기술혁신 수단으로써 기술융합 이론의 적용 범위에 대한 비교 연구

최혁준(Choi, Hyukjoon),이유아(Lee, Youah) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

일반적으로 기술융합이라는 용어는 IT, BT, NT 등 성격이 다른 큰 범주에서 기술간의 결합으로 인식되고 있다. 현재까지의 기술융합 연구들은 IT기술을 중심으로 한 융합과 관련 국가 정책에 관한 것이 대부분을 차지하고 있어 큰 기술 범주 위주에 국한되어 있다. 하지만 동일한 목적을 위해 수행하는 유사 기술영영에서의 기술융합 역시 기술혁신의 수단으로 간과할 수 없는 영역이다. 실제로 미국, 유럽 등의 선진국에서는 기술융합 전담기관을 신설하여 프로젝트 내의 기술간 융합에 관심을 갖고 있지만, 국내에서는 프로젝트 범위의 기술융합 가능성 및 실효성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 지식경제부에서 수행하는 가스하이드레이트 연구개발사업을 실증사례로 하여 프로젝트 범위의 기술 융합에 관하여 기술융합의 필요성, 적용가능성, 실효성에 초점을 맞추어 고찰하였다. 가스하이드레이트 개발 사업은 지식경제부 내 가스하이드레이트 개발사업단 주관으로 2005년에 시작되었으며 2014년까지 I 지역 탐사 및 시추, II 지역 탐사 및 시추, 시험생산의 3단계의 달성목표를 가지고 있다. 가스하이드레이트는 천연가스가 저온 고압 상태에서 물과 결합해 형성된 고체 에너지로 화석연료 고갈에 따라 이를 대체할 가장 유력한 청정에너지원으로 주목받고 있다. 현재 가스하이드레이트 개발사업단에서는 지구물리탐사분야 지질지화학분야 개발생산분야로 세부 기술모듈을 형성하여 목표달성을 위해 노력하고 있지만, 중과제간 교류가 부족한 상황으로 인해 목표달성을 위한 기술력의 확보 및 향후 상업생산에 대한 불확실성이 증가하고 있는 상황이다. 이와 같은 상황을 해결하기 위해서 기술개발 및 혁신의 수단인 기술융합의 필요성이 증가하고 있다. 기술혁신은 기초연구, 응용연구, 개발, 학습, 투자 등의 일련의 과정을 거쳐 경제적 성과와 사회적 영향을 만들어내는 개념으로 정의 할 수 있다. 기술혁신을 이루어내는 가장 중심적인 역할을 담당하는 기술융합은 2개 이상의 요소기술들이 결합하여 기술이 갖지 않는 새로운 기능을 발휘하는 기술혁신의 한 현상으로 정의할 수 있다. 기술융합은 21세기 초에 접어들어 급속하게 변화하는 양상을 보이며 예상보다 경제에 더 큰 영향을 미치고 있다. 가스하이드레이트 각 단계에서의 애로점을 극복하기 위한 기술혁신을 위해 지구물리탐사 지질지화학 개발생산분야간의 융합의 가능성 등을 타진해본 결과, 각 기술융합들을 기술융합 유형에 맞춰 분류할 수 있었으며 유형별 적용가능성과 기대효과 측면에서 비교분석을 수행하였다. 분석의 정밀도를 높이기 위하여 기술융합 유형에 대한 이론과 실제 가스하이드레이트 전문가들과의 설문을 통해 비교분석을 실시하였다. 가스하이드레이트 실증 사례에 대한 분석 결과, 기술융합 이론은 기존의 큰 기술범주뿐만 아니라 작은 범주에도 적용할 수 있으며, 필요성과 적용가능성, 실효성 면에서도 충분한 고찰을 통해 기술융합 이론의 적용 범위를 좁히면 더 많은 연구와 융합기술을 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있다.

태양광 산업의 환경 변화와 정책

최혁준(Choi, Hyukjoon),김민지(Kim, Minji),김해연(Kim, Haeyeon),윤가혜(Yun, Ga-Hye),임석기(Lim, Seok Ki) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

신 재생에너지 정책이 발전차액지원제도(Feed In Tariff; FIT)에서 신 재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard; RPS)로 변화하면서 원별 경쟁이 가속화되고 있다. 태양광 산업 역시 이러한 환경 변화에 대처해야 하며, 그를 위한 정책 구성이 필요하다. 이에 태양광 산업 정책은 크게 두 부분으로 구분하여 진행해야 한다. 첫째, 폴리실리콘(Poly silicon)을 활용하는 다결정실리콘 태양광에너지에 초점을 맞춘 정책이며, 둘째, 미래에 상용화될 차세대 태양광 에너지에 대한 대비를 위한 연구 개발(R&D) 정책이다. 먼저 다결정실리콘 태양광에너지에 초점에서의 산업 정책은 산업육성정책과 수출정책, 인프라 구성 등으로 나눌 수 있다. 현재 과도한 국가부채로 인한 세계경제 악화로 태양광에너지 업체들의 경제성이 악화하고 있다. 더욱 빨리 그리드 패리티(Grid Parity)를 달성하기 위해 수직통합 등의 필요성이 대두하고 있다. 이에 본 연구는 그리드 패리티 달성시기를 위해 태양광 산업 내 세대 변화를 하는 경우와 하지 않는 경우를 비교하기 위해 고려할 요소를 분석하였다. 현재 신 재생에너지 가운데 태양광에너지는 타에너지원 대비 가격경쟁력을 갖추지 못한 상황이다. 그러나 수출을 고려했을 때의 향후 한국의 차세대 성장동력으로의 발전가능성이 존재한다. 따라서 가격경쟁력이 가장 중요한 영향을 미칠 신 재생에너지 의무할당제 정책 하에서 태양광에너지가 전혀 채택되지 않는 상황을 막기 위한 정책이 필요하다. 그를 위해 필요한 정책적 요소들을 알아보았다. 마지막으로 인프라 구성을 위해 태양광 산업의 가치사슬(Value Chain) 상에서의 기업 분포와 경쟁력에 대한 조사를 시행하였다. 이는 태양광 산업 내의 경쟁력을 갖춘 부문과 그렇지 못한 부문을 구별하기 위함이다. 미래에 상용화될 차세대 태양광 에너지를 준비하는 과정에서는 연구개발 관련 정책이 가장 중요하게 다뤄야 할 부분이며, 그를 위해 정부 차원에서 지원하고자 하는 기술로드맵 등에 대해서 정리하였다.

일반물리실험에서 반성적 사고를 강조한 실험보고서 적용 가능성 탐색

이윤희 ( Yoon-hee Lee ),최혁준 ( Hyukjoon Choi ) 경북대학교 과학교육연구소 2016 科學敎育硏究誌 Vol.40 No.3

이 연구에서는 반성적 사고를 강조하는 실험보고서를 도입하여 이러한 실험보고서의 적용이 학습자의 메타인지능력과 탐구능력에 미치는 영향을 살펴보았다. 일반물리실험을 수강하는 대학교 1학년 학생을 대상으로 한 학기 동안 반성적 사고를 강조한 실험보고서 작성을 도입한 후 일반적인 실험보고서를 작성한 학생들과 메타인지능력과 탐구능력의 변화를 비교하고, 반성적 사고를 강조한 실험보고서를 사용한 학생들의 의견을 조사하였다. 반성적 사고를 강조한 실험보고서를 작성한 학생의 메타인지능력이 일반적인 실험보고서를 사용한 학생에 비해 유의미하게 상승하였으며, 이들의 탐구능력도 일반적인 실험보고서를 사용한 학생들과 마찬가지로 상승한 것으로 나타났다. 설문 결과, 설문 참여자들은 대체로 이러한 실험보고서가 복습과 메타인지능력 및 탐구능력의 향상에 도움이 되며, 향후 교사가 되면 이 보고서 양식을 사용할 의향이 있다고 응답하였다. The purpose of this study was to investigate the effects of reflective thinking-based laboratory report on learners` metacognition and inquiry skills. In a general physics experiment class consisting of 11 experiments, 20 college students used reflective thinking-based laboratory report, and then the changes of their metacognition and inquiry skills were compared with those of who used general laboratory report. The opinions of students used reflective thinking-based laboratory report were surveyed. The results showed that their metacognitions were increased more than those of comparison group that used common experiment report. Their inquiry skills also were increased as much as comparison group`s. According to the survey results, they recognized that reflective thinking-based laboratory report helps to improve their performance, metacognitions, and inquiry skills.

중등 예비 과학교사들의 과학자 이미지 및 과학 관련 직업에 대한 인식

송영욱 ( Youngwook Song ),최혁준 ( Hyukjoon Choi ) 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.5

학습자들이 갖고 있는 과학자 이미지는 과학학습이나 과학 관련직업 선택에 중요한 영향을 미친다. 과학자의 이미지는 주로 그리기 분석법을 활용하여 분석하였다. 그리기 분석법은 그리는 것에 제한이 있어 주로 과학자의 외형적인 이미지를 분석하였다. 과학교사들이 갖고 있는 과학자의 이미지 및 과학 관련 직업에 대한 인식은 학생들의 과학학습이나 과학 관련 직업 선택에 중요한 요인이다. 하지만 과학교사들을 대상으로 하는 연구는 부족한 편이다. 따라서 이 연구의 목적은 의미분석법을 통해서 과학자 이미지 측정도구를 개발하고 적용하여 측정 도구의 유용성을 알아보고, 중등 예비 과학교사의 과학자 이미지 및 과학 관련 직업에 대한 인식을 조사하여 교육적 시사점을 논의하는 데 있다. 연구 대상은 사범대학교에서 과학교육을 전공하는 2, 3학년 남학생 79명, 여학생 55명 총 134명이다. 연구결과 과학자 이미지 측정도구는 ‘능력’, ‘평가’, ‘활동’, ‘정서’의 4개 요소, 24문항으로 구성되었다. 개발한 측정도구를 활용하여 중등 예비 과학교사들에게 적용한 결과 과학자의 ‘평가’, ‘능력’, ‘활동’ 요소에 대한 이미지는 높은 반면에 ‘정서’는 낮은 것으로 나타났다. 성별에 따른 통계적인 유의미한 차이는 없었다. 과학 관련 직업에 대해서는 ‘힘들다’, ‘전문적이다’, ‘똑똑해야한다’, ‘복잡하다’ 등으로 인식하는 것으로 나타났다. 특히, 남학생들은 ‘힘들고 어렵다’라고 인식하는 반면여학생들은 ‘도전적이고 복잡하다’라고 인식하는 것으로 나타났다. 끝으로 과학자 이미지 측정도구 활용의 유용성 및 중등 예비 과학교사들의 과학자 이미지, 과학 관련 직업에 대한 교육적 시사점을 논의하였다. The image of scientists that learners have has an important impact on science learning and on science-related career choices. The image of the scientist was mainly analyzed using the drawing analysis method. Drawing analysis has limitations on drawing, mainly analyzing the external image of scientist. Science teachers’ images of scientists and their perception of science-related careers are important factors in students’ science learning and science-related career choices. However, research on science teachers is lacking. Therefore, the purpose of this study is to investigate the usefulness of measurement tools by developing and applying a scientist image measurement tool through the semantic analysis method, and to discuss the educational implications of the research by investigating the image of scientists and science-related professions of secondary pre-service science teachers. The subjects of the study were 79 male and 55 female for a total of 134 students in the 2nd and 3rd grades majoring in science education at a teachers college. The results of the research show that the image measurement tool consisted of four components: ‘ability,’ ‘evaluation,’ ‘activity,’ and ‘emotion,’ in 24 items. As a result of applying the developed measurement tool to the secondary pre-service science teachers, the image of the ‘evaluation,’ ‘ability,’ and ‘activity’ elements of the scientist were high, but ‘emotion’ was low. There was no statistically significant difference according to gender. It is found that science-related career perceive them as ‘hard,’ ‘professional,’ ‘smart,’ and ‘complex.’ In particular, male students perceive themselves as ‘hard and difficult’ while female students perceive it as ‘challenging and complicated’. Finally, we discussed the usefulness of using the image measurement tool of the scientists, the image of the scientists of the secondary pre-service science teachers, and the educational implications on science-related career.

자기 주도적 학습이 강화된 조별 발표 물리 수업이 마이스터고 학생의 과학 관련 태도와 의사소통능력에 미치는 영향

황성민(Seong-Min Hwang),최혁준(Hyukjoon Choi) 한국교원대학교 뇌기반교육연구소 2020 Brain, Digital, & Learning Vol.10 No.4

The purpose of this study was to investigate the effects of group-led presentations with enhanced self-directed learning on science-related attitudes and communication skills of Meister high school students. Pre- and post-tests on science-related attitudes and communication skills were conducted, and surveys were conducted to determine class satisfaction. The conclusion of this study was as follows; First, the application of group presentations, which strengthened self-directed learning, positively changed students’ science-related attitudes. Second, the application of group presentations, which strengthened self-directed learning, did not give a positive result to the students communication ability.

공업계 특성화고등학교 학생들의 물리와 생물에 관한 관점 비교

박종교 ( Jong-gyo Park ),최혁준 ( Hyukjoon Choi ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2017 청람과학교육연구논총 Vol.23 No.1

이 연구의 목적은 공업계 특성화고등학교 학생의 물리와 생물에 관한 관점을 비교하고, 성별, 학년별, 전공별로 물리 및 생물에 관한 관점에 차이가 있는지 알아보는 것이다. 이를 위해 215명의 공업계 특성화고등학교 학생을 대상으로 검사지 VASS를 사용하여 물리와 생물에 관한 관점을 조사하였다. 학생의 물리와 생물에 관한 관점은 전체적으로 큰 차이가 없는 것으로 나타났으나 과학적 지식의 구조에 대한 인식은 물리가, 개인적 관련성에 대한 인식은 생물이 높게 나타났다. 성별, 전공별 물리 및 생물에 관한 관점은 차이를 보이지 않는 반면, 학년이 높아짐에 따라 생물에 관한 관점은 나빠졌다. The purpose of this study is to compare the views about physics and biology of specialized technical high school students and to explore if there are any differences in the views about physics and biology by gender, grade, and major. For this purpose, the views about physics and biology of 215 specialized technical high school students were surveyed using a questionnaire, VASS. Students' views about physics and biology were not significantly different. But the perception of the structure of scientific knowledge was higher in physics than in biology, and the perception of personal relevance was higher in biology than in physics. While there was no difference in the views about physics and biology by gender or majors, the views about biology of the second graders were lower than those of the first graders.

물리 학습을 돕기 위한 단계적 상황 교수,학습 전략 및 적용

송영욱 ( Youngwook Song ),최혁준 ( Hyukjoon Choi ) 경북대학교 과학교육연구소 2015 科學敎育硏究誌 Vol.39 No.3

이 연구는 단계적 상황 교수자료를 개발하고 대학 물리학 수업에 적용하여 물리 학습에 대한 효과를 조사하는 데 있다. 연구대상은 지방 소재 대학의 사범대학 자연계열 1학년 대학생 총 35명으로 했다. 단계적 상황 교수자료는 상황 이상화하기, 상황 확장하기, 상황 비교하기 단계로 개발하고, 일차원 운동, 이차원 운동, 뉴턴의 운동 법칙 등 6차시물리 수업에 적용했다. 물리 학습에 대한 효과는 힘 개념 검사지(FCI)와 물리 학습에 대한 신념(MPEX) 설문지를 사용하여 조사했다. 연구결과 단계적 상황 교수자료는 대학생의 힘 개념 변화에는 효과가 있었지만, 물리 학습에 대한 신념에는 유의미한 변화가 없었다. 결론적으로 단계적 상황 교수ㆍ학습 전략으로 개발된 교수자료는 학생에게 과학개념을 다양한 상황에 적용하는 기회를 주어 물리개념 변화를 돕는 데 효과가 있다. 끝으로 연구 결과들을 통해 단계적 상황 물리 수업에 대한 교육적 시사점을 논의했다. The purpose of this research was to investigate the effect of physics learning through the teaching-learning strategy of phased context in introductory physics classes. The participants in the study included 35 university freshmen. The teaching-learning strategy of phased context were developed by idealizing, extending and comparing contexts which were then applied in introductory physics classes : six hour classes about straight line motion, two-dimensional motion and Newton``s laws of motion. The effects of the physics learning were then analyzed by the FCI (Force Concept Inventory) and MPEX (Maryland Survey on Physics Expectation) questionnaires. The results showed that the teaching-learning strategy of phased context helped change the force concept and did not change the belief about physics learning. Finally, based on the results of the study, we discuss possible educational implications for phased context in introductory physics classes.

Intermittence Problem을 고려한 신재생에너지의 Capacity Cost

문창권(Moon, Changkwon),최혁준(Choi, Hyukjoon),강민주(Kang, Minju) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

2012년 RPS 제도가 시행되게 되면 발전설비용량 기준 500MW이상의 발전 사업자는 전체 전력생산량 중 일정 부분을 신재생에너지로 생산, 공급해야 한다. 최근 지경부에서 고시한 제5차 전력수급기본계획에서도 이러한 점을 반영하여 2024년까지 전체 발전량의 8.9%를 신재생에너지원으로 대체하겠다고 발표하였다. 신재생에너지 기술 수준, 시장여건 등을 고려하였을 때 앞으로 가장 크게 보급량(penetration)이 증가할 것으로 보이는 신재생에너지원은 태양광과 풍력인데 이 두 에너지원은 간헐성(intermittency)으로 인한 비급전성이라는 특징을 가지고 있어 향후 그 비중이 증가하면 전력계통의 안정성에 미치는 영향에 대해 고려해야할 것으로 보인다. 본 연구에서는 태양광과 풍력의 간헐성을 고려했을 때 추가적으로 발생하는 비용을 고려했을 경우 각 에너지원의 용량비용은 어떻게 되는지 알아보고자 한다.

물리 교과에서 윤리성 교육에 대한물리 교사의 인식

이윤희 ( Yoonhee Lee ),최혁준 ( Hyukjoon Choi ) 한국교원대학교 과학교육연구소 2016 청람과학교육연구논총 Vol.22 No.1

본 연구의 목적은 물리 교과와 윤리성 교육의 관계에 대한 물리 교사의 인식에 대해 알아보고, 물리 교과에서 효과적인 윤리성 교육 수업 방법, 필요한 윤리성 교육의 내용, 윤리성 교육의 문제점이 무엇인지 살펴보는 것이다. 이를 위하여 40명의 중등학교 물리 교사를 대상으로 설문 조사를 수행하였다. 연구 결과, 물리 교사는 물리 수업시 윤리성 교육에 대한 관심, 물리 교과와 윤리성 교육의 연관성, 물리 수업 시 윤리성 교육의 필요성, 물리 수업에 의한 학생들의 윤리성 향상에 대한 기대에 관해 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 인식은 물리 교사의 물리에 대한 인식론에 따라 차이를 보이지는 않았다. 또한 물리 수업에서 윤리성 교육은 직접적으로 가르치는 것이 간접적으로 가르치는 것보다 더 효과적이며, 직접 윤리성을 가르칠 때 토론 수업, 협동·협력 수업, 윤리 관련 이슈 조사 등이 모두 어는 정도 효과적인 방법이라고 인식하는 것으로 나타났다. 그리고 물리 수업에서 가르쳐야 할 윤리성 교육의 내용으로 ‘정직함’, ‘사실을 받아들이는 태도’, ‘개방성 및 타인에 대한 태도’, ‘역지사지와 역할 분배 문제’ 순으로 중요하다고 인식하는 것으로 나타났다. 윤리성 교육이 물리 수업 시 잘 이루어지지 않고 있는 이유로는 ‘과학 윤리성 교육의 필요성에 대한 인식 부재’와 ‘수업시수의 부족’을 중요한 문제점으로 지적하였다. This study was to investigate the physics teachers`` perceptions of the relation between the ethicality teaching and physics class, and the effective ethicality teaching methods and contents and the problems of ethicality teaching. in physics class. The subjects of this study were 40 physics middle and high school teachers, and their perceptions of ethicality teaching in physics class were surveyed. The results of this study show that physics teachers`` interest of ethicality teaching in physics class, the relationship between physic class and ethicality teaching, the expectation of improvement of students`` ethics level through physics class were positive. There were no difference in their perceptions of ethicality teaching in physics class by their epistemology about physics. Physics teachers recognized that the ethicality teaching directly is more effective than indirectly and that tall of he methods using debate, collaboration, and research of ethicality issues are effective in ethicality teaching in physics class. They also perceived that ``honest`` was the most important contents of ethicality teaching in physics class, and that the main reasons that ethicality teaching in physics class is not performed well are a little recognition of the necessary of ethicality teaching in physics class and the shortage of instructional time.

대학생의 소집단 물리 문제풀이 협업 활동에서 나타난 언어적 상호작용 유형의 특징

박종민(Jongmin Park),최혁준(Hyukjoon Choi) 한국교원대학교 뇌기반교육연구소 2019 Brain, Digital, & Learning Vol.9 No.4

The purpose of this study is to typify the patterns of interaction and analyze the characteristics of verbal interaction while solving physics problems in small groups. As a result, the interaction patterns appeared as dominant-type, partial participation-type and all participation-type, according to the number of members who practically contributed to for solving problems. In the dominant-type, the statement frequency and the rate of high level statement are low. The partly participation-type show higher figures than the one way-type in the statement frequency, the rate of high level statement. On the other hand, in the all participation-type, the statement frequency and the rate of high level statement are very high, especially in the Positive Expansion and Logical Argument. Because the type have a communication of higher quality than the other types.