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측정불확도 시험 예제 및 해답

【1차 기출문제】명목값이 100mm인 Gauge Block을 표준기로 사용하여 마이크로메타를 교정할 때 다음 조건을 고려하여 확장불확도(U)를 구하십시오- 다 음 -ㅇ 표준기의 반복측정 Data(mm) : 100.011, 100.012, 100.013ㅇ Gauge Block 의 교정성적서 내용 : 100mm±0.8㎛tolerance limite = ±0.8㎛ㅇ 마이크로메타의 최소눈금(Digital) : 1㎛ㅇ 다음 불확도 성분은 무시함(실제는 고려해야 함)- 마이크로메타 계측면의 평행도, 측정압 등 기계적 요인- 마이크로메타와 Gauge Block 과의 온도차이 등* 본 예제는 불확도의 연습용으로 작성된 것임E=l_i - l_s + L_s bara DELTA t+R+M----------- ①여기서l_i= 측정값l_s= 표준기값 Ls = 표준기의 명목값bara= 표준기와 측정기의 평균 열팽창계수Δt = 표준기와 측정기의 온도차이R = 눈금분해능M = 측정압력, 측정면의 평행도 등 기계적 오차E = 측정값의 오차(Error)불확도 요약(Uncertainty Budget)123456불확도성분추정값표준불확도확률분포감도계수불확도기여량자유도Al_i100.012mm0.58㎛N10.58㎛2Bl_s100.000mm0.46㎛4각형-1-0.46㎛∞CR00.29㎛4각형10.29㎛∞DE0.012mm---0.79㎛7Error of Indication = 0.012mm±1.92㎛U=K?U_c (E)=2.43 TIMES 0.79㎛=1.92㎛(K=2.43, 95% 신뢰수준)【1차 기출문제 풀이】A1 : 100.012 mmbarx = (100.011 + 100.012 + 100.013) TIMES {1} over {3} = 100.012mmA2 : 0.58㎛V(x_i ) = {1 } over {n-1 } SUM from { {i }=0} to 3 (x_i - barx ) ^2= {1} over {3-1}[ {(100.011-100.012)^2 + (100.012-100.012)^2 + (100.013-100.012)^2} ]= {1 } over {2 } [{(-0.001)^2 +(0)^2 + (0.001)^2 }]= {1 } over {2 } (1 TIMES 10^-6 ) TIMES 2= 1 TIMES 10^-6 mm^2S(x _i ) = SQRT {V(x_i ) } = (1 TIMES 10^-6 )^{ {1}over{2 }} = 1 TIMES 10^-3 mmS(barx) = {S(x_i ) } over { SQRT {n } } = {1 TIMES 10^-3 } over { SQRT {3 } } = 0.58㎛A3 : N 분포barx의 분포는 정규분포에 접근한다.(중심극한정리)A4 : 1① 식의 양변을l_i로 편미분하면{∂E } over {∂l_i } = 1A5 : 0.58㎛U_i (E) = ( {∂E } over {∂x_i } )U(x_i ) = C_i U(x_i )U_i (E) = 1 TIMES 0.58㎛A6 : 2자유도 = n-1 = 3-1 = 2B1 : 100.000 mmGauge Block의 교정성적서에 표기된 사항으로,Gauge Block 길이의 추정값(100.000 mm)을 의미함.B2 : 0.46㎛0.8㎛ / SQRT {3 } = 0.46㎛동 Gauge Blocks 의 교정성적서에 표기된 Tolerance limits 의 의미는 측정값의 범위에 대한 상,하한값만 주어지고 다른 정보는 없으므로 확률밀도함수는 4각형 분포로 처리함.B3 : 4각형 분포B4 : -1① 식의 양변을l_s로 편미분하면{∂E } over {∂l_s } = -1B5 : -0.46㎛ (A5 설명 참조)B6 :INFB형 평가에 의해U(x_i)가 추정되었을 때 자유도 Vi 는 다음과 같다.V_i ? {1} over {2} {U( x_i ) ^2} over { sigma [U( x_i ) ]^2 } ? {1 } over {2 } [ { DELTA U( x_i ) } over {u(x_i ) } ]^-2 } ? {1} over {2} ( {100 } over {R })^2R의 의미는 표준불확도 또는 추정범위의 한계 값이 그 값으로부터 ±R%까지 벗어날 수 있음을 의미 함.따라서 Gauge blocks의 두께에 대한 Tolerance limit가 ±8㎛ 이므로, R = 0% 가 된다.∴ V_i = {1 } over { 2} ( {100 } over { 0} )^2 = INFC1: 0눈금을 읽을 때 오차의 추정값(평균값)은 0 이다.C2 : 0.29 ㎛0.5/ SQRT {3 } = 0.29㎛Digital식 계측기의 눈금 분해능은 tolerance limit가 최소눈금(1㎛)이며 다른 정보는 없으므로 4각형 분포로 처리함.C3 : 4각형C4 : 1①식의 양변을 R로 편미분하면{∂E } over {∂R } =1C5, C6 설명은 B5, B6 참조D1 : 0.012 mm①식에서 E =l_i-l_s= 100.012 - 100.000 = 0.012 mmD5 : 0.79 ㎛U_c^2 (E) = SUM from { {i }=1} to n ( {∂U } over {∂x_i } )^2 (U(x_i ))^2=[ (0.58)^2 + (-0.46) ^2 + (0.29)^2 ]U_C (E) = 0.79 ㎛D6 : 7V_eff = {U_C^4 (y) } over { SUM from { {i }=1} to n {[C_i U( x_i )] ^4 } over {V_i } }= {(0.79) ^4 } over { {(0.58) }^4 over {2 }+ {(-0.46)^4 } over {∞ } + {(0.29)^4 } over {∞ } } = 6.9 ≒ 7주의사항 : 합성표준불확도 구성요소 중 2개의 4각형 분포에 의한 요소의 점유율이 높을 때는 최종 분포가 정규분포가 아니고, 사다리꼴(trapezoid)이므로 별도의 계산이 필요할 수도 있음.

기타| 2009.01.15| 6페이지| 1,500원| 조회(7,250)

불확도, 측정기, 측정불확도, KOLAS, 표준기

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[전기공학] PQ 제어

Control of Active Power and Reactive PowerActive Power and Frequency Control- 임의의 점에서 유효전력의 변화는 시스템 전반에 걸쳐서 주파수 변화를 가져오므로 조 속기를 통하여 주파수 제어를 한다.● Fundamentals of Speed Governing조속기의 가장 기본적인 원리는 그림1과 같이 나타낼 수 있다.{Fig. 1 Generator supplying isolated load▶ 부하변동에 따른 발전기응답부하가 변동하면, 발전기의 전기적 토크가 변하게 된다. 이는 기계적 토크와 전기적 토크 사이의 불평형을 초래하며, 결국 swing equation[1]에 따라서 주파수변동을 일으키는 원 인이 된다.{Fig. 2 Transfer function relating speed and torques부하와 주파수의 관계특성을 연구하기 위해서는, 토크로 표현하는 것보다 기계적, 전기적 출력으로 나타내는 것이 편리하다. 그러므로, 토크를 전력으로 표현하기 위하여 전력과 토크와의 관계를 살펴보면 다음과 같다.{P ``=``omega_r `T(1-1)초기값(밑첨자 0로 표기)으로부터 작은 편차(△로 표기)를 고려하면 다음과 같이 쓸 수 있다.{&P ``&=``P_0 `+` DELTA `P #&T ``&=``T_0 `+`DELTA `T #& omega_r ``&=``omega_0 `+` DELTA ` omega_r(1-2)(2)식을 (1)식에 대입하면,{P_0 `+`DELTA `P ``=``(omega_0 `+`DELTA` omega_r `)`(T_0 `+`DELTA`T`)(1-3)여기서, 고차항을 무시하면,{DELTA `P ``=``omega_0 `DELTAT `+`T_0 `DELTA`omega_r(1-4)그러므로,{DELTA `P_m `-`DELTA`P_e ``=``omega_0 `(DELTAT_m `-`DELTAT_e `) `+`(T_{m`0} `-`T_{e`0} `)`DELTA`omega_r(1-5)가 된다. 여기서, 정상상태에서는 전기적 토크와 기계적 토크가 같고 각속도는 1[p.u.] 이므로,{DELTA`P_m `-`DELTA`P_e ``=``DELTA`T_m `-`DELTA`T_e(1-6)가 된다. 그러므로, 그림 2를 △Pm과 △Pe로 표시하면 그림 3과 같다.{그림 3 Transfer function relating speed and power▶ 주파수변동에 따른 부하응답일반적으로, 전력계통에 있어서 부하는 다양한 전기기기로 이루어져 있다. 전등이나 가열 기구와 같은 순저항부하는 주파수에 독립적이지만 , 휀이나 펌프와 같은 모터부하는 주 파수 변화에 의한 전력변화에 의하여 모터속도가 변화하게 된다. 이와 같은 부하들의 전 반적인 주파수의존특성은 다음과 같이 나타낼 수 있다.{DELTA `P_e ``=``DELTA`P_L `+`D`DELTA`omega_r(1-7)여기서, △PL = non-frequency-sensitive load changeD△ωr= frequency-sensitive load changeD = load-damping constant부하 댐핑의 영항을 포함한 시스템 블록 다이어그램은 그림 4와 같다.{Fig. 4 system block diagram including the effect of the load damping이를 간소화시키면 그림 5와 같다.{Fig. 5 simplified form of system block diagram조속기가 없는 경우에, 부하변동에 따른 시스템응답은 관성정수와 댐핑정수에 의해서 조사될 수 있다.▶ 조속기 제어조속기 제어는 그림 6과 같이 정상상태의 폐루프 제어회로에서 적분기를 추가함으로써 얻을 수 있다.{Fig. 6 Governor with steady-state feedback그림 6의 전달함수는 그림 7의 형태로 간소화시킬 수 있으며, 이러한 조속기는 게인이 1/R인 비례제어기로서 나타낼 수 있다.{Fig. 7 Block diagram of a speed governor with droopR값은 그림 8과 같이 정상상태 속도와 발전기의 부하특성에 의해서 나타낼 수 있다.{Percent ````R ``&=``{percent ```speed```or```frequency```change} over {percent ```power```output```change}`times`100 ##&=`` LEFT ( {omega_{N`L}`-`omega_{F`L}}over{omega_0} RIGHT ) `times`100여기서, ωNL = steady-state speed at no loadωFL = steady-state speed at full loadω0 = nominal or rated speed예를 들면, 5%의 조정은 5%의 주파수변동이 밸브포지션이나 출력전력을 100% 변화시킨다는 것을 의미한다.{Fig. 8 Ideal steady-state characteristics of a governor with speed droopSwing Equation표 1 직선계와 회전계의 관계{Linear MotionRotationQuantitySymbol/EquationMKS unitQuantitySymbol/EquationMKS unitLengthsmeter (m)Angulardisplacementθradian (rad)MassMkilogram (kg)Moment ofinertia{J`=` INT r^2 dmkg·m2Velocity{v`=`ds`/`dtmeter/second(m/s)Angularvelocity{w `=`d theta `/`dtrad/sAcceleration{a`=`dv`/`dtm/s2Angularacceleration{alpha `=`dw `/`dtrad/s2Force{F`=`M`anewton (N)Torque{T `=`J`alphanewton-meter(N·m) or J/radWork{w`=` INT F`dsjoule (J)Work{W`=` INT Td thetaJ, or W·sPower{p`&=`dW`/`dt`#&=`Fvwatt (W)Power{p`&=`d`W`/`d`t #&=`T` omegaW기계적 토크(Tm)와 전기적 토크(Te) 사이에 불평형이 발생하면, 가속토크(Ta)는 다음과 같이 정의할 수 있다.{T_a ``=``T_m `-` T_e(1)·Tm 〉Te : 가속(accelerating)·Tm 〈Te : 감속(decelerating)이는 'law's of rotation'으로부터 다음과 같이 쓸 수 있다.{J `{d^{2} theta _m}over{dt^{2}}``=``T_a ``=``T_m `-`T_e(2)여기서, {J: 원동기의 결합관성정수{theta_m: 고정자와 회전자 사이의 위상각우리는 동기속도와 관련된 회전자 속도에 관심이 있기 때문에 {theta_m을 동기속도와 관련하여 정리하면,{theta _m ``=``w_sm `t`+` delta_m(3)여기서, {delta_m: 외란이 발생하기 전 t=0에서의 회전자 위치식 (3)을 이용하여 회전자 각속도를 구하면,{w_m ``=``{d `theta_m}over{dt} ``=``w_ms `+`{d `delta_m}over{dt}(4)또한, 회전자 가속은{{d^{2} `theta_m}over{dt^{2}} ``=``{d^{2} `delta_m}over{dt^{2}}(5)그러므로, 식 (2)와 식 (5)를 이용하여 식 (6)을 얻을 수 있다.{J `{d^{2} delta _m}over{dt^{2}}``=T_m `-`T_e(6)여기서, 양변에 ωm을 곱하면{J `omega_m{d^{2} delta _m}over{dt^{2}}``=omega_m `T_m `-`omega_m`T_e(7)각속도에 토크를 곱하면 전력이 되기 때문에, 위의 식을 다시 정리하면 다음과 같다.{J `omega_m{d^{2} delta _m}over{dt^{2}}``=``P_m `-`P_e(8){J`omega_m은 관성정수라 불리우며, 이를 {M으로 재정의 하자. 이는 회전기의 동력에너지 {W_k와 관계가 있다.{W_k ``=``1 over 2 `J `omega_m ^{2} ``=``1 over 2 M `omega_m(9)또는{M ``=``{2W_k}over{omega_m}(10)비록 {M은 관성정수지만, 회전자 속도가 동기속도를 벗어나면 일정하지 않다. 여하튼, {omega_m은 시스템이 불안정상태가 되기 전에는 큰폭의 변화는 없으므로 {M은 식 (11)과 같이 나타낼 수 있으며 일정하다고 간주한다.{M ``=``{2W_k}over{omega_sm}

공학/기술| 2002.12.03| 6페이지| 1,000원| 조회(889)

Power Quality, control, PQ, 전력품질, active pow..

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21세기창의성교육의방향 평가A+최고예요

21세기 창의성 교육의 방향{창의성 교육{{21세기 창의성 교육의 방향{1. 머리에{세기 사회는 첨단기술의 발달과 정보화·세계화·개방화·다원화가 가속화됨으로써 산업환경의 획기적인 변화와 지식 인적자본의 창출을 위한 무한경쟁이 극심해지고 있는 상황이다.새로운 가치관과 지식, 그리고 과학기술은 21세기형 정신문화와 물질문명을 탄생시키고, 이는 새로운 인류의 생활양식으로 정착될 것이다. 오늘날은 하루가 다르게 변하고 가속도가 붙어 가히 불확실성 시대를 실감케하는 것이 사실이다.한국미래학연구원 자료에 의하면 2005년경에는 정보화사회가 질적으로 발전해 지식사회가 본격적으로 부각되고 2020년경에는 지식사회가 성숙되리라고 전망하고 있다.이에 오늘날 우리 교육도 창의성교육과 인성교육을 양대 축으로 하는 교육개혁을 통하여 미래를 살아갈 학생 개개인이 급변하는 사회에 능동적으로 대처하면서 보람있게 살아갈 수 있는 능력을 기르는 새로운 교육의 활로를 여는데 더 큰 관심을 쏟지 않을 수 없게 되었다.창의성 교육이란 결코 근래에 대두된 교육적 과제는 아니다.인류 역사가 시작된 이래 인간생활의 한 부분으로 여겨져 온 교육은 언제나 보다 새로운 것, 더 편리한 것, 더 좋은 것을 추구해 왔고, 이러한 새로운 변화의 욕구 속에서 문명이 발전되어 왔으며, 그 과정에서는 항상 인간의 창의성이 밑바탕에 깔려 있었던 것이다.우리 나라 역사를 보더라도 조선시대에 화약을 발명한 최무선, 거북선을 만든 이순신 장군 등 그 시대상황을 앞질러 새로움을 창조한 위인들을 비롯하여 생활 속에 스며있는 슬기와 창조의 증거들이 얼마나 많은가?21세기는 지식기반사회요, 고도 정보화사회이며 무한경쟁의 사회이다.정보화와 지식기반사회의 경쟁력은 곧 창의력이다.창의력이 있어야 경쟁력있는 지식산업을 발전시킬 수 있을 뿐 아니라 문화사회를 주도할 수 있으며, 이것은 인간 개개인의 생존력과 국가경쟁력을 키우는 지름길인 것이다.이제 평범한 인재는 이 시대를 살아가기가 점점 어려워지게 되었다.그러므로 창의성교육은 개인과 국가의으로 여겨왔다. 지식은 지혜와 창의성을 기르고 문화와 문명을 발달시키는 원동력이 되기 때문이다.지식의 한자어를 풀이하면 무엇인가를 알고 있는 것 을 의미하며, webster 사전에서는 지식을 알고 있는 사실이나 조건 이라고 정의하고 있다. 보다 구체적으로 설명하면 지식은 알려진 사실을 적용하거나, 그런 사실로부터 추론되거나, 건전한 기초에 바탕을 둔 진리로써 받아 들여진 아이디어를 적용하는 것 이라고 할 수 있다.한편 Drucker에 의하면 현대적 지식의 의미는 전통적인 의미와는 상당히 다른 의미로 변화하고 있다고 하였다. 즉 과거에는 지식이 존재에 적용되는 것이었으나, 현재에는 행동에 적용되고 있다는 것이다.이 의미는 실천적 지식 을 강조하는 것이며, 그래서 유용성이 없는 지식은 죽은 지식, 쓸모없는 지식으로 생각하고, 일하는 방법을 끊임없이 개발, 개선하거나 혁신해서 부가가치를 높이는 행위 를 지식으로 보는 것이다.또한 지식이 과거에는 사유재였지만 오늘날에는 공공재가 되었기 때문에 지식의 창출과 축적, 그리고 활용 등이 더욱 강조되게 되었다.매일경제 지식프로젝트팀이 펴낸 지식혁명보고서(매일경제 지식프로젝트팀 편, 1999) 에서는 지식을첫째, 기초지식이나 순수학문, 경제경영학과 같은 이론적 지식둘째, 데이터베이스나 기술특허와 같은 실용적 지식셋째, 현장경험과 노하우 등세 가지로 나누고, 이 세 가지가 합쳐져야 비로소 실질적으로 활용할 수 있는 지식이 된다. 고 제시하고 있다.미국의 엔터프라이즈 디자인의 로버트 던햄 사장은 지식과 정보의 차이를 구별하는 의미에서 지식을 행동하는 지식 이라고 정의한다.무한 경쟁시대에 필요한 지식은 행동하는 지식 이어야 한다. 개인의 머리 속에 혹은 서고에 보관되어 있는 지식은 필요가 없다. 현실 속에서 활용할 수 없는 지식은 아무리 많은 양을 보유하고 있어도 죽은 지식일 뿐이다.그러므로 이제 우리 교사들의 지식관도 바꾸어야 하고, 우리 학생들에게는 실천적 지식 , 행동적 지식 을 습득할 수 있도록 지도해야 한다.첫째, 새로운 개별학습, 팀학습, 발표와 토의, 실험·실습, 모의연습 등을 통하여 학생들 스스로 암묵지 를 형성하게 하여 이를 표출하고, 통합하고, 가공하고, 적용하는 일이 모든 교수-학습활동의 주된 흐름이 되도록 하며, 이러한 과정을 통하여 학생들 스스로 지적 자산과 창의적 능력을 기를 수 있게 해 주어야 한다.셋째, 교수-학습 활동은 주로 추상적·상징적인 지적 암묵지 를 형성하는 반복적인 과정이므로 교수-학습 과정에서 추상적·상징적 요소가 핵심적인 역할을 할 수 있도록 해야 한다. 이와 같은 추상적 지식은 학생들의 창의력을 개발하는 기반이 되는 것이다.나. 지능의 다양성을 존중하자.전통적으로 지능은 학교에서 얼마나 좋은 학업성적을 얻는가에 결정적인 영향을 주는 것으로 여겨왔으며, 항상 학교와 사회에서 요구하는 분야와 학문의 차원에서 정의되어 왔다.그러나, 근래에 와서 Gardner는 지능에 대한 새로운 시각에서 다중지능 이론 을 펼친 바 있다. (김명희 서, 1998, pp.25∼62)'다중지능 이론 에서는 지능을 특정문화권에서의 중요한 문제해결 능력, 혹은 문화적 산물을 창출해내는 능력이라고 본다.이는 전통적인 심리측정 이론에서 일반요인에 해당하는 언어적 지능과 논리-수학적 지능을 중심으로 인간의 지적능력을 이해하는 것에서 벗어나려는 것이며, 지능을 문화적으로 상대적 관점에서 보려는 것이다.다중지능 이론 에서 제시하는 7가지 지능은 음악적 지능, 신체-운동적 지능, 논리-수학적 지능, 언어적 지능, 공간적 지능, 대인관계 지능, 개인이해 지능들로서 특히 지능의 독립성과 동등성을 강조하고 있다.또한 개인마다 지니고 태어나는 지능 구성은 다를 수 있으며, 이를 바탕으로 개개인마다 다른 지능이 계발된다고 보는 것이다.다중지능 이론 은 지능의 다원성을 인정하여, 획일적인 관점에서 볼 때 무시되기 쉬운 개개인 학생의 잠재력을 키워주고, 그들이 가지고 있는 강점을 최상의 수단으로 이용해서 문제를 해결할 수 있도록 한다는 것이 큰 시사점이다.이렇게 볼 때, 창의성교육의 한 접근 방경은 결코 특정한 부호체계를 습득시키는데 적절하지 못하기 때문이다.또한 지능을 발휘시키기 위한 수업의 역할은 학생들의 발달궤도에 따라 변화하기 때문에-예컨대 천연적 지능은 생후 1년간 가장 뚜렷하게 발달하고, 그 후 다른 각도를 통해서 지능의 발달이 나타남- 구체적인 교수방법은 지능의 발달궤도에 준하여 진단하고 구안·적용해야 한다.여기에서 우리는 왜 개별화된 교육이 필요한가에 대한 답을 찾을 수 있다.학생 개개인은 상당히 다른 정신을 가지고 있으므로 교육은 이러한 개인의 다양성을 수용할 수 있는 체제를 갖추어, 학생 개개인의 지능 구성을 진지하게 고려함으로써 그들의 교육적 성취를 높일 수 있는 모형을 찾아 적용하여야 한다.개별화된 교육체제에서의 교사는 학생들이 가지고 있는 장점이나 약점, 독특한 성향 등을 정기적으로 평가하여 그에 대한 정보를 제공하고, 학생들이 소유하고 있는 지적 구조에 근거하여 어떠한 교육내용을 선택해야 할 것인가와 선택한 교육내용을 어떻게 학습할 것인가를 안내해주며, 학습의 장(場)을 넓혀 학생들의 지능 구성에 적합한 활동을 할 수 있는 기회를 제공해 주는 역할을 해야 한다.지능에 대한 종래의 고정관념에서 탈피하여 지능의 다원성에 기초한 개별화 교수-학습으로 창의성을 계발하는데 관심을 쏟아야 할 것이다.다. 창의적 기법을 융통성있게 활용하자.그간 창의성에 관해서는 많은 기법들이 소개되어 연구되고 적용되어온 것은 사실이다.예컨대 창의적 사고의 기법으로 윌러스의 4단계 모형, 녹색사고모자기법, Brainstorming, SCAMPER, Synectics, 형태기법, PMI, kj법 등에 관한 것들이다.박병기(1998)는 창의적 기법과 관련하여 아이디어 생성을 위한 단서가 체계적으로 주어진다면 아이디어 생성은 더 이상 막막한 과제가 아니라, 새롭고 재미있는 세계를 여는 경험의 시각으로 변할 수 있을 것이다. 라고 전제하고 그 기법들은 1 아이디어 산출 틀을 활용하지 않는 기법, 2 기존의 아이디어 산출 틀을 활용하는 기법, 3 새로운 아이디어 산출 → 아이디어 선택의 단계를 거치도록 하였다.둘째, 기존의 아이디어 산출 틀을 활용하는 기법으로는 SCAMPER와 CREATIVITY를 제시하면서, 점검목록을 효과적으로 적용하기 위해서는 활용상의 융통성을 유지하여야 하며, 아이디어 산출의 절차는 점검목록의 선택 → 점검목록에 의한 분석 → 아이디어 산출의 3단계 과정으로 설정하였다.셋째, 새로운 아이디어 산출의 틀을 형성하여 활용하는 기법으로는 연상기법과 분석기법을 제시하였다. 연상기법은 무작위 연상기법과 유추연상 기법으로 나뉘는데, 무작위 연상기법은 문제와 직접적으로 관련없는 정보를 사용함으로써 기존의 사고방식 또는 인지과정의 정형화된 유형을 깰 수 있는 기법이고, 유추연상 기법은 어떤 추상적 개념에 관한 아이디어 산출에 있어서 구체적인 현상을 유추하여 활용할 수 있는 기법으로, 유추의 나열 → 유추의 연상 → 아이디어 산출의 단계를 거친다.분석기법은 요소분석 기법과 형태분석 기법으로 나뉘는데, 요소분석 기법은 아이디어를 산출할 대상의 속성을 열거한 다음, 열거된 각 요소를 자극하여 아이디어를 산출하는 기법으로, 속성의 열거 → 속성특성의 열거 → 아이디어 산출의 절차를 밟는다.형태분석 기법은 상품디자인, 기술적 혁신, 시장조사, 사회문제 분석 등 다양한 영역에서 사용되어지는 것으로서, 속성차원의 선택 → 하위 속성의 열거 → 조합형태의 검토 → 아이디어 산출의 단계를 거친다.이러한 기법들은 각급 학교에서 학생들이 학습하거나 활동하는 과정에서 적절히 선택하여 활용함으로써 학생들의 창의적 성향과 태도를 함양하는 데 큰 도움을 줄 것으로 본다.일반적으로 지식과 독창성, 민감성, 유창성, 융통성, 정교성, 상상력 등을 창의적 능력의 범주에 포함시키고 있다. 이러한 능력은 특설시간을 설정하여 특별히 지도하는 경우도 있을 수 있으나, 제7차 교육과정의 기본방향에서도 제시하였듯이 모든 교과학습 활동과 그 외의 교육활동에서도 창의성을 높이기 위한 관련활동은 얼마든지 가능한 것이므로 학습이나 활동의 주제에 따라 다양한다.

교육학| 2001.07.10| 6페이지| 1,500원| 조회(830)

교육, 지식, 21세기, 창의성

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부영양화에 대하여

부 영 양 화생활하수를 비롯한 각종 하수가 해양으로 유입되는 경우, 배출물 속의 다량의 유기물질로 인해 해수는 영양과다 상태가 되기 쉽다. 이것을 부영양화라고 한다. 부영양화는 자연스런 과정이어서 많은 수역에서 유익하게 작용할 수도 있다. 폐 쇄된 수역에서 부영양화는 생산을 자극한다. 그러나 생산량이 그 수역에서의 다 른 이용가치와 조화를 이루지 못할 정도로 증가할 경우에는 문제가 된다. 수역 내에서 식물 플랑크톤이나 대형 식물이 과다하게 발생하면 물이 혼탁해지고 부 패하게 되며 악취를 풍기게 된다. 물 표면을 플랑크톤이 덮어 햇빛이 차단되면 해조류와 같은 수생식물이 죽게 된다. 부영양화 정도가 심한 수역은 산소농도의 변동 범위가 훨씬 넓기 때문에 해수 중의 산소농도가 급격히 감소할 때 주변 동· 식물들이 대규모로 떼죽음을 당할 수 있다. 부영양화된 수역에서 특정 생물이 번 식하게 되면 종간의 먹이와 공간에 대한 경쟁이 크게 증가하기 때문에 빈영양수 역에 비해 종의 다양성이 훨씬 낮아진다부영양화된 수역에서 물리, 화학적인 환경요인이 적절한 수준으로 조성되면 식 물플랑크톤이 이상 대증식을 일으켜 해수의 색을 변화시키는데 이를 일반적으로 적조라고 한다. 원인 생물종에 따라 흔히 붉은색, 녹색, 갈색으로 변하는데 이를 각각 적조, 녹조, 갈조라고 부른다. 적조를 일으키는 플랑크톤은 주로 편모조류와 규조류 등 식물 플랑크톤에 속하는 종이 많다. 적조발생으로 인한 생태계의 영향은 다음의 4 가지로 정리할 수 있다. 첫째, 대량의 플랑크톤이 발생하여 일정 기간이 지나면 대량으로 폐사한다. 이에 따라 해수 중에 유기물질의 양이 크게 증가하고 세균의 활동이 왕성해져 복잡한 분해작용이 진행된다. 이 때 많은 양의 산소를 소 모하게 되어 해수 순환이 활발하지 않은 여름철에는 바다 밑의 산소가 거의 고갈 상태에 이르게 된다. 무산소 환경은 어류 및 저서 생물에 치명적인 피해를 주기 때문에 저서 생태계 파괴 뿐만 아니라, 양식장이 밀집된 지역에서는 양식물이 대 량폐사하기도 한다. 둘째, 적조 원인 생물인 쌍편모조류는 특히 다량의 점액질을 세포 밖으로 분비하는 종류가 많다. 이 점액질이 플랑크톤 폐사 후 다량으로 분비 되어 어패류가 호흡하는 동안 호흡기관에 부착하여 질식시킨다. 셋째, 적조생물의 폐사 후 많은 세균이 번성하면 세균 자체와 세균에 의해 분비되는 독물질이 어패 류의 치사를 일으킨다. 넷째, 대부분의 쌍편모조류는 다양한 유독물질을 생산할 수 있고 이 유독물질은 인간을 포함한 광범위한 동물에게 신경과 근육 장애, 호흡 장애 등을 일으키고 종류에 따라서는 수시간 내에 어패류를 치사시킬 수도 있다. 이 유독물질이 먹이사슬을 통해 인간에게 유입될 경우 마비성 패류 중독에 걸리기 쉬운데 구토, 시력상실, 경련, 심하면 사망에 이르는 증세를 보인다.우리나라 연안의 적조는 1962년에서 1970년 중반까지 주로 진해만 일대 내만에서 무독성의 규조류에 의해 발생하였다가 곧 소멸되곤 하였으나, 1980년대에는 외만으로 적조가 확산되고 기간도 장기화하는 양상 으로 변화하게 되었다. 또한 연안역의 오염이 심화됨에 따라 적조가 발생하는 해역도 전국 연안으로 확대되고 있는 추세이다. 1995년 9월 말 남해안에서 발생한 대 규모 적조는 동해안으로 확산되었고 이로 인해 양식 중이던 물고기들이 대량으로 폐사하는 사건이 발생하 였으며, 낙동강에서는 남조류의 대발생으로 녹조현상 도 나타났다.{{오염된 하천 생활하수, 공장폐수, 쓰레기로 오염된 하천가정의 생활 하수나 가축의 배설물 등이 하천에 한꺼번에 많이 유입되어 물 속에 호기물과 무기물이 증가하게 되는데, 이러한 현상을 부영양화라고 한다.호수나 연근해 등에 질소, 인 등의 영양분이 증가 하는 것. 원래 빈영양호 (貧營養湖)였던 호수에 영양물이 유입됨에 따라 수초·조류(藻類)등이 증가 하여 물이 탁해지고 호수바닥에 퇴적물이 쌓임에 따라 부영양호로 바뀌는 것을 부영양화라 한다.유기물이 지나치게 많으면 호기성 세균이 갑자기 증식하여 산소가 고갈되고, 혐기성 세균에 의해 불완전한 분해가 일어나 유기물이 부패됨으로써 물에서 고약한 냄새가 나고, 결국 산소 부족으로 수중 생물들이 죽게 된다. 또한 질소나 인등의 무기물이 지나치게 많으면 조류가 과다하게 증식하여 물 속의 산소가 고갈되어 물고기가 죽게 된다.자연현상으로서의 부영양화는 수천년이 걸리지만 공장폐수와 생활하수등의 유입이 심하면 20 - 30년 정도의 기간에도 부영양화가 될 수 있다. 부영양화가 진행되면 호수 근처에서는 이 물을 상수원(上水源)으로 사용할 수 없게 된다. 우리나라의 진해만, 인천 앞바다 등에서도 부영양화로 인한 적조(赤潮)현상이 나타나고 있다.{부 / 영 / 양 / 화부영양화 (Eutrophication) 란?부 영양화(富營養化)는 수질보전의 분야에서는 비교적 새로운 용어로서, 호소나 인공호에 있어서 생물학적 생산력을 표현하기 위해 사용한다. 호소는 수중의 부유물질을 제거하는 거대한 침전지일 뿐만 아니라 동식물의 생산이 행해지고 있는 거대한 반응조이다. 호소는 생물의 생산력으로 부터 빈영양호(貧營養湖), 중영양호(中營養湖), 부영양호(富營養湖)의 3종류로 분류한다.호소에 대한 인위적인 영향이 없이도 빈영양호가 중영양호로, 중영양호가 부영양호로 천천히 변화해 간다. 빈영영호는 영양염류가 부족하여 식물플랑크톤(Phytoplankton) 등의 생물의 생산이 극히 적은 상태를 말한다. 이러한 호소 주위의 하천이나 삼림으로부터 영양염류나 현탁물질이 오랜 세월에 걸쳐 계속적으로 유입 되기 때문에 호소 중의 영양염류눈 서서히 증가하게 된다. 이렇게 되면 식물플랑크톤의 증식이 활발해 지고, 또 이들을 포식하는 동물플랑크톤(Zooplankton)도 증가하게 된다. 호소의 바닥에는 현탁물질이나 생물의 유해가 축적되어 생물의 생산력이 증대되는 호소를 부영양호라 한다. 빈영양호와 부영양화의 중간 상태의 호소를 중영양호라 한다.부영양화가 극도로 진행되면 호소는 가속적으로 얕아지게 되며 호소 중에는 부엽식물, 침수식물, 호안에는 정수식물 등이 번식하여 소택지로 이행하게 되어 최종적으로는 호소가 소멸하게 된다.부영향화는 호소의 영양염류가 증가하여 생물의 생산이 많게 되는 자연현상을 표현하는 용어이지만, 현재는 인간 활동에 의한 다량의 영양염류가 수역에 유입되어 일어나는 1차 생산자의 이상증식을 나타내는 용어로 사용되고 있다. 내만의 적조의 발생, 하천에서의 부착조류의 증식도 부영양화의 결과이다. 따라서 여기서의 부영양화라는 것은 인위적인 활동에 의해서 수역에서의 1차 생산이 증대되는 현상이라고 정의한다.부영양화가 미치는 영향1. 호소에서는 "水의 華(Water bloom)" 및 담수적조(淡水赤潮)가 발생되고 내해(內海), 내만(內灣)에서는 적조가 발생되며, 하천에서는 부착조류의 증식이 증대 되어 미관상의 가치를 감소시킨다.2. 호소 및 댐호의 물을 수도원수로 사용하는 경우는 수돗물의 생산시에 여과지를 폐쇄시키고 이취미 (異臭味)의 원인으로 된다.3. 고급 어종들이 소멸되고, 경제적 가치가 적은 어류가 많아지게 되며 대량의 조류나 수생식물들이 사멸될 때 급속히 분해되어 악취를 발생하고 다량의 용존산소를 소비하게 된다.4. 증식된 조류는 수중의 대사물질로서 유기물(COD 혹은 BOD)에 영향을 믿고 또한 다른 생물에 영향을 미치는 저해물질을 생산한다. 따라서 조류가 증식되어 있을 때는 수질은 악화된다.부영양화의 영양(營養)조 류나 수생생물 등의 증식에는 무기탄소 외에 질소(N), 인(P), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 나트륨(Na), 유황(S), 칼슘(Ca) 등의 염류를 필요로 한다. 그외에 흔적량의 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 망간(Mn), 아연 (Zn), 구리(Cu) 등이 필요 할 경우도 있다. 그러나 무기탄소를 제외하면 비교적 다량으로 필요로 하는 성분은 질소와 인이다. 조류와 수생생물에 포함되어 있는 질소와 인 성분은 종류와 환경조건에 따라 약간은 다르지만 대략 건조 중량 중에 질소가 5-8%, 인 0.2-0.5% 범위로 들어 있는 것이 많다.1차 생산자인 조류나 수생생물의 영양으로 취해지는 가장 중요한 인의 형태는 오르토 인(PO 4 -P)이다. 수중에 존재하는 인은 그외에 입상의 인, 용해성 유기인들로 되어 있다. 세포나 원생동물은 대사의 과정에서 오르토 인을 방출하기 때문에 수중에 존재하는 오르토 인만을 영양으로 취급하는 것은 타당하지 않고, 또한 다른 형태의 인들도 오르토 인으로 변화될 가능성이 있기 때문에 총인을 1차 생산자의 영양으로 공급되어 진다고 생각해야 한다.水의 華( Water bloom)호 소 중에 있는 특정의 조류가 이상적으로 증식할 경우 물의 색깔이 증식된 조류 특유의 색으로 변하고, 수면에는 엷은 막 또느 괴상의 조류가 부상한다. 이러한 상태를 " 水의 華(Water bloom) "이라 한다. 이때의 조류는 편모조류, 남조류, 규조류 등의 여러 가지 종류에 걸친 조류가 이상 증식하게 되는 것이다. 그중에서 가장 문제되는 것은 남조류에 의한 "水의 華(Water bloom)"이다. 남조류가 폭발적으로 증식하면 수면에 메트 상의 스컴(scum)을 형성하여 물의 색깔이 `청록색`으로 변하게 되므로 " 녹조현상 (綠潮現狀)"이라고 한다. 이 때의 조류의 우점종으로는 Microcystis, Anabaena, Oscillatoria 등이며 호소나 댐의 담수에서 편모조류의 이상 증식은 물의 색깔을 적색 또는 갈색을 띄게 되므로 "담수적조"라고도 한다.{부영양화 방지대책1) 영양물질 유입의 억제(가) 하수처리장의 증설 및 고도처리 등으로 유역으로부터의 영양염 유입의 차단미처리 하수와 분뇨가 직접 호소나 하천으로 들어가지 않도록 하수처리장을 증설하고 유기물의 제거뿐만아니라 수중식물의 영양원이 되는 질소와 인을 제거하는 고도처리가 이루어져야한다.(나) 하수처리장 방류수를 하류로 유로변경질소나 인 등의 영양염류가 효과적으로 제거되지 않은 하수처리장의 방류수를 수류전환하여 하류로 돌림으로써 상류의 부영양화를 방지할 수 있으나 이 방법은 근본적인 문제를 해결하는 방법은 아니지만 이미 부영양화가 진행된 수체에는 효과적이다.

자연과학| 2001.07.10| 5페이지| 2,000원| 조회(557)

자연, 부영양화, 농학

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우리가 살아가는 도시 평가A좋아요

우리가 살아가는 도시는 어떠한 방향의 도시이어야 하는가?라는 질문을 던진다.1. 사람을 위한 도시도시의 정의와 역사를 살펴보면서 우리는 인간이 도시의 주체라는 사실을 더욱더 확실하게 알 수 있다. 도시는 인간 생활의 변화와 함께 변화, 발전했으며 사람들이 더욱더 윤택한 생활을 하는데 도움을 주었다. 도시는 사람들이 살아가는 생활의 터전이기 때문이다. 만약 도시에서 인간이 사라진다면 그 도시는 죽은 도시이다. 아무리 많은 시설과 좋은 환경을 가지고 있는 도시라도 그곳에 사람이 살지 않으면 우리는 그곳을 도시라고 부르지 않는다. 도로, 관공서, 집, 등 이 모든 것은 인간을 위한 것이라는 말이다. 그러므로 도시의 주체는 인간이다. 그렇기 때문에 도시의 모든 계획과 행정적인 일들은 인간을 중심으로 할 수밖에 없다. 보도(步道), 걸어다니는 길이란 뜻이다. 하지만 우리 도시에서의 보도의 모습은 어떠한가? 마음대로 인도를 점거한 채 불법 주차되어 있는 차량들, 거리의 사람만큼이나 많은 노점상들, 어느새 보도는 그런 것들에 의해 점거되어져있다. 그리고 몇 년 전부터 거리의 보도는 자전거 전용도로도 같이 사용되게 되었다. 하지만 우리 청주의 자전거 전용도로는 실제로 사용하기에 너무나도 나쁘게 되어 있다. 도로가 끊기는 곳이 많은 가 하면 자전거 전용도로에 주차되어 있는 많은 차량으로 자전거는 물론 사람들도 제대로 통행하기 힘든 곳이 한두 곳이 아니다.또 우리의 보도에 대해 다른 면도 한번 보면, 우리나라의 보도는 휠체어를 타는 장애자들에게 너무나도 힘겨운 구조로 되어 있다. 턱이 너무 높아 휠체어를 타고 나온 장애자들에게 보도는 너무나도 큰 장애를 가져다 준다. 또 시각장애인을 위한 안내용 보도블록이 아직도 많은 보도에 설치되어 있지 않으며 도시 시설물에 위험요소를 제거하는 등의 노력 등이 필요하다.이런 작은 것부터 불편함을 느끼지 않는 도시야말로 사람을 위한 도시가 아닌 듯 싶다.요즘에는 조금씩 사람과 친화(親和)적인 작은 시설물들이 도시에 들어서고 있지만 아직도 보완해야 될 것들이 너무나 많이 산적되어 있다.2. 아름다운 도시교통은 어떠한가? 청주는 계획적으로 개발된 도시가 아니기 때문에 외곽지역을 제외하고 대부분 좁은 도로에 많은 차량 이런 것들로 인하여 항상 편안한 이미지를 갖지 못하고 있다. 항상 많은 차량이 지나가는 것을 보고 있다. 사람은 도시의 주체가 되어야 하지만 차량에 의해 우선권을 박탈당하고 있다. 어느새 도시는 우리에게 아름답다고 느끼기보다는 항상 바쁘게 살아가는 모습만을 보여주고 있다. 이러한 것들은 우리가 사는 도시의 모습에서 우리가 과연 아름다움을 느낄 수 있을까 하는 생각이 들기도 한다. 하지만 우리는 그러한 생각의 관점의 전환을 이루어 내야 한다. 도시의 야경을 보면서 건물이 많고 차량이 많아서 복잡하다는 생각보다 그 복잡함으로 인한 도시의 아름다움을 인식하는 것이야말로 복잡성의 긍정적인 측면을 보는 면도 우리 도시인(Citizen)에게 필요한 요건일 것이다.도시에는 많은 건축물들이 존재하고 있는데, 모든 건축물들이 아름다운 것은 아니다. 미적으로 보기에 아름답지 않을 뿐만 아니라 기능적인 측면에서도 아름답지 못한 건축들이 너무나도 많이 있다. 예를 들어, 많은 건축물들이 사람을 위한 건축물이기 보다는 급조한 듯한 인상을 풍기는 건축물들이 너무나도 많이 있다. 아름다운 도시는 사람이 살기 좋고 미적으로 아름다움을 느낄 수 있는 그러한 도시가 되어야 한다.3. 교통은 어떠한가?청주에는 많은 도로가 거미줄처럼 짜여져 있다. 하지만 많은 운전자들이 청주의 교통의 문제점을 지적하고 있다. 가깝게 충북대 근처를 보면 많은 사람들이 모여드는 반면에 주차 시설이 너무나 부족하다. 그리고 차량 증가율을 따라잡지 못하는 도로의 사정이나 주차 공간 미확보 등은 청주가 큰 도시로 발전하는데 있어서의 문제점중 하나라고 할 수 있겠다.게다가 출근 및 퇴근 시간에는 정체가 심하며 운전자로서 본 도로는 끔찍하다. 신호등 체계만 하더라도 어떤 구역에서는 연속으로 신호대기를 해야 하는 곳도 여러 곳 있으며 그로 인해 현대인의 가장 무서운 것 중 하나인 스트레스(Stress)를 받기에 충분한 것이다.교통의 흐름을 더욱 자연스럽게 유도하기 위해서는 어떠한 방법이 있을까? 물론 도로를 넓히는 것이 가장 좋겠지만 그것은 단시간에 이루어지는 것이 아니므로 정책적인 방법으로 교통문제를 해결하는 것도 좋을 듯 싶다.먼저 통행 구역을 나누는 방법이 있다. 이 방법은 진입은 할 수 있으나 구역과 구역간에는 이동이 불가능하도록 한 것이 특징이다. 반면 대중교통수단은 각 구역간을 자유로이 통행할 수 있게 하는 방법이다. 현재 시행되는 대표적 도시로는 스웨덴의 Gothenburg와 프랑스의 Besancon을 들 수 있다.두번째 많은 승객이 탄 차량에 우선권을 주는 방향이다. 이것은 교통량 증가에 대한 대처방안의 하나로 도로공간의 일정부분을 버스나, 다인승차량 등과 같이 보다 효율적인 교통수단에 전용차선을 할당해 주는 방법이 있다. 이는 도로공간을 승용차보다 효율적으로 활용하는 교통수단으로의 전환을 유도하기 위한 것이다.이러한 방법들이 모두 최우선이 방책은 아닐테지만, 현재 정체되어 있는 도심의 교통상황을 해결할 것이다.4. 막는 것이 우선?우리 주위에는 많은 금지라는 의미의 시설물들이 많이 있다. 도로에서 보면 중앙선을 침범하지 못하게 해놓은 방지턱, 과속 방지턱, 또 보도에 차량이 주차하지 못하도록 막아놓은 것들이 있다. 그러한 것들을 위해 매년 시(市)에서는 많은 세금을 그것들을 설치하는데 사용하고 있다. 하지만 과연 불법을 저지르는 사람을 막기 위해 과연 그런 것들을 설치해야 하는 것일까? 하는 의구심이 생기게 된다.5. 환경을 생각하는 도시도시가 현대화되면서 도시에서는 각종 오염물질을 뽑아내고 있다.환경 오염의 주된 원인은 첫째, 산업의 발달과 기술의 발달이다. 공장화가 추진되고 여러 가지 제품들이 만들어 졌다. 그것으로 인해 여러 공장폐수와 매연이 만들어지고 이것으로 인해 환경이 오염되었다. 그리고 자동차의 증가가 가장 심각한 환경오염의 주범이다. 자동차는 매년 높은 추세로 증가하고 있다. 자동차의 매연에서는 일산화탄소, 이산화황 등이 나오고 있다. 이것은 공기의 오염에 주범이다.

공학/기술| 2001.06.13| 3페이지| 1,500원| 조회(862)

건축, 교통, 도시, 청주

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