수학교육에서 계산적 사고(Computational Thinking)의 의미 및 연구 동향 탐색

신동조,고상숙 한국수학교육학회 2019 수학교육 Vol.58 No.4

세계적으로 계산적 사고를 학교 교육과정에 통합하려는 움직임이 일고 있고, 수학교과는 이러한 움직임의 핵심이 되고 있다. 본 연구에서는 Jeannette Wing의 주장과 선행연구를 바탕으로 계산적 사고와 수학적 사고 간의 관계를 분석하였고 계산적 사고를 수학교과에 통합한 국내외 연구를 종합적으로 검토하였다. Across the world, there is a movement to incorporate computational thinking(CT) into school curricula, and math is at the heart of this movement. This paper reviewed the meanings of CT based on the point of view of Jeanette Wing, and the trend of domestic and international studies that incorporated CT into the field of mathematics education was analyzed to provide implications for mathematics education and future research. Results indicated that the meaning of CT, defined by mainly computer educators, varied in their operationalization of CT. Although CT and mathematical thinking generally have common points that are oriented toward problem solving, there were differences in the way of abstraction that is central to the two thinking processes. The experimental studies on CT in the field of mathematics education focused mainly on the development of students’ cognitive capacities and affective domains through programming(coding). Furthermore, the previous studies were mainly conducted on students in school, and the studies conducted in the context of higher education, including pre-service and in-service teachers, were insufficient. Implications for mathematics teacher educators and teacher education as well as the relationship between CT and mathematical thinking are discussed.

부산 연산동 M3호분의 조사방법과 축조기술

신동조,박정욱 한국고고학회 2012 한국고고학전국대회 발표문 Vol.- No.36

정보영재와 수학영재의 특성 분석 - 과흥분성과 지능을 중심으로

신동조,권대용,심재권 한국영재학회 2019 영재교육연구 Vol.29 No.2

본 연구의 목적은 지능정보사회의 주역인 정보영재와 수학영재의 특성을 과흥분성과 지능의 관점에서 살펴보고 이를 성별, 학교급별로 세분화하여 분석함으로써 영재선발과 영재교육 콘텐츠 및 프로그램 개발에 시사점을 제공하는 데 있다. 이를 위해 교사관찰추천제로 추천된 1,040명의 학생과 최종 선발된 257명의 영재를 대상으로 Dabrowski의 과흥분성 검사와 Wechsler의 지능검사를 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 교사관찰추천제를 통해 추천된 정보와 수학분야 학생 간 과흥분성은 통계적으로 유의한 차이가 있었지만, 최종 선발된 정보영재와 수학영재의 과흥분성과 지능지수는 분야별 유의한 차이가 없었다. 둘째, 학교급별 비교 분석결과, 두 분야는 공통적으로 초등학교 영재와 중학교 영재의 지능지수에는 유의한 차이가 없었지만, 과흥분성에서는 유의한 차이가 있었는데 대체로 초등학생이 중학생보다 과흥분성이 높게 나타났다. 셋째, 성별에 따른 분석 결과, 정보영재의 경우 과흥분성에 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 지능지수에서는 유의한 차이가 있었다. 반면, 수학영재의 경우 성별에 따라 과흥분성에 유의한 차이가 나타났지만, 지능지수에서는 차이가 없었다. 넷째, 상호작용 효과 분석결과 정보영재와 수학영재 모두 정서적 과흥분성에서 성별, 학교급별 상호작용 효과가 나타났는데 상호작용의 양상은 정반대로 나타났다. The purpose is to provide implications for the identification of gifted students and the development of gifted education contents and programs, by exploring characteristics of gifted students in the fields of computing and mathematics in terms of overexcitability and IQ and by analyzing them by gender and grade level. With this objective, Dabrowski’s overexcitability and Wechsler’s IQ test were conducted on 1,040 students recommended by teacher observation-recommendation system and on 257 students identified as gifted. The results were as follows. First, there was a statistically significant difference in overexcitability between students recommended by teachers in the fields of computing and mathematics, but no significant difference was found between gifted students. Second, the results by grade level showed that there was no significant difference in IQ between gifted students in elementary and middle school, but a significant difference was observed in overexcitability with elementary school students scoring generally higher on overexcitability dimensions. Third, for gifted students in computing, there was no significant difference in overexcitability by gender, but there was a significant difference in IQ. For mathematically gifted students, a significant difference was found in overexcitability by gender, but no significant difference existed in IQ. Fourth, in both gifted students in computing and mathematics, there were significant interactions between gender and grade level for emotional overexcitability, but the interaction patterns between the two fields were different.

인공지능 활용을 통한 수학교사 전문성 신장 방안 모색

신동조 수학교육철학연구회 2022 수학교육철학연구 Vol.4 No.1

수학교육에서 인공지능의 활용은 학생들의 수준과 요구에 따라 개별 맞춤형 학습이 가능한 지능형 교수 시스템(intelligent tutoring system)에 중점을 두고 있다. 이에 본 연구는 지능형 교수 시스템을 활용한 수학교사의 전문성 신장 방안을 모색하여 미래 수학교사 교육에 시사점을 제공하고자 하고자 한다. 이를 위해, 수학교사의 전문성 신장에 필요한 요소를 도출하고 지능형 교수 시스템을 수학수업에 통합하는 과정에서 요구되는 사항과 문제점을 확인하였다. 선행연구를 토대로 본 연구에서는 지능형 교수 시스템을 활용한 수학교사의 전문성 신장 방안을 교사 학습 공동체를 통한 데이터 기반 수업 설계 및 실행으로 설정하고 이를 구체화하였다.

해상 전자전체계 조우 HILS 연구

신동조,이정훈,류시찬,Shin, Dong-Cho,Lee, Jeong-Hoon,Ryu, Si-Chan 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.5

This paper on the Research of Naval Electronic Warfare System HILS(Hardware In the Loop System) describes the EW engagement HILS construction method for evaluation of the operational concept analysis on active RF Decoy in staying in the air and the deceit ability to anti-ship missile seeker. We obtain the EW M&S technology of EW engagement HILS and EW efficiency analysis from this project. This Naval Electronic Warfare System HILS technology will support Active Decoy Development Project and any other HILS of EW weapon in KOREA ARMY/NAVY/AIR FORCE.

토픽모델링을 활용한 국내외 수학교육 연구 동향 비교 연구

신동조 한국수학교육학회 2020 수학교육 Vol.59 No.1

This study analyzed 3,114 articles published in KCI journals and 1,636 articles published in SSCI journals from 2000 to 2019 in order to compare domestic and international research trends of mathematics education using a topic modeling method. Results indicated that there were 16 similar research topics in domestic and international mathematics education journals: algebra/algebraic thinking, fraction, function/representation, statistics, geometry, problem-solving, model/modeling, proof, achievement effect/difference, affective factor, preservice teacher, teaching practice, textbook/curriculum, task analysis, assessment, and theory. Also, there were 7 distinct research topics in domestic and international mathematics education journals. Topics such as affective/cognitive domain and research trends, mathematics concept, class activity, number/operation, creativity/STEAM, proportional reasoning, and college/technology were identified from the domestic journals, whereas discourse/interaction, professional development, identity/equity, child thinking, semiotics/embodied cognition, intervention effect, and design/technology were the topics identified from the international journals. The topic related to preservice teacher was the most frequently addressed topic in both domestic and international research. The topic related to in-service teachers’ professional development was the second most popular topic in international research, whereas it was not identified in domestic research. Domestic research in mathematics education tended to pay attention to the topics concerned with the mathematical competency, but it focused more on problem-solving and creativity/STEAM than other 본 연구는 2000년부터 2019년까지 7종의 KCI 등재지에 게재된 3,114편의 수학교육 논문와 5종의 SSCI 등재지에 게재된 1,636편의 수학교육 논문의 연구 동향을 텍스트 마이닝 기술의 하나인 토픽모델링을 사용하여 비교·분석하였다. 연구 결과, 국내외 수학교육 연구는 16개의 유사한 주제와 7개의 상이한 주제로 분류할 수 있었다. 연구 결과, 예비교사와 관련된 주제는 국내와 해외 수학교육 연구에서 모두 높은 비중을 차지하고 있는 연구주제였다. 현직교사 재교육에 관한 연구주제는 국내 연구에서는 하나의 독립된 주제로 나타나지 않았지만, 해외 연구에서 많은 관심을 받는 주제로 나타났다. 해외 수학교육 연구에 비해 국내에서는 수학적 역량에 관한 연구의 관심이 높았지만, 이는 문제해결역량과 창의·융합역량에 치중되는 경향이 있었다. 반면, 해외 수학교육에서는 정체성과 공정성에 관한 연구가 강조되었다.

실험실에서 전자전 장비와 고속 기동 무기체계 간 실 교전 모의용 조우 HILS 기술 연구

신동조,최원석,김소연,이치호,Shin, Dongcho,Choe, Wonseok,Kim, Soyeon,Lee, Chiho 한국시뮬레이션학회 2019 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.28 No.2

본 논문에서는 실제 교전이 일어나는 3차원 공간에서 고속 기동 중인 미사일 탐색기와 전자전 장비 간 교전 상황을 제한된 실험실 공간에서 교전 모의할 수 있는 HILS 시스템을 구축하기 위한 장치들을 구성할 수 있는 다양한 구현 방법들과 알고리즘에 관하여 기술하였다. 이 연구를 통하여 우리는 미래전장에서 다양한 고속 기동 무기체계들과 전자전 장비 간 실 교전 상황을 모의하는 실험들을 통하여 미래 전자전 장비의 주요 설계 요소들을 분석하는 방법들을 제시할 수 있었다. 즉 우리는 이 연구를 통하여 미래의 실 전자전 장비를 개발할 때 기술적인 위험요소들을 제거하고, 개발비용을 줄이며, 개발 기간을 단축할 수 있도록 도와주는 M&S 기술들을 개발하고 확인하였다. 본 연구결과는 전자전 무기체계 연구개발 분야 뿐 만 아니라 다양한 교전급 무기체계 HILS 연구 및 구축에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. In this paper, we describe the implementation methods and algorithms for the various technologies and devices required for the construction of the engagement HILS(Hardware In the Loop Simulation) in the limited space to simulate the high-speed maneuvering encounter situation of the weapon system in 3-dimensional real world space. Through this research, we have been able to suggest ways to analyze the major design elements of future electronic warfare equipment through experiments simulating actual engagements between various high-speed maneuvering weapons systems and electronic warfare devices in the future battlefield. It was confirmed that the M&S technology could be used to eliminate technical risks, reduce development cost, and shorten development time in the future real system development. The results of this study can be a great assist not only for the field of electronic warfare system research and development, but also for the research & implementation on HILS of various engaging class weapons systems.

M&S 시스템을 활용한 Tac-ELINT 지상운용 SW 개발 방안 연구

신동조,곽현규,이광일,Shin, Dong-Cho,Kwak, Hyun-Gyu,Lee, Kwang-Il 한국군사과학기술학회 2011 한국군사과학기술학회지 Vol.14 No.6

This research paper on Tac-ELINT SW development method using M&S system describes the validation and verification methods of Tac-ELINT ground operating software development each stages, and the method of improving reusability of software using SBD(Simulation Based Design/Development) concept. In this project, We obtain the EW software SBD technologies and improved Tac-ELINT ground operating software through software crisis mitigation. This method and technology will expect to support a future EW system and any other various weapon software development.

공학급 M&S 기반 비통신 전자전무기체계 설계 분석 지원을 위한 SILS 시스템 연구

신동조,신욱현,김태현,이치호,정운섭 한국군사과학기술학회 2021 한국군사과학기술학회지 Vol.24 No.3

We research and develop a SW-based virtual testing product that can be commonly used in the design/ development of non-communication EW systems before the production of physical test products. Through this study, we have developed M&S technology to improve the accuracy of EW weapon system analysis/design and to verify and predict the performance of EW equipment, and to develop proven engineering module models and model base systems. It proposes a technology to build an EW M&S framework that can flexibly link/integrate various engineering/engage-level EW heterogeneous M&S systems.

Heat Anisotropic Diffusion 방법을 이용한 2차원 심초음파도에서 경계선 자동 검출

신동조,김동윤 한국의학물리학회 1996 의학물리 Vol.7 No.2

본 논문에서는 2 차원 심초음파도의 경계선 유사 영역에 대해 베이즈 추정기를 사용하여 경계선 검출을 위한 자동문턱 결정방법을 제안하고자 한다. 경계선 유사영역은 전처리과 정에서 흐려진 영상을 명확히 하는데 사용할 열비등방성 확산 방법의 전도계수로부터 얻어진다, 이러한 경계선 유사 영역에 대해 최적 문턱치를 선택하기 위해 베이즈 추정기가 사용되었다. 이 문턱치를 사용하여 영상을 이진화함으로서 심초음파도의 경계선을 자동 적으로 검출하게 된다. 마지막으로 본래의 심초음파도에 위에서 얻어진 경계선을 덧씌움으로써 경계선이 강조된 심초음파도를 얻을 수 있게 된다. In this paper, we present an automatic threshold decision method to detect the contour of the a 2-D echocarodiogram by using the Bayes estimator for the boundary-like region. The boundary-like region is constructed from the conduction coefficient of the heat anisotro-pic diffusion method which enforces the blurred image during the preprocessing step. For the boundary-like region, we used the Bayes estimator to select an optimal threshold level. From this threshold value, the contour of the echocardigrams can be detected automatically Finally by overlapping the estimated contour to the original echocardiogram, we can obtain the contour enforced ultrasound echocardiogram.