탐구적 과학 글쓰기를 통한 데이터 기반 과학 탐구학습이 초등학생의 과학과 핵심역량에 미치는 영향

박찬솔,손정우 부산대학교 과학교육연구소 2020 교사교육연구 Vol.59 No.2

In order to achieve the task of the times in which science teachers need to cultivate talents to prepare students to become productive members of the changing society, it is necessary to conduct existing science classes through data-based science inquiry learning. This study explores the effects of data-based scientific inquiry linked with Science Writing Heuristic(SWH) on elementary school students’ science core competencies. To this end, fifth-grade elementary school students were divided into experimental and control groups to conduct science classes with the contents presented in the data-based scientific inquiry and normal science textbooks. The measurement of science core competences before and after the study showed that data-based scientific inquiry improves students’ scientific reasoning and scientific inquiry abilities significantly, and results in significant improvements across science core competences. Based on this study, we look forward to science education that will instill key scientific competencies through diverse data-based scientific inquiry, such as generating, collecting and analysis of data, as well as data-based activities that are already being provided through professional institutions or data-sharing activities beyond schools and regions. 과학교사가 미래사회를 대비할 수 있는 인재를 양성해야 하는 시대적 과제를 달성하기 위해서는 기존 과학수업을 데이터 기반 과학 탐구학습으로 수행할 필요가 있다. 본 연구에서는 탐구적 과학 글쓰기(Science Writing Heuristic)를 통한 데이터 기반 과학 탐구학습 프로그램이 초등학생의 과학과 핵심역량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위해 초등학교 5학년 학생 48명을 실험집단과 비교집단으로 나누어 각각 12차시의 데이터 기반 과학 탐구학습 프로그램과 기존 과학 교과서에 제시된 내용으로 과학 수업을 진행하였다. 학습 전, 후 과학과 핵심역량 조사를 통해 데이터 기반 과학 탐구학습으로 학생의 ‘과학적 사고력’과 ‘과학적 탐구능력’이 보다 더 크게 향상되며, 과학과 핵심역량 전반에 걸쳐 유의미한 향상을 가져온다는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 바탕으로 데이터의 생산 및 수집, 분석 등의 활동뿐만 아니라 전문기관을 통해 이미 제공되고 있는 데이터를 바탕으로 하는 활동이나 학교와 지역을 초월한 데이터 공유 활동 등 다양한 데이터 기반 탐구를 통해 미래 과학 역량을 심어주는 과학 교육을 기대한다.

정적 코드 내부 정보의 테이블 정규화를 통한 품질 메트릭 지표들의 가시화를 위한 추출 메커니즘

박찬솔,문소영,김영철,Chansol Park,So Young Moon,R. Young Chul Kim 한국정보처리학회 2023 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.12 No.5

현대 소프트웨어의 규모는 커지고 있다. 이에 따라 고품질 코드를 위한 정적 분석의 중요성이 커지고 있다. 코드에 대한 정적 분석을 통해 결함과 복잡도를 식별하는 것이 필요하다. 이를 가시화하여 개발자 및 이해 관계자가 알기 쉽게 가이드도 필요하다. 기존 코드 가시화 연구들은 정적 분석의 코드 내부 정보들을 데이터베이스 테이블에 저장하여 및 품질 지표(CK Metrics, Coupling, Number of function calls, Bed smell)에 대한 계산을 질의어화 하고 추출된 정보를 가시화하는 과정을 구현하는 것에만 초점을 두었다. 이러한 연구들은 방대한 코드로부터 추출한 정보를 이용하여 코드를 분석할 때 많은 시간과 자원이 소모된다는 한계점이 있다. 또한 각 코드 내 정보 테이블들이 정규화되지 않았기 때문에 코드 내부의 정보(클래스, 함수, 속성 등)들에 대한 테이블 조인 연산 시 메모리 공간과 시간 소비가 발생할 수 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 데이터베이스 테이블의 정규화된 설계와 이를 통한 코드 내부의 품질 메트릭 지표에 대한 추출 및 가시화 메커니즘 제안한다. 이러한 메커니즘을 통해 코드 가시화 공정이 최적화되고, 개발자가 리팩토링해야 할 모듈을 가이드 할 수 있을 것으로 기대한다. 앞으로는 부분 학습도 시도할 예정이다. The current software becomes the huge size of source codes. Therefore it is increasing the importance and necessity of static analysis for high-quality product. With static analysis of the code, it needs to identify the defect and complexity of the code. Through visualizing these problems, we make it guild for developers and stakeholders to understand these problems in the source codes. Our previous visualization research focused only on the process of storing information of the results of static analysis into the Database tables, querying the calculations for quality indicators (CK Metrics, Coupling, Number of function calls, Bad-smell), and then finally visualizing the extracted information. This approach has some limitations in that it takes a lot of time and space to analyze a code using information extracted from it through static analysis. That is since the tables are not normalized, it may occur to spend space and time when the tables(classes, functions, attributes, Etc.) are joined to extract information inside the code. To solve these problems, we propose a regularized design of the database tables, an extraction mechanism for quality metric indicators inside the code, and then a visualization with the extracted quality indicators on the code. Through this mechanism, we expect that the code visualization process will be optimized and that developers will be able to guide the modules that need refactoring. In the future, we will conduct learning of some parts of this process.

타일드 디스플레이에서의 천리안 해양관측 위성영상을 위한 다중 입력 장치 및 멀티 스케일 인터랙션 설계 및 구현

박찬솔,이관주,김낙훈,이상호,서기영,박경신,Park, Chan-Sol,Lee, Kwan-Ju,Kim, Nak-Hoon,Lee, Sang-Ho,Seo, Ki-Young,Park, Kyoung Shin 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.3

본 논문은 타일드 디스플레이에서 여러 사용자들이 천리안 해양관측 위성영상을 관측 및 분석하기 위하여 다중 입력 장치를 활용한 멀티스케일 인터랙션 기반의 가시화 시스템을 설명한다. 이 시스템은 멀티터치 스크린, 키넥트 동작 인식, 모바일 인터페이스를 제공하여 여러 사용자들이 타일드 디스플레이 화면에 근접하거나 원거리에서 다양한 인터랙션을 통하여 한반도 중심의 해양 환경 및 기후 변화 정보를 효과적으로 관측할 수 있다. 천리안 해양관측 위성영상은 고화질의 메모리양이 많아서 원본 영상을 작은 영상으로 분할한 멀티레벨 이미지 로드 기법을 사용하여 시스템의 부하를 줄이면서 사용자의 다양한 조작에서 타일드 디스플레이 화면에 매끄럽게 출력되도록 하였다. 이 시스템은 다중 사용자의 키넥트 제스처와 터치 포인트 입력 및 모바일 장치로 부터 입력된 정보를 일반화 처리하여 타일드 디스플레이 응용프로그램에 공통적으로 활용 가능한 다양한 인터랙션을 지원하였다. 또한 특정 날짜에 해당하는 시간 단위의 해양관측 위성 영상이 순차적으로 화면에 출력되며, 여러 사용자들이 동시에 위성영상을 자유롭게 확대 축소하고 상하좌우로 이동하며 다양한 기능의 버튼을 누르는 등의 인터랙션을 할 수 있도록 하였다. This paper describes a multi-scale user interaction based tiled display visualization system using multiple input devices for monitoring and analyzing Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) observation satellite imagery. This system provides multi-touch screen, Kinect motion sensing, and moblie interface for multiple users to control the satellite imagery either in front of the tiled display screen or far away from a distance to view marine environmental or climate changes around Korean peninsular more effectively. Due to a large amount of memory required for loading high-resolution GOCI satellite images, we employed the multi-level image load technique where the image was divided into small tiled images in order to reduce the load on the system and to be operated smoothly by user manipulation. This system performs the abstraction of common input information from multi-user Kinect motion and gestures, multi-touch points and mobile interaction information to enable a variety of user interactions for any tiled display application. In addition, the unit of time corresponding to the selected date of the satellite images are sequentially displayed on the screen and multiple users can zoom-in/out, move the imagery and select buttons to trigger functions.

초등학생의 데이터 기반 과학 탐구에서 나타나는디지털 탐구도구 활용의 특징

박찬솔,손정우 서원대학교 사범대학 부설 교육연구소 2022 교육발전 Vol.42 No.2

최근 과학 수업에서 활용되고 있는 디지털 탐구도구가 학생의 탐구 활동에 어떤 영향을 미치는지 기존 탐구도구와 비교하여 살펴볼 필요가 있다. 이를 위해 초등학교 5학년 과학 ‘물체의 운동’ 단원을 개별화 학습 형태의 데이터 기반 탐구 프로그램으로 개발하여 139명에게 적용하였다. 학생들이 선택하는 탐구도구에 따라 어떤 활동 모습을 보이는지 교육적 어포던스 관점에서 분석해 보고, 수업 전후에 학생들의 과학과 핵심역량에 대한 인식 변화를 알아보았다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 탐구도구를 선택한 학생들은 빠른 데이터 수집과 그래프 분석, 데이터 공유와 활발한 의사소통 등의 특징을 보였다. 둘째, 데이터 기반 과학 탐구는 학생들의 과학과 핵심역량에 대한 인식을 높였고, 특히 디지털 탐구도구를 선택한 집단의 과학적 의사소통 능력에 대한 인식을 증가시켰다. 결론적으로 디지털 탐구도구는 학생들의 과학 탐구 활동을 데이터 공유와 의사소통에 집중하게 한다. 이러한 디지털 탐구도구의 특징은 초등학교 과학 수업 설계에 도움이 될 수 있을 것이다. It is necessary to examine how the digital inquiry tools used in recent science classes affect students' inquiry activities compared to existing inquiry tools. To this end, the "motion of an object" unit of the 5th-grade science subject was developed as a data-based inquiry program in the form of individualized learning and applied to 139 students. From the perspective of educational affordance, we analyzed what kind of activities students show depending on their selected inquiry tool. We investigated changes in students' perceptions of science core competencies before and after class. The study results are as follows. First, the students who selected the digital inquiry tool showed characteristics such as fast data collection, graph analysis, data sharing, and active communication. Second, data-based scientific inquiry raised students' awareness of science core competencies and, in particular, increased awareness of the scientific communication ability of the group that selected digital inquiry tools. In conclusion, digital inquiry tools focus students' scientific inquiry activities on data sharing and communication. The characteristics of these digital inquiry tools may be helpful in the design of elementary school science classes.

인공지능(AI) 교과 융합 수업 설계를 위한 AI-TPACK 모델 기반 초등 예비교사 교육 프로그램 개발

박찬솔,김성애,김성원,홍지연,박정호 한국컴퓨터교육학회 2023 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.26 No.3

Artificial intelligence(AI) is becoming a major factor in our lives, emphasizing the need for AI-related education. For digital-based AI convergence education, it is important to strengthen teachers' capabilities to reorganize it in the curriculum and teach it to students, and it is important to cultivate these capabilities from the pre-service teacher stage. In this study, we selected topics suitable for AI convergence through curriculum analysis, developed an elementary AI-TPACK-based elementary AI curriculum convergence education program for pre-service teachers based on the selected topics, and piloted the program on pre-service teachers to verify its effectiveness. The results showed a positive effect on preservice teachers' teaching effectiveness in AI education and high satisfaction with the program. We found that AI-TPACK can help preservice teachers design elementary AI convergence classes, and for more sophisticated research, it is necessary to develop a test tool to accurately evaluate preservice teachers' competencies and expand the number of research subjects. 인공지능(AI)이 우리 삶에 주요한 요소로 자리 잡고 있으며 이에 AI 관련 교육의 필요성을 강조하고 있다. 디지털 기반 AI 융합 교육을 위해서 이를 교육과정에서 재구성해서 학생들에게 가르칠 수 있는 교사 역량 강화가 필요하며, 이러한 역량은 예비교사 단계부터 함양하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 교육과정 분석을 통하여 AI 융합에 적합한 주제를 선정하고, 선정된 주제를 바탕으로 예비교사를 위한 초등 AI-TPACK 기반 초등 AI 교과 융합 교육 프로그램을 개발하였다. 그리고 프로그램 효과성 검증을 위해 예비교사에게 시범 적용하였다. 적용 결과 예비교사의 AI교육 교수효능감에 긍정적인 효과가 있었으며, 교육 프로그램 만족도 역시 높았다. AI-TPACK이 예비교사의 초등 AI 융합 수업 설계에 도움이 될 수 있음을 확인하였으며, 보다 정교한 연구를 위하여 예비교사의 역량을 정확히 평가하기 위한 검사도구의 개발 및 연구 대상의 확대가 필요하다.

단면 보강용 외부 긴장 강선을 사용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 거동에관한 실험적 연구

박찬솔,김기동,한택희,압둘 라티프,김두기 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.26 No.6

The extensive use of external prestressing system with PSC-I beam to strengthen reinforced and prestressed concrete members requires thefull understanding of the behavior of the strengthened members. The main approach of this research was to experimentally investigate the flexuralperformance of the PSC-I beam considering external tendon and an equation was developed which indicated the produced incremental stress in thetendon due to applied load. Further, this equation was verified through performing static loading tests on two experimental specimens consideringthe presence or absence of external tendon. The test results revealed that, the flexural performance enhanced due to the use of external tendon. Moreover,the magnitude of the estimated flexural strength using proposed stress increasing equation almost coincides with the experimental test results. However,it was the evident of the improvement of the flexural performance of the system by reinforcing with the external tendon and also proved that the proposedequation was valid and effective. 외부 긴장재를 사용하는 PSC I 보는 외부긴장재의 복합 거동으로 해석적인 예측이 어렵다. 이러한 점을 고려하여 단면 보강용 외부긴장강선의 사용으로 인한 휨 성능을 검증하고, 하중으로 인한 외부 강선의 응력증가량 식을 제안하여 식의 검토를 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 검증을 위해 외부 강선의 유·무에 따른 두 개의 실험체를 제작하여 정적 하중 재하실험을 실시하였다. 실험의 연구 데이터를 비교 분석한 결과, 단면 보강용 외부 긴장강선의 사용으로 인하여 휨 성능이 증가하였다. 또한, 제안한 외부 강선의 응력증가량식을 사용하여 휨 강도를산정한 결과값과 실험적 데이터를 비교한 결과 두 값이 거의 일치하였다. 결과적으로 단면 보강용 외부 긴장 강선으로 보강한 PSC I 보 휨 성능의 향상을 입증하였고, 제안된 응력증가량 식이 타당하였다.

초등학교 프로젝트 수업의 과정중심평가 구현 양상 분석

박찬솔,임유나 인하대학교 교육연구소 2023 교육문화연구 Vol.29 No.6

본 연구는 중등학교에 비해 상대적으로 교과 통합적 프로젝트의 설계・운영이 수월한 초등학교급을 대상으로 하여프로젝트 수업의 계획과 운영 사례 분석을 통해 과정중심평가의 구현 양상을 파악하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 이를 위해 프로젝트 수업의 설계와 운영 경험이 풍부한 교사들을 심층 면담하였고, 근무교의 프로젝트 수업 계획서와평가 통지 양식 등을 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 초등학교 프로젝트 수업의 과정중심평가는 목적적 측면에서학생이 자신의 학습에 대한 서사를 만들어가고 공동체적 서사에도 참여함으로써 성장할 수 있는 기회를 제공하는것으로 나타났다. 시기적 측면에서는 프로젝트 수업을 구성하는 각 교과 학습이 끝나는 지점에 과제를 통해 교과별로평가하는 경우와, 프로젝트 수업 전반에서 총괄과제로 나아가게 하는 단계별 참여 과제를 통해 연계성을 가지고평가하는 경우로 구분되었다. 내용적 측면에서 교사들은 전체 학습의 흐름 속에서 과정에 집중하여 여유 있게 학생들의학습에서 일어나는 경험, 생각, 행동 등을 관찰하고 있었다. 방법적 측면에서는 피드백과 환류에 대한 인식 및 구현방식에서 교사에 따른 차이를 나타냈다. 이에 본 연구에서는 과정중심평가에서 ‘과정(過程)’의 의미에 대한 교사의명료한 이해 지원, 프로젝트 수업 전체를 관통하는 하나의 과제와 참여 과제를 관련성 있게 계획하여 의미 있는피드백과 학습으로의 환류가 일어나게 하는 수업 설계 지원, 학생의 자기 성찰이 일어나는 ‘학습으로서의 평가’ 방법마련, 학생 학습의 서사를 통합하여 기록할 수 있도록 교육행정정보시스템(NEIS) 개선 등을 제언하였다. This study aimed to explore the facets of process-focused assessment implementation by analyzing planning and instances of project-based learning in elementary schools. We conducted comprehensive interviews with teachers who have substantial experience in developing and managing project classes. Additionally, we gathered and analyzed project lesson plans and assessment notification forms. The study revealed that process-focused assessment in project classes enables students to mature by forming narratives about their own learning and engaging in community narratives. The assessment period was split into two scenarios: one where each subject was evaluated through tasks at the conclusion of learning each subject that makes up the project learning, and another where incremental participation tasks and summative assessment tasks were carried out throughout the project class. Teachers were focusing on the process within the overall learning flow and leisurely observing the experiences, thoughts, and actions that transpired during the students' learning. However, there were variances in the teachers' perception and application method of feedback. Lastly, we proposed support and enhancement directions for implementing process-focused assessment of project-based learning

스마트 계약 보안 감사 동향 및 서비스

박찬솔,김장환,김영철 국제문화기술진흥원 2023 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.9 No.6

A large amount of transactions are taking place through Blockchain. Among them, the proportion of transactions through smart contracts is increasing. Accordingly, problems such as vulnerability attacks on smart contracts and fraud using smart contracts are increasing. Through security audits of smart contracts, developers can discover and resolve vulnerabilities, and users can distinguish whether smart contracts are fraudulent. However, there are currently no regulations and standards for security auditing of smart contracts, so services that perform security auditing are uneven. In this paper, we analyze security audit trends for smart contracts and identify what services are being provided. We investigate what elements are analyzed from smart contracts, focusing on security audit reports. Also, investigate what vulnerabilities can be detected. Finally, we investigate quality indicators for smart contracts and visualization elements of design extraction. Through this, we hope to be able to find visualization elements specialized for smart contracts.

CodeBERT 모델의 전이 학습 기반 코드 공통 취약점 탐색

박찬솔,문소영,김영철 한국정보처리학회 2023 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.12 No.10

소프트웨어 공학 영역에 인공지능의 접목은 큰 화두 중 하나이다. 전 세계적으로 1) 인공지능을 통한 소프트웨어 공학, 2) 소프트웨어 공학을통한 인공지능 두 가지 방향으로 활발히 연구되고 있다. 그 중 소프트웨어 공학에 인공지능을 접목하여 나쁜 코드 영역을 식별하고 해당 부분을리팩토링하는 연구가 진행되고 있다. 해당 연구에서 인공지능이 나쁜 코드 요소의 패턴을 잘 학습하기 위해서는 학습하려는 나쁜 코드 요소가라벨링 된 데이터셋이 필요하다. 문제는 데이터셋이 부족할뿐더러, 자체적으로 수집한 데이터셋의 정확도는 신뢰할 수 없다. 이를 해결하기 위해코드 데이터 수집 시 전체 코드가 아닌 높은 복잡도를 가진 코드 모듈 영역을 대상으로만 나쁜 코드 데이터를 수집한다. 이후 수집한 데이터셋을CodeBERT 모델의 전이 학습하여 코드 공통 취약점을 탐색하는 방법을 제안한다. 해당 데이터셋을 통해 CodeBERT 모델이 코드의 공통 취약점패턴을 더 잘 학습할 수 있다. 이를 통해 전통적인 방법보다 인공지능 모델을 이용해 코드를 분석하고 공통 취약점 패턴을 더 정확하게 식별할수 있을 것으로 기대한다. Recently the incorporation of artificial intelligence approaches in the field of software engineering has been one of the big topics. In the world, there are actively studying in two directions: 1) software engineering for artificial intelligence and 2) artificial intelligencefor software engineering. We attempt to apply artificial intelligence to software engineering to identify and refactor bad code moduleareas. To learn the patterns of bad code elements well, we must have many datasets with bad code elements labeled correctly for artificialintelligence in this task. The current problems have insufficient datasets for learning and can not guarantee the accuracy of the datasetsthat we collected. To solve this problem, when collecting code data, bad code data is collected only for code module areas withhigh-complexity, not the entire code. We propose a method for exploring common weakness enumeration by learning the collected datasetbased on transfer learning of the CodeBERT model. The CodeBERT model learns the corresponding dataset more about common weaknesspatterns in code. With this approach, we expect to identify common weakness patterns more accurately better than one in traditionalsoftware engineering.

터보펌프 적용을 위한 급기공을 갖는 가압형 가스 포일 스러스트 베어링의 성능 예측

박찬솔(Chan Sol Park),황성호(Sung Ho Hwang),김태호(Tae Ho Kim) 한국트라이볼로지학회 2023 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.2023 No.10