 수행되었다. 삼투압과 식물의 색소 분리와 관련된 5차시의 가설-연역적 실험 모듈의 효과를 알아보기 위하여 서울의 S 과학고 남 여 4개 반을 각각 46명씩 2개 학급으로 구성된 실험 집단 및 통제 집단으로 나누어서 수업을 하였다. 실험 집단은 삼투 현상 및 광합성 색소 분리와 관련된 가설-연역적 방식으로 구성된 생물 실험 모듈을 통해 학생 중심의 실험 수업을 하였고, 통제 집단은 개발된 실험 모듈과 같은 내용을 가지고 전통적인 방식의 실험 결과 확인 실험 수업을 수행하였다. 두 모듈을 적용하여 학생들의 창의력 및 과학적 사고력, 과학 탐구 능력 그리고 성취도의 향상 효과를 조사하였다. 연구 결과, 개발된 실험 모듈을 적용한 실험 수업은 기존의 전통적 실험 수업보다 학생들의 창의력, 과학적 사고력, 과학 탐구 능력에 유의미한 효과를 보였다. 이상과 같은 연구 결과는 삼투 현상과 광합성 색소 분리를 주제로 한 두 개의 생물 실험 모듈을 적용한 가설-연역적 방식의 수업이 전통적인 교과서 실험 방식인 확인식 실험 수업보다 학생들의 창의력 및 과학적 사고력을 높이는 데 효과가 있음을 의미한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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• pp.975-976
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• 1993

This talk presents the overview of the author's research and development activities on fuzzy inference hardware. We involved it with two distinct approaches. The first approach is to use application specific integrated circuits (ASIC) technology. The fuzzy inference method is directly implemented in silicon. The second approach, which is in its preliminary stage, is to use more conventional microprocessor architecture. Here, we use a quantitative technique used by designer of reduced instruction set computer (RISC) to modify an architecture of a microprocessor. In the ASIC approach, we implemented the most widely used fuzzy inference mechanism directly on silicon. The mechanism is beaded on a max-min compositional rule of inference, and Mandami's method of fuzzy implication. The two VLSI fuzzy inference chips are designed, fabricated, and fully tested. Both used a full-custom CMOS technology. The second and more claborate chip was designed at the University of North Carolina(U C) in cooperation with MCNC. Both VLSI chips had muliple datapaths for rule digital fuzzy inference chips had multiple datapaths for rule evaluation, and they executed multiple fuzzy if-then rules in parallel. The AT & T chip is the first digital fuzzy inference chip in the world. It ran with a 20 MHz clock cycle and achieved an approximately 80.000 Fuzzy Logical inferences Per Second (FLIPS). It stored and executed 16 fuzzy if-then rules. Since it was designed as a proof of concept prototype chip, it had minimal amount of peripheral logic for system integration. UNC/MCNC chip consists of 688,131 transistors of which 476,160 are used for RAM memory. It ran with a 10 MHz clock cycle. The chip has a 3-staged pipeline and initiates a computation of new inference every 64 cycle. This chip achieved an approximately 160,000 FLIPS. The new architecture have the following important improvements from the AT & T chip: Programmable rule set memory (RAM). On-chip fuzzification operation by a table lookup method. On-chip defuzzification operation by a centroid method. Reconfigurable architecture for processing two rule formats. RAM/datapath redundancy for higher yield It can store and execute 51 if-then rule of the following format: IF A and B and C and D Then Do E, and Then Do F. With this format, the chip takes four inputs and produces two outputs. By software reconfiguration, it can store and execute 102 if-then rules of the following simpler format using the same datapath: IF A and B Then Do E. With this format the chip takes two inputs and produces one outputs. We have built two VME-bus board systems based on this chip for Oak Ridge National Laboratory (ORNL). The board is now installed in a robot at ORNL. Researchers uses this board for experiment in autonomous robot navigation. The Fuzzy Logic system board places the Fuzzy chip into a VMEbus environment. High level C language functions hide the operational details of the board from the applications programme . The programmer treats rule memories and fuzzification function memories as local structures passed as parameters to the C functions. ASIC fuzzy inference hardware is extremely fast, but they are limited in generality. Many aspects of the design are limited or fixed. We have proposed to designing a are limited or fixed. We have proposed to designing a fuzzy information processor as an application specific processor using a quantitative approach. The quantitative approach was developed by RISC designers. In effect, we are interested in evaluating the effectiveness of a specialized RISC processor for fuzzy information processing. As the first step, we measured the possible speed-up of a fuzzy inference program based on if-then rules by an introduction of specialized instructions, i.e., min and max instructions. The minimum and maximum operations are heavily used in fuzzy logic applications as fuzzy intersection and union. We performed measurements using a MIPS R3000 as a base micropro essor. The initial result is encouraging. We can achieve as high as a 2.5 increase in inference speed if the R3000 had min and max instructions. Also, they are useful for speeding up other fuzzy operations such as bounded product and bounded sum. The embedded processor's main task is to control some device or process. It usually runs a single or a embedded processer to create an embedded processor for fuzzy control is very effective. Table I shows the measured speed of the inference by a MIPS R3000 microprocessor, a fictitious MIPS R3000 microprocessor with min and max instructions, and a UNC/MCNC ASIC fuzzy inference chip. The software that used on microprocessors is a simulator of the ASIC chip. The first row is the computation time in seconds of 6000 inferences using 51 rules where each fuzzy set is represented by an array of 64 elements. The second row is the time required to perform a single inference. The last row is the fuzzy logical inferences per second (FLIPS) measured for ach device. There is a large gap in run time between the ASIC and software approaches even if we resort to a specialized fuzzy microprocessor. As for design time and cost, these two approaches represent two extremes. An ASIC approach is extremely expensive. It is, therefore, an important research topic to design a specialized computing architecture for fuzzy applications that falls between these two extremes both in run time and design time/cost. TABLEI INFERENCE TIME BY 51 RULES {{{{Time }}{{MIPS R3000 }}{{ASIC }}{{Regular }}{{With min/mix }}{{6000 inference 1 inference FLIPS }}{{125s 20.8ms 48 }}{{49s 8.2ms 122 }}{{0.0038s 6.4㎲ 156,250 }} }}

• 재활복지
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• 제14권3호
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• pp.225-256
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• 2010

본 연구는 초등학교 지적장애아동의 자세조절 특성을 파악하기 위해 시각, 안뜰감각 그리고 몸감각을 조합하여, 실험 조건에 따라 자세유지를 위하여 어떤 감각을 활용하고 있는지, 부적절한 감각자극에 대해서 통합시스템에서 어떻게 반응하는지, 외부 동요에 대해 신경근육의 자세조절 전략 시 동원되는 근육의 수축 개시시간과 개시순서를 각각 측정하여, 지적장애 아동의 자세조절 특성을 살펴보고, 나아가 초등학교 지적장애아동과 일반아동 간에 어떠한 차이가 있는지를 비교분석하여 자세조절능력 향상 프로그램에 적용 시 방향을 제시해주는데 있다. 이를 위하여 성별과 연령을 고려하여 초등학교 지적장애아동 26명과 일반아동 26명의 아동으로부터 자세조절능력을 비교하였다. 그 결과 자세조절과 감각계와의 관계를 파악한 평형점수와 감각활용 분석, 엉덩관절 전략에 의지하는 자세조절 전략, 근수축 개시지연과 근수축 개시순서의 변화 등을 종합해 볼 때 초등학교 지적장애아동의 자세조절의 문제는 운동시스템, 감각시스템, 통합시스템의 자세조절 시스템 전반에 걸친 총체적인 문제로 나타났다. 따라서 초등학교 지적장애아동의 자세조절 문제 해결을 위해서는 운동시스템, 감각시스템, 통합시스템을 포함하는 포괄적 자세조절 훈련 프로그램의 접근이 필요하다는 것을 알 수 있다. 자세조절 프로그램을 구성할 때, 다양한 감각을 제공하여 주고, 제공된 감각을 효율적으로 활용할 수 있는 감각훈련과 함께 고위중추에서 입력된 감각들을 정상적인 자세조절 발달에 활용할 수 있도록 훈련 시켜주어야 한다. 적응 반응을 계획하고 조직화하여 의미 있는 활동을 통해 중추신경계의 처리능력을 향상시키는 치료프로그램이 제공되어야 한다. 또한 자세조절을 안정적으로 할 수 있는 안정성 한계를 넓힐 수 있는 신경발달학적 치료와 함께, 근골격계에서 빠른 근수축 반응과 효율적인 근수축 개시순서를 유발 할 수 있도록 고유수용성 운동조절 프로그램, 자세반응 촉진 프로그램과 같은 훈련이 필요하다고 할 수 있다.