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제품 디자인 개발 유형에 따른 디자인 방법론 적용 가이드라인
김유빈 ( Kim You Bin ),김병욱 ( Kim Byung Uk ),이진렬 ( Lee Jin Ryeol ) 디자인융복합학회 2018 디자인융복합연구 Vol.17 No.2
제품디자인은 조형성을 넘어 통합적 사고를 통한 문제해결로 변화해 왔고, 창의적 사고를 통한 문제해결 능력이 요구됨에 따라 다양한 방법론들이 등장하고 적용되어왔다. 다양한 방법론은 창의적인 아이디어를 도출할 수 있는 논리적인 방안으로 인식하고 있으나, 복잡해진 제품개발 프로세스를 대응할 수 있는 방법론의 부재로 제품개발 프로세스별 상황이 고려되지 못하는 한계점을 확인할 수 있었다. 이에 방법론의 체계적인 접근을 지원할 수 있는 방안으로 제품디자인 개발 유형 및 특성을 재분류하고 프로세스에 따라 적용 가능한 방법론을 제안하고자 한다. 그 과정으로 혁신 제품을 분석하여 제품디자인 개발 유형을 'SE', 'SEF', 'SEFT' 3가지로 분류하였다. 프리그룹핑과 동질성 분석을 통한 결과 값을 맵으로 구체화한 후 적용 패턴을 파악하였으며, 패턴을 기반으로 제품디자인 개발 유형에 따른 디자인방법론 적용 가이드라인을 플로차트로 제안하였다. 이는 혼재되어있는 디자인방법론의 사용 시기를 제품개발 프로세스별 상황에 따라 제안함으로써 창의적 사고를 통한 문제해결 능력이 요구되어질 때 도구로 활용되어지길 기대한다. As there has been a rising demand of problem solving ability using innovative ideas on various product designs, a variety of methodologies have been appeared and applied. The study figured out limitations of insufficient considerations for different product development processes due to absence of methodologies to come up with more complex product development processes even though such various methodologies were deemed a logical way to draw innovative ideas. To this end, the study attempts to present methodologies applicable to different product development methodologies systematically from the viewpoint of a product designer. Innovative products were analyzed based on technology, function and formativeness and also classified the development types into ‘SE’, ‘SEF’ and ‘SEFT’. Free grouping and homogeneity analysis have been conducted to draw the design methodologies applicable to each type of development process. Base on the analysis results, application pattern was identified through map specification then guidelines for design methodology application was suggested according to the development types of product design.
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CuII-M(M=Zn, Al 및 Fe) 산화-환원반응에서 활성 금속 및 음이온의 효과
박진희(Park, Jin-Hee),류경주(Rhu, Gyeung-Ju),김유빈(Kim, You-bin),박지현(Park, Ji-Hyeun),지유진(Gee, You-Jin),김봉곤(Kim, Bong-Gon) 한국과학영재교육학회 2018 과학영재교육 Vol.10 No.1
연구의 목적은 중학교 과학영재학생들의 R & E 프로그램으로, Cu (II) -M (M=Zn, Al, Fe)의 산화-환원반응에서 생성물의 형상과 반응속도에 미치는 구리(II) 이온의 농도, 활성 금속 (M) 및 음이온(spectator ion)의 영향에 대한 연구를 수행하는데 있다. 본 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, CuSO4-Zn 산화-환원반응에서 0.5 M 황산구리 수용액 보다 진한 농도와 표면적이 큰 아연 분말을 사용하였을 때, 환원 생성물은 빠르게 붉은색 구리로 환원됨을 확인 하였다. 불균일 반응계인 Cu(II)-M의 산화-환원반응은 반응물의 농도가 증가하면 구리의 핵형성 속도가 증가하므로 초기 형성된 검은색 구리가 빠르게 붉은색으로 변화되는 것을 알 수 있었다. 산화-환원반응의 진행에 따른 생성물의 형상 변화는 0.2 M CuSO4 수용액에서 가장 쉽게 확인할 수 있었다. 둘째, 환원 생성물인 구리의 형상은 사용하는 활성 금속의 종류에 따라 다른 것을 확인하였다. 반응성이 큰 아연(Zn)과 알루미늄(Al)은 반응초기에 검은색 구리가 석출되지만, 철(Fe)을 사용하면, 철 표면에 환원된 구리가 도금되는 현상을 쉽게 관찰할 수 있었다. 이처럼 철을 사용하면 새로운 지적 호기심은 감소되지만 형상에 따른 색변화에 따른 학생들의 오개념 형성을 방지할 수 있을 것으로 생각된다. 셋째, 활성 금속(M)의 종류에 따른 Cu(II) -M 산화-환원 반응의 반응속도는 Zn > Al > Fe 순으로 얻어졌다. 이는 환원된 구리의 핵형성 속도가 수소기체의 생성과 관련이 있고, 환원된 구리의 흡착속도 차이를 의미한다. 넷째, 음이온에 의한 Cu(II)-Zn 치환 반응의 반응 속도는 Cl- > SO42- > NO3- 순서로 얻어졌다. 질산 구리(NO3-)와 금속 아연을 반응시켰을 경우, 초기 생성물은 다른 음이온과 같이 검은색 생성물이 얻어졌으나, 2시간 후 다공성의 녹청색 생성물을 확인할 수 있었다. 이 프로그램의 특징은 페트리 접시를 이용한 산화-환원 반응의 실험으로 거시적 현상을 저 비용과 친환경적으로 학생들이 화학 변화를 직접 관찰할 수 있기 때문에, 과학 영재 학생의 지적 호기심과 탐구력을 자극하고 과제 집중력을 높일 수 있었다. 또한, 이 프로그램의 부분적 수정으로 고등학교 과학 영재교육에 적용될 것으로 기대된다. The aims of in this study is to investigate the effects of the reactants concentration, kinds of active metal (M) and the anion (spectator ion) on the morphology and the rate constants of Cu(II)-M’substitution reaction as the R&E programs of science (chemistry) gifted students. As a result of this study, the following conclusions were obtained. First, in the CuSO4-Zn substitution reaction, it was confirmed that most of the product was red copper when using an aqueous solution of copper sulfate that is thicker than 0.5 M or using a zinc powder having a large surface area. As the concentration of the reactants increases, the nucleation rate of copper is increased and red copper is obtained. However, the concentration at which the change of metal surface was observed was 0.2 M CuSO4 aqueous solution. Second, it was confirmed that the morphology of copper as a reduction product varies depending on the kinds of the active metal. Although zinc (Zn) that generates hydrogen gas has black copper precipitate, iron (Fe) has a morphology and color similar to that of metallic copper. Third, the reaction rate of Cu(II)-M substitution reaction according to the kind of active metal(M) was shown in order of Zn, Al, and Fe. This indicates that the rate of nucleation of the reduced copper is related to the generation of hydrogen gas and the adsorption capacity of copper reduced to the surface of the active metal. Fourth, the reaction rate of Cu(II)-Zn substitution reaction by anions was decreased by Cl-, SO42-, and NO3- order. However, in the case of NO3-, the product was found to be a mixture of various types. The experimental methods of the redox reaction using Petri dishes are economical, environmentally friendly, and can directly observe the chemical changes as macroscopic phenomena. Also, applying this program to middle school students, we were able to stimulate intellectual curiosity and inquiry ability of science gifted students, and to increase task concentration ability. We expect that some modifications of this program will be applicable to high school science gifted education.
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