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네트워크 분석을 활용한 딥러닝 기반 전공과목 추천 시스템 (Major Class Recommendation System based on Deep learning using Network Analysis)

  • 이재규;박희성;김우주
    • 지능정보연구
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    • 제27권3호
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    • pp.95-112
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    • 2021
  • 대학 교육에 있어서 전공과목의 선택은 학생들의 진로에 중요한 역할을 한다. 하지만, 산업의 변화에 발맞춰 대학 교육도 학과별 전공과목의 분야가 다양해지고 그 수가 많아지고 있다. 이에 학생들은 본인의 진로에 맞게 수업을 선택하여 수강하는 것에 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 대학 전공과목 추천 모델을 제시함으로써 개인 맞춤형 교육을 실현하고 학생들의 교육만족도를 제고하고자 한다. 모델 연구에는 대학교 학부생들의 2015년~2017년 수강 이력 데이터를 활용하였으며, 메타데이터로는 학생과 수업의 전공 명을 사용했다. 수강 이력 데이터는 컨텐츠 소비 여부만을 나타낸 암시적 피드백 데이터로, 수업에 대한 선호도를 반영한 것이 아니다. 따라서 학생과 수업의 특성을 나타내는 임베딩 벡터를 도출했을 시, 표현력이 낮다. 본 연구는 이러한 문제점에 착안하여, 네트워크 분석을 통해 학생, 수업의 벡터를 생성하고 이를 모델의 입력 값으로 활용하는 Net-NeuMF 모델을 제시한다. 모델은 암시적 피드백을 가진 데이터를 이용한 대표적인 모델인 원핫 벡터를 이용하는 NeuMF의 구조를 기반으로 하였다. 모델의 입력 벡터는 네트워크 분석을 통해 학생과 수업의 특성을 나타낼 수 있도록 생성하였다. 학생을 표현하는 벡터를 생성하기 위해, 각 학생을 노드로 설정하고 엣지는 두 학생이 같은 수업을 수강한 경우 가중치를 가지고 연결되도록 설계했다. 마찬가지로 수업을 표현하는 벡터를 생성하기 위해 각 수업을 노드로 설정하고 엣지는 공통으로 수강한 학생이 있는 경우 연결시켰다. 이에 각 노드의 특성을 수치화 하는 표현 학습방법론인 Node2Vec을 이용하였다. 모델의 평가를 위해 추천 시스템에서 주로 활용하는 지표 4가지를 사용하였고, 임베딩 차원이 모델에 미치는 영향을 분석하기 위해 3가지 다른 차원에 대한 실험을 진행하였다. 그 결과 기존 NeuMF 구조에서 원-핫 벡터를 이용하였을 때보다 차원과 관계없이 평가지표에서 좋은 성능을 보였다. 이에 본 연구는 학생(사용자)와 수업(아이템)의 네트워크를 이용해 기존 원-핫 임베딩 보다 표현력을 높였다는 점, 모델을 구성하는 각 구조의 특성에 맞도록 임베딩 벡터를 활용하였다는 점, 그리고 기존의 방법론에 비해 다양한 종류의 평가지표에서 좋은 성능을 보였다는 점을 기여점으로 가지고 있다.

COVID-19 이후 학령기 발달장애 아동 주양육자의 비대면 음악프로그램 참여 현황 및 인식 조사 (Perceptions of Primary Caregivers of Children With Developmental Disabilities on Tele-music Program During COVID-19)

  • 김소희
    • 인간행동과 음악연구
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    • 제18권1호
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    • pp.1-27
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 비대면 음악프로그램 참여에 대한 학령기 발달장애 아동의 주양육자의 인식을 알아보는 것이다. 본 연구의 참여자는 비대면 수업이나 치료 프로그램에 참여한 적이 있는 만 6-18세의 발달장애 아동의 주양육자이다. 총 83명의 대상자가 온라인 혹은 오프라인으로 실시된 설문조사에 참여하였고, 회수된 응답지 중 응답이 불충분한 16부를 제외하고 총 67부의 응답을 분석하였다. 분석 결과, 비대면 학교 수업이 지속적으로 진행됨에 따라 발달장애 아동의 가정에 비대면 프로그램 참여를 위한 환경이 어느 정도 준비되어 있는 반면, 주양육자들은 프로그램 참여 시 아동을 도울 수 있는 인력의 필요성을 보고하였다. 비대면 음악프로그램에 어떻게 참여해왔는지 그 현황도 확인하였는데, 주양육자들은 참여 아동들이 비대면 음악프로그램 참여 시 긍정적인 반응을 보이는 것으로 인식하고 있음을 알 수 있었다. 비대면 일반교과수업과 비대면 음악프로그램에 대한 인식을 비교하였을 때, 비대면 음악프로그램에 참여하는 경우 아동의 주의 유지와 프로그램 참여도에 대해 보다 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 또한 비대면 음악프로그램을 경험한 그룹은 그렇지 않은 그룹보다 향후 비대면 음악치료 참여에 대해 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통하여 향후 비대면 음악치료 프로그램 개발을 위한 기초자료를 제시하였다는 점에서 의의가 있다.

빅데이터와 AI를 활용한 의료영상 정보 시스템 발전 방향에 대한 연구 (A Study on the Development Direction of Medical Image Information System Using Big Data and AI)

  • 유세종;한성수;전미향;한만석
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제11권9호
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    • pp.317-322
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    • 2022
  • 정보기술의 급격한 발달은 의료 환경에서도 많은 변화를 가져오고 있다. 특히 빅데이터와 인공지능(AI)을 활용한 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화를 견인하고 있다. 전자의무기록(EMR)과 의료영상저장전송시스템(PACS)으로 구성된 처방전달시스템(OCS)은 의료 환경을 아날로그에서 디지털로 빠르게 바꾸어 놓았다. PACS는 여러 솔루션과 결합하여 호환, 보안, 효율성, 자동화 등 새로운 발전 방향을 보여주고 있다. 그 중, 영상의 질적 개선을 할 수 있는 빅데이터를 활용한 인공지능(AI)과의 결합이 활발히 진행되고 있다. 특히 딥러닝 기술을 활용하여 의료 영상 판독을 보조할 수 있는 시스템인 AI PACS가 대학과 산업체의 협력으로 개발되어 병원에서 활용되고 있다. 이처럼 의료 환경에서 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화에 맞추어 의료시장의 구조적인 변화와 이에 대처할 수 있는 의료정책의 변화도 필요하다. 한편, 의료영상정보는 디지털 의료영상 전송 장치에서 생성되는 DICOM 방식을 기본으로 하고, 생성하는 방법의 차이에 따라 Volume 영상, 단면 영상인 2차원적 영상으로 구분된다. 또한, 최근 많은 의료기관에서는 스마트 병원 서비스를 내세우며 차세대 통합 의료정보시스템의 도입을 서두르고 있다. 차세대 통합 의료정보시스템은 EMR을 바탕으로 전자동의서, AI와 빅데이터를 활용한 정밀의료, 외부기관 등을 통합한 솔루션으로 구축하며, 이를 바탕으로 환자 정보 DB 구축과 데이터의 표준화를 통한 의료 빅데이터 기반의 의학 연구를 목적으로 한다. 우리나라의 의료영상 정보 시스템은 앞선 IT 기술력과 정부의 정책에 힘입어 세계적인 수준에 있으며, 특히 PACS 관련 프로그램은 의료 영상정보 기술에서 세계로 수출을 하고 있는 한 분야이다. 본 연구에서는 빅데이터를 활용한 의료영상 정보 시스템의 분석과 함께 의료영상 정보 시스템이 국내에 도입되게 된 역사적 배경을 바탕으로 현재의 흐름을 파악하고 나아가 미래의 발전 방향을 예측하였다. 향후, 20여 년 동안 축적된 DICOM 빅데이터를 기반으로 AI, 딥러닝 알고리즘을 활용하여 영상 판독률을 높일 수 있는 연구를 진행하고자 한다.

시스템 다이내믹스를 이용한 건설 작업자의 불안전한 행동의 인지 과정 모델링 (A System Dynamics Approach for Modeling Cognitive Process of Construction Workers'Unsafe Behaviors)

  • 김진우;이현수;박문서;권나현
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.38-48
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    • 2017
  • 건설재해의 직접적인 원인은 작업자의 불안전한 행동과 작업장의 불안전한 상태로 분류할 수 있다. 그러나 작업자의 불안전한 행동의 원인은 불안전한 상태에 비해 상대적으로 발견이 어렵다. 왜냐하면 불안전한 행동은 개인의 인지과정을 거쳐 순식간에 발생하기 때문이다. 따라서 작업자 인지과정모델을 통해 불안전한 행동의 원인을 밝히고 그 관리방안을 밝히는 것이 본 연구의 목적이다. 작업자의 인지과정모델을 개발하기 위해 피드백 관계를 규명하기에 알맞은 시스템 다이내믹스 방법론을 사용하였다. 개발된 인지과정모델은 작업자가 위험을 인식하지 못하는 그 상황 자체의 위험성에 대하여 강조하였으며 작업자가 위험을 인식 하였더라도 불안전한 행동을 할 수 있음을 나타냈다. 또한 불안전한 행동이 바로 사고로 이어지지 않는다는 습관은 작업자의 안전에 대한 부정적 태도인 태도로 이어진다는 점에 대해서도 규명하였다. 이러한 분석은 건설현장의 안전관리자가 작업자의 인지상태를 관리하는데 도움이 될 것이다.

진입·퇴출의 창조적 파괴과정과 총요소생산성 증가에 대한 실증분석 (Entry, Exit, and Aggregate Productivity Growth: Evidence on Korean Manufacturing)

  • 한진희
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • 제25권2호
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    • pp.3-53
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    • 2003
  • 본 연구는 1990~98년 기간중 한국 제조업의 사업체별 자료를 이용하여 진입 퇴출의 창조적 파괴과정이 총요소생산성 증가에서 갖는 역할을 규명한다. 이를 위하여 본고는 사업체 진입 퇴출의 현황을 파악하고, 진입 퇴출과 사업체 총요소생산성간의 동태적 관계를 분석한 후, 총요소생산성 증가의 요인분해를 통하여 제조업 총요소생산성 증가에 대한 진입 퇴출의 기여도를 정량화해본다. 주요 결과는 다음과 같다. 먼저, 한국 제조업에서 사업체의 진입 퇴출을 통한 자원재배분은 국제적 기준으로 볼 때에도 매우 활발히 일어나고 있다. 사업연령 5년 미만의 신규진입사업체는 한 시점에서 제조업 생산액의 21.5~26.2% 가량을 설명하며, 5년 이내에 소멸하는 사업체의 중요도도 이와 유사하다. 둘째, 외국의 연구결과와 마찬가지로 사업체의 진입 퇴출은 그 근간에 놓여 있는 사업체의 체계적 생산성 차이를 반영한다. 즉, 본 연구는 한국 제조업에서도 시장의 선택, 학습효과, 죽음의 전조 등 기존 외국문헌에서 보고되었던 결과들이 관찰됨을 보여주고 있다. 마지막으로 총요소생산성 증가의 요인분해 결과, 사업체의 진입 퇴출이라는 창조적 파괴과정은 한국 제조업 약 5년간 총요소생산성 증가의 45~65% 가량을 설명하며, 그 중요성은 경기하강기에 더욱 크게 나타난다. 본 연구결과는 과거 한국 제조업의 효율성 향상이 진입 퇴출의 창조적 파괴과정 또는 경쟁이라는 시장경제원칙의 작동에 힘입은 바 크다는 것을 분명히 보여주고 있다. 따라서 향후 총요소생산성의 지속적 향상을 위해서는 과학기술의 발전 못지않게 정부가 창조적 파괴과정이라는 시장경제의 경쟁원리가 제대로 작동할 수 있는 경제환경을 유지하는 것이 필수적임을 시사한다.

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증강현실(AR) 영상인식 기술을 적용한 디지털 교과서 디자인 기획 -중학교 과학1 디지털 교과서 중심으로- (Design Plan for Digital Textbooks Applying Augmented Reality Image Recognition Technology -A Study on the Digital Textbooks for Middle School Science 1-)

  • 유영미;조성환
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.353-363
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    • 2018
  • Digi-Capital 전망 자료에 따르면 전 세계 증강현실(AR) 시장 규모는 2020년까지 급성장해 1,500억 달러에 달할 것으로 예측하고 있다. 특히, 교육 분야에서 고부가가치 효과를 전망하고 있다. 정보통신 기술이 발전하면서 디지털 교과서 또한 인터랙티브한 기능이 추가되어 혁신적인 교육을 선도하고 있다. 이미 미국 등의 선진국에서는 디지털 교과서에 증강현실 기술을 적용한 디지털 교과서를 수업에서 활용하고 있다. 이런 기술적인 전망에 맞춰 중학교 과학1 디지털 교과서에 증강현실 기술을 적용한 디자인 기획 방향을 제안하였다. 현재 중학교 과학1 디지털 교과서를 조사한 결과 단원별 실험 과정이 짧은 동영상만을 제공하고 있었다. 또한 증강현실 수업 사례를 조사한 결과 학습 효과의 우수성에도 불구하고 지속적으로 이어지지 않은데는 실험 장비 구축의 어려움, 기자재(디바이스) 및 3D 디자인 콘텐츠 부족 등임을 알 수 있었다. 이런 요구를 종합하여 중학교 과학1 디지털 교과서의 단원별 실험 과정에 증강현실을 적용한 시나리오와 시스템 구성도를 설계하여 AR 아이콘을 통해 학생들 스스로 증강현실 3D 콘텐츠를 조작하고 탐구할 수 있도록 디자인 하였고 디자인한 모형 평가를 통해 학습 효과의 우수성을 제시하였다. 본 연구는 교육부의 디지털 교과서 개발에 있어 실험이 필수인 과학 과목에 증강현실을 적용한 디지털 교과서가 개발되어 교사와 학생들에게 위험한 실험, 시간 소요가 많은 실험 등을 대체할 수 있는 지속 가능한 효과적인 학습이 될 것으로 기대한다.

YOLO-v3을 활용한 건설 장비 주변 위험 상황 인지 알고리즘 개발 (Development on Identification Algorithm of Risk Situation around Construction Vehicle using YOLO-v3)

  • 심승보;최상일
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.622-629
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    • 2019
  • 최근 정부는 건설 산업의 재해율과 사고 사망률이 전체 산업 중 높은 비율을 차지한다는 점을 개선하기 위하여 새로운 대책을 강구하고 있다. 특히 4차 산업혁명의 시대적 흐름에 맞춰 ICT 기술과 융합된 건설 기술 개발에 집중적으로 투자하고 있다. 이런 상황에 대응하고자 본 논문에서는 건설 기계를 사용하는 작업에서 작업자의 안전성 향상을 위한 방법으로, 건설 기계 운전자와 주변 작업자 간의 작업 상황 정보를 공유하고 인지할 수 있는 개념을 제시하였다. 그리고 해당 개념의 일부를 실현하고자 카메라를 이용한 인공 지능 기반 영상처리 기술을 활용하여 토공 작업에 접목시켰다. 그 중에서도 다짐 장비를 이용한 실험을 통해 YOLO-v3 기반의 영상 처리 알고리즘으로 토공 작업 중에 주변 작업자 상황을 인지하고 위험 상황 여부를 판단할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 그 결과 본 알고리즘은 동영상에서 초당 15.06프레임을 처리하며 90.48%의 정확도로 건설 기계 주변 위험 상황을 인지할 수 있다. 향후 이 같은 기술을 활용하여 건설 현장의 안전사고 예방에 기여하고자 한다.

국군간호사관학교 교육과정 개선을 위한 기초 연구 (A Study on Curriculum Improvement of the Korea Army Nursing Academy)

  • 고자경
    • 대한간호학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.22-43
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    • 1983
  • 1. Need for and Purpose of the Study. There is an increasing demand for curriculum improvement of the Korean Army Nursing Academy (KANA), since it was upgraded into 4-year institution of higher learning from 3-year one. In particular, it is strongly advocated that the KANA needs the outside expertise for its curriculum improvement-namely not only from the internal military view of points but also from the viewpoints of professional educational society, In line with such a necessity for the study, this study was aimed at 1) analyzing the current actual practices of KANA'S curriculum, 2) investigating the desired practices of KANA'S curriculum, and 3) identifying the discrepancy between the actual and desired practices of curriculum. 2. Problems for the Study This study had 4 problems to be answeared as follows: 1) What are the actual curriculum practices of KANA? 2) What are the desired curriculum practices of KANA? 3) How are the extents of perception of actual and desired curriculum different in four groups (student, faculty & administrator, nurse, and medical doctor in militay hospital) ? 4) What are the restraining forces that impede the change from actual to desired curriculum practices? 5) What are the relationships of curriculum component,』 in actual and desired curriculum practices? 3. Methods and Procedures This study was conducted by means of document analysis in addition to literature review and by means of needs assessment questionnaire which was developed by the researcher. The questionnaire included 62 statments with 7 questions for demographic data collection. The needs assessment questionnaire was managed to a total of 243 subjects (100 students, 46 faculty & administrators, 55 nurses, and 42 medical doctors), The collected data were treated using SPSS computer system so as to calculate mean scores, standard deviations, and correlation coefficients. The significance test was made through t-test and one-way ANOVA. The statistical significance level was set at both .05 and .01 level. 4. Major findings The major findings in this study are as follows: 1) The score of desired practices was significantly greater than that of actual practices, representing a strong need for curriculum betterment. 2) There were significant differences in the perceptions of actual practices as well as desired practices among four groups (student, faculty & administrater, nurse, and medical doctor). 3) The most frequently selected restraining forces were army's inherent character, economical limitation, and educational expertise limitations. 4) Such variables as sex, position attachment to the KANA and grade made a statistically significant effect on the perception of desired curriculum practice, while the variables like marrige, position, and military class made it on the perception of actual curriculum practice. 5) The coefficients among the curriculum components were lower in perception of the actual curriculum practices than those in the desired practices. 5. Conclusions The conclusions based on the major findings of this study are as follows: 1) The current curriculum development procedure of the KANA is not consistent with the theoretical frame of systematic development sarategy of curriculum. 2) There are wide conflicts among the groups who are supposed to participate in curriculnm development, concerning the actual and desired practices of KANN'S curriculum. 3) A great deal of need for curriculum improvement for the KANA is clearly felt, and in particular, in the process of teaching and learning. 4) Each component of curriculum is not intergrated into a whole development procedure, being segregated each other. 5) For better curriculum improvement, such restraining forces as financial and professional limitations should be eliminated. 6. Recommendations 1) For Further Research a. There is a need to replicate this study after in-depth statistical analysis of each item of need assessment questionnaire, and with more representative subjects. b. A study should be conducted which. has its focus on the analysis of restraining forces for the change from actual to desired curriculum practices of the KANA. 2) For KANA'S Curriculum Improvement a. There is a need to promote the professional expertise of the participants in curriculum development and the communication among them. b. It is desirable to establish an institution or section of administration, which is soley in charge of curriculum development. c. To better develop KANA's curriculum not only faculty and administrators but also students should be encouraged to participate in development process, while the military medical doctors' participation should be carefully considered.

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몬테칼로 시뮬레이션 기반의 다수 지상 연성표적에 대한 최적 조준점 산출 (Monte Carlo Simulation based Optimal Aiming Point Computation Against Multiple Soft Targets on Ground)

  • 김종환;안남수
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제29권1호
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    • pp.47-55
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    • 2020
  • 본 논문은 드론봇 전투체계를 운용하여 전투전단의 적 보병부대 위치정보를 수집하였을 시, 지휘관이 요구하는 적 부대 피해수준을 충족하면서 적 보병부대를 신속하고 정확하게 타격하기 위하여, 보유한 화력체계의 살상범위를 기초로 최적의 사격발수 및 조준점 위치를 실시간 자동으로 산출하는 인공지능 알고리즘 연구이다. 이를 위해, 100m×200m 크기의 야지 전장환경에서 증강된 소대급 규모의 적 보병부대를 임의로 전개 및 모의하고, 약 15m의 살상범위를 갖는 가상의 화력체계에 대한 모델링을 수행하였으며, 각개 적병사의 무피해/경상 및 중상/사망 등의 피해유형 및 임무수행 가능여부를 모의하기 위하여 연성표적의 피해효과에 적용되는 칼튼피해함수를 적용하고 전장의 불확실성을 모의하기 위하여 몬테칼로 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 지휘관 의도에 부합된 적부대의 피해수준을 달성하기 위하여, 반복적인 모의 및 비지도학습의 k-mean clustering 기법을 적용하여 최적의 사격발수 및 조준점 위치를 0.4초 이내로 산출하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 드론봇 전투체계를 운용하는 대대급 규모의 전투부대에서 '탐지-결심-타격' 의사결정시간의 단축에 기여할 것으로 판단된다.

생물기술교육에 대한 기술교사의 동기유발 (Technology Teachers' Motivation toward Teaching Biotechnology)

  • 권혁수
    • 대한공업교육학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.252-273
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    • 2009
  • 생물기술의 중요성으로 인해 기술교육, 과학교육, 그리고 농업교육 분야에서는 중등교육에서 생물기술교육의 중요성을 인식해오고 있다. 기술교육에서 생물기술이 하나의 내용조직자로서 인식되어왔지만, 실제 생물기술의 교육은 폭넓게 실천되고 있지 않은 실정이다. 기대-가치 이론의 측면에서 기술교사의 동기유발은 생물기술을 가르치는 하나의 중요한 요인이 될 수 있다. 이 연구는 한국기술교사의 생물기술교육에 대한 동기유발과 생물기술 내용에 대한 그들의 스스로 인식하고 있는 능력과 가치를 연구하였다. 이런 동기유발의 측정을 위해, 하나의 온라인 설문지 (15개의 생물기술관련 동기유발 문항, 8개의 생물기술내용에 대한 교사들 스스로 인식하고 있는 능력과 가치, 그리고 기타 정보) 가 개발되었다. 114명의 한국기술교사의 반응에 의해, 이 연구는 기술통계, 독립표본 t-검증, 그리고 요인 분석들 (SPSS와 M-plus를 사용하여 탐색적 그리고 확인적 요인 분석)을 수행하였다. 생물기술내용에 대한 한국 기술교사의 가치(중요성 평가) 는 상대적으로 높은 점수를 나타내고 있는 반면 생물기술내용에 대한 그들의 능력은 낮은 점수를 나타내고 있다. 성별과 교사의 연수 여부에 따른 독립표본 t-검증 결과 교사들의 가치면에서 몇개의 의미있는 차이점을 찾았다. 탐색적 요인분석의 결과, 15개의 항목이 2개의 요인들(6개의 기대항목과 8개의 가치항목)로 나뉘었다. 한 항목 (6번) 은 교차로딩으로 제거되었다. 또한, 확인적 요인분석은 탐색적 요인분석의 결과를 지지하고 있다. 이 연구의 결과는 생물기술과 관련된 연수 프로그램에 대해 의미있는 함의를 가지고 있으며, 결론적으로 이 연구는 다른 교사들에 대한 타당성 평가, 동기유발 하위개념에 대한 연구, 그리고 생물기술교육에 대한 심화된 연구의 필요성에 대해 제언하고 있다.