화학 포스터에 나타난 화학의 코드

한재영,이기종,Han, Jae-Young,Lee, Gi-Jong 대한화학회 2008 대한화학회지 Vol.52 No.3

포스터는 시각적 이미지와 약간의 언어를 사용하여 자신의 생각을 다른 사람과 의사소통하는 도구이다. 모든 학문 분야에는 독특한 의미로 구성원들 사이에 공유되는 기호가 있다. 따라서 화학자나 화학을 배우는 학생들은 특징적인 화학적 기호(코드)를 통해 의사소통할 것이다. 대한화학회에서는 2004년부터 전국의 학생들을 대상으로 화학 포스터 그리기 대회를 개최하고 있다. 2004년과 2005년에 3000여 점의 포스터가 출품되었고 150여 포스터가 수상작으로 선정되었다. 수상작은 초등학교, 중학교, 고등학교 급별로 구분되었다. 이 연구는 학생들의 포스터에 사용된 화학적 코드를 조사하였다. 포스터의 시각적 요소와 언어적 요소를 분석한 결과, 액체, 실험기구, 눈금, 화학의 언어, 과학자, 지구와 환경, 주변의 사물 등 7가지 화학의 코드를 찾을 수 있었다. 그리고 화학의 코드에 대해 학교급별 차이, 수상작과 비수상작의 차이, 연도별 차이 등을 조사하였다. 또한 이러한 결과에 대한 교육적 함의를 논의했다. The posters are the tools to communicate authors' idea with others by visual image and a little word. Every discipline has its own sign with specific meaning shared by the members of the discipline. Chemists and students learning chemistry, therefore, will communicate with each other by specific chemical signs (codes). The Korean Chemical Society has held the feast of drawing chemistry posters by students nationwide since 2004. In 2004 and 2005, more than three thousands of posters were submitted, and about one hundred and fifty posters were selected as the prize winners. The award was divided by the grade levels of elementary, middle, and high school. This study explores the codes of chemistry used in students' posters. With the analysis of the visual elements and the verbal elements of posters, 7 chemical codes were found such as the liquid, the experiment apparatus, the graduations, the chemical language, scientists, the earth and environment, and things around us. In addition, the differences were investigated on the grade levels, on awarded or non-awarded poster, and on the years. Educational implications of these findings are discussed.

국내외 학술지를 토대로 분석한 화학교육 연구의 최근 동향 비교

한재영,이상철,Han, Jae-Young,Lee, Sang-Chul 대한화학회 2012 대한화학회지 Vol.56 No.2

화학교육 연구의 최근 동향을 파악하기 위하여 국내와 국외 화학교육 학술지에 게재된 논문을 비교 분석하였다. 국내 학술지로는 대한화학회지와 한국과학교육학회지를 선택하였고, 국외 학술지로는 Journal of Chemical Education을 선택하였다. 세 학술지에 2000년에서 2009년까지 10년간 게재된 논문을 분석하였다. 연구 결과, 연구 주제로 '교수법 및 교육공학', '학습자 특성', '화학 개념 및 실험' 순서로 많이 연구되었고, 한국의 사회적 특성이 반영된 '교육과정 및 교과서' 연구도 종종 이루어졌다. 연구에서 다루어진 화학교육 목표는 '개념 이해 및 개념 변화'가 가장 많았고, 국외의 경우 '성취도 또는 성적'이, 국내의 경우 '실험·탐구 능력'과 '태도, 흥미, 동기'가 두 번째로 많았다. 연구 대상으로 국내에서는 중학생과 고등학생을 대상으로 하는 연구가 많은 반면 국외에서는 대학생을 대상으로 하는 연구가 많아, 국내 연구에서 고등교육에 대한 관심이 요구된다. 연구 방법으로 '조사 및 검사'가 가장 많이 사용되었고, 국내의 경우 '자료 분석 및 내용 분석'과 '실험 연구', 국외의 경우 '실험 연구'가 두 번째로 많았다. 미래의 화학교육 연구에 대한 시사점을 논의하였다. This study analyzed the research papers published in three (2 domestic and 1 foreign) journals, in order to understand the recent trend of chemistry education research. We selected Journal of the Korean Chemical Society (JKCS) and Journal of the Korean Association for Science Education (JKASE) as the domestic journals, and Journal of Chemical Education (JCE) as a foreign journal. The papers published from 2000 to 2009 were analyzed. As the result, the chemistry education research theme focused on 'teaching method and education technology', 'learner's characteristics', and 'chemical concept and experiment' in the order of frequency. The research on 'curriculum and textbooks' was performed often in JKCS reflecting Korean social environment. The most researched chemistry education goal was the 'conceptual understanding/change' followed by 'achievement/grade' in JCE and 'experiment/inquiry skill' in JKCS, and 'attitude/interest/motivation' in JKASE. The research subjects were focused to 'middle or high school students' in JKCS, in contrast to the 'university students' in JCE. More concern to the higher education is required in the domestic research. The most frequently used research method was 'survey/ examination' followed by 'experimental research' in JCE and JKASE and 'data/material analysis' in JKCS. We discussed the implication on future chemistry education research.

화학교육 홈페이지의 화학 Q&A 게시판에 등록된 학생과 교사 질문 분석

한재영,지윤정,이재연,Han, Jae-Young,Ji, Youn-Jung,Lee, Jae-Youn 대한화학회 2012 대한화학회지 Vol.56 No.1

화학을 배우고 가르칠 때의 어려움을 파악하기 위하여, 화학교육 홈페이지 인터넷 화학 Q&A 게시판에 학생과 교사가 올린 질문을 분석하였다. 학생과 교사의 질문은 내용과 동기 측면에서 서로 다른 경향을 보였다. 화학I에서 학생들은 '물' 영역에 가장 많은 질문을 하였고 교사는 '생활 속의 화합물' 영역에 가장 많은 질문을 하였다. 화학II에서 학생들은 '기체, 액체, 고체'에, 교사는 '화학 반응과 에너지'가 가장 많은 질문을 하였다. 화학 관련 질문을 하는 동기로 학생들은 불분명한 화학 개념과 문제 해결에 도움을 받기를 원하였고, 교사는 정보 탐색이나 실험에 관련된 질문을 많이 하였다. 화학 Q&A 게시판은 화학을 배우고 가르칠 때 필요한 정보를 주고받는 장이 되고 있었다. 화학 교육에 Q&A 게시판을 활용하는 시사점을 논의하였다. This study analyzed the questions posted on the chemistry Q&A board by students and teachers in a chemistry education homepage, in order to understand the difficulties in learning and teaching chemistry. The different tendencies were found in the contents and the motivations of questions by students and teachers. In Chemistry I, students raised many questions in the 'Water' unit, while teachers raised many ones in the 'Chemical compound in our life' unit. In Chemistry II, students asked many questions in the 'Gas, liquid, solid' unit, while teachers did in 'Chemical reaction and energy' unit. Students' motivations of questioning were 'Explanation of unclear concept', and 'Problem solving', while teachers' motivations were 'Searching information', and 'Question in experiment'. The Q&A board provided a field in exchanging informations needed in learning and teaching chemistry. Educational implications were discussed on the use of Q&A board in chemistry education.

코티칭 수업에 대한 예비교사들의 인식

한재영,Han, Jae-Young 대한화학회 2008 대한화학회지 Vol.52 No.4

예비 교사의 세미나 발표에 대한 인식 및 발표 능력 발달 사례

한재영,윤지현,Han, Jae-Young,Yoon, Ji-Hyun 대한화학회 2012 대한화학회지 Vol.56 No.5

사범대학에서는 예비 교사가 자신의 전공 분야의 지식을 습득하고 그것을 다른 사람에게 발표하거나 가르치는 능력을 기르도록 지원해 주어야 한다. 예비 교사가 수업 능력을 발달시키기 위해서는 발표 기회를 많이 가져야 하며, 일부 대학에서는 세미나 과목을 통해 그러한 기회를 제공하고 있다. 이 연구에서는 예비 교사가 자신의 전공 내용에 대해 발표를 하는 세미나에 어떠한 인식을 가지고 있는지 조사하고, 세미나 발표 능력을 분석 평가할 수 있는 틀을 개발한 후, 사례 연구를 통해 세미나 발표 능력이 어떻게 변화하는지 탐색해 보았다. 예비 교사들은 세미나를 통해 발표력을 향상시키며 전공 내용에 대한 이해를 심도 있게 할 수 있다고 생각하고 있었다. 반면 세미나 발표 내용 이해나 토론, 영어 해석 등에 어려움이 있음을 지적하였다. 세미나 수행 단계에 따라 평가 내용, 평가 항목, 평가 방법 등을 포함하는 발표 능력 분석틀을 개발하였다. 이 분석틀을 활용하여 예비 교사의 세미나 발표 능력 발달 정도를 정량적, 정성적으로 비교 평가해 보았다. 세미나 강의의 효율적인 운영을 위한 제언, 세미나 발표 능력 분석틀의 활용 방안 등의 교육적인 시사점을 논의하였다. The college of education should support pre-service teachers to learn knowledge of their major and develop the ability of presenting or teaching the knowledge. The pre-service teachers may have many opportunities of presentations to develop the ability of teaching. Some college of education provide such opportunities in the 'seminar' course. In this study we investigated the pre-service teachers' perceptions on the seminar where they present contents of their major, developed the framework to analyze and evaluated the seminar presentation ability, and explored the change of presentation ability through a case study. Pre-service teachers perceived that from the seminar they could develop the presentation skill and understand the scientific contents more deeply. However they pointed out the difficulty of understanding others' presentations, discussing on the contents and interpreting the English paper. We developed the presentation analysis framework including the evaluation elements, the evaluation items, and the evaluation methods according to the progress of a seminar presentation. Using this framework we evaluated and compared the development of seminar presentation ability of a per-service teacher both quantitatively and qualitatively. We discussed the educational implication of this study such as the suggestion for the effective management of a seminar and the usage of the presentation analysis framework.

GPGPU 기반의 깊이 영상 화질 개선 기법

한재영,고진웅,유지상,Han, Jae-Young,Ko, Jin-Woong,Yoo, Jisang 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.12

본 논문에서는 3D 콘텐츠 생성 시 필요한 깊이 영상의 화질 개선을 위하여 잡음 제거 기법과 홀 채움 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 컬러 영상과 깊이 영상을 모두 이용하게 된다. 먼저 입력된 컬러 영상을 RGB 색상계에서 HSI 색상계로 변환하여 밝기 영상을 생성한다. 그리고 깊이 영상에서 기준 화소와 주변 화소간의 거리 값, 깊이 값의 차이를 구하고 컬러 영상의 밝기 값 차이를 계산하여 제안하는 잡음 제거 기법에 이용한다. 이후 홀을 탐색하여 홀과 주변 화소간의 거리, 컬러 영상의 밝기 값 차이를 제안하는 홀 채움 기법을 적용하여 깊이 영상 내에 존재하는 홀을 채우게 된다. 마지막으로 실시간 환경에 적용하기 위하여 제안하는 기법을 GPU로 병렬화하여 속도 향상을 하고자 하였다. 실험을 통하여 제안한 기법이 기존 기법에서 발생하는 경계 부분의 흐려짐 현상을 줄이면서 홀을 채우는 것을 확인하였다. In this paper, we propose a noise reduction and hole removal algorithm in order to improve the quality of depth images when they are used for creating 3D contents. In the proposed algorithm, the depth image and the corresponding color image are both used. First, an intensity image is generated by converting the RGB color space into the HSI color space. By estimating the difference of distance and depth between reference and neighbor pixels from the depth image and difference of intensity values from the color image, they are used to remove noise in the proposed algorithm. Then, the proposed hole filling method fills the detected holes with the difference of euclidean distance and intensity values between reference and neighbor pixels from the color image. Finally, we apply a parallel structure of GPGPU to the proposed algorithm to speed-up its processing time for real-time applications. The experimental results show that the proposed algorithm performs better than other conventional algorithms. Especially, the proposed algorithm is more effective in reducing edge blurring effect and removing noise and holes.

과학 수업에서 무엇이 가장 중요한가: 학습지도 능력에 대한 다양한 관점

한재영 ( Jae Young Han ) 경북대학교 과학교육연구소 2011 科學敎育硏究誌 Vol.35 No.2

Science class is the starting point of science education where science teacher and students meet together to teach and learn science. Therefore successful science class is the main concern of various educational partakers, such as teachers, students, parents, school administrators, and science education researchers. In order to find what is important among the teaching abilities of science teachers, a survey was conducted to the various educational partakers. As the result of survey, students chose ``progressing a lesson`` and ``teacher`s attitude`` are important, and in-service teachers chose ``analyzing learner characteristics and curriculum`` and ``teacher-student interaction`` are important, while the pre-service teachers and parents chose ``teacher-student interaction`` and ``progressing a lesson`` are important. In addition, the school administrators chose ``setting up teaching-learning strategy`` and science education researchers chose ``understanding curriculum and developing teaching-learning method`` is important along with ``analyzing learner characteristics and curriculum.`` In the communication on science education among different educational partakers, these result can be used as the basic information to understand the different perspectives on a science class.

예비 과학 교사의 수업 능력 발달에 대한 종단적 연구

한재영 ( Jae Young Han ) 경북대학교 과학교육연구소 2013 科學敎育硏究誌 Vol.37 No.2

사범대학에서는 예비 과학 교사가 교사로서 다양한 능력을 개발해 나가도록 지원해 주어야 하며, 수업 능력은 개발해야 할 능력 중 가장 기본이 된다. 이 연구는 예비 과학 교사가 사범대학에서 수업 능력을 발달시켜 가는 과정을 추적하는 종단적연구 프로젝트의 결과물이다. 예비 과학 교사가세미나 강좌에서 한 발표, 화학교육 관련 강의에서 한 수업 시연 및 중등 실험 수업, 교육실습에서의 수업 등의 동영상 자료를 수집하였다. 서로 다른 상황에서 이루어지는 수업을 분석하여 예비과학 교사의 수업 능력을 평가하고 비교할 수 있는 틀을 개발하였다. 내용, 진행, 언어·비언어 측면의 분석틀에 따라 5명의 예비 과학 교사의 수업을 분석하였다. 예비 과학 교사의 수업 능력은 전반적으로 향상되고 있었으며, 내용 측면에서는 학습자와 교육과정에 대한 이해, 진행 측면에서는 수업 시간 조절 및 학습자와의 상호작용, 언어·비언어 측면에서는 비언어적인 행동 부분에서 변화의 유무를 확인할 수 있었다. 예비 과학 교사의 수업 기회 확대와 지원 등 사범대학 교육에의 시사점을 논의하였다. The college of education should support pre-service science teachers to develop various abilities as a teacher, in which the teaching ability is the most fundamental one. This study is the result of a longitudinal research project following the processes that pre-service science teachers develop their teaching ability in a college of education. The data gathered include movie clips of seminar presentation, teaching demonstration, secondary school science experiment, and classes in the practicum. In order to analyze the teaching abilities in various context, a framework was developed. The framework consists of ``content,`` ``progress,`` and ``verbal/nonverbal`` with which the movie clips of 5 pre-service science teachers were analyzed. The teaching abilities of pre-service science teachers showed overall development, that include the understanding of learners and curriculum in the ``content,`` the time-management and the interaction with learners in the ``progress,`` and the nonverbal behavior in the ``verbal/nonverbal.`` The implications were discussed on the education in the college of education, such as the increase of teaching opportunities for pre-service science teachers and the support for those opportunities.

한국과 동티모르 과학교사 세미나: 봉사, 갈등, 그리고 과학교육

한재영 ( Jae Young Han ),김의성 ( Eui Sung Kim ),박은미 ( Eun Mi Park ),방미정 ( Mi Jung Pang ),서인호 ( In Ho Seo ),이선희 ( Sun Ny Lee ),정대홍 ( Dae Hong Jeong ),홍준의 ( Jun Euy Hong ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.3

한국은 과거 1960~70년대 외국에서 과학교육 원조를 받았지만, 이제는 선진국 대열에 올라 정부 차원의 공적 원조 사업은 물론 민간차원의 봉사활동을 통한 원조를 다른 나라에 제공하고 있다. 2004년부터 한국의 과학 교사들은 개인적 봉사활동을 시작으로 현재는 전국과 학교사협회 차원에서 동티모르에 8년째 봉사활동을 이어가고 있다. 이 논문에서 한국 과학교사들이 동티모르에 가서 수행한 과학 봉사활동을 기술하며, 그 안에 포함된 갈등 내용을 분석하고, 그 과정에서 과학 봉사활동의 의미를 과학교육과 연결지어 정리해 보고자 한다. 이를 위해 문헌 연구, 면담 연구, 참여관찰 연구, 사례 연구, 동료 점검의 방법을 활용하였다. 봉사활동에는 경제적 갈등, 교육 내용적 갈등,교수법적 갈등, 도구적 갈등, 환경적 갈등, 언어적 갈등, 연대기적 갈등,인식적 갈등 등이 포함되어 있었다. 봉사활동은 일방적인 도움 제공이 아니라 한국 과학교사의 자기 반성을 통한 발전의 기회가 되었으며, 다양한 과학교육학적 논의의 바탕이 되었다. 교사들의 자비로 수행되는 이 봉사활동은 많은 어려움을 내포하고 있으며, 이런 어려움을 극복할 수 있도록 기관과 학계의 관심과 지원이 필요하다. Korea received foreign aid for science education in 1960-70, now, Korea is one of the most advanced countries in the world and provides not only official development assistance through government grants or ODA but also private aids through voluntary services to less developed countries. Korean science teachers have been offering voluntary services in Timor-Leste since 2004, starting on personal level and now by through the Korean Science Teachers Association. This study aims to describe the voluntary activity by Korean science teachers in Timor-Leste, to analyze the conflict points revealed in the activity, and to search the meaning of the activity in respect of science education. This study used methods like document analysis, interview of the participants, participants’ observation, a case study, and member check. This activity has involved various conflicts in finance, curriculum, pedagogy, educational instrument, environment, language, chronological issues, and perceptions. This activity was not a one-sided offer of aid, but an opportunity for personal development and self-reflection, and a basis for discussion on science education. There are many difficulties in this work, which is carried out at the teachers’ own expense. More concern should be paid on this volunteer service from educational institutions and academic world.

차량용 연료전지 동특성 모델을 이용한 공기 공급계 압축기 서지 연구

한재영(Jae Young Han),탁현우(Hyun Woo Tak),김경택(Kyung Teck Kim),유상석(Sang Seok Yu) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11

In automotive fuel cell system, air compressor or blower is used to deliver the air into the fuel cell system. Different from industrial compressor, the compressor of automotive fuel cell requires severe dynamic performance. Since the air flow rate with compressor should cover wide range of operating conditions, it is necessary to understand operating trajectory of compressor. In this study, the automotive fuel cell system with compressor is developed so that the trajectory of air flow rate on compressor map can be indicated. Since the fuel cell stack model is already developed before this study, the dynamic simulation model is focused. The manifold dynamics of supply and return line are included to investigate the surge phenomena and to investigate the operating strategy of control valve to avoid the surge. The discharge coefficient of control valve is a parameter to understand the surge phenomena under load following conditions. As a result, control strategies of inlet and outlet valve are discussed.