물리 영재학생들의 기본물리상수에 대한 인식

김완선,김은진,김성원 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.4

Fundamental physical constants are very important for the study of and the research in physics. However, their importances have not been considered in physics education for a long time. In this paper,to investigate gifted-students' perceptions of fundamental physical constants quantitatively, we improved the inventory and applied it to 263 gifted students in physics, who participated in the summer camp of the Korea Physics Olympiad (KPhO) 2011. The new inventory was developed for 10 constants, with six information dimensions for each constant. The six dimensions are as follows: significant digit,order of magnitude, unit, dimension, experiment or related history,and physical meaning. Among the fundamental physical constants, the speed of light and Avogadro's number were the most highly perceived constants while Rydburg's constant was the lowest. In the analysis of the correlations among the dimensions, significant digit was highly correlated with order of magnitude, and dimension was correlated with unit except for the elementary charge ($e$) and Aavogadro's constant ($N_A$). Experiment or related history was not correlated with any of the other dimensions. We conclude that gifted students merely consider a fundamental physical constant to be a tool or a constant to solve physics problems. 물리학에서 기본 물리 상수는 매우 중요한 역할을 하고 있으나,교육현장에서는 오랜 시간 동안 그 중요성이 간과되고 있는 실정이다. 본연구에서는 물리 영재 학생들의 기본 물리 상수에 대한 인식 수준에대하여 보다 정량적인 분석을 수행하여 인식 수준의 특성을 이해하고자하였다. 연구대상은 2011년 한국 물리 올림피아드 여름학교 일반물리온라인 수업을 이수한 물리 영재학생들로서, 서울지역의 263명의학생들이 참여하였다. 기본 물리 상수는 선행연구에서 채택된 `진공 중광속'을 비롯한 10개의 물리 상수이며, 이들 각각에 대해 6개의 구성요소(수치, 크기, 단위, 차원, 탄생배경 및 측정실험, 그리고 물리적 의미)를정의하여 검사 도구를 개발하였다. SPSS 분석을 통하여 학생들은 기본물리 상수 중에서 `진공 중 광속'과 `아보가드로의 수'에 대한 인식수준이 가장 높고, `리드베리 상수'에 대한 인식 수준이 가장 낮은것으로 나타났다. 또한 상관관계 분석 결과에 의하면 물리 상수의 수치와크기와는 대체적으로 강한 상관을 보였으며, 단위와 차원 간의 상관은기본 전하량 ($e$)과 아보가드로의 수 ($N_A$)를 제외하고는 대체적으로보통 정도의 상관을 보였다. `탄생배경 및 측정실험'과 물리 상수의나머지 구성요소들 간의 상관관계 분석 결과에 의하면, 학생들의 기본물리 상수에 대한 인식에 배경지식의 유무가 크게 상관이 있지 않는다는것을 유추할 수 있다. 이는 대다수의 학생들은 기본 물리 상수를 단지문제풀이나 계산과정에서 필요한 도구로만 인식하고 있기 때문이라고간주된다.

소아 가정방문 물리치료의 인식도와 수요도에 관한 설문조사

최선영 ( Sun Young Choi ),윤장원 ( Jang Whon Yoon ) 한국전문물리치료학회 2013 한국전문물리치료학회지 Vol.20 No.3

본 연구는 소아 가정방문 물리치료에 관한 인식도와 수요도, 견해를 알아보기 위해 전국의 인구분포도에 대비하여 소아 물리치료사와 보호자, 의사를 대상으로 설문조사를 실시하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 모든 집단이 소아 가정방문 물리치료에 대해인식도는 낮았으나 각 집단 모두 빠른 시일 내에 필요하다는 의견을 보였다. 둘째, 소아 가정방문 물리치료의 참여·이용에 대한 의사여부에서 모든 집단이 높은 참여·이용률을 보였다. 셋째, 운영방안에 대해서는 모든 집단이 의사의 처방이 필요하다고 하였고, 소아 가정방문 물리치료를 시행할 소아 물리치료사로 6∼10년의 임상자격조건을 원하였다. 치료비용에서는 물리치료사는 현재 치료비보다 2배를, 보호자는 현재 치료비와 동일하게를, 의사는 현재 치료비보다 1.5배에 많은 분포를 보였다. 물리치료사, 보호자, 의사 모두 현재와 동일한치료횟수와 1시간의 치료 소요시간을 선호하였다. 이상을 종합해보아 소아 가정방문 물리치료에 대한 인식도는 낮으나 수요도와 참여·이용률이 높음을 알 수있었다. 이렇게 높은 수요도와 참여·이용률을 보이는 소아 가정방문 물리치료를 제도적으로 정립하기 위해서는 실효성을 검증할 수 있는 일정기간의 시범사업을 통해 많은 연구와 조사가 필요하며, 먼저 소아 가정방문 물리치료와 관련된 관계자들의 의견을 충분히 수렴하고 이를 반영하여 소아 가정방문 물리치료 제도 정립을 위해 현재 의료 시스템의 정비가 이루어져야 할 것이다. Pediatric home-based physical therapy (PHBPT) provides professional rehabilitation programs at the patient`s home, where the activities of daily life are actually performed. PHBPT also allows to avoid the difficulties of transporting children with disabilities to the clinic. Despite these advantages, PHBPT is not yet widely practiced in Korea. There is little objective information regarding the opinions of the main stakeholders on PHBPT. To investigate the awareness and demand of PHBPT among the main stakeholders, 41 pediatric physical therapists (PT) (of 60 contacted) were recruited from different regions of Korea on the basis of the regional population distribution. The recruited PTs completed their questionnaires and also participated in collecting questionnaires from 35 medical doctors (MD) with whom they worked and from randomly selected 201 parents of children with disabilities recruited. The overall response rate was 85.5%. The awareness of PHBPT differed between PTs (95.1%) and parents (67.2%) (p<.001). The survey showed that 82.9% of MDs had at least heard about PHBPT. Significantly more parents (83.5%) than MDs (57.1%), and 70.0% of PTs, wanted to start PHBPT service immediately (p<.001). Significantly more parents (90.0%) than PTs (73.2%) were willing to participate in PHBPT (p<.001). Opinions on the details of policies and procedures (i.e., necessity for prescription, treatment cost, and treatment frequency) differed among the respondent groups, but all favored a minimal qualification of 6∼10 years of pediatric experience and a treatment session duration of 1 hour. These findings provide objective information to support health service administrators to understand the current demand and develop feasible policies and procedures of PHBPT in Korea.

한국 및 일본 과학과 교육과정의 고등학교 물리 영역 비교

강남화,유숙정,이은경 한국물리학회 2017 새물리 Vol.67 No.8

The curricula in schools change in order to reflect changes in society. Korea has a new curriculum that emphasizes education for competency. New textbooks are currently being developed to implement the curriculum in schools. This study compared the aims, contents and emphases of Korean and Japanese high school physics curricula. Physics textbooks were also analyzed in terms of how the curricula were represented. The results showed that the Korean physics curriculum emphasizes recent developments in physics-related technologies and connections between physics and everyday life. On the other hand, the Japanese physics curriculum emphasizes an understanding of the concepts. Japanese physics textbooks demonstrated the country's curriculum emphasis, which was exemplified in the topic of electromagnetic wave transfer. These findings provide both a way of understanding the characteristics of Korean physics curriculum by way of comparing it with that of another country and a basis for Korean physics curriculum implementation, as well as topics for further discussion on physics curriculum revision. 급변하는 사회의 요구에 발맞추어 한국에서는 내년부터 역량 함양을 중심으로 하는 2015 개정교육과정이 시행된다. 이 연구에서는 한국과 일본의 물리 교육 과정과 교과서를 목표, 내용 및 주안점 측면에서 비교하였다. 한국의 2015개정 물리 교육과정과 이에 해당하는 일본의 이과 지도요령을 비교, 분석하였으며, 물리 교과서가 교육과정을 전개한 방식을 비교, 분석하였다. 분석 결과 한국의 물리 교육과정은 첨단 과학 기술과 실생활의 연계를 강조하는 반면, 일본의 물리 교육과정은 기본 개념을 강조하는 것으로 드러났다. 이러한 교육과정의 주안점이 교과서에 명확하게 드러나는 것을 확인하고, 그 예로 파동 단원의 전자기파의 발생 부분의 분석을 제시한다. 이 연구의 결과는 다른 나라의 물리 교육과정 및 교과서를 고찰함으로써 한국의 물리 교육과정의 특성을 이해하고, 물리 교육과정 실행 및 추후로 진행될 개정에 대한 논의 주제를 제시한다.

중국과 한국의 중학교 과학과 교육과정 물리 영역 비교 연구

최설매,한승기 한국물리학회 2020 새물리 Vol.70 No.8

The present study takes 2011 middle school physics curriculum standards in China and the physics field of the 2015 science curriculum standards in South Korea as the research objects, and compares the objectives of science (physics) education and the composition of middle school physics curriculum contents in the two countries. The research results are as follows: 1. In terms of science (physics) education goals, both countries aim to improve scientific literacy, aiming to cultivate students’ inquiry ability and innovative consciousness on practical issues in nature and life; The curriculum standards in China stress learning basic physics, basic skills, and research method, while the curriculum standards in South Korea stress understanding the core concepts of science. 2. In terms of the content of middle school physics courses, in a quantitative comparison of the breadth and the depth of the content standards, we found that the middle school physics courses in China are more extensive than those of South Korea, but not as deep than those of South Korea. This result reflects the fact that science education in South Korea does not focus on the quantity of knowledge, but on the development of science core competence by learning an appropriate number of science core concepts. The results of this study provide references for the revision of middle school physics curriculum standards and the development of teaching materials in the future, as sell as useful enlightenment for the further improvement of middle school physics education. 본 연구는 중국의 2011년 중학교 물리 교육과정 표준과 한국의 2015 개정 과학과 교육과정의 물리영역을 연구 대상으로 하여 양국의 과학 (물리) 교육의 목표와 과학교육의 물리 영역 내용 구성을 정량적으로 비교 분석하였는데 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 과학(물리)교육의 목표에서 양국 모두자연 현상 및 일상생활의 문제를 과학적으로 탐구하고 창의적으로 해결하기 위한 과학적 소양을 기르는것을 과학 (물리) 교육의 목표로 하는 공통점이 있으나 중국은 물리 기초지식, 기본 기능과 연구 방법을배우는 것을 강조하고, 한국은 과학 핵심 개념을 이해하는 것을 강조하는 차이가 있다. 둘째, 중학교 물리영역 내용 구성의 범위(breadth)와 수준(depth)을 정량적 비교하였을 때, 중국 중학교 물리교육과정의학습 내용의 범위가 한국보다 더 넓은 반면, 수준은 더 낮은 것으로 드러났다. 이는 한국의 과학교육이지식의 양보다는 적절한 과학 핵심 지식을 배우는 과정을 통해 과학 핵심 역량의 함양을 육성하는 것을강조하고 있음을 반영하고 있다. 이 연구의 결과는 중학교 물리교육의 개선점과 시사점을 모색하여 향후중학교 물리 교육과정 개정과 교과서 개발에 필요한 정보를 제공하고, 중학교 물리 교육과정의 실행에유용한 시사점을 제안한다.

양성자 치료 전산모사를 위한 Geant4 전자기 물리 모델 정확성 검증

박소현,라정은,신정욱,박성용,윤세철,정원균,서태석,Park, So-Hyun,Rah, Jeong-Eun,Shin, Jung-Wook,Park, Sung-Yong,Yoon, Sei-Chul,Jung, Won-Gyun,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.4

Geant4 toolkit은 전자기적 상호작용(electromagnetic interactions)에 대한 다양한 물리적 모델을 제공한다. 이러한 물리적 모델들에 대한 검증은 신뢰성 있는 Geant4 응용을 위해서 중요한 역할을 한다. 그러므로, 본 연구의 목적은 양성자 치료 전산모사를 위해 Geant4가 제공하는 물리적 모델 중 전자기 물리 모델의 정확성을 검증하는 것이다. 검증은 물, 뼈, 지방 그리고 원자번호가 다른 물질에 대해 양성자의 CSDA 비정(continuous slowing down approximation range)과 저지능(stopping power) 데이터를 미국 국립기술표준원(National Institute of Standards and Technology, NIST)의 데이터를 각각 비교하는 방법으로 이루어졌다. 물, 뼈 그리고 지방에 대해 0.01 MeV에서 10 GeV 범위의 입사 에너지의 CSDA 비정과 저지능 전산모사 결과와 NIST값을 비교한 결과, CSDA 비정의 평균 차는 각각 1.0%, 1.4% 그리고 1.4%를 나타내었고, 저지능에 대한 평균 차는 각각 0.7%, 1.0% 그리고 1.3%를 나타내었다. 또한, 각 물질에 대한 NIST 값과의 유의성을 분석하기 위해 kolmogorov-smirnov Goodness-of-Fit 통계분석 방법을 이용한 결과, 전자기 물리 모델의 전산모사 결과 데이터와 NIST 데이터 사이의 유의성을 나타내는 p-value가 유의 수준 0.05 이상 값을 가진다는 것을 확인 하였으며, 이를 통해 Geant4 전자기 물리 모델의 정확성을 검증할 수 있었다. Geant4 (GEometry ANd Tracking) provides various packages specialized in modeling electromagnetic interactions. The validation of Geant4 physics models is a significant issue for the applications of Geant4 based simulation in medical physics. The purpose of this study is to evaluate accuracy of Geant4 electromagnetic physics for proton therapy. The validation was performed both the Continuous slowing down approximation (CSDA) range and the stopping power. In each test, the reliability of the electromagnetic models in a selected group of materials was evaluated such as water, bone, adipose tissue and various atomic elements. Results of Geant4 simulation were compared with the National Institute of Standards and Technology (NIST) reference data. As results of comparison about water, bone and adipose tissue, average percent difference of CSDA range were presented 1.0%, 1.4% and 1.4%, respectively. Average percent difference of stopping power were presented 0.7%, 1.0% and 1.3%, respectively. The data were analyzed through the kolmogorov-smirnov Goodness-of-Fit statistical analysis test. All the results from electromagnetic models showed a good agreement with the reference data, where all the corresponding p-values are higher than the confidence level $\alpha=0.05$ set.

대학생들의 일반물리학 실험에 대한 기대감에 관한 연구

홍숙희,김성원,김완선,오경애 한국물리학회 2008 새물리 Vol.56 No.2

We aimed to examine what university students first encountering general physics experiments expect from them. Expectation was defined as a personal attitude and belief toward what were to be learned, what techniques were needed, and what one should do. MPEX (The Maryland Physics Expectation Survey) was revised to assess the expectation for the general physics experiments in five dimensions, and it was applied to Korean university students and experts in related fields. The average scores for the five dimensions of the expectations, and for each item of the expectation, for general physics experiments university students and experts revealed significant differences in independence and the theory dimensions, with the students showing lower expectations from the general physics experiment compared to the experts. 본 연구는 일반물리학 실험에서 무엇을 배우고, 어떤 기술들을 필요로 하며, 무엇을 할 것인가에 대한 개인의 태도와 신념을 기대감이라고 정의하고 일반물리학실험을 처음 접하는 대학생들을 대상으로 일반물리학 실험에 대한 기대감을 알아보았다. 이를 위해 Maryland 대학팀이 개발한 설문지인 MPEX을 수정하여 일반물리학실험 기대감에 대해 5개의 하위영역을 갖는 검사 도구를 제작하고 우리나라 대학생들과 과학교육관련 전문가들에게 검사를 실시하였다. 대학생들의 일반물리학 실험에 대한 기대감의 5개 하위영역별, 문항별 평균을 알아보았으며, 전문가와 대학생들의 기대감 차이를 t-test를 이용하여 알아본 결과 Independence와 Theory link 영역에서 유의미한 차이를 보이며 전문가들에 비해 대학생들의 일반물리학 실험에 대한 기대감이 더 낮은 것으로 나타났다.

우리 학회 기사

학회자료 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.4

물리학과 관련된 사회윤리적 문제에 대한 예비 물리교사들의 도덕적 감수성 조사

임성민 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.1

Although research on socioscientific issues (SSIs) in the field of science education is increasing, much of the effort has been focused on the student rather than the teacher, and most of the interest has been in biological or environmental issues such as global climate change, genetic engineering, stem cell research, and many modern health care options. The purpose of this study is to investigate pre-service physics teachersï moral sensitivity in the context of physics-related SSIs. Moral sensitivity in this study was defined as the ability to recognize when a situation contained moral aspects. When confronted with a situation, such as SSI, a person with moral sensitivity is aware of how possible resolutions of the situation have the potential to affect others in a negative manner. This study found that the degree of moral sensitivity of pre-service physics teachers was 23.9% and that there was no meaningful difference by gender and context. Also, responses with no consideration of moral aspects or with consideration of social aspects were dominant compared to responses with explicit expressions of an ethical-moral aspect within the topic. 최근 들어 국내외적으로 과학과 관련된 사회윤리적 문제 (SSI)와 관련된 과학교육 연구들이 점차 증가하고 있으나 생명과학과 관련된 소재에 비해 물리학과 관련된 소재는 부족했으며, 예비 교사를 대상으로 하는 연구 역시 부족하다. 이 연구에서는 물리학 관련 사회윤리적 문제에 대하여 예비 물리교사들이 도덕적으로 얼마나 민감하게 반응하는지를 조사하였다. 이를 위해 Fowler 등 (2009)의 `과학에서의 윤리적 감수성 검사 수정본 (TESSplus)’을 변형하여 2종의 물리학 관련 사회윤리적 문제를 맥락으로 하는 검사지를 개발하였으며, 예비 물리교사 28명을 대상으로 검사를 실시하고 3인의 전문가들이 Fowler 등 (2009)이 제안한 채점 준거를 준용하여 독립적으로 채점하였다. 조사 결과, 물리학 관련 사회윤리적 문제에 대한 예비 물리교사들의 도덕적 감수성은 백분율 환산점수로 23.9%였으며, 문제 맥락 및 성별에 따른 유의미한 차이는 없었다. 또한 예비 물리교사들이 물리학 관련 사회윤리적 문제에 대해 보인 반응 유형은 순수하게 학문적인 측면만 고려하거나 (36%), 사회와의 관련성 정도만 고려하는 경우 (47%)가 윤리·도덕적 측면을 고려하는 경우 (17%)보다 많았다.

2009 개정 물리I의 지도 교사가 인식한 물리I 내용 적정성 및 어려움

강현식,이일,진수영,안재익,유준희 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.2

This study aims to examine teachers’ perceptions of the physics I course in the 2009 Revised National Curriculum. For this purpose, we conducted an online survey with 35 high-school physics teachers. Most of the participating teachers indicated that the content of the physics I course was excessive compared to the allotted teaching time. Although the content related to cuttingedge technology and modern physics might induce students’ interests in physics, but much of the content was regarded as difficult for students and teachers. Some content needs to be reduced or deleted because its relevance to the organization of the content is very inappropriate. Teachers had difficulties in providing effective instruction and were worried that the new curriculum would lead students to superficial learning and would not improve higher thinking. The number of concepts should be reduced to an appropriate level in consideration of the time allotted for physics classes. 본 연구의 목적은 2009 개정 물리I을 지도한 경험이 있는 물리교사가 인식하는 물리I의 내용 적정성 및 학습지도의 어려움을 분석하여 차기 교육과정의 내용 선정 및 조직에 필요한 시사점을 얻는 것이다. 이를 위해 2012년에 2009 개정 물리I을 가르친 현장 교사 35명으로부터 물리I의 적정성에 대한 인식과 가르칠 때의 어려움을 온라인 설문조사를 통하여 조사하였다. 교사들은 2009 개정 물리I의 학습량은 증가했고, 이전 교육과정 내용의 대폭 축소 및 삭제로 전체적인 내용이 평이해졌으며, 첨단 과학과 현대 물리의 도입으로 일부 중단원이 어려워졌다고 인식했다. 특히 교사들은 개념 위계의 미흡이 학습량 증가와 난이도가 높아지는 중요한 요인이 되고 있으며 결과적으로 단순한 개념 소개 위주의 암기식 수업을 유도한다고 지적하였다. 차기 교육과정 내용 선정과 조직 시 교육과정 실행을 고려한 학습량의 적정화, 위계를 고려한 조직과 성취 목표의 명시화, 첨단과학과 현대물리 내용에 대한 고려가 요구된다.

미시적 및 중시적 사회구조의 연결성에 관하여

신기홍,김경식,이준호,민승식,장기호 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.2

We investigate the dynamical behaviors of the microscopic and the mesoscopic community structures in co-author networks. Two types of data in this study are extracted from author weights in the talk and the poster sessions of the Korean Meteorological Society and the papers published in New Physics: Sae Mulli of the Korean Physical Society. The community structure, by using the theoretical methods of quantum and classical oscillators, can be connected non-trivially to two agents with changes of the temperature. As the temperature increases to a higher value, we simulate and analyze the communicability functions, the number of communities, the difference in communities, and the modularity. We may provide some important results giving evolutionary information obtained from the computer-simulation of community structures. 본 연구에서는 저자 네트워크에서 미시적 및 중시적 사회구조의 동역학적 거동을 연구한다. 이러한 연구의 두가지 데이터는 한국물리학회의 새물리 발표논문과 한국기상학회의 발표회의에서 저자들의 논문가중치로부터 추출한 것이다. 양자진동자와 고전진동자의 이론적 방법에 의한 사회구조는 각각 온도의 변화에서 두 대리인들 사이에 자명하지않게 연결되어 나타난다. 온도가 높은 값으로 증가함에 따라 사회성 함수, 사회수, 사회성의 차이 및 이에 따른 모듈성을 컴퓨터흉내내기를 통하여 분석한다. 본 논문의 결과로부터 사회구조의 진화정보에 대한 중요한 사실들을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.