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생물개스 발생시스템을 위한 지하매설콘크리트 다이제스터의 열전달에 관한 연구 (Study on the Heat Transfer Phenomenon around Underground Concrete Digesters for Bigas Production Systems)

  • 김윤기;고재균
    • 한국농공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.53-66
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    • 1980
  • The research work is concerned with the analytical and experimental studies on the heat transfer phenomenon around the underground concrete digester used for biogas production Systems. A mathematical and computational method was developed to estimate heat losses from underground cylindrical concrete digester used for biogas production systems. To test its feasibility and to evaluate thermal parameters of materials related, the method was applied to six physical model digesters. The cylindrical concrete digester was taken as a physical model, to which the model,atical model of heat balance can be applied. The mathematical model was transformed by means of finite element method and used to analyze temperature distribution with respect to several boundary conditions and design parameters. The design parameters of experimental digesters were selected as; three different sizes 40cm by 80cm, 80cm by 160cm and l00cm by 200cm in diameter and height; two different levels of insulation materials-plain concrete and vermiculite mixing in concrete; and two different types of installation-underground and half-exposed. In order to carry out a particular aim of this study, the liquid within the digester was substituted by water, and its temperature was controlled in five levels-35。 C, 30。 C, 25。 C, 20。C and 15。C; and the ambient air temperature and ground temperature were checked out of the system under natural winter climate conditions. The following results were drawn from the study. 1.The analytical method, by which the estimated values of temperature distribution around a cylindrical digester were obtained, was able to be generally accepted from the comparison of the estimated values with the measured. However, the difference between the estimated and measured temperature had a trend to be considerably increased when the ambient temperature was relatively low. This was mainly related variations of input parameters including the thermal conductivity of soil, applied to the numerical analysis. Consequently, the improvement of these input data for the simulated operation of the numerical analysis is expected as an approach to obtain better refined estimation. 2.The difference between estimated and measured heat losses was shown to have the similar trend to that of temperature distribution discussed above. 3.It was found that a map of isothermal lines drawn from the estimated temperature distribution was very useful for a general observation of the direction and rate of heat transfer within the boundary. From this analysis, it was interpreted that most of heat losses is passed through the triangular section bounded within 45 degrees toward the wall at the bottom edge of the digesten Therefore, any effective insulation should be considered within this region. 4.It was verified by experiment that heat loss per unit volume of liquid was reduced as the size of the digester became larger For instance, at the liquid temperature of 35˚ C, the heat loss per unit volume from the 0. 1m$^3$ digester was 1, 050 Kcal/hr m$^3$, while at for 1. 57m$^3$ digester was 150 Kcal/hr m$^3$. 5.In the light of insulation, the vermiculite concrete was consistently shown to be superior to the plain concrete. At the liquid temperature ranging from 15。 C to 350 C, the reduction of heat loss was ranged from 5% to 25% for the half-exposed digester, while from 10% to 28% for the fully underground digester. 6.In the comparison of heat loss between the half-exposed and underground digesters, the heat loss from the former was fr6m 1,6 to 2, 6 times as much as that from the latter. This leads to the evidence that the underground digester takes advantage of heat conservation during winter.

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수학과 음악의 융합인재교육으로 변화된 학교 밖 청소년의 수학학습 특성 분석 (An Analysis Study on Mathematics Learning Characteristics of Out-of-School Youth through STEAM Education with Mathematics and Music)

  • 김영인;서보억
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.313-334
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    • 2022
  • 본 연구는 학교 밖 청소년을 대상으로 한 수학중심 융합인재교육을 통한 수학학습의 특성을 분석하는 연구이다. 수학교육의 사각지대에 있는 학교 밖 청소년들에게 융합인재 교육의 기회를 제공하고 미래사회에 필요한 인재를 양성하기 위한 필요성으로 출발하였다. 이에 본 연구에서는 수학과 음악의 융합인재교육을 통해 학교 밖 청소년들의 수학학습의 특성이 어떻게 변화될 수 있는지 고찰하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 ○○광역시 학교 밖 청소년 지원센터에서 고등학교 졸업 검정고시 수학 학습반을 수강하고 있는 학교 밖 청소년을 연구 대상으로 선정하였고, 수학-음악 융합인재교육을 위한 자료 개발 및 수업적용, 적용결과에 대한 자료 분석을 순차적으로 진행하였다. 학교 밖 청소년을 대상으로 검정고시와 연계한 수학과 음악 융합인재교육을 실시한 결과, 학교 밖 청소년들에게서 수학에 대한 정의적 영역 및 문제풀이 전략의 긍정적 변화를 살펴볼 수 있었다. 또한, 학교 밖 청소년들의 수학학습 발전가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구를 기점으로 학교 밖 청소년들을 위한 수학중심 융합인재교육 프로그램의 개발 및 다양한 유형의 학생을 대상으로 하는 수학중심 융합인재교육에 대한 연구가 활성화되기를 기대한다.

도서관경영(圖書館經營)에 있어서의 시스팀 분석기법응용(分析技法應用)에 관한 연구(硏究) (A Study on Systems Analysis Applied to Library Management)

  • 권기원
    • 한국비블리아학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.178-210
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    • 1974
  • It needs to put into practice the systems analysis in the analysis of some operations and status of library for the purpose of systematizing the work of reforming in the new easier form to process, to storage, to retrieve and to make use of the increasing informations and data of library. In this study, some of systems which are generally using in every library was caught in the case study of K university library. Having analyzed them with the two methods of the flowcharting and mathematical analysis, we found the obstructive factors in operation. As the result of this research, it was gained the new system as the alternative one. A. Alternative System B. Advantages of alternative systems 1. In the reference room When it converts the present system into the new system, it can profit 6.771 won/user (13.815won-7.044won=6.771 won). Therefore, a half the average required cost of the present system can be saved. If this saving would be alloted for the cost 33,000won required to make the cataloging cards, it would be taken for 94 days (33,000 won ${\div}$ 6,771 won/user=4,874users. 4,874users ${\div}$ 52users/day=94days) to get it. The saving cost/year by the new system will be 95,417 won, and in the first year the initial cost (33,000won) reduces the saving cost to 62,417won. 2. In the periodical room The average required time for using the materials of the present system is 17 minutes/user and the average required cost/user is 23.775won, while the average required time of the new system is 4 minutes and the average required cost/user is 5.33won. Therefore, the new system has profit 4 times of the present system. Accordingly, it occurs when the dispersed periodical materials get together. 3. In the classification and cataloging When one processes - the oriental books - by the Linear Programming Technique, the maximum of the process can be increased from 11.6 volumes per librarian of the present system to 12 volumes per librarian of the new system increased 0.4 volume in a day, and cataloging by the manual printer can be shorten from 3 minutes per card of the present system to 1.5 minutes per card of the new system. Consequently, we can complete the other operations (books equipment, updating of cataloging cards, etc.) with 141 minutes which are saved in the course of the afore-mentioned works. 4. In the status of collections The average growth rate of 4 years from 1968 to 1971 is 9.825 %, and that of the purchased materials is 6.2% similar to the advanced nations, but it has the different position from 215,000 volumes by the Standard Degree for Establishment of College and University, and the difference between the total collections 151,671 volumes and Dunns' growth model ($N_t=N_oe^{-at}$) claimed by Leimkuhler 155,297 volumes in 1971 is 3,626 volumes, and for the purpose of compensation the difference, we found the fact that it needs to have the increased budget of 24~30% per year, Thus, if the budget of 24~30 % per year. Thus, if the budget would be increased per year as the rate of the afore-mentioned figure, it would be reached at the Standard Degree for Establishment of College and University in 1975, and thereafter, it can be decreased to the lebel which is able to maintain the growth rate of 5~6% per year.

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프로젝션 타입 고속 스핀 에코 영상 (Projection-type Fast Spin Echo Imaging)

  • 김휴정;김치영;김상묵;안창범
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제4권1호
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    • pp.42-51
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    • 2000
  • 목적: Projection-type Fast Spin Echo (PFSE) 영상 기법은 일반적인 Fast Spin Echo (FSE) 기법과 비교하여 환자의 움직임과 혈류에 강한 장점이 있는 반면. $T_2$ 대조도(contrast)를 조절하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PFSE의 대조도를 이론적으로 분석하였고 컴퓨터 모의실험을 통하여 다양한 effective echo time (TE) 을 갖는 일반적인 FSE와 비교, 분석하였다. 또한 인체 실험을 통하여 제안한 PFSE 영상기법으로 움직 임과 혈류에 강인한 $T_2$ 강조 영상을 얻을 수 있음을 보였다. 대상 및 방법: 본 연구에서는 1.OT 전신 MRI 시스템에서 새로운 k-space의 배치를 갖는 PFSE 펠스 시권스를 구현하여, PFSE와 FSE 방식의 $T_2$ 대조도를 컴퓨터 모의설험과 인체 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 컴퓨터 모의실험에서는 서로 다른 $T_2$ 값을 갖는 팬텀을 구현하여 다양한 effective TE에 대한 FSE 영상과 PFSE 영상을 재구성하여 대조도를 비교하였다. 인체 설험에서는 multi-slice $T_2$ 강조 두부 영상을 PFSE와 FSE로 얻어 영상기법간의 $T_2$ 대조도를 비교하였다. 결과: 이론적인 분석에서 PFSE의 $T_2$ 대조도는 effective TE가 80-l00ms 정도의 FSE 영상과 등가하게 나타나 $T_2$ 강조 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 컴퓨터 모의실험에서 PFSE 재구성 영상은 effective TE가 96ms인 FSE 영상과 대조도가 비슷하게 나타났다. 인체 실험에 서도 PFSE 영상은 effective TE가 96ms인 FSE 영상과 비슷하게 나타났으며. PFSE 방법이 FSE 방법에 비하여 움직 엄과 혈류와 관련한 artifact에 강인함을 확인 할 수 었었다. 결론: PFSE 기법은 k-space의 극좌표계에서 서로 다른 각도를 갖는 여러 line틀을 다중 스핀 에코 기법으로 측정하는 방식이다. PFSE기법은 FSE와 비교하여 환자의 움직임과 혈류에 강한 장점이 있는 반면, $T_2$ 대조도를 조절하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PFSE 방식으로 FSE와 대등한 $T_2$ 대조도 ($T_2$ 강조 영상)를 얻을 수 있음을 이론과 컴퓨터 모의실험 밝히고, 인체 실험을 통하여 확인하였다.

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X-선 Verification 필름의 반응 특성에 관한 연구 (Understanding the Response Characteristics of X-ray Verification Film)

  • 여인환;성진실;추성실;김귀언;서창옥
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권4호
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    • pp.505-515
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    • 1998
  • 목적 : 본 연구는 상용되는 CEA TVS 필름의 감성과 현탁재질을 Kodak X-Omat V 필름과 비교하여 이해하는 것을 목표로 한다. 대상 및 방법 : 이 목표를 위해 전자, 광자 및 가시광선의 복합방사선에 노출된 X 선 필름의 특성커브(H & D curve)에 대한 해석적 표현식을 유도해 내었다. 이 수학적 공식은 반응율 및 target-hit 이론에 근거하여 전개되었다. 기존의 표현식과는 다르게 이것은 필름의 광밀도를 AgBr 입자크기 및 함유량과 같은 현탁재질과 관련시킨다. 또한 광자와 전자에 대한 것과 상대하여 필름의 가시광선에 대한 반응성을 특징짓는 정량적 인자(양자)를 유도해 내었다. 즉, 우리는 필름의 현탁재질을 그것의 감성을 근거로 알게 해 주는 수식과 양자를 유도해 내었다. 이러한 해석적인 연구의 사용을 보이기 위하여 CEA와 Kodak Verification 필름을 전자, 광자, 및 가시광선으로 이루어진 복합방사선에 노출시키고 그 실험결과를 적절히 해석하였다. 결과 : 우리는 아래를 논증하였다. (1) 임계밀도는 AgBr 함유량이 증가함에 따라 증가한다. (2) 필름이 가시광선에 노출되었을 때 문턱선량까지 도달하는 데에 걸리는 시간은 AgBr 입자크기가 증가함에 따라 감소한다. (3) Kodak 필름이 보다 더 큰 입자를 함유한 반면 CEA 필름은 더 많은 양의 AgBr을 함유하고 있다. 이러한 결과는 차후에 필름제작자가 제공한 자료로 뒷받침되었다. 결론 : 본 연구는 X선 필름의 반응성을 그 현탁재질에 관련하여 이해하기 위한 해석적, 실험적인 도구를 제시하였다.

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Voxel 머리팬텀 제작 및 붕소중성자포획요법 선량계산에의 응용 (Construction of voxel head phantom and application to BNCT dose calculation)

  • 이춘식;이춘익;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제26권2호
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    • pp.93-99
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    • 2001
  • 해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

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Mitochondrial DNA analysis of ancient human bones excavated from Nukdo island, S.Korea

  • Kim, Ae-Jin;Kim, Ki-Jeong;Choi, Jee-Hye;Choi, Eun-Ha;Jung, Yu-Jin;Min, Na-Young;Lkhagvasuren, Gavaachimed;Rhee, Sang-Myung;Kim, Jae-Hyun;Noh, Maeng-Seok;Park, Ae-Ja;Kim, Kyung-Yong;Kang, Yoon-Sung;Lee, Kwang-Ho;Kim, Keun-Cheol
    • BMB Reports
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    • 제43권2호
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    • pp.133-139
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    • 2010
  • We have performed analyses using ancient DNA extracted from 25 excavated human bones, estimating around the 1st century B.C. Ancient human bones were obtained from Nukdo Island, which is located off of the Korean peninsula of East Asia. We made concerted efforts to extract ancient DNA of high quality and to obtain reproducible PCR products, as this was a primary consideration for this extensive kind of undertaking. We performed PCR amplifications for several regions of the mitochondrial DNA, and could determine mitochondrial haplogroups for 21 ancient DNA samples. Genetic information from mitochondrial DNA belonged to super-haplogroup M, haplogroup D or its sub-haplogroups (D4 or D4b), which are distinctively found in East Asians, including Koreans or Japanese. The dendrogram and principal component analysis based on haplogroup frequencies revealed that the Nukdo population was close to those of the East Asians and clearly distinguished from populations shown in the other regions. Considering that Nukdo is geologically isolated in the southern part of the Korean peninsula and is a site of commercial importance with neighboring countries, these results may reflect genetic continuity for the habitation and migration of ethnic groups who had lived in a particular area in the past. Therefore, we suggest that phylogenetic analyses of ancient DNA have significant advantages for clarifying the origins and migrations of ethnic groups, or human races.

2009 개정 초등 수학 6학년 교과서 및 교사용 지도서의 STEAM 관련 교과 내용 분석 (An Analysis of 2009 Revised Elementary Mathematics 6th Grade Textbooks and Teacher's Manuals Based on STEAM-related Subject Contents)

  • 김해규
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.163-192
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    • 2016
  • 2009 개정 초등 수학 6학년 교과서와 교사용 지도서를 대상으로 수학적 지식 외에 어떤 STEAM 관련 교과의 내용을 포함하고 있는지 단원별, 학기별, 수학내용 영역별로 분석하였는데 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 단원별, 수학내용 영역별 STEAM 관련 교과 내용의 개수는 전체적으로 스토리텔링 자료가 제일 많았고, 기술공학, 자연과학, 사회 교과 내용 순으로 많이 분석되었으나, 문화, 체육, 음악, 미술 관련 교과 내용은 매우 적었다. 둘째, 학기별 STEAM 관련 교과 내용의 개수는 수학 6-2 교과서가 수학 6-1 교과서보다 61개가 많았으며, 스토리텔링을 제외한 STEAM 관련 교과 내용의 개수는 수학 6-2 교과서에서는 107개, 수학 6-1 교과서에서는 39개로 수학 6-2 교과서에서의 개수가 수학 6-1 교과서에서 보다 약 2.7배 많았다. 셋째, 수학 6-1 교사용 지도서는 수학 6-1 교과서에서 STEAM 관련 교과 내용이 부족한 단원들을 잘 보완하지 못했으나, 수학 6-2 교사용 지도서에서는 수학 6-2교과서에서 부족한 단원들을 비교적 잘 보완한 것으로 분석되었다. 따라서 수학 6-1, 6-2 교과서와 교사용 지도서에서 수학이외의 STEAM 관련 교과 내용의 개수가 단원별, 수학내용 영역별, 학기별로 차이가 심하므로 다양한 STEAM 자료의 개발이 요구된다.

특성화 고등학교 수학부진 학생들의 엑셀을 활용한 함수의 과정-대상 관점 형성에 대한 연구 (A Study on Formation of the Process-Object Perspective of Function Using Excel to Specialized High School Math Underachievers)

  • 최지연;허혜자
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제23권2호
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    • pp.213-235
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    • 2013
  • 본 연구는 수학과목 학습이 부진하고, 특히 함수식과 그래프의 관계에 대한 이해가 부족한 특성화 고등학생들을 대상으로 학생들에게 친숙한 엑셀 프로그램을 사용하여 지도한 효과를 살펴보았다. 엑셀의 식, 표, 그래프를 한 화면에 담을 수 있는 기능과 스크롤바를 이용하여 그래프를 움직이는 기능이 주로 사용되었다. 함수개념을 과정관점과 대상관점으로 나누고, 함수 표상을 표, 식, 그래프로 나누었을 때 학생들이 지도를 통하여 표상 내에서 또는 관점 간 유연한 전환이 일어나는 것을 목표로 지도하였고 긍정적인 효과가 나타났다. 실험은 특성화 고등학교 2학년 학생 5명을 대상으로 5일간 컴퓨터실에서 실시되었다. 학생들에 대한 진단평가를 토대로 중학교 수준의 함수와 그래프를 엑셀을 이용해서 지도하였다. 학생들에게는 엑셀파일이 제공되었고, 학생들은 수업 중에 실제 조작해보고 조작결과를 배포된 활동지에 적고 함께 토론하는 방식으로 수업을 진행하였다.

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증명학습에서 생성-수렴 수업 모형의 개발과 적용 (Development and Applications of Mathematical Proof Learning-Teaching Methods: the Generative-Convergent Model)

  • 이종희;김부미
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제6권1호
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    • pp.59-90
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    • 2004
  • 본 연구에서는 중학생들이 증명학습을 할 때 범하는 수학적 오류를 교수학적으로 처방할 뿐만 아니라 올바른 증명의 역할과 본질을 이해하여 증명과정을 스스로 구성할 수 있도록, '생성-수렴 모형에 의한 증명학습'이라는 증명 학습-지도 방법을 제시하였다. 이 수업모형을 8학년 학생 160명을 대상으로 10주 동안 40시간에 걸쳐 여러 가지 사각형의 성질과 관계를 학습할 때 적용하여 학생들의 증명능력 향상과 오류 교정에 미치는 효과 및 학생들의 정당화 유형 양상으로 세분화하여 그 결과를 살펴보았다. 첫째, 생성-수렴 모형에 의한 증명학습을 실시한 실험집단의 학생들은 통제집단의 학생들보다 증명능력 검사에서 평균점수는 높았다. 그러나 유의수준 .01에서 통계적 검정을 실시한 결과, 두 집단 간의 증명능력은 유의적인 차이가 없었다. 둘째, 학생들은 논증기하 영역에서 증명을 할 때 범하는 오류 교정율에 있어서 생성-수렴 모형에 의한 증명학습을 한 학생들의 오류 교정율이 통제집단보다 더 큰폭으로 감소하였다. 셋째, 학생들의 정당화 유형은 실험집단과 통제집단 모두 경험적 정당화에서 분석적 정당화로의 이행을 보였으나, 생성-수렴 모형에 의한 증명학습을 한 학생들이 통제집단의 학생들보다 분석적 정당화를 구성하는 학생들이 현저하게 증가하였다.

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