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Experimental lesson development for improving Pre-service teachers scientific understanding of rainbow, halo, corona
Get PDF학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 과학교육과, 2015. 2. 전동렬.중, 고등학교 과학 교육과정의 목표는 국가와 시대에 따라 차이가 있다. 그럼에도 공통적으로 과학 개념의 이해, 자연을 과학적으로 탐구하거나 이해하는 능력, 자연 현상과 과학 학습에 대한 흥미와 호기심, 일상생활의 문제를 과학적으로 해결하려는 태도, 과학 지식과 탐구 방법을 활용한 합리적 의사 결정 능력 등을 기르는 것을 포함하고 있다. 이를 통해 국가와 시대에 걸쳐 과학 개념의 이해와 더불어 자연 현상을 과학적으로 탐구하거나 이해하는 능력은 늘 강조되고 있음을 알 수 있다.
대부분의 자연 현상은 많은 변인들로 인하여 과학적으로 탐구하거나 이해하기가 쉽지 않다. 이를 학생들에게 설명하기 위한 많은 방법들 중에 예시현상을 이용한 방법이 있다. John(2007)에 의하면 예시현상이란 개념을 소개하고 설명하며 평가하기 위하여 복잡한 현상을 이상적인 경우로 상정하여 단순화한 현상이다. 통념적으로 과학 개념을 잘 이해하면 자연에 대한 과학적 탐구와 이해에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대한다. 따라서 자연현상에 대한 예시현상을 연구하는 것은 학생들이 가지고 있는 물리 개념을 연구하기 위한 좋은 방법이다.
일반적으로 광학은 다른 과학 분야들에 비해 실생활에 밀접하게 관련되어 있기 때문에 학생들이 호기심을 많이 가지는 영역이다. 특히 무지개, 달무리, 코로나와 같은 분광 현상은 관찰이 용이한 자연현상으로 대부분의 사람들이 아름다움을 느끼기 때문에 관심을 보인다. 1차 무지개, 달무리 현상은 빛의 일반적인 성질인 반사, 굴절 등의 기하 광학적 성질로 설명이 가능하고 코로나 현상은 회절 등의 파동 광학적 성질로 설명이 가능하다.
현재 이재봉(2004) 등의 빛의 분광(스펙트럼)에 대한 교사와 중학생의 개념 유형을 분석하는 내용의 선행 연구는 있으나 무지개, 달무리, 코로나와 같은 자연현상에 관한 학생 및 예비교사들의 이해수준 및 그 원인을 연구한 논문은 거의 없다.
따라서 본 연구에서는 먼저 무지개, 달무리, 코로나에서 관찰되는 분광 현상에 대한 예비교사들의 이해수준을 조사하고 그 원인을 분석하였다. 그리고 달무리, 코로나와 관련한 육각 프리즘 실험 및 달에 의한 코로나 예시현상 실험을 개발․적용하여 빛과 상에 대한 개념 및 달무리, 코로나의 이해에 각각 어떠한 효과가 있는지 분석하였다. 이를 위해 서울소재 사범대학 물리교육 전공 학생 13명에게 직접 개발한 검사지를 설문하였다.
무지개, 달무리, 코로나에서 관찰되는 분광 현상에 대한 예비교사의 이해수준을 조사한 결과 대체로 낮은 것으로 나타났다. 달무리와 무지개를 과학적으로 이해하고 있는 예비교사는 1명밖에 없었으며, 코로나 현상을 과학적으로 이해하고 있는 예비교사도 2명밖에 없었다.
무지개, 달무리, 코로나에서 관찰되는 분광 현상에 대한 이해수준이 낮은 이유는 다음과 같다. 첫째, 대부분의 예비교사들은 상에 대한 개념이 부족하여 광선 추적을 하는데 어려움을 느꼈다. 둘째, 대부분의 예비교사들은 눈에 대한 이해가 부족하여 입자의 개수가 많아지는 것에 어려움을 느꼈다. 셋째, 상에 대한 개념과 눈에 대한 이해의 부족으로 인하여 무지개를 설명하는 교과서를 이해하기에 어려움이 있었다.
달무리, 코로나와 관련한 육각 프리즘 실험 및 달에 의한 코로나 예시현상 실험을 개발․적용해 본 결과 육각 프리즘 실험에 의해 상에 대한 개념이 과학적이지 않은 12명의 예비교사들 중 10명이 상에 대한 과학적인 개념을 가지게 되는데 큰 도움을 받은 것으로 나타났다. 그러나 달무리를 과학적으로 이해하는 예비교사의 수는 변함이 없었다. 코로나 예시현상 실험은 상에 대한 과학적인 개념뿐만 아니라 눈의 특성을 이해하는데도 도움을 주어 코로나에 대한 이해가 부족한 11명의 예비교사들 중 6명의 예비교사들이 코로나를 이해하는데 도움을 받은 것으로 나타났다.
이는 관측 상황과 관측의 실재성만 고려한 육각 프리즘 실험은 예비교사들의 달무리 현상 이해에 도움을 주지 못한 반면 관측 상황, 입자의 개수, 관측의 실재성을 고려한 코로나 예시현상 실험은 예비교사들이 코로나 현상을 이해하는데 큰 도움을 주는 것으로 볼 수 있다. 따라서 학생들에게 자연 현상에 대한 이해 및 탐구를 목적으로 실험을 개발할 때는 관측 상황, 입자의 개수, 관측의 실재성을 고려해야 한다.
무지개, 달무리, 코로나는 실생활 속에서 흔히 접할 수 있고 특히 무지개는 교과서에 수록되어 있어 우리에게 매우 친숙한 자연현상이다. 그럼에도 불구하고 연구에 참여한 대부분의 예비교사들의 이해 수준이 낮다는 점은 문제가 있다고 생각할 수 있다. 그러나 연구 과정에서 세 현상과 관련된 실험을 통해 예비교사의 이해도가 향상되고 상과 빛에 대한 과학적인 개념이 형성됨을 확인할 수 있었다. 그러므로 자연을 과학적으로 탐구하거나 이해하는 능력 배양이라는 교육 목표를 달성하기 위해서는 자연 현상에 관한 다양한 실험 개발과 더불어 이에 관한 많은 연구 및 교재 개발에 힘써야 할 것이다.
본 연구에서 개발한 코로나 예시현상 실험은 코로나라는 복잡한 자연현상을 실험실에서 탐구하고 그 원리를 간단하게 설명할 수 있게 하는 실험으로 학생들에게 물리에 대한 호기심을 끌기에 충분하다. 또한 파동 광학 영역에 속하는 내용으로 기하 광학 영역에 치우쳐 있는 현행 교육 과정에서 학생들이 빛의 파동성을 인지하게 할 수 있는 적절한 주제의 실험이라 할 수 있다. 따라서 빛의 파동성에 의한 현상인 회절과 코로나 현상을 이해하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대하는 바이다.초 록 ⅰ
목 차 ⅳ
표 목차 ⅵ
그림 목차 ⅸ
1. 서 론 1
1.1. 연구의 동기와 필요성 1
1.2. 연구의 목적 및 문제 3
1.3. 용어의 정의 4
1.4. 연구의 한계 7
2. 이론적 배경 및 선행연구 8
2.1. 무지개, 달무리, 코로나의 이론적 배경 8
2.2. 무지개, 달무리 이해의 과학사적 고찰 25
2.3. 빛의 입자 모형과 파동 모형 28
2.4. 선행 연구 33
2.5. 2009 개정 교육 과정 빛 단원 내용 49
3. 연구 방법 61
3.1. 연구 대상 및 연구 방법 61
3.2. 연구 절차 74
3.3. 검사 문항 77
3.4. 문항 분석틀 89
4. 연구1: 무지개, 달무리, 코로나 이해수준 93
4.1. 예비교사들의 이해수준 93
4.2. 낮은 이해수준의 원인 111
4.3. 결과 121
5. 연구2: 달무리, 코로나 실험 수업의 효과 128
5.1. 달무리, 코로나 관련 실험 개발 128
5.2. 실험 수업 방법 및 효과 144
5.3. 결과 152
6. 요약 및 결론 154
6.1. 요약 154
6.2. 결론 및 시사점 156
참고문헌 158
Abstract 171
부록 173Docto
Growth and characterization of high quality ZnO thin films using metalorganic chemical vapor deposition
No full text학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 물리·천문학부(물리학전공), 2011.2. 이규철.Maste
Apparatus and method for controlling cache coherence in virtualized environment based on multi-core
No full text본 발명은 멀티-코어 기반의 가상화 환경에서 캐쉬 일관성을 제어하는 장치, 방법 및 그 방법을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 캐쉬 일관성 제어 방법은, 가상 머신의 가상 프로세서와 상기 코어들 간의 매핑 정보 및 페이지의 공유 여부를 나타내는 상태 정보를 생성하고, 캐쉬 미스의 발생이 감지되면 매핑 정보 및 상태 정보를 이용하여 캐쉬 미스가 감지된 데이터에 대해 가상 머신에 의한 페이지 공유 여부를 검사하며, 검사 결과에 따라 동일한 가상 머신에 속한 가상 프로세서들이 매핑된 코어를 고려하여 선택적으로 일관성 메시지를 전송한다
Apparatus and method for controlling memory access in virtualized system
No full text본 발명은 가상화 시스템에서 메모리 접근을 제어하는 장치, 방법 및 그 방법을 기록한 기록매체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 메모리 접근 제어 방법은, 하이퍼바이저가 특정 메모리 영역에 대한 접근을 요청하는 경우, 이러한 접근 요청에 따라 메모리 영역이 가상 머신에 의해 점유되어 있는지 여부를 검사하고, 검사 결과에 따라 메모리 관리부가 선택적으로 하이퍼바이저의 메모리 접근을 허가하며, 하이퍼바이저는 메모리 관리부에 의한 메모리 접근 허가 없이는 메모리 영역에 대한 직접적인 접근이 거부된다
HETEROGENEOUS ISOLATED EXECUTION FOR COMMODITY GPUS
No full text하드웨어 보안 기술 기반 GPU 컴퓨팅 보호 기법이 개시된다. 일 실시예에 따른 컴퓨터로 구현되는 컴퓨팅 보호 시스템에 의해 수행되는 컴퓨팅 보호 방법은, 이종 컴퓨팅을 사용하는 환경에서 CPU 및 GPU의 데이터를 보호하기 위하여, GPU 엔클레이브(Enclave)에서 GPU MMIO 영역에 액세스하여 GPU를 관리 및 제어하는 단계를 포함하고, 상기 GPU를 관리 및 제어하는 단계는, GPU 엔클레이브를 생성하여 GPU MMIO영역을 등록하면, 상기 GPU 엔클레이브에서 상기 GPU MMIO영역을 통해 명령을 전송하여 GPU를 단독으로 제어하고, 상기 GPU MMIO영역에 의해 액세스되는 PCIe 인터커넥트를 통하여 GPU에 대한 명령 및 데이터 경로가 보호될 수 있다
APPARATUS AND METHOD FOR GUARANTEEING COMPUTING RESOURCE IN CLOUD COMPUTING ENVIRONMENT FOR CLOUD CUSTOMER
No full text클라우드 환경에서 사용자에게 제공되는 가상 머신에게 요청된 컴퓨팅 자원이 할당되었는지 여부를 검증하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 공증 서버는 사용자로부터의 자원 할당 요청 및 자원 할당에 대한 검증 요청을 각각 수신한다. 클라우딩 컴퓨터 서버는 사용자에게 클라우드 서비스를 제공하는 가상 머신을 실행하고, 자원 할당 요청에 의해 요청된 자원을 가상 머신에게 할당한다. 클라우드 컴퓨팅 서버는 자원 할당 요청에 의해 요청된 자원이 가상 머신에게 할당되었는지를 검증하는 검증 모듈을 실행한다. 검증 모듈은 클라우드 컴퓨팅 서버의 모든 컴퓨팅 자원에 접근할 수 있는 시스템 매니지먼트 모드에서 실행된다
APPARATUS AND METHOD FOR ACCELERATING CRITICAL SERVICE IN VIRTUALIZED SYSTEM
No full text본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 복수의 가상 머신(Virtual Machine)이 통합된 통합 시스템의 동작 방법은 복수의 가상 머신 중 적어도 하나의 긴급한 서비스(critical service)를 탐지하는 단계, 상기 탐지된 긴급한 서비스를 가속화하기 위한 마이크로 슬라이스된 풀(Micro-sliced Pool)을 설정하는 단계, 및 상기 설정된 마이크로 슬라이스된 풀에 상기 탐지된 긴급한 서비스에 대응하는 가상 CPU(virtual CPU)를 마이그레이션하는 단계를 포함할 수 있다
System and method of reducing traffic among multi-cores used to meet cache coherence
No full text본 발명은 멀티 코어들 간의 통신량을 감소시키는 시스템에 관한 것으로서, 가상 메모리의 가상 페이지와 물리 메모리의 물리 페이지 간의 관계 및 상기 물리 페이지가 둘 이상의 코어에 의해 공유되고 있는지에 대한 공유 정보를 포함하는 페이지 테이블을 관리하는 운영체제; 상기 가상 페이지와 상기 물리 페이지 간의 관계 및 상기 가상 페이지와 상기 공유 정보를 포함하는 변환 참조 버퍼; 및 상기 페이지 테이블에 기록된 상기 가상 페이지와 상기 물리 페이지 간의 관계 또는 공유정보를 상기 변환 참조 버퍼에 기록하는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하며, 필요하지 않은 코어들 간의 통신으로 인해서 발생하는 시스템의 성능 하락 및 전력 소모를 최소화할 수 있다
