친유성 고분자 소재를 이용한 유흡착제 합성 및 특성 연구

김현구 전북대학교 일반대학원 2022 국내석사

The conservation of ocean and freshwater have been crucial issues over the past decades, and oil/water separation is a well-known technology to restore polluted water systems. In the meantime, oil sorbents serve as a promising means of achieving water conservation to recover from oil spills, which require a multi-factorial approach to review high selectivity, capacity, and rate of oil recovery. However, reusability is a critical component to consider in incidents with large-scale spills. With the development of sorbent technology, some studies have progressed to explore surface engineering and material design for high oil sorption capacity and durability. Thus, this systemic review, a summary of sorbent developments, serves as a guide to understanding practical applications that can apply to large-scale oil spills and recognize remaining issues. In this review, the oil weathering process and oil sorption mechanisms in relation to the characteristics of target pollutants are introduced. Then, this comprehensive papers focuses on materials in advanced sorbents. These materials have properties including, aligned channels for fast sorption, self-heating capabilities for viscous oil cleanup, and magnetic- responsiveness to enhance a collection of final products. The perspective and challenges for the next generation of oil spills remediation technology-based oil sorbents materials are finally presented in the last section.

중학교 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감 함양을 위한 AI 디지털 도구 활용 수업모형 개발 및 효과

이여진 동아대학교 대학원 2025 국내박사

본 연구의 목적은 중학교 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감 함양을 위한 AI 디지털 도구 활용 수업모형을 개발하고, 이에 대한 수업의 효과를 검증하는 데 있다. 본 연구를 통해 규명하고자 하는 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 중학교 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감 함양을 위한 AI 디지털 도구 활용 수업의 구성요소는 무엇인가? 둘째, 중학교 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감 함양을 위해 개발된 AI 디지털 도구 활용 수업모형은 무엇인가? 셋째, 중학교 인성교육에서 개발된 AI 디지털 도구 활용 수업모형이 자아존중감과 자기효능감에 미치는 효과는 어떠한가? 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감을 위한 AI 디지털 도구 활용 수업모형을 수립하기 위해 선행연구를 탐색하여 수업의 구성요소를 도출하였다. 수업의 구성요소를 도출하고 구성된 모형은 전문가 패널을 대상으로 총 3회에 걸쳐 델파이 조사와 타당화 검사를 실시한 후, 최종 수업 모형을 개발하였다. 이후, 자아존중감과 자기효능감 효과를 살펴보기 위해 부산광역시 G중학교 1학년 학생 96명을 대상으로 실험집단과 통제집단 각 48명씩 구성하여 두 집단에서 효과의 차이를 살펴보고자 자아존중감과 자기효능감에 대한 동형의 사전검사와 사후검사를 실시하였다. 사전검사 결과를 공변인으로 통제한 후, 사후검사 결과에 대해 공분산분석(ANCOVA)을 실시하여 집단 간 유의미한 차이가 발견된 변인에서는 하위요인의 사후검사 결과에 대해 다변량공분산분석(MANCOVA)을 실시하였다. 본 연구에서 확인된 주요 연구결과와 이에 근거한 결론은 다음과 같다. 첫째, 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감을 위한 AI 디지털 도구 활용 수업의 구성요소는 Gagne의 수업모형을 기반으로 도입 2단계인 주의집중 유발과 선수학습 연계 및 수업목표 제시, 전개 2단계인 학습과정 안내와 수행유도 및 피드백 제공, 정리 3단계인 평가, 자기성찰, 파지 및 전이, 총 7단계와 8개의 하위 범주로 개발되었다. 둘째, 인성교육에서 자아존중감과 자기효능감 함양을 위해 개발된 수업의 최종 모형은 시청각 자료 주의집중, AI 선수학습 연계, 수업목표 제시, AI 학습활동 안내, AI 수행활동 지원, 교사 및 동료평가, AI를 통한 성찰, AI 감정 일기 기록으로 구성된다. 셋째, 인성교육에서 개발된 AI 디지털 도구 활용 수업모형을 적용하여 수업했을 때, 자아존중감과 자기효능감은 집단 간의 평균에 유의미한 차이가 나타났다. 그러나 자기효능감의 각 변인 간 상호작용을 설명할 만한 효과는 없었다. 본 연구는 중학교 인성교육에서 AI 디지털 도구를 적용한 수업모형을 개발하고, 중학생의 자아존중감과 자기효능감에 효과적인 AI 디지털 도구를 활용한 교수전략을 제시하였다는 점에서 의의가 있다.

중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형 개발

김현경 동아대학교 대학원 2025 국내석사

본 연구는 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수 설계모형을 개발하여 중학교 음악 수업에서 가창 교육을 하는데 실질적인 도움이 되는 교수설계모형을 제공하고자 한다. 이러한 연구 목적을 위해 설정한 연구 문제는 아래와 같다. 연구 문제 1. 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형의 구성요소 및 절차는 무엇인가? 연구 문제 2. ASSURE 기반 메타버스 활용 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 최적화된 교수설계모형은 무엇인가? 본 연구를 수행하기 위해 교수 설계 전문가 2인, 음악학 전문가 3인으로 구성된 총 5명의 전문가를 대상으로 델파이 조사를 3차례에 걸쳐 실시하였다. 각 델파이 조사를 통해 수집된 전문가들의 의견을 바탕으로 모형의 수정 및 보완을 거쳐 ‘중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형’의 최종안을 개발하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 본 연구는 ASSURE 모형을 기반으로 하여 메타버스를 활용한 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 최적화 된 교수설계모형을 개발하였다. ASSURE 모형은 교수 설계의 흐름을 크게 수업 전(Plan), 수업 중(Do), 수업 후 활동(Reflection and Evaluation)의 3가지 영역에서 6단계의 활동 단계를 제시한다. 수업 전 활동은 '학습자 분석(Analyze learners)’, ‘목표 진술(State objectives)’, ‘교수⋅학습 방법, 교수 매체 및 자료 선정(Select methods, media and materials)’으로 구성되고, 수업 중 활동은 ‘매체 및 자료 활용(Utilize media and materials)’, ‘학습자 참여 유도(Require learner participation)’로 구성되며, 수업 후 활동은 ‘평가와 수정(Evaluation and revise)’로 구성된다. 이러한 각 단계의 구성 요소들은 유기적으로 순환하는 성격이 있으므로 ASSURE 모형을 기반으로 하여 학습자와 교수 내용의 목적에 맞게 수업을 설계하면 교수설계에 대한 체제적 접근이 가능하다. 본 연구의 결과를 중심으로 결론을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형은 총 6단계의 그에 따른 주요 활동, 세부 교수 학습 활동 내용을 담고 있는데, 이는 수업을 설계하는 교수자가 교수설계모형을 활용하여 수업의 흐름에 따라 효과적으로 교수⋅학습을 설계하도록 하는 길라잡이가 될 수 있다. 둘째, 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형의 구성 요소나 단계 및 세부 교수 학습 활동은 매체 활용 형성평가와 프로그램 평가를 통하여 지속적으로 수업이 수정⋅보완되는 순환적 구조의 안에서 실시될 수 있도록하여 교수설계모형이 계속해서 정교화될 수 있도록 한다. 셋째, 가창(歌唱) 수업 전략을 개발하기 위한 수업 방안 및 수업지도안 연구에 치중되어 있던 기존의 연구 흐름에서 벗어나, 메타버스 환경 수업의 실시가 확대되는 현 교육 상황에 맞추어 본 연구를 계획하였다. 따라서 실제 가창 교육 수업의 설계를 수행하여야 하는 교수자들이 효과적으로 교수⋅학습을 설계할 수 있도록 세부 가이드라인을 제시하였다. 또한, 교수설계모형의 최종안의 내적 타당도(internal validation)를 분석을 실시하여 타당도를 확보하였다. 이에 따라 본 연구에서 개발된 중학교 가창(歌唱) 교육을 위한 ASSURE 기반 메타버스 활용 교수설계모형은 중학교 음악 수업을 하는 교사들에게 실질적인 도움을 제공하는 교수지원전략의 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.

어머니의 미디어 리터러시와 어머니가 지각한 아동의 사회적 유능감 간의 관계에서 스마트 미디어 중재와 자기조절력의 매개효과

이수아 동아대학교 대학원 2025 국내박사

This study examined the mediating effects of smart media mediation and self-regulation in the relationship between mothers' media literacy and mothers’ perceived children's social competence. The research questions of this study are as follows: First, What is the relationship between mothers' media literacy, mothers’ smart media mediation, children's self-regulation, and children's social competence? Second, What is the mediating effect of mothers’smart media mediation in the relationship between mothers’ media literacy and children's social competence? Third, What is the mediating effect of children's self-regulation on the relationship between mothers' media literacy and children's social competence? To achieve the research objectives, an online survey was conducted via Google Forms with 400 mothers' of children aged 5 to 8 years nationwide, Data from 369 respondents were analyzed using SPSS Ver. 27.0. Correlation analysis was performed to examine the relationships between variables, and hierarchical regression analysis was used to verify the mediating effects of mothers' smart media mediation and children's self-regulation on the relationship between maternal media literacy and children's social competence. The Sobel test was used to verify the significance of the mediating effects. The results of this study and the conclusions drawn from the discussion are as follows: There is a significant positive correlation between mothers' media literacy, mothers' smart media mediation, children's self-regulation, and children's social competence. This implies that mothers' media literacy is essential for enhancing their children's social competence. Mothers' smart media mediation partially mediated the relationship between mothers' media literacy and children's social competence. This means that a higher level of mothers' media literacy leads to more appropriate mothers' smart media mediation, which contributes to improving children's social competence. Children's self-regulation has a partially mediates the relationship between mothers' media literacy and children's social competence. This suggests that, in addition to mothers' media literacy, children's self-regulation plays a crucial role in enhancing their social competence. In conclusion, mothers' media literacy plays a significant role in improving children's social competence. Therefore, various parental education programs are needed to support mothers in effectively guiding and mediating their children’s media suage. 본 연구의 목적은 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사회적 유능감 간의 관계에서 어머니의 스마트 미디어 중재, 아동의 자기조절력의 매개 효과를 검증하는 데 있다. 이러한 연구목적을 위해 설정한 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 어머니의 미디어 리터러시와 어머니의 스마트 미디어 중재, 아 동의 자기조절력, 아동의 사회적 유능감 간의 관계는 어떠한가? 둘째, 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사회적 유능감 간의 관계에 서 어머니의 스마트 미디어 중재의 매개효과는 어떠한가? 셋째, 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사회적 유능감 간의 관계에 서 아동의 자기조절력의 매개효과는 어떠한가? 본 연구목적을 달성하기 위해 구글 폼을 통해 온라인으로 전국 5~8 세 자녀를 둔 어머니의 400명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 최 종적으로 369명의 자료를 SPSS Ver. 27.0 프로그램을 이용하여 자료 를 분석하였다. 변인 간의 관계를 확인하기 위하여 상관분석을 실시하였 으며, 위계적 회귀분석을 통하여 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사 회적 유능감 간의 관계에서 어머니의 스마트 미디어 중재, 아동의 자기 조절력의 매개효과를 확인하였으며, Sobel test를 통하여 매개효과의 유 의성을 검증하였다. 본 연구의 결과와 논의를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 어머니의 미디어 리터러시와 어머니의 스마트 미디어 중재, 아 동의 자기조절력, 아동의 사회적 유능감 간에는 유의미한 정적상관이 있 다. 이는 어머니의 미디어 리터러시와 어머니의 스마트 미디어 중재가 아동의 사회적 유능감을 발달시킬 수 있으며, 아동의 자기조절력은 어머 니의 미디어 리터러시와 어머니의 스마트 미디어 중재에 긍정적인 영향 이 있음을 시사한다. 둘째, 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사회적 유능감의 관계에서 어머니의 스마트 미디어 중재는 부분 매개효과가 있다. 이는 어머니의 미디어 리터러시 수준이 높을수록 어머니의 스마트 미디어 중재가 적절 히 이루어지며 아동의 사회적 유능감에 도움이 될 수 있음을 의미한다. 셋째, 어머니의 미디어 리터러시와 아동의 사회적 유능감의 관계에서 아동의 자기조절력은 부분 매개효과가 있다. 이는 어머니의 미디어 리터 러시 수준이 높을수록 아동의 자기조절력이 적절히 이루어지며 아동의 사회적 유능감에 도움이 될 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과를 통해 아동의 사회적 유능감 향상을 위해서는 어머 니의 긍정적이고 높은 미디어 리터러시 수준이 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 따라서 아동이 미디어 사용을 할 때 어머니의 지지와 적절한 중재를 위한 다양한 부모 교육 프로그램 설계와 지원이 필요할 것이다.

수중 환경에서 PVC 유래 흡착제를 이용한 유기 오염물질의 흡착 제거

곽영우 전북대학교 대학원 2025 국내석사

유기염료나 과불화화합물은 고유의 특성들로 인해서 다양한 산업에서 활용되고 있다. 환경에 유출될 경우 물에 대한 용해도로 인해서 높은 이동성을 가지기 때문에 광범위한 장소에 존재하게 된다. 이들의 화학구조로 인해서 자연적으로 정화되기 어려우며, 독성 및 생물축적으로 인해서 인간 건강과 생태계에 문제를 일으킨다. 유출된 오염물질은 고도 산화 공정이나 광촉매 등으로 제거하는 연구가 있으나 가혹한 실험 조건 및 부산물 생성으로 인한 2차 오염의 문제점이 있다. 흡착 공정의 경우 간단한 공정 및 비용 효율적인 이점으로 인해서 수계오염물질을 제거하기 위한 유망한 방법이다. 오염물질을 제거하기 위해서 다양한 전구체들로부터 활성탄, 바이오차르, 점토, 레진 등이 흡착제로써 생산된다. 특히 폐기물로부터 유래된 차르 기반 흡착제는 폐기물로 인해서 발생되는 문제점을 해결할 뿐만 아니라 지속가능한 친환경 흡착제로 사용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수계에 존재하는 오염물질을 제거하기 위해서 폐기물 유래 흡착제를 제조하였다. 오염물질은 흡착제를 통해서 제거되었으며, 흡착제의 표면에서 발생되는 흡착 메커니즘에 대해서 분석을 진행하였다. 유기염료는 폐PVC에서 유래된 활성탄을 통해서 성공적으로 제거가 되는 것을 확인하였다. 폐PVC의 열분해 공정에서 LDH의 도입을 통해서 탄소가 풍부한 전구체를 높은 수율로 회수 할 수 있었다. 전구체는 화학적 활성화를 통해서 1495.4 m2 g⁻1의 높은 비표면적을 지닌 흡착제를 생산했다. 흡착제는 양이온성 염료인 메틸렌 블루에 대해서 흡착 성능 평가가 진행되었다. 메틸렌 블루는 최대 486.8 mg g⁻1 제거되었다. 양이온과 음이온 염료에 대한 동시 제거 성능 평가에서는 양이온성 염료인 메틸렌 블루를 3분 이내에 99% 제거하였으며, 시간이 지남에 따라서 음이온성 염료인 메틸 오렌지도 97% 제거하였다. 따라서 폐기물 유래 흡착제는 양이온성 염료와 음이온성 염료에 대해서 모두 유효한 성능을 보였으며 특히 메틸렌 블루에 대해서 높은 제거 성능을 보였다. 폐기물 유래 흡착제는 열분해된 차르 형태로도 잔류성 오염물질인 과불화화합물을 제거할 수 있었다. 이들은 특히나 탄소와 불소의 강한 결합력으로 인해 화학적 분해가 어려워 흡착 공정을 사용한 연구가 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고 단쇄 과불화화합물은 장쇄 과불화화합물에 비해 낮은 흡착효율로 인해서 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 흡착제 표면 젖음성을 조절하여 단쇄 과불화화합물에 대해서도 흡착효율을 개선하였다. 강한 소수성(접촉각 > 120°)을 보이는 열분해된 차르는 장쇄 과불화화합물에 대해서 높은 흡착량(2905 μg g-1)을 보였지만 단쇄 과불화화합물에 대해서는 낮은 흡착량 (1204 μg g-1)을 보였다. 그러나 아민화를 통해서 표면 소수성이 감소(접촉각 < 100°)된 아민화된 차르는 단쇄 과불화화합물에 대해서 1934 μg g-1으로 제거용량이 개선되었다. 흡착제의 비표면적은 아민화 이후 감소하지만 높아진 흡착성능은 표면 젖음성이 단쇄 과불화화합물을 제거하는데 주요한 인자임을 시사한다. 과불화화합물을 제거하기 위해서 사용된 흡착제는 메탄올을 통해서 재생되었으며 탈착용매에 함유된 과불화화합물은 비양성자성 용매환경에서 분해되었다. 본 연구에서는 폐기물에서부터 흡착제를 제조하고 유기염료와 과불화화합물을 제거하는 것을 통해서 수질 오염을 해결할 수 있는 효과적이고 지속 가능한 기술을 입증했다. 특히 각 오염물질과 흡착제의 상호작용은 흡착제의 표면 전하 및 젖음성에 의존하는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 수계에서 발생되는 복잡한 흡착과정에 대해서 이해하는데 기여할 수 있다.

Development of design principles based on learning analytics for online collaborative learning in higher education

최정아 동아대학교 대학원 2024 국내박사

Instructors in online collaborative learning (OCL) face the challenge of being unable to monitor and closely observe learners’ learning processes constantly. However, the online environment inevitably records all learner activities as log data. This data, when analyzed through learning analytics, can provide meaningful insights into learners’ collaboration patterns and interactions. Leveraging learning analytics enables personalized instructional interventions, facilitating the successful execution of collaborative learning. Within higher education, the evolution of learning analytics has occurred chiefly in conjunction with e-learning infrastructures; however, it faces challenges in gaining stakeholder trust and the incorporation of effective practices to improve teaching and learning methodologies. Although the technology behind learning analytics has significantly advanced, its application in real-world settings demonstrates a relatively low maturity. As a result, there is a strong need for guidelines that can support instructors with course design from a technology integration perspective. This study addresses these challenges by developing principles for designing OCL grounded in learning analytics within higher education. It outlines two primary purposes: from a macro perspective, to broaden the knowledge base of OCL and learning analytics based on established educational theories, and, from a micro perspective, to formalize key concepts that link detailed tracking data and learning artifacts found in learner logs, allowing the implementation of specific design principles based on learning analytics for OCL in higher education. Therefore, this study’s research questions were aimed at developing such a design principle and assessing its effectiveness. This study was conducted in several stages using Design and Development Research (DDR). It began with systematic reviews to find conceptual components, design principles, and guidelines relevant to OCL and learning analytics in higher education. Once determined, five experts in educational technology and higher education were involved in a rigorous validation process to establish their internal validity. The final conceptual components, design principles, and guidelines were developed over several rounds of the Delphi method and validation reviews, ensuring the robustness of the findings. Furthermore, formative assessment for external validation was conducted by collecting and analyzing feedback on a prototype designed to incorporate the principles and guidelines based on learning analytics for OCL. Participants included both higher education learners and instructional designers. The findings identified four conceptual components and developed 15 design principles and 44 guidelines based on learning analytics for OCL in higher education. This study’s significance is found in its provision of design principles based on educational theories. The study includes both theoretical and practical implications in higher education and the design aspects of OCL from a learning analytics perspective, making significant contributions to the education field. 온라인 협력학습에서 교수자가 학습 상황에 상주하며 학습자들의 과정을 면밀히 관찰하는 것에는 한계가 있다. 그러나 온라인 환경에서 학습자들의 모든 활동은 로그 데이터로 저장되며, 이 데이터는 학습분석을 통해 협업 패턴과 상호작용을 이해하는 데 중요한 통찰(insight)을 제공할 수 있다. 즉, 온라인 협력학습에서 학습분석을 활용하는 것은 개별화된 교수 개입이 가능해짐을 의미하고 이는 협력학습의 성공적인 수행을 지원한다. 그러나 고등교육에서 학습분석은 독립적인 시스템으로 존재하기보다는 기존의 e-러닝 인프라와 통합된 형태로 발전해 왔다. 이러한 고등교육 온라인 학습에 학습분석을 적용하는 것은 고등교육 이해관계자의 지지 기반이 미약하고, 교수-학습 과정 개선에 필요한 실천 및 연구가 부족하다는 문제가 존재한다. 이로 인해 학습분석 기술은 고도로 발전했으나 현장에서의 적용은 아직 초기 단계에 머물러 있다. 따라서 교수자의 수업 설계를 보조하고 지원할 수 있는 구체적인 설계지침이 요구된다. 본 연구는 고등교육에서 학습분석 기반의 온라인 협력학습 설계원리를 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 교육학 이론을 중심으로 온라인 협력학습과 학습분석의 지식 기반을 확장하고자 하며, 학습자 로그(log)에서 발견되는 데이터와 학습 아티팩트(artifact)를 연결하는 핵심 개념을 탐구함으로써 구체적인 설계원리를 도출하고자 한다. 이에, 본 연구에서는 고등교육에서 학습분석 기반 온라인 협력학습 설계원리를 개발하고, 개발된 설계원리의 효과를 확인하는 것을 연구문제로 설정하였다. 연구문제를 탐구하기 위하여 사용한 방법론은 설계․개발 연구(Design and Development Research; DDR)를 기반으로 하였으며, 체계적 문헌 고찰을 통해 고등교육에서의 온라인 협력학습 및 학습분석의 개념적 구성요소, 설계원리, 및 설계지침을 도출하였다. 이후 교육공학 및 교육정책 전문가의 델파이 조사 및 내적 타당성 검토 과정을 거쳐 최종적인 개념적 구성요소, 설계원리 및 설계지침을 확정하였다. 또한, 외적 타당성을 확보하기 위하여 학습분석 기반 온라인 협력학습의 설계원리 및 설계지침을 종합하여 설계된 프로토타입에 대한 교수설계자와 고등교육 학습자의 반응을 조사하고 분석하였다. 연구 결과, 고등교육에서 학습분석 기반 온라인 협력학습의 개념적 구성요소는 총 네 가지로 분류되었으며, 15가지 설계원리와 44개의 설계지침이 개발되었다. 본 연구는 고등교육 맥락에서 교육학 이론에 기반하여 학습분석 기반 온라인 협력학습 설계원리를 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 이는 고등교육 분야에서 온라인 협력학습과 학습분석의 설계에 관한 이론 및 실천적 함의를 가진다.

대학교육에서 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 수업 설계원리 개발

전지윤 동아대학교 대학원 2024 국내박사

The purpose of this study is to develop UDL-based instructional design principles for enhancing digital literacy in university education. For this purpose, three research questions are as follows. (1) What is the UDL-based instructional design principles to enhance digital literacy in university education? (2) How is the validity of UDL-based instructional design principles for enhancing digital literacy in university education by expert feasibility test? (3) How is the usability of UDL-based instructional design principles for enhancing digital literacy in university education by three experts?. To develop the UDL-based instructional design principles for enhancing digital literacy, a literature review, Delphi method and expert feasibility test with five experts were conducted. Also, usability test was carried out by three experts. The expert feasibility test was conducted with the aim of asserting whether the the UDL-based instructional design principles are valid in theoretical and logical terms. Experts with doctoral degrees in education improved the details through three reviews. In the usability test, three instructors were asked to explore how effectively instructional design principles can be implemented to confirm their applicability to actual lessons. The results through these procedures are presented as follows. First, 8 instructional design principles and 16 detailed design guidelines were developed based on UDL to enhance digital literacy in university education. Each design principles were derived by referring to the characteristics of UDL based on the core competencies of digital literacy classified in this study. Also, the framework was modified so that each detailed design guidelines could represent the three core principles of UDL. Second, Delphi test and expert validation test were conducted on the draft design principles. In the first and second Delphi survey, through open-ended questions about the overall draft design principles, opinions such as modification and improvements of the principles were collected. Based on the main results, the framework was reorganized so that the characteristics of UDL could be revealed in the design principles. In the third Delphi test, the expert validation test was conducted. With the results, the UDL-based instructional design principles were generally valid. Finally, expert usability test was conducted by three instructional designer and instructor. The results of the expert usability test of UDL-based instructional design principles were somewhat low. However, it was evaluated that the class designed based on the UDL-based design principles was expected to have positive effects on the increase of digital literacy of college students. In addition, in order to improve the field utilization for the design principles in the future, it was confirmed that it was necessary to increase the understanding and utilization of the design principles users by developing a procedure model according to the lesson plan and steps. This study is meaning in that it aims to develop universal instructional design principles that can enhance digital literacy for learners with various ages, grades, majors, nationalities, and characteristics within the universities, and to validate internal and external validity through expert validation and usability evaluation. In addition, since the usability evaluation of the design principles was somehow low, various expirical follow-up studies such as field utilization of instructional design principles, learner response evaluation, and instructor response evaluation were strongly recommended. 본 연구의 목적은 대학교육에서 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 수업 설계원리를 개발하는 데 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 설정한 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 대학교육에서 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 수업 설계원리는 무엇인가? 둘째, 대학교육에서 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 주요 수업 설계원리에 대한 전문가 검토는 어떠한가? 셋째, 대학교육에서 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 수업 설계원리의 사용성에 대한 교수설계자의 반응은 어떠한가? 본 연구를 통해 도출된 결과와 이에 근거한 결론을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 대학교육에서 대학생의 디지털 리터러시 함양을 위한 보편적 학습설계 기반 수업 설계원리 개발을 위해 문헌분석 및 선행문헌 검토를 통해 초기 수업 설계원리를 개발하였다. 개발된 초기 수업 설계원리는 3가지의 주요 설계원리를 바탕으로 9개의 세부 지침과 관련 세부 전략 및 예시로 구성되었다. 둘째, 개발된 초기 수업 설계원리에 관하여 관련 분야의 전문가 패널을 대상으로 델파이 조사(Delphi method)와 전문가 타당화를 실시하였 다. 셋째, 전문가 타당화 이후 교수설계 및 교수자를 대상으로 수업 설계원리의 사용성을 평가함으로써 수업 설계원리의 현장 활용도를 확인하였다. 넷째, 보편적 학습설계 기반 최종 수업 설계원리의 세부 설계지침은 총 16가지로 각 지침에 관한 예시를 제시하였다. 또한 개발된 세부 설계지침에 보편적 학습설계의 세 가지 주요 원리를 포함할 수 있도록 설계하였으며, 적용된 주요 원리와 각 지침을 통해 함양시킬 수 있는 디지털 리터러시 핵심역량을 확인할 수 있도록 설계원리 양식을 재구성하였 다. 본 연구는 대학에서 다양한 연령, 학년, 전공, 국적, 특성 등을 가진 학습자들을 대상으로 디지털 리터러시를 함양시킬 수 있는 보편적인 수업 설계원리를 개발하고, 이를 바탕으로 전문가 타당화와 사용성 평가를 통해 타당도를 검증하고자 하였다는 점에서 의의가 있다. 또한 수업 설계원리의 사용성 평가가 낮게 나타났으므로, 후속연구로서 수업 설계원리의 현장 활용도, 학습자 반응평가, 교수자 반응평가 등의 다각적인 실 증적 연구의 필요성에 대해 제언하였다.

폐플라스틱 및 생분해성 고분자 기반 흡착제의 수계 내 미량유해물질 흡착 특성 및 제거 효율

엄준혁 전북대학교 일반대학원 2023 국내석사

In this study, pyrolysis of plastic waste and electrospinning of biodegradable polymers were studied to prepare an adsorbent for the removal of organic contaminants in water. The produced adsorbents can be used more sustainably and eco-friendly compared to conventional polypropylene adsorbents in wastewater treatment. In addition, they enhance contaminant removal efficiency due to increased hydrophobicity and specific surface area. First, it can be confirmed that the solid yield increases when the layered double hydroxied (LDH) catalyst is used in the pyrolysis of poly(vinylchloride) (PVC). It is believed that this suppresses the autocatalytic reaction by reducing hydrochloride (HCl) generated by LDH and exhibits the following characteristics. In addition, when activated PVC-LDH is prepared by activating pyrolyzed PVC-LDH, it can be confirmed that the specific surface area increases because a lot of pores are created on the surface. Activated PVC-LDH has a maximum methylene blue adsorption capacity that is more than 4 times greater than pyrolyzed PVC-LDH due to its increased specific surface area. Second, the adsorbent was fabricated by electrospinning the biodegradable polymer polycaprolactone (PCL) embedded with magnetic nanoparticles (MNP). The fabricated MNP/PCL adsorbent can easily adsorb hydrocarbon-based materials due to its high hydrophobicity of 146–148 ° in WCA analysis. In addition, due to the imparted magnetic properties, it can be easily recovered by the upper magnetic field after adsorbing the oil on the water. Even if it is not recovered, it is decomposed in an eco-friendly way due to its biodegradable characteristics and does not cause secondary pollution. Therefore, this study provides a strategy to effectively remove harmful substances, such as oil and dyes, from water using sustainable and environmentally friendly materials. 본 학위논문은 수계 내 존재하는 유기 미량유해물질을 제거하기 위해 사용되는 흡착제 재료에 관하여 소개한다. 흡착제는 저렴한 비용, 손쉬운 사용, 대량 생산, 선택적 젖음성 및 높은 제거 효율로 인해 오염 물질 제거를 위해 주로 사용된다. 그 중 플라스틱 폐기물 열분해를 통해 생성된 char와 생분해성 고분자 물질은 기존의 폴리프로필렌 흡착제를 효과적으로 대체하기 위해 제안된다. 플라스틱 폐기물 중 일부는 재활용되지만, 대부분은 매립 및 소각으로 처리된다. 기존의 상용 폴리프로필렌 흡착제도 비분해 특성으로 인해 폐기물에 포함될 수 있다. 이러한 플라스틱 폐기물을 열분해 공정을 통해 얻어지는 char를 활용하여 수중에 녹아있는 염료를 제거하는 흡착제로 제작할 수 있다. 플라스틱 폐기물 열분해에서 생성되는 Cl 이온을 흡착할 수 있는 layered double hydroxide (LDH)를 첨가하여 생성되는 HCl을 억제하고, 열분해를 보다 낮은 온도에서 진행할 수 있도록 하기 때문에 흡착제로 사용할 수 있는 고체 char 수율을 증가시켰다. 또한, 얻어진 char는 흡착제의 특성 중 하나인 높은 비표면적을 얻기 위하여 고온에서 KOH 활성화를 진행하였고, BET 분석을 통해 기존 char보다 높은 비표면적을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 제작된 흡착제는 수 중에 녹아있는 메틸렌 블루를 30분 동안 90% 이상 제거할 수 있었고, 6시간 이후에는 최대 흡착 용량인 388.61 mg g-1을 얻을 수 있었다. 또한 흡착등온선(Langmuir, Freundlich)과 pseudo-first-order, pseudo-second-order 모델을 이용하여 특성을 조사하였다. 제작된 흡착제는 Langmuir와 pseudo-second-order 모델에서 상대적으로 1에 가까운 R2 값을 나타내기 때문에 화학적 흡착 특성으로 다층 흡착에 유리한 것을 확인할 수 있었다. 다음은 생분해성 고분자 폴리카프로락톤 (PCL)과 자성나노입자 (MNP)를 전기방사 방법을 통해 멤브레인 흡착제를 제작하였다. 제작된 MNP/PCL 흡착제는 높은 소수성으로 인해 용액에 대한 선택성이 높고, 높은 다공성을 갖기 때문에 Arabian light crude oil (AL)에 대해 45.7 g g-1의 높은 흡착 용량을 갖고, 이는 상용 폴리프로필렌 흡착제 (7-8 g g-1)보다 6배 이상 높은 성능을 나타낸다. 제작된 MNP/PCL은 첨가된 MNP의 자성 특성을 통해 수면에서 기름을 흡착한 뒤 외부 자기장에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 기름을 흡착한 뒤 회수된 흡착제는 열처리 공정을 통해 기름으로 재사용될 수 있다. 또한, 열처리 공정에서 회수된 MNP는 여전히 자성 특성을 갖기 때문에 oleic acid 코팅을 통해 재사용될 수 있다. 생분해성 특성을 확인하기 위해 실제 해수에서 분해 실험을 진행하였다. 바람이나 해류에 의해 기름을 흡착하지 못하고 유실된 흡착제는 생분해성 특성을 통해 일반 해수에서 9주 동안 30% 이상 분해되는 것을 확인할 수 있었다. 플라스틱 폐기물 열처리는 일반적인 처리 방법인 소각보다 에너지 효율이 높으며 생성된 char를 흡착제로 사용할 수 있어 환경에 더욱 긍정적인 영향을 갖는다. 또한, 생분해성 고분자는 다양한 환경에서 자연적으로 분해되는 특성을 갖으므로 환경친화적이며 회수한 뒤 정제 과정을 통해 기름으로써 재활용될 수 있다. 따라서 플라스틱 열분해를 통해 생성된 char와 생분해성 고분자 기반 흡착제 높은 염료 및 기름 흡착 용량을 갖고 2차 오염을 줄일 수 있으므로 지속가능하고 환경친화적인 흡착제 재료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

유흡착 특성 향상을 위한 폴리올레핀계 고분자 표면의 미세구조 형태 및 습윤성 제어

박세진 전북대학교 일반대학원 2023 국내석사

해양에 유출된 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances, HNS)은 심각한 환경적, 경제적 문제를 일으킨다. 해양에 유출된 위험·유해물질을 방제하는 방법으로는 유회수기, 유분산제, 유흡착제 등이 있다. 하지만 이러한 방법으로는 대규모로 유출된 위험·유해물질을 빠르게 제거할 수 없을 뿐 아니라 이차적 환경오염을 유발한다. 특히, 흡착제는 재사용성이 낮으며 대면적의 위험·유해물질을 제거하기 위해서는 많은 양의 흡착제가 필요하기 때문에 경제성이 떨어진다. 이러한 흡착제의 단점을 보완하기 위해 다양한 연구들이 진행되었으며 대표적으로 표면의 거칠기를 증가시킨 흡착제 또는 폐기물을 업사이클링한 흡착제가 연구되었다. 본 연구에서는 해양에 유출된 위험·유해물질을 신속하게 제거하기 위해 상용 흡착제와 유사한 구성을 가지는 안면 마스크를 업사이클링하여 유흡착제로 전환하는 연구와 폴리올레핀계 흡유제의 표면 패터닝을 통한 흡유속도 향상에 관한 연구를 진행했다. 버려진 안면 마스크를 재활용 또는 업사이클링하는 것은 환경 오염 방지와 경제성에서 상당한 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 해양 기름 유출 시 사용하는 유흡착제와 유사한 구성을 가지는 안면 마스크를 유흡착제로 업사이클링하는 연구를 진행했다. 버려진 안면마스크를 유흡착제로 업사이클링 하기위해 알케인 용매(n-hexane, n-heptane 및 n-decane)를 사용하여 표면 거칠기를 증가시켰으며, 이를 통해 초소수성 안면 마스크를 제작했다. 제작된 안면 마스크 유흡착제는 표면 거칠기 증가에 따라 기름에 대한 선택성이 증가하였으며 특히, 헵탄 처리된 안면 마스크는 수면 위에 있는 아라비아 경질 원유를 21 g∙g-1까지 흡착할 수 있다. 또한, 안면마스크의 표면처리 용매로서 헵탄은 재사용 효율이 높고 최소 10회 재사용이 가능하다. 따라서 본 연구를 통해 재활용이 어려운 버려진 안면 마스크는 간단한 공정을 통해 유흡착제로 업사이클링 할 수 있다. 또한, 본 연구에서는 부유하거나 침강하는 HNS를 신속하게 제거하기 위한 새로운 형태의 흡유제를 제작했다. 폴리올레핀은 소수성 특성을 가지며 결정화도가 낮아 적은 양으로 많은양의 HNS를 쉽게 흡유할 수 있다. 따라서 폴리올레핀 엘라스토머 (Polyolefin Elastomer, POE)을 이용하여 솔루션 캐스팅을 통해 필름형태로 제작했다. 그 후 POE 필름 표면에 스테인리스 메쉬를 사용하여 핫프레스를 통해 패턴을 추가했다. 패턴으로 인해 흡유제의 표면적이 증가하였으며 HNS와 접촉면적이 증가하여 초기 흡유 속도가 급격하게 증가했다. 특히 32 mesh를 사용하여 제작된 POE-32경우 60초 동안 HNS 제거 효율이 상용 흡착제보다 toluene은 1.7배, chloroform은 1.5배 증가했다. 따라서 본 연구에서 제안된 표면 패터닝 POE 필름 흡유제는 HNS가 해양에 유출되었을 시 신속하고, 효율적인 제거가 가능하다. 위험·유해물질이 해양에 유출되면 물리적 특성에 따라 형태가 변화하게 되며 이로 인해 제거가 어렵게 된다. 따라서, 해양에 유출된 위험·유해물질을 신속하게 제거할 필요가 있다. 앞서 언급된 안면 마스크 흡착제와 표면 패터닝된 POE 필름 흡유제는 손쉬운 방법을 통해 표면을 제어하여 습윤성과 표면적을 증가시켰다. 습윤성의 증가는 오일의 선택성을 높일 뿐 아니라 오일의 제거 능력도 향상시켰다. 또한, 표면적의 증가는 오염물질과의 접촉 면적을 증가시켜 신속한 제거를 유도했다. 따라서, 본 연구를 통해 제작된 안면마스크 흡착제와 표면 패터닝된 POE 필름 흡유제는 초기에 유출된 위험·유해물질에 대한 신속한 대응을 가능하게 함으로써 환경 및 생태계의 문제를 해결할 수 있다.

대학교육에서 PDCA 및 ADDIE 모형을 활용한 역량기반 교육과정 모형 및 교수설계 방안 개발

이민효 동아대학교 대학원 2022 국내박사

본 연구의 목적은 대학에서 PDCA를 활용한 역량기반 교육과정 모형을 개발하고, ADDIE 모형 기반의 교수설계 방안을 개발하는 데 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 설정한 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 대학교육에서 PDCA를 활용한 역량기반 교육과정 개발을 위한 절차는 어떠한가? 둘째, 대학교육에서 PDCA를 활용한 최적의 역량기반 교육과정 모형 및 구성요소는 무엇인가? 셋째, 대학교육에서 역량기반 교육을 위한 교수설계모형을 위한 절차는 어떠한가? 넷째, 대학교육에서 역량기반 교육을 위한 최적의 교수설계모형 및 구성요소는 무엇인가? 역량기반 교육과정 모형을 수립하기 위해 선행문헌 고찰을 통해 PDCA를 활용한 역량기반 교육과정 개발 모형 초안의 구성요소와 설계 원리를 도출하였다. 도출된 모형은 해당 분야의 전문가 패널을 대상으로 총 2회의 델파이 조사를 진행하였다. 이후, ADDIE 모형을 바탕으로 역량기반 교육을 위한 교수설계 방안을 개발하였다. 교수설계 방안 개발을 위해 해당 분야의 전문가 패널을 대상으로 총 3회의 델파이 조사를 진행하였다. ADDIE 모형을 활용한 역량기반 교수설계 최종 모형에 대해서는 모형의 내적 타당도를 실시하여 모형의 타당도를 확인하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과와 이에 근거한 결론을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 대학에서 핵심역량 교육과정 개발 모형을 수립하기 위해 델파이 조사를 실시하였다. 이에 대한 결과를 PDCA의 절차모형에 따라 역량기반 교육과정을 위한 세부 수행내용을 제시하고 11개의 하위 단계, 21개의 범주, 63개의 구성요소를 개발하였다. 둘째, 대학에서 역량기반 교육과정 개발을 위한 모형은 Plan(계획), Do(실행), Check(평가), Act(개선)의 4단계의 절차에 따라 개발되었다. Plan(계획) 단계는 ‘교육환경 분석’, ‘핵심역량 개발’, ‘교육목표 수립’의 주요 수행내용으로 개발하였다. Do(실행) 단계는 ‘요구 분석’,‘교육과정 설계’,‘대학의 인프라 분석’,‘평가방법 개발’의 주요 수행내용으로 구성하였다. Check(평가) 단계는 ‘역량기반 교육과정 평가’,‘학습자의 역량 향상 정도 평가’의 주요 수행내용으로 개발하였다. Act(개선) 단계는 ‘강화를 위한 도약’,‘새로운 계획 수립’의 주요 수행내용으로 개발하였다. 셋째, 대학에서 역량기반 교수설계모형 방안을 개발하기 위해 ADDIE 모형을 기반으로 하여 역량기반 교수설계모형을 개발하였다. 이는 역량기반 수업 시 참조할 수 있는 상세지침을 ADDIE 모형의 5단계에 따라 11개 범주의 세부 지침을 세부적으로 개발하였다. 넷째, ADDIE 모형 기반의 역량기반 교육을 위한 교수설계 최종 모형은 분석, 설계, 개발, 실행, 평가의 5단계의 절차에 따라 단계별 지침을 개발하였다. ADDIE 모형에 따라 개발된 단계별 구성요소를 살펴보면 분석 단계는 ‘교육목표 및 환경 분석’,‘교육과정 분석’,‘학습자 분석’의 구성요소를 개발하였다. 설계 단계는 ‘학습목표 설계’,‘역량기반 수업의 평가 요소 설계’, ‘역량기반 수업의 전략 수립 및 절차 설계’, 개발 단계는 ‘평가 계획 수립 및 도구 개발’,‘수업 계획안 개발’의 구성요소를 개발하였다. 실행 단계는 ‘수업 전’,‘수업 실시’의 구성요소를 개발하였으며, 평가 단계는 ‘역량기반 수업설계 및 실행에 대한 평가’,‘평가를 통한 피드백’에 대한 내용을 개발하였다. 본 연구를 통해 도출된 역량기반 교육과정 개발 모형 및 교수설계 모형은 대학에서 체계적이고, 순환적인 역량기반 교육과정 개발 모형을 수립하고, 교수자가 양질의 역량기반 수업을 할 수 있도록 개발하였다. 따라서 본 연구는 대학교육에서 역량기반 교육을 위한 기초 교수학습 자료 및 교수전략으로 유의미하게 활용될 수 있다는 데 의미가 있다.