사업성을 고려한 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델에 관한 연구

조성민 서울시립대학교 2011 국내석사

The importance of accuracy on validity analysis of a certain project has been emphasized recently. For that reason, more accurate budget expectation is required in order to implement a successful project. Especially, it is considerably crucial at a project, which anticipates owner's additional income afterwards of completion of construction such as commercial complex, in the early stage of project. Therefore, there have been a number of studies on more accurate and reasonable project and construction budget and proper construction period so far. In recent times, a model, derived from CBR(Case Based Reasoning) method for expectation of the cost and period of construction has been focused. Studies for enhancing accuracy of expectation, moreover, have been in progress. However, a study on construction cost and period with CBR is not thoroughgoing enough despite of studies on reducing rate of error with CBR. Unlike previous studies, this study will cover utilization of CBR for the purpose of construction cost and period calculation. Specifically, this study focuses on optimization of project revenue by applying result of construction cost and period calculated by CBR to Trade-off in the case of a certain project, such as commercial complex, greatly effected by reducing construction cost and period. The followings are brief summary of this study. ① To deduce an influence factor and attribute weight for the stage of revise by using regression analysis based on case data base. and To invent regression model on the stage of revise. ② To draw the most similar case through the stage of retrieve of CBR model. ③ To apply trade-off to construction cost and period value, deduced through previous stage. ④ To draw a optimal construction cost by applying the trade-off model to business cost analysis sheet of the object project. In this study, value of construction cost and period derived from Trade-off model based on CBR was applied to case project in order to make sure of validity of Trade-off model based on CBR. Accordingly, comparative analysis between ordinary CBR model method and CBR model applied to Trade-off process was conducted. As a result, 1.27% increase on NPV in the case of Trade-off process based on CBR than ordinary CBR model was discovered. This result shows variation of revenue in line with application of CBR model with Trade-off model. In case of commercial complex, expecially, it is appropriate to apply Trade-off model based on CBR. However, it is required to invent a model for the stage of planning/foundation/implementation not only planning phase in order to design more effective model. In this study, furthermore, construction cost and period as a dependant variable were deduced. At further research, it is worthwhile to merge various dependant variables into a single. Finally, 30-days period was randomly assumed as construction period reduce standard by consultation of an expert. At further research, it is also worthy to set up construction period by an expert with accurate data collection of each process of cases. 사업의 타당성 분석에 대한 정밀도의 중요성은 어느 때보다 커지고 있다. 따라서 성공적인 프로젝트를 이끌기 위해서는 보다 정확한 사업비 예측이 요구되고 있다. 특히, 상업시설과 같이 조기 준공으로 인하여 발주자의 추가수입이 예상되는 프로젝트에서 사업초기단계에서의 사업의 타당성 분석은 매우 중요하다. 이로 인해, 보다 정확한 사업비, 공사비, 공사기간 예측을 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 최근에는 사례기반추론(CBR) 기법을 활용한 공사비 및 공사기간 예측모델이 주목받고 있으며, 더 나아가 이러한 공사비 및 공사기간 예측모델의 예측성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 CBR을 활용함에 있어서는 사례의 오차율을 줄이는 연구가 진행되었을 뿐, 도출된 공사비 및 공사기간을 활용하는 연구는 아직 미흡할 실정이다. 본 연구에서는 기존 연구와는 달리, CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간을 활용하는 연구를 진행하였다. 특히, 상업시설과 같이, 공사기간 단축이 수입에 영향을 미치는 프로젝트를 기반으로 CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간에 Trade-off를 적용하여 사업수익을 최적화하는 방안을 마련하고자 하였다. 본 연구에서 제안하는 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델의 개발과정을 요약하여 정리하면 다음과 같다. ①사례베이스 내에 구축된 DB를 토대로 회귀분석을 실시하여 CBR의 Retrieve단계에 활용할 영향요인 및 속성가중치를 도출하고, Revise단계에 활용할 회귀모델을 개발한다. ② 기존 CBR 모델의 Retrieve단계를 통해 신규사례와 가장 유사한 사례를 도출한다. ③ 도출된 각각의 유사사례의 공사비 및 공사기간을 연계하여 Trade-off를 적용한다. ④ 구축된 CBR기반 공사비 및 공사기간 Trade-off 모델을 사례 프로젝트의 사업성분석시트에 적용하여 최적의 사업비를 도출한다. 본 연구에서는 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델의 유효성 및 타당성을 확인하기 위하여, 본 연구에서 제시한 모델을 사례 프로젝트에 적용하였다. 그리고 기존 CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간을 그대로 적용하는 것과 CBR을 활용한 공사비 및 공사기간의 Trade-off를 적용한 모델과의 비교분석을 실시하였다. 비교분석 결과, ① CBR 프로세스에 의해 도출된 공사비와 공사기간을 활용한 NPV값과 비교해서 ② CBR기반 Trade-off 프로세스를 활용할 때, NPV 값이 약 1.27% 가량 상승함을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 본 연구에서 개발한 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off의 적용에 따른 사업수익의 증감의 여부를 확인할 수 있었다. 특히, 상업시설과 같이 조기 준공으로 인하여 발주자의 추가수입이 예상되는 프로젝트에 관하여 사업성분석을 실시할 때, 본 연구에서 제시한 CBR기반 Trade-off 모델은 발주자의 의사결정수단으로 적절할 것으로 판단된다. 하지만, 보다 효율적인 모델개발을 위해 기획단계만이 아니라 계획/기본/실시단계에서도 적용할 수 있는 모델을 개발해야할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 종속변수인 공사비 및 공사기간을 각각 도출하였는데, 추후 연구에서는 이러한 종속변수를 하나로 통합하는 연구도 진행되어야 할 것이다. 마지막으로, 공사기간 단축지수를 설정함에 있어, 전문가 자문을 통해 1개월(30일)의 수치를 임의로 가정하였다. 추후 연구에서는 사례 DB에 공정별로 상세하게 정보를 입력하여 전문가가 이를 토

다중 기록 체적 홀로그램 분석을 위한 RCWA 기반 알고리즘 개발 및 응용

조성민 명지대학교 대학원 2025 국내석사

최근 차세대 다기능 평판 광학 기술 중 하나로 홀로그램 광소자가 주목받고 있다. 특히 다중 기록과 같이 복잡한 기록 조건을 갖는 체적 홀로그램 광소자의 경우 증강 현실 디스플레이에 접안렌즈로 사용 가능해 활용가치가 높다. 본 연구에서는 다중 기록 및 복잡한 기록 조건을 갖는 다기능 체적 홀로그램 광소자를 해석하고, 이를 활용한 광학 시스템 설계에 사용될 시뮬레이션 툴을 개발하였다. 특히, H. Kogelnik의 결합 파동 이론과 엄밀 결합 파동 이론(Rigorous Coupled Wave Analysis, RCWA)에 기반하여 C++ 및 python 코딩을 진행하여, 상용 광학 설계 프로그램인 Zemax Opticstudio의 순차적 모드(Sequential ray tracing mode)에서 활용 가능한 사용자 정의 표면(User Defined Surface, UDS)을 개발하였다. 특히 RCWA를 통해 계산된 다중 기록 체적 홀로그램의 경우, 사용자 정의 표면을 이용한 시뮬레이션의 정확성을 검증하기 위해 Kogelnik 이론 기반의 시뮬레이션과 유한요소법을 (COMSOL Multiphysics 시뮬레이션) 이용한 전자기파 시뮬레이션의 결과 및 실험 결과와 교차 검증하여 유용성과 정확성을 확인하였다. 또한 다중 기록 체적 홀로그램 광소자를 포함한 시스템의 최적화 예시를 통해 시스템 설계에 사용자 정의 표면을 활용할 수 있음을 보였다. 본 연구 결과는 다양한 체적 홀로그램 광소자에 기반한 증강현실 디스플레이의 개발 등에 매우 유용하게 활용될 것으로 기대된다. Holographic optical elements have recently gained attention as one of the next-generation multifunctional flat optical technologies. Multiplexed volume holographic optical elements with complex recording conditions are particularly valuable due to their potential use as eyepieces in augmented reality displays. This study focuses on analyzing multiplexed volume holographic elements with multiple recording points and developing simulation tools for optical system design utilizing these elements. Specifically, we developed a User Defined Surface (UDS) for use in the sequential ray tracing mode of Zemax OpticStudio. This UDS was created through C++ and Python coding based on H. Kogelnik's coupled wave theory and Rigorous Coupled Wave Analysis (RCWA). To verify the accuracy of the UDS simulation for multiplexed volume holographic optical elements calculated using RCWA. We conducted cross-validation with simulations based on Kogelnik's theory, electromagnetic wave simulations using the finite element method (COMSOL Multiphysics simulation), and experimental results. This process confirmed the utility and accuracy of our approach. Furthermore, we demonstrated the applicability of the UDS in system design through optimization examples of systems incorporating multiplexed volume holographic elements. The results of this study are expected to be highly useful in the development of augmented reality displays based on multiplexed volume holographic optical elements.

제주 돌집 시멘트 줄눈의 지역별 특성에 관한 연구 : 생산기술적 관점을 중심으로

조성민 제주대학교 대학원 2025 국내석사

제주 돌집 시멘트 줄눈의 지역별 특성에 관한 연구 -생산기술적 관점을 중심으로- 조성민 제주대학교 대학원 건축공학과 제주는 오랜 기간 동안 독특한 주거 문화를 발전시켜 왔다. 특히, 돌을 재료로 한 제주의 주거는 제주의 자연적 조건과 생활 방식을 반영한 독특한 주거문화로 자리잡아 왔다. 축담을 쌓는 전통적인 주거 건축 방식에서부터 시멘트와 돌을 벽식 구조로 쌓는 근대적 기술의 도입에 이르기까지, 돌을 매개로 한 제주의 돌집은 다양한 변화를 겪어왔다. 본 연구는 제주에 본격적으로 건축생산기술의 변화가 모색된 근대 시멘트 도입 이후의 제주 돌집을 대상으로 구축 방식을 체계적으로 분석하여, 제주 돌집에서 나타나는 구법적, 의장적 특성을 밝히는 것을 목적으로 한다. 연구의 범위로는 제주의 근대화가 선구적으로 모색되었고 최근의 도시화에서 자유로웠던 제주도의 북서·남서·서귀포지역을 중심으로 선정하여 거시적 관점에서 조사를 실시하였으며, 구축방식의 생산기술적 관점을 미시적으로 밝히기 위해 해당 지역 중 돌집의 기하학적 형상이 발견되는 마을들을 선정해 현장 조사를 실시 하였다. 우선, 문헌고찰을 통해 돌집의 구축 방식을 네 가지 구법 유형(A1: 바른층쌓기+선형줄눈, A2: 바른층쌓기+면형줄눈, B1: 허튼쌓기+선형줄눈, B2: 허튼쌓기+면형줄눈)으로 분류하였으며, 줄눈 형태를 격자형(L), 유선형(S), 난형(R), 벌집형(H), 파동형(W), 꽃무늬형(F), 기타(E) 등으로 세분화하였다. A1유형은 장식성과 안정성을 동시에 추구하며, 공공건축물과 주택에서 주로 사용되었다. B1유형은 경제성과 장식성을 균형 있게 반영하며, 주택과 창고에서 활용되었다. B2유형은 면형줄눈을 통해 허튼쌓기의 단조로움을 보완하고, 장식성을 강조한 사례로 확인되었다. A2유형은 확인되지 않았는데, 이는 바른층쌓기의 정교함과 면형줄눈의 조합이 구조적으로 필요하지 않았기 때문으로 보인다. 지역별로는 북서지역에서 난형·유선형 및 격자형 줄눈이, 남서지역에서는 격자형, 난형, 벌집형 줄눈이, 서귀포지역에서는 유선형과 벌집형 줄눈이 주로 확인되었다. 북서지역은 취락구조 개선사업의 영향으로 돌집의 의장성이 강조되었으며, 남서지역은 공공건축물의 비중이 높아 바른층쌓기가 선호되었다. 서귀포지역은 창고와 같은 비주거 건축물이 많아 허튼쌓기에 벌집형 줄눈이 주를 이루었다. 각 지역의 돌집은 서로 다른 사회적, 경제적 배경과 건축적 요구에 의해 지역적 특징을 지님을 확인할 수 있었다. 제주 돌집의 생산기술적 변용과정과 그 시사점을 다음과 같이 도출할 수 있었다. 전통적 공동체 협동방식은 시멘트 보급 이전의 수눌음 문화에 기반한 방식으로, 돌 채취부터 쌓기, 줄눈 작업까지 모든 과정이 지역 공동체의 협력을 통해 이루어졌다. 시멘트 보급 이후에는 부분적 전문화 방식이 등장하였다. 이 방식에서는 돌 채취와 쌓기는 여전히 지역 주민들이 담당하였으나, 전문 미장공이 줄눈 작업을 맡으며 미적·의장적 취향을 반영하였다. 이후 공정별 분업화 방식이 나타나면서 돌 채취, 쌓기, 줄눈 작업이 독립적인 공정으로 수행되었다. 돌 채취와 운반은 품앗이 형태로 이루어졌으며, 돌쌓기 과정에서는 정으로 돌을 다듬어 쌓았다. 줄눈 작업은 전문 미장공이 담당하며 의장성을 더한 사례가 다수 확인되었다. 완전한 전문화 방식은 자생적으로 기술을 습득한 지역 주민들이 공동체를 넘어 전문화된 기능인으로 활동하는 경우도 확인할 수 있었다. 이러한 근대적 생산 체계로의 전환을 의미하며, 1970년대 새마을운동과 취락구조개선사업으로 돌집 수요가 증가하면서 본격화되었다. 본 연구는 제주 돌집이 단순한 건축물이 아니라, 지역 공동체의 생활 양식, 기술 혁신, 경제적·문화적 변화를 반영하는 중요한 건축 유산임을 규명하였다. 이를 통해 전통 건축 문화를 현대적으로 계승하고 발전시키기 위한 방향성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 주요어: 제주, 돌집, 시멘트, 줄눈 A Study on the Regional Characteristics of Cement Joints in Jeju Stone Houses -Focusing on the Production Technological Perspective- Seong-Min Jo Department of Architectural Engineering The Graduate School Jeju National University Jeju has developed a unique residential culture for a long time. In particular, Jeju's residence made of stones has established itself as a unique residential culture reflecting Jeju's natural conditions and lifestyle. From the traditional residential building method of building congratulatory walls to the introduction of modern technology of stacking cement and stones in a wall structure, stone houses in Jeju have undergone various changes. The purpose of this study is to systematically analyze the construction method of Jeju stone houses after the introduction of modern cement, which sought changes in construction technology in Jeju, and to reveal the old-fashioned and design characteristics of Jeju stone houses. As for the scope of the study, the northwestern, southwestern, and Seogwipo regions of Jeju Island, where modernization of Jeju was pioneering and was free from recent urbanization, were selected from a macro perspective. First of all, through literature review, the construction method of the stone house was classified into four old-fashioned types (A1: Straight-Layered Stone Masonry + linear joint, A2: Straight-Layered Stone Masonry + planar joint, B1: Irregular Stone Masonry + linear joint, B2: Irregular Stone Masonry + planar joint), and the joint shape was subdivided into grid (L), streamlined (S), oval (R), honeycomb (H), wave (W), flower pattern (F), and others (E). Type A1 pursues decorativeness and stability at the same time and has been mainly used in public buildings and houses. Type B1 reflects economic feasibility and decorativeness in a balanced way and has been used in houses and warehouses. Type B2 was identified as a case of supplementing the monotony of Irregular Stone Masonry through cotton joints and emphasizing decorativeness. Type A2 has not been confirmed, which seems to be because the combination of the sophistication of Straight-Layered Stone Masonry and cotton joints was not structurally necessary. By region, oval, streamlined, and honeycomb joints were mainly identified in the northwest region, grid, oval, and honeycomb joints were mainly identified in the southwest region, and streamlined and honeycomb joints were mainly identified in the Seogwipo region. In the northwest region, the design of stone houses was emphasized due to the influence of the settlement structure improvement project, and in the southwest region, the proportion of public buildings was high, so the right-story building was preferred. In the Seogwipo area, there were many non-residential buildings such as warehouses, so honeycomb joints made up the majority. It was confirmed that the stone houses in each region have regional characteristics based on different social and economic backgrounds and architectural demands. The production and technological transformation process of Jeju stone houses and its implications could be derived as follows. The traditional community cooperation method was based on the Su-nul-eum Culture before the supply of cement, and the entire process, from stone collection to stacking to joint work, was carried out through cooperation from local communities. After the supply of cement, a partial specialization method emerged. In this method, stone collection and stacking were still carried out by local residents, but professional plasterer craftsmen were in charge of the joint work and reflected their aesthetic and decorative taste. After that, as the division of labor for each process appeared, stone collection, stacking, and joint work were carried out as independent processes. Stone collection and transportation were carried out in the form of exchange work, and stones were trimmed and stacked vertically in the process of stacking stones. Professional plasterer craftsmen are in charge of joint work, and many cases with added design have been confirmed. The complete specialization method could also confirm the case where local residents who acquired skills on their own worked as specialized functionaries beyond the community. It means a transition to a modern production system, and in the 1970s, the demand for stone houses increased due to the Saemaul Undong and village structure improvement projects. This study found that Jeju stone house is not just a building, but an important architectural heritage that reflects the lifestyle, technological innovation, and economic and cultural changes of the local community. Through this, it is expected to be able to present a direction for modern inheritance and development of traditional architectural culture. Key words: Jeju, stone house, cement, joint

RF 스퍼터링 Ag 반사층을 적용한 질화갈륨계 마이크로 발광다이오드 어레이의 광 추출 효율 향상 연구

조성민 순천대학교 대학원 2019 국내석사

본 연구에서는 보다 넓은 밴드 갭과 낮은 굴절률을 가진 Gallium Nitride (GaN) multiple quantum wells (MQWs) 청색 light-emitting diode (LED)의 flip-chip type μ-LED array에 적용하여 광 추출 효율을 크게 향상시켰다. 고출력의 flip-chip type LED를 구현하기 위해서 p-type GaN 상에 높은 반사율을 갖는 Ag 물질의 reflective electrode를 개발하는 것이 필수적이다. 일반적으로 Ag 박막을 증착하는 방법에는 e-beam evaporation, thermal evaporation, sputtering 등이 있다. 이 중 sputtering 법은 다른 증착 방법에 비해 Ag sputtering 과정에서 높은 증착율과 박막의 균일도, 두께 조절 및 재현성을 가지는 장점이 있어 sputtering 법을 채택하여 Ag reflective electrode를 형성하였다. 그러나, sputtering 시 p-type GaN에 가해지는 plasma-induced damage로 인하여 ohmic contact 특성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 연구에서는 sputtering 시 생성되는 plasma의 중심부에는 high density electron flux가 많기 때문에 plasma-core-cutoff plate (PCCP)를 적용하여 p-type GaN에 damage를 주는 electron flux를 최소화시키는 방법을 제안하였다. 먼저, 단위 공정에서 PCCP를 적용한 target-substrate (T-S) 18 cm에서 22 cm 거리를 변화하여 그 결과 T-S 22 cm 거리에서 가장 우수한 ohmic contact 특성을 보였다. 다음 실험으로, PCCP insert time 변화에 따른 전기적 특성을 파악하기 위해 단위 공정에서 T-S 22 cm 거리를 고정해 둔 상태에서 PCCP를 적용한 PCCP insert time 10 sec에서 600 sec 변화에 따른 전기적 특성을 연구하였다. 그 결과, PCCP insert time 10 sec에서 p-type GaN/Ag p-type reflective electrode 계면 사이의 plasma-induced damage로 인하여 높은 contact resistivity 값을 가지게 되고 이 후, PCCP insert time이 증가할수록 contact resistivity가 현저히 감소하다가 PCCP insert time 180 sec부터 saturation되는 경향을 보였다. 마지막으로, PCCP insert time이 증가할수록 p-type GaN/Ag p-type reflective electrode의 박막에 대한 표면 구조를 좀 더 구체적으로 파악하기 위해 PCCP를 적용한 RF sputtering에 따른 1st reflective p-type electrode의 구조적, 표면 분석 및 결정 방향 분석을 연구하였다. 그 결과, PCCP insert time 10 sec의 Ag particle은 나노 크기의 island 형태로 핵을 생성하여 점차 시간이 지날수록 Ag particle 두께가 15 nm 이상으로 island 형태의 핵들이 연결하기 시작하여 지속적으로 발생하는 핵 생성과 island 주변의 성장하여 점차 메꿔지게 되면서 빈 공간인 channel이 사라지면서 전체적으로 연결된 박막 형태를 확인할 수 있었다. 이 모든 과정을 통해 단위 공정 결과에서 PCCP 적용 조건에 따라 plasma-induced damage를 최소화시킬 수 있는 것으로 확인되었으며, 이러한 결과를 통해 p-type GaN 상부에 PCCP를 이용하여 Ag p-type reflective electrode를 적용한 1024개 픽셀의 flip-chip type μ-LED array를 제작하여 광 추출 효율을 향상시켰다.

기악 교육을 위한 원격 수업 모형 개발 : 드럼 교육을 중심으로

조성민 서울대학교 대학원 2024 국내박사

음악 분야에서 기악 교육은 전통적으로 교수자와 학습자 간의 일대일 도제식 교육 방식이 중심을 이루어 왔다. 이 교육 방식에서 학습자는 교수자의 연주를 모방하며 기술을 익히는 형태로 진행되며, 이는 대학의 ‘전공실기’ 수업을 비롯한 다양한 형태의 기악 수업에 일관되게 적용되고 있다. 현재 음악 교육에서 주된 교수법은 달크로즈, 코다이, 오르프 교수법 등이 있으며, 이들은 주로 유·초등학생 및 청소년을 대상으로 적용되고 있다. 그러나 이에 반해, 대학 수준의 기악 전공자나 성인 학습자에게 효과적으로 적용할 수 있는 교수법은 상대적으로 부족한 실정이다. 한편, 국내 실용음악 교육은 주로 개인 레슨이나 사설 학원을 통해 이루어져 왔다. 1988년 서울예술대학 국악과에 실용음악 전공이 신설된 이후, 대학 수준의 교육이 본격화되어 국내 대학에서 실용음악과의 개설이 증가하였고, 이는 한국 대중음악과 세계적으로 관심을 받고 있는 K-Pop 음악의 발전에도 기여하였다. 더불어, 원격교육 분야에서도 기악 교육이 시도되었으며, COVID-19 사태 이후 관련 학술 연구가 활발히 이루어지기 시작하였다. 하지만, 원격교육을 통한 음악 실기 교육 실행 과정에서 수업 방식, 상호작용, 즉각적 피드백, 학습자 관찰, 관계 형성, 동기 부여 등 다양한 어려움이 지속되고 있으며, 이러한 문제들은 원격 기악 수업의 한계를 드러내고 있다. 이에 따라, 본 연구는 기존의 원격 기악 교육의 어려움을 극복하고, 원격대학 및 원격평생교육원 맥락에서 성인학습자를 대상으로 하는 실용음악에 특화된 기악 교육을 위한 원격 수업 모형을 개발하고, 이를 타당화하는 것을 목적으로 하였다. 연구 문제는 첫째, 기악 교육을 위한 원격 수업의 수업 원리 및 모형을 개발하는 것으로, 둘째, 개발된 수업 원리 및 모형에 대한 내적 타당성과 외적 타당성을 검증하는 것으로 설정하였다. 본 연구는 설계·개발 연구 방법을 적용하여 다음과 같은 절차에 따라 수행되었다. 먼저, 선행 문헌을 검토하여 원격 기악 교육의 구성 요소, 수업 원리, 그리고 상세 지침을 도출하였고, 이를 바탕으로 초기 모형을 개발하였다. 내적 타당성 검증을 위해 교육공학 전문가 2인과 기악 연주 전문가 2인으로 구성된 전문가 검토와 기악 연주 전문가 3인이 참여한 사용성 평가를 진행하였다. 전문가 검토는 총 두 차례에 걸쳐 진행되어 반복적으로 수업 원리와 모형이 수정 및 개선되었으며, 이를 통해 3차 수업 원리 및 모형을 도출한 후 사용성 평가가 이루어졌다. 외적 타당성 검증을 위해 원격 대학의 실용음악과에서 개설된 ‘기초 드럼 연주법’ 교과목에 본 수업 모형을 6차시에 걸쳐 적용하였다. 이 과정에는 교수자 1인과 연구 참여자 9인이 참여하였다. 현장 적용의 효과를 분석하기 위해, 사전·사후 자기 효능감 검사, 사전·사후 연주 능력 평가, 설문 조사, 포커스 그룹 인터뷰, 수업 적용 전후의 강의 평가 비교를 실시하였다. 연구 결과, 원격 기악 교육을 위한 최종 구성 요소, 수업 원리, 상세 지침 및 모형이 개발되었다. 수업 모형은 크게 세 부분으로 나뉘며, 11개의 구성 요소, 14개의 수업 원리, 그리고 35개의 상세 지침으로 이루어졌다. 현장 적용 결과, 본 연구에서 개발된 수업 원리와 모형은 원격대학의 실용음악 과정에서 성인 학습자들을 대상으로 한 기악 수업에 효과적이며, 학습자들의 연주 능력 향상에 기여함을 확인하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 기악 교육을 위한 원격 수업 원리 및 모형에 대한 이론적, 실천적 함의를 논의하였다. 후속 연구로는 본 모형을 다양한 상황에 적용하는 사례 연구, 실험집단과 통제집단을 이용한 비교 연구, 다양한 음악 분야의 특성을 반영한 모형 개발, 그리고 더욱 광범위하고 다양한 학습자들을 대상으로 한 본 수업 모형의 적용에 관한 연구를 제안하였다. In the field of music, instrumental education has traditionally been centered around a one-on-one apprenticeship model between instructors and learners. In this educational approach, learners acquire skills by imitating the performances of their instructors, and this method is consistently applied in various forms of instrumental lessons, including one-on-one instrumental lessons referred to as ‘individual lesson’ in college music education. Currently, the Dalcroze, Kodály, and Orff pedagogies are among the most prominent in music education, primarily targeting children, adolescents, and young learners. However, there is a notable scarcity of effective teaching methods suitable for instrumental majors and adult learners at the university level. On the other hand, applied music education in South Korea has primarily been conducted through private lessons or private institutes. Since the introduction of a applied music major at Seoul Institute of the Arts in 1988, university-level education has been formalized, leading to an increase in the establishment of applied music departments in Korean universities, contributing to the development of Korean popular music and the global K-Pop phenomenon. Furthermore, instrumental education has also been attempted in the field of distance education, with active academic research starting after the COVID-19 pandemic. However, the implementation of applied music education through distance education continues to face various challenges, including teaching methods, interaction, immediate feedback, learner observation, relationship building, and motivation, revealing the limitations of remote instrumental lessons. Consequently, this study aims to overcome the difficulties of existing remote instrumental education and develop a distance learning model specialized for applied music education for adult learners in the context of remote universities and lifelong education institutions, and to validate it. The research questions were set as follows: firstly, developing the teaching principles and model for remote instrumental lessons, and secondly, verifying the internal and external validity of the developed teaching principles and model. The study followed the methodology of design and development research, beginning with a review of the literature to derive the components of remote instrumental education, teaching principles, and detailed guidelines, based on which the initial model was developed. For internal validity verification, an expert review by two educational technology experts and two instrumental performance experts, and a usability evaluation with three instrumental performance experts were conducted. The expert review took place twice, allowing the model to be repetitively modified and improved, leading to the derivation of the third teaching principles andmodel followed by the usability evaluation. For external validity verification, the developed teaching model was applied to a ‘Basic Drum Set Performance’ course at a distance university over six sessions. This process involved one instructor and nine research participants. The effectiveness of the field application was analyzed using pre- and post-self-efficacy tests, pre- and post-performance ability evaluations, surveys, focus group interviews, and comparisons of lecture evaluations before and after the course application. The study resulted in the development of the final components, teaching principles, detailed guidelines, and a model for remote instrumental education, divided into three main parts and consisting of 11 components, 14 teaching principles, and 35 detailed guidelines. Field application confirmed the effectiveness of the developed principles and model in instrumental lessons for adult learners within the applied music program of a distance university, contributing to the improvement of learners’ performance abilities. Based on these results, the theoretical and practical implications for the principles and models of remote instrumental education were discussed. Future research suggested includes case studies applying this model in various contexts, comparative studies using experimental and control groups, the development of models reflecting the characteristics of various music genres, and the application of this lesson model to a broader and more diverse range of learners

과학실험사고 사례분석을 통한 중학교 과학 교과서 실험안전교육 내용분석

조성민 충북대학교 교육대학원 2016 국내석사

본 연구는 2012년도부터 2014년도까지 전국 초․중․고등학교에서 발생한 학교안전사고와 과학․실험수업에서 일어난 안전사고를 조사하고, 실험안전교육 내용 분석을 위해 기존의 선행 연구 자료와 지금까지 발생한 사고들을 고려하여 사고 유형, 시간 계열, 예방 및 사고 대처 내용으로 이루어진 3차원 실험실 안전교육 분석모형을 개발하여 2009 개정 교육과정 중학교 1학년 과학교과서에서 실험활동의 실험안전교육의 내용을 분석 하였다. 학교 전체에서 일어난 안전사고 조사결과 초․중․고등학교에서 매년 총 안전사고 건수가 증가했으며, 그 중 중학교의 사고율이 가장 높았다. ‘과학, 실험 시간’의 사고율은 낮은 편이었으나 과학․실험수업에서도 안전사고는 매년 증가 하였고, 주로 실험실에서 발생하였다. 사고 유형은 ‘화상’, ‘찔림․베임’, ‘물체와의 충돌․부딪힘․받힘’, ‘유독성물질 노출 및 중독’이었으며, 원인으로 자기 자신인 경우가 더 많았고, 손과 눈을 가장 많이 다쳤다. 실험실 안전교육 분석 모형을 교과서의 실험활동에 적용하여 분석한 결과 실험 활동 별로 주제에 따른 적절한 사고 유형을 표기할 필요가 있었으며, 실험활동에서 시간 계열(실험 전, 실험 중, 실험 후, 사고 발생 시)에 따라 안전교육 내용이 제시되지 않아 효율적인 교육이 어려웠다. 또한 예방 및 사고 대처 내용 분석을 통해 사고 대처의 내용이 실험활동에 포함되어 예방과 대처의 균형을 이룰 필요가 있음을 알 수 있었다. 이를 토대로 개발된 실험안전교육 모델이 실험실 안전교육을 점검하는데 유용함을 알 수 있었다. 향후 지속적인 모델 개발과 문제점 보완을 위한 연구들이 계속 되어야 할 것이다. Preventing and effectively handling safety accidents which can occur during scientific experiment activities are invaluable tasks in terms of student safety along with educational responsibility. In order to thoroughly understand the current state of those tasks, we analyze the safety accidents occurred from 2012 to 2014 at national elementary, middle, and high schools and the educational contents related to experiment safety in the 2009 Revised Curriculum first-year Middle School Science textbooks. Surprisingly, the analysis result shows that there has been a continuous annual increase on the number of safety accidents, which mainly happened in middle schools. The result also shows that while the number of safety accidents caused from experimental activities was relatively lower than the others, it has been continuously increased. Those accidents are listed as burns, abrasions, collisions, and exposures to toxic substances according to their frequencies and they mainly injured hands and eyes, and most of those accidents came from the carelessness of experimenters. Based on the analysis work, we propose an effective safety education model which deals with different dimensions of accidents such as types, time, and guidelines in textbooks. By adapting the model to the contents in current experiment materials, we found that they lack pre-/in-/post-experiment safety guidelines and it is highly recommended to balance accident prevention and accident handling by including more guidelines regarding the latter with those materials. To conclude, we emphasize the necessity of further efforts devoted to improving and complementing the proposed model for future experimental safety educations.

자가 식세포 과정에서 항미생물 펩타이드의 역할 구명 : Characterization of the Role of Antimicrobial Peptides in the Autophagy Process

조성민 충북대학교 2011 국내석사

항미생물 펩타이드는 길이가 짧으며 다양한 생물체에서 발견되는 물질로서, 선천성 면역계를 담당하는 물질이다. 현재까지 보고된, 다양한 항미생물 펩타이들은 세균, 균류, 원충류 및 바이러스 등의 병원성 미생물의 증식을 억제하는데 효과적인 것으로 알려져 있다. 전 세계적으로, 항생제에 대한 내성이 다양한 병원성 균들의 치료에 부담스러운 문제가 되고 있으며, 따라서 항미생물 펩타이드를 포함하는 새로운 종류의 항생제 개발과 그들에 대한 작용기전을 이해하는 것이 필요한 것으로 인식 되고 있다. 본 논문에서는 항미생물 펩타이드들과 자가식세포 작용 사이의 상호작용을 자세히 이해하고자 하였다. 이 질문에 답하기 위하여, 분자생물학적 실험기법-생화학 및 공초점주사 현미경을 이용 하였으며, 마지막 부분에서, 병원성 세균인 살모넬라 타이피뮤리움 균이 293 HEK세포를 감염하는 과정에서 항미생물 펩타이드가 어떤 역할을 하는지 규명하고자 하였다. Antimicrobial peptides are short peptides that are found in the living organisms and constitute the innate immunity. Numerous antimicrobial peptides from diverse species appear to be effective against pathogenic microorganisms of bacteria, fungi, protozoa and viruses. Antibiotic resistance becomes a global health concern in the uphill fight against a battery of pathogens, therefore there has been an urgent need for the development of new class of antibiotic substances and also for an understanding their action mechanisms. In this study, I attempted to characterize whether antimicrobial peptides control autophagy process or vice versa, and also, underlying mechanism(s) in this process. To answer this question, I employed molecular biological tools such as biochemical and confocal techniques. In the last part, a pathogenic bacterium, Salmonella typhimurium, was used to infect 293 HEK cells to evaluate the significance of antimicrobial peptides in the clearance of this microorganism.

Reliability in floating-gate nand flash memory devices

조성민 서울대학교 대학원 2015 국내박사

As flash memory cells continue to decrease in scale, random telegraph noise (RTN) caused by electron capture or emission at trap sites has become an important issue. Fluctuations in the threshold voltage (ΔVth) due to RTN can cause serious problems, such as read errors and device instability. As the thickness of the inter-poly dielectric IPD continues to decrease, the traps in the IPD also lead to reliability issues related to the leakage current and data retention. In this thesis, we investigate the reliability of NAND flash memory with respect to traps not only in the tunneling oxide but also in the IPD of the cell device. We first focus on traps that produce RTN in the tunneling oxide during a read operation. The trap position with respect to the channel surface and the floating-gate (xT) and the trap position along the channel length direction (yT) in the fabricated NAND flash memories were obtained by considering the channel resistance of the pass cells. The RTN in the floating-gate NAND flash cell strings interfered with the adjacent bit-line cell, and the effects of such on the fluctuations in the bit-line current (ΔIBL= high IBL – low IBL) were characterized. The electron current density (Je) of a read cell was found to be appreciably different depending on the position in the channel width direction relative to the interference produced by the adjacent bit-line cells. We verified that ΔIBL due to RTN increases as a high Je position is controlled to be close to a trap position in 32 nm NAND flash memory strings. The adjacent cell interference was shown to affect not only ΔIBL but also the ratio between the capture and the emission time constants [ln(τc/τe)]. We used the interference between the adjacent bit-lines (BLs) to obtain the trap position along the width direction and to represent the 3-D position of the traps in 32 nm and 26 nm NAND flash memory cells for the first time. We propose a new read method that reduces the effects on ΔIBL resulting from RTN. The pre-bias is controlled in the s range, and our method was confirmed to effectively suppress the effect of the RTN during read operations in NAND flash memory. Second of all, we investigate the hysteresis phenomenon in the floating-gate NAND flash memory strings, which originates from the traps in the bottom oxide of the oxide/nitride/oxide blocking dielectric (IPD). The hysteresis phenomenon in the floating-gate NAND flash memory strings is analyzed by measuring pulsed I-V and fast transient IBL. A new read method that suppresses the effect of the hysteresis phenomena was also proposed in order to reduce the read failures in NAND flash memory. In the Appendix, ΔIBL is modeled with the trap position as a parameter for the state (program or erase) of the adjacent bit-line cells, and it is observed to appreciably affect the current density distribution. ΔIBL is modeled by determining the integrated electron current density [J0=f(z)] and the electric blockade length (Lt) by considering the effect of the interference on the adjacent cells. A characteristic function [g(z)] with a Gaussian functional form is defined based on Lt and the trap position within the tunneling oxide from the channel surface (xT). Finally, ΔIBL is extracted by integrating f(z) and g(z). Our model accurately predicts ΔIBL, with the trap position as a parameter of the state of the bit-line cells, showing good agreement with data from a 3-D simulation. 최근 NAND 플래시 메모리가 점차 고집적, 소형화 되면서 트랩에 전자가capture 또는 emission 되어 발생하는 Random Telegraph Noise (RTN)가 읽기 동작 및 소자의 불안정성 등 심각한 문제를 야기 시키고 있어 메모리 동작 시 중요한 사안으로 대두되고 있다. 또한, Interpoly dielectric (IPD)의 두께가 점점 감소함에 따라, IPD에 존재하는 트랩으로 인해 발생되는 신뢰성문제 또한 중요해지고 있다. 이에 본 논문에서는 Tunneling oxide및 IPD에 존재하는 트랩의 분석을 통해 Floating Gate NAND 플래시 메모리의 신뢰성에 대하여 논하고자 한다. 먼저, Read cell은 NAND string의 구조적인 특성으로 인해 pass cell들의 채널저항 영향을 받게 되며, 트랩의 위치와 에너지 준위를 추출함에 있어 pass cell들의 채널저항을 고려하여야 더욱 정확한 값을 추출할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 최근 소자가 소형화 됨에 따라 인접 cell에 의한 간섭효과가 급속히 커지고 있기 때문에 인접 cell의 간섭효과에 따른 RTN 특성을 보고자 3-D TCAD 시뮬레이션 및 측정을 진행하였다. 인접 cell 상태에 따라, Read cell의 채널 Width 방향의 Electron current density 및 RTN에 의한 비트라인 전류변화, capture/emission time constant가 변화 됨을 3-D TCAD 시뮬레이션 및 측정을 통해 알 수 있었다. 또한, 앞서 pass cell들의 채널저항 효과 및 인접 cell 간섭효과를 이용하여 실제 32nm 및 26nm NAND 플래시 메모리string에서 RTN을 유발하는 트랩의 위치를 Vertical, Lateral, Width 방향으로 추출을 하여 3-D 그래프로 표현을 할 수 있었다. 더 나아가 NAND 플래시 메모리의 읽기 동작 시, RTN의 영향을 줄이기 위하여 ~μsec 범위의 pre-bias를 인가하는 새로운 읽기방법을 제안을 하였으며 측정을 통해 그 효과를 보여주었다. 다음으로는 NAND 플래시 메모리에서 발생하는 hysteresis 현상을 분석하기 위해 pulsed I-V 측정 및 비트라인 전류의 Transient 특성, 시뮬레이션을 진행하였으며, 이는 IPD의 bottom oxide에 존재하는 트랩에 의해 발생된다는 결론을 도출 할 수 있었다. 또한 이런 hysteresis 효과를 줄이기 위해 새로운 읽기방법을 제안을 하였으며 측정을 통해 그 효과를 보여주었다. 마지막 부록에서는 인접 cell 상태에 따라 영향을 받게 되는 간섭효과를 고려하여, 트랩 위치에 따른 비트라인 전류변화에 대한 모델링을 진행하였다. 모델링을 진행하기 위해 electric blockade length 및 트랩 위치가 고려된 Gaussian 형태를 가진 특성 함수를 정의를 하였고 이를 이용하여 트랩에 의한 비트라인 전류변화를 추출할 수 있었다. 3-D TCAD 시뮬레이션 결과와의 비교를 통해 제안된 모델이 매우 정확하다는 것을 알 수 있었고, 제안된 모델을 이용하면 트랩에 의한 비트라인 전류 변화값을 손쉽게 예측할 수 있을 것으로 예상된다.

의료진 출입에 따른 음압격리병실의 오염물질 유출 분석 및 에어커튼의 유출 저감 평가

조성민 세종대학교 대학원 2023 국내박사

최근 코로나바이러스감염증-19(Coronavirus Disease, COVID-19)와 같은 신종감염병이 전 세계적으로 발병하면서 대중의 보건을 위협하고 있다. 신종감염병의 예방을 위해서는 감염 관리 및 예방 체계를 수립하고 전문인력과 장비를 투입하는 것이 중요하다. 특히, 감염환자를 물리 및 환경적으로 격리하여 2차 감염을 방지할 수 있는 음압격리병실의 중요성이 대두되고 있다. 음압격리병실은 병실을 인접한 공간보다 낮은 압력으로 유지하여 병실 내부의 오염물질이 외부로 유출되지 않도록 설계된 병실이다. 음압격리병실은 출입문이 닫혀있으면 실간 차압으로 인해 일방향기류가 형성되어 병실 내부의 오염물질이 유출되지 않는다. 그러나 의료진이 진료 및 치료를 위해 출입하면 순간적으로 병실과 인접 공간이 등압이 되어 병실 내부의 오염물질이 외부로 유출되는 문제점을 가지고 있다. 병실 내부의 오염물질 유출을 방지하기 위해 출입문이 동시에 열리지 않는 Inter-lock 시스템이 도입되고 있으나 오염물질이 완전히 제거된 이후에 의료진이 이동하는 것이 아니므로 오염물질의 유출은 발생한다. 또한, 일부 음압격리병실은 Buffer zone인 전실 없이 설계되어 유출에 취약할 수 있다. 이러한 문제점을 파악하기 위한 연구가 다수 진행되었지만, 환경변수가 제어된 환경에서 오염물질의 유출량 파악과 저감에 관한 연구는 미비한 상황이다. 이에 따라 음압격리병실에서 의료진 출입에 따른 오염물질의 유출을 정량적으로 파악하고 유출되는 오염물질을 저감할 수 있는 방안의 제시가 필요하다. 본 연구에서는 이를 달성하기 위하여 음압격리병실에 대한 이론적 고찰을 진행하였고 기존 연구를 분석하였다. 의료진의 음압격리병실 출입에 따른 오염물질 유출량을 정량화하기 위하여 국내 최초 Full-scale 음압격리병실 챔버를 구축하였다. 챔버를 활용하여 출입에 따른 유출량을 입자 확산실험을 통해 파악하였다. 실험으로 확인하기 어려운 오염물질의 유출 형상을 파악하기 위해 전산유체역학을 사용하였으며 의료진의 출입을 모방하기 위해 인체모델이 걷는 동작을 구현하였다. 실험과 전산유체역학 결과를 참고하여 음압격리병실에서 유출되는 오염물질을 저감할 수 있을 것으로 판단한 에어커튼을 설치하여 실험과 전산유체역학을 통해 저감 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) Full-scale 음압격리병실 챔버에서 의료진 출입에 따른 입자 유출량을 평가한 결과, 실간 차압이 5.0 Pa, 환기횟수가 6 ACH인 환경에서는 병실의 평균 입자 개수 농도 대비 전실로 유출되는 피크 농도는 약 35~37 %로 나타났다. 이는 기존의 가스 확산실험 결과 대비 많은 유출 양으로 가스 확산실험은 샘플링 시간이 길어 시간의 경과에 따라 순간적인 유출량을 정확히 파악할 수 없어 나타난 결과로 판단된다. 2) 실험으로 파악하기 어려운 실 전체로의 오염물질 확산을 파악하기 위해 전산유체역학을 사용하여 해석한 결과, 의료진을 가정한 인체모델이 실제로 걷는 동작을 취해야 전실로 유출되는 오염물질의 형상 및 농도를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 것으로 나타났다. 실험에서의 측정 지점과 정확하게 일치하는 지점은 아니지만, 병실의 평균 농도 대비 전실의 오염물질 피크 농도는 약 37 %로 분석되어 실험에서의 유출량과 유사하게 나타났다. 3) 오염물질 유출을 저감하고자 상부형 및 측면형 에어커튼을 챔버에 설치하여 오염물질 유출 저감 성능을 확인한 결과, 상부형(9.5 m/s)의 경우 출입문 근처에 많은 난류를 발생시키고 오히려 오염물질 유출을 가속화하는 것으로 나타났다. 반면, 측면형 에어커튼(4.2 m/s)은 의료진이 병실에서 전실로 나올 때 오염물질 유출을 약 11 % 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 의료진의 보행 영역에 더 가깝게 공기를 토출하여 오염물질 유출이 저감된 결과로 파악된다. 전산유체역학 해석결과도 측면형 에어커튼이 오염물질유출을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 실험과 전산유체역학을 통해 음압격리병실에서 유출되는 오염물질의 양을 실증적, 수치해석적으로 정량화하고 유출량을 저감할 수 있는 방안을 제시하였다. 다만, 차압과 환기횟수 등의 다양한 환경변수에 대한 고려, 전산유체역학으로 사람의 형태 및 인원수 등에 대한 해석이 되지 못했다. 향후 다양한 조건을 고려하여 실험 및 전산유체역학을 진행하면 더욱 정확한 오염물질 유출 저감방안을 도출할 수 있을 것으로 사료된다.

다중 비자동회귀 디코더 기반 한국어 형태소 분석

조성민 전북대학교 대학원 2024 국내석사

한국어 형태소 분석이란 주어진 문장을 형태소 원형으로 복원하고 각 형태소에 맞는 품사 태그를 부착하는 태스크다. 자연어처리에서, 형태소 분석은 다른 태스크들의 기초이므로 빠르고 정확한 분석결과가 요구된다. 기존의 한국어 형태소 분석은 인코더-자동회귀 디코더 구조를 활용하여 좋은 분석 결과를 생성하지만, 생성 속도가 느리다는 단점이 있다. 빠른 생성 속도를 위해 인코더-비자동회귀 디코더 구조를 활용할 경우, 토큰 반복 문제가 발생한다. 토큰 반복 문제란 같은 토큰을 반복하여 생성하는 문제이다. 본 논문은 인코더-다중 비자동회귀 디코더 구조로 형태소 분석 결과를 생성하여 토큰 반복 문제를 완화하는 방법을 제안한다. 다중 디코더는 형태소 시퀀스와 품사 태그 시퀀스를 각각 생성하여 토큰 반복을 완화한다. 또한 디코더 크로스 어텐션을 적용하여 각 디코더에 남아 있는 토큰 반복 문제를 완화한다. 실험 결과, 제안 방법은 자동회귀 디코더보다 형태소 단위 F1 0.15, 어절 단위 0.25 상승한 효과를 보임과 동시에 14.76배 빠르다. Korean morphological analysis is a task of recovering original morpheme form and attaching a POS tag to a morpheme. In natural language processing, morphological analysis requires fast and accurate analysis results as it is fundamental for other tasks. Recent Korean morphological analysis based on encoder-autoregressive decoder shows accurate results but has drawback that its generation speed is slow. When using encoder-non-autoregressive decoder for fast generation speed, token repetition problem occurs. Token repetition problem is a phenomenon of generating the same token repeatedly. This paper proposes alleviating token repetition in Korean morphological analysis based on multi non-autoregressive decoders. Multi decoders alleviate token repetition problem by generating morpheme sequence and POS tag sequence respectively. Decoder cross attention also alleviates token repetition in each decoders. In the experiment, the proposed method shows increase in morpheme F1 0.15, word segment accuracy 0.25 compared to the autoregressive decoder.