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.

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.

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.

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.

코티칭 수업에 대한 예비교사들의 인식

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

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 수업 능력을 키우기 위해 사범대학에서 무엇을 배워야 할까?

한재영 ( Jae Young Han ) 충북대학교 과학교육연구소 2015 과학교육연구논총 Vol.30 No.1

Pre-service science teachers should learn how to teach science in a college of education. This study investigated the opinion of pre-service and in-service teachers on what to learn in a college of education to develop the ability of teaching science. I analyzed the teachers writing and found the category of ‘subject content,’ ‘teaching method,’ ‘investigation of teaching material,’ ‘teaching demonstration,’ ‘experiment ability,’ ‘arousing interest,’ ‘counsel and understanding of students,’ ‘view of education,’ and ‘etc.’ To teach science well, the pre-service teachers need to do the teaching demonstration and reflection on the demonstration, and need to have sound understanding on the science content. In addition, they need to investigate science textbooks and the curriculum, and need to exercise various teaching methods. They have to find materials arousing students’ interest, and have experience on the experiment of secondary school. They also have a good understanding on students, and a view of education of their own.

차량용 연료전지 냉각시스템 제어 알고리즘 특성 연구

한재영(Jae Young Han),박지수(Ji Soo Park),유상석(Sangseok Yu) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集B Vol.40 No.1

차량용 연료전지의 부하 변동시 열관리는 성능과 내구성에 직결되기 때문에 매우 중요하다. 본 연구에서는 작동 부하 조건 내에 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 열관리 시스템용 선형 상태 궤환 제어기를 설계하였다. 차량용 연료전지 열관리 모델은 레저버, 라디에이터, 바이패스 밸브, 팬 그리고 냉각수 펌프 등으로 구성하였으며, MATLAB/SIMULINK<SUP>®</SUP>으로 개발하였다. 시스템 모델의 비선형성으로 인해, 부하 조건 0.5 A/㎠ ~ 0.7 A/㎠ 에서 온도 제어 지령을 정상적으로 달성하기 위해 PWM(Pulse Width Modulation)과 수정된 상태 궤환 제어기를 적용하였고 제어 알고리즘의 성능은 ITAE(Integral time weighted error)로 평가하였다. 수정된 상태 궤환 제어기가 저 부하 구간에서 다른 알고리즘에 비해 더 효율적으로 온도를 제어하는 것을 확인하였다. Thermal management of a fuel cell is important to satisfy the requirements of durability and efficiency under varying load conditions. In this study, a linear state feedback controller was designed to maintain the temperature within operating conditions. Due to the nonlinearity of automotive fuel cell system, the state feedback controller results in marginal stable under load condition from 0.5 A/㎠ to 0.7 A/㎠. A PWM (Pulse Width Modulation) and the modified state feedback controller are applied to control the temperature under the load condition from 0.5 A/㎠ to 0.7 A/㎠. The cooling system model is composed of a reservoir, radiator, bypass valve, fan, and a water pump. The performance of the control algorithm was evaluated in terms of the integral time weighted absolute error (ITAE). Additionally, MATLAB/SIMULINK<SUP>®</SUP> was used for the development of the system models and controllers. The modified state feedback controller was found to be more effective for controlling temperature than other algorithms when tested under low load conditions.

영상 스케일러의 저전력 VLSI 구조 설계 및 계수 최적화

한재영(Jae-Young Han),이성원(Seong-Won Lee) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.47 No.6

기존의 영상 스케일러(scaler)들은 연산량과 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 선형 보간과 같은 간단한 보간을 적용함으로써 화질을 희생시키거나, 고품질 영상을 얻기 위하여 복잡한 보간 기법을 적용함으로써 전력소모와 크기가 큰 하드웨어 구조를 적용하여 왔다. 그러나 영상기기들의 소형화와 고화질 영상에 대한 사용자들의 욕구 증대로 소형, 저전력이면서 결과 영상의 화질 또한 우수한 스케일러의 개발이 중요시되고 있다. 따라서 본 논문은 실시간, 고화질, 소형, 저전력의 목표를 모두 달성할 수 있는 래스터 스캔(raster scan) 방식의 스케일러 하드웨어 구조를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 스케일러는 기존의 3차 보간(cubic interpolation) 기법과 룩업테이블(look-up table) 구조를 개선하여 저전력화와 소형화를 달성하였다. 제안하는 스케일러 구조의 특징은 기존의 실시간 스케일러가 포함하던 버퍼를 라인메모리로 대체하여 메모리 접근 횟수를 줄임으로써 저전력을 달성할 수 있도록 했다는 것이며, 또한 기존의 룩업테이블 구조에서 사용하던 3차 보간 수식을 재정리하여 곱셈기 수와 룩업테이블의 크기를 줄임으로써 하드웨어를 소형화하는 방법을 제안하였다. 마지막으로 사용되는 계수의 크기에 따른 결과를 분석하여 영상의 화질과 하드웨어 크기 간의 최적의 타협점을 제시하였다. Existing image scalers generally adopt simple interpolation methods such as bilinear method to take cost-benefit, or highly complex architectures to achieve high quality resulting images. However, demands for a low power, low cost, and high performance image scaler become more important because of emerging high quality mobile contents. In this paper we propose the novel low power hardware architecture for a high quality raster scan image scaler. The proposed scaler architecture enhances the existing cubic interpolation look-up table architecture by reducing and optimizing memory access and hardware components. The input data buffer of existing image scaler is replaced with line memories to reduce the number of memory access that is critical to power consumption. The cubic interpolation formula used in existing look-up table architecture is also rearranged to reduce the number of the multipliers and look-up table size. Finally we analyze the optimized parameter sets of look-up table, which is a trade-off between quality of result image and hardware size.

현직 교사 수업 코티칭: 초임 과학 교사 교육 방안

한재영 ( Jae Young Han ) 부산대학교 과학교육연구소 2010 교사교육연구 Vol.49 No.3

최근 교사 교육 방안으로 제안되는 코티칭에서는 둘 이상의 교사가 함께 수업을 준비, 실행하고 공동으로 평가를 함으로써, 교사의 전문성 발달과 학생들의 학습 기회 증진에 기여할 수 있다. 모든 교사에게 교직에 처음 입문하는 초임 교사 시기는 이후 교사 생활에 매우 큰 영향을 미치는 중요한 시기이다. 이 시기의 초임 교사들이 겪는 어려움을 극복하고 교사로서 전문성 향상의 기회를 제공하기 위해 동료나 선배 교사가 멘토링, 수업 컨설팅, 수업 비평, 수업 장학 등의 형태로 도움을 주는 방안이 시도되고 있다. 그러나 이러한 방안들은 초임 교사의 수업과 학생들의 학습에 직접적인 도움을 주기보다는 수업 전후의 반성이나 평가를 통해 이루어지고 있다. 이 연구에서는 현직 교사의 수업에 연구자가 함께 코티칭을 적용한 사례를 소개한다. 예비 연구로 경력이 있는 현직 교사와 연구자가 코티칭을 수행하면서 연구자가 현장 감각을 익히고 코티칭에서의 주의할 점을 파악하였다. 성공적인 코티칭을 위해서는 사전 조사가 충분히 이루어져야 하며, 강의식보다는 조별 활동이 이루어지는 수업이 바람직함을 알 수 있었다. 초임교사와의 코티칭에서는 다양한 형태의 코티칭의 장점이 나타났다. 코티칭 수업에서 교사의 배움이 일어날 수 있고, 돌발적인 상황에 대처하기 쉬우며, 실험 지도가 효율적으로 일어날 수 있었다. 현직 교사 교육에 코티칭이 주는 시사점을 논의하였다. Coteaching was suggested as a teacher education method, in which two or more teachers plan, execute, and evaluate a lesson together. This coteaching can contribute to the development of teacher professionality and to the improvement of students` learning opportunities. The first period of in-service teachers plays an important role in affecting the rest of their life in teaching. The beginning teachers are supported to overcome the difficulties and to develop professionality by many methods such as mentoring, lesson consulting, lesson criticism, lesson supervision, etc. However, those methods use mainly the reflection or the evaluation of a lesson, rather than the on-spot assistance in the middle of teacher`s teaching and students` learning. This study shows the coteaching cases of in-service teachers and the researcher. For the preliminary study, the researcher cotaught lessons with in-service teachers who have some careers in teaching, from which the researcher became familiar with the school context and found some aspects to prepare coteaching. Coteaching can be enacted successfully when preparative investigation is performed and the lesson is progressed in a group learning rather than in a lecture format. In coteaching with a beginning teacher, various merits of coteaching were found: the beginning teacher learns how to teach in a lesson; the teacher can cope with an unexpected event easily; and the experiment lesson was performed effectively. The implication of coteaching to the in-service teacher education was discussed.