본 연구의 목적은 STEAM 연구학교 교사들이 개발한 STEAM 프로그램이 핵심역량을 강조 하여 개발되었는지 확인하고 STEAM 학습준거 단계에 따라 반드시 반영되어야 하는 핵심역 량을 선정하여, 실제 프로그램과의 차이를 알아보기 위함이다. 이를 위해 2015년 STEAM 연구학교에서 개발된 268개 프로그램 중 단계적 표집을 거쳐 학교 급별로 10개의 프로그램 이 선정되었다. 연구 결과 첫째, 프로그램에 제시된 핵심역량은 학교 급별로 큰 차이가 없었 으며, 비판적 사고, 문제해결은 반영 비율이 비교적 낮았고, 배려심과 책임감의 핵심역량은 거의 반영되지 않고 있었다. 둘째, STEAM 학습준거 단계에 반드시 반영되어야 할 핵심역량 으로 상황제시 단계에서는 창의적 사고와 의사소통이었다. 창의적 설계 단계에서는 융합도구 활용, 문제해결, 비판적 사고가, 감성적 체험 단계에서는 협동과 의사소통이 선정되었다. 하 지만 실제 프로그램은 이러한 핵심역량 강조가 미흡하였다. 이를 통해 본 연구에서는 STEAM 학습준거 단계에 대한 이해와 이에 따른 핵심역량의 중요성 강조 및 STEAM 학습 준거 단계별 핵심역량에 대한 추가적인 연구의 필요성을 제언하였다.

The chemical kinetics of steam reforming of polystyrene (PS) and polypropylene (PP) pyrolysis oil were studied using a ruthenium-based catalyst. The experiments were performed in a tubular flow reactor at temperatures of 530-680°C, Weight Hourly Space Velocities (WHSVs) of 0.453-7.916 h−1, and different steam and pyrolysis oil gas-phase concentrations. The activation energy of steam reforming of polypropylene oil and polystyrene oil is 136 and 142 kJ/mol, respectively. The reaction orders of polypropylene and polystyrene oils were 0.42 and 0.37, respectively. Conversions of polypropylene and polystyrene oils were 2.0-50.3 and 1.9-45.3%, respectively. Indeed, a Langmuir-Hinshelwood (LH) mechanism requiring the dissociative adsorption of pyrolysis oil and steam at two different sites on plastics appeared to be the most plausible pathway for the steam reforming reaction.

본 연구는 중·고등학생을 대상으로 미술관 기반 STEAM 아웃리치를 개발하고, 개발 한 프로그램이 학생들의 이공계 진로의 탐색에 미치는 영향에 대한 효과를 검증하였다. 프로그램은 총 4개의 주제로 2차시로 개발하였고, 부산광역시 소재 중·고등학생 162명 을 대상으로 적용한 후 그 효과를 분석하였다. 효과 분석결과 학생들이 프로그램 체험 후 이공계 진로에 대한 관심이 증가한 유의미한 차이를 보였다. 한편 이 프로그램은 학 생들에게 과학에 대한 흥미도 증진에 있어 유의하지 않은 결과가 나온 반면 ‘재미’와 같 은 친근감 및 만족도에서 유의미한 차이를 확인하였다. 본 연구결과를 토대로 미술관 기 반 STEAM프로그램이 학생들에게 과학에 대한 흥미적 요소보다 과학수업의 재미적 요 소가 과학에 대한 친근감과 만족도를 높일 수 있으며, 학생들에게 이공계 진로탐색에 영 향을 끼칠 수 있다는 것을 확인 할 수 있었다.

우리나라의 모든 석탄화력 발전소 탈황공정은 흡수재로 석회석 분말을 사용하는 습식 처리공정으로서 공정의 부산물로 FGD(배연탈황)석고가 발생하는데 석회석 분말 1kg 주입 시 약 1.5kg에서 1.7kg의 배연탈황석고가 이수석고(Calcium Sulfate Dihydrate, CaSO4･2H2O)형태로 발생한다고 알려져 있다. 배연탈황석고는 황산칼슘의 농도는 높고 불순물은 적은 편으로 품질면에서는 천연석고에 비해 크게 뒤지지 않지만 결정구조가 대부분 둥근 침상구조를 형성하고 부분적으로 판상의 결정을 나타내고 있어 천연석고처럼 수화반응에 의해 자경성(self-setting)을 가지지 못하므로 대부분 시멘트의 원료로 사용되고 그 중 일부는 석고보드에 제한적으로 활용되고 있는 실정이다. 따라서, 배연탈황석고 그 자체로만은 현재 고부가가치가 있는 원료로서는 활용되기 어려운 실정이고 대부분 천연무수석고가 사용되고 있으며 이는 고가의 수입에 전량 의존하고 있다. 이에 따른 배연탈황석고의 향후 발생량은 200만 톤을 상회할 것으로 추정할 경우 기존의 단순 재활용에서 이의 부가가치가 높은 건설재료로의 활용이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 천연석고와 시멘트를 대신하여 배연탈황석고 및 고로슬래그 미분말 등의 산업부산물을 주원료로 고강도 콘크리트 혼합재로 활용하고자, 배연탈황석고의 원시료 분석 및 배연탈황석고, 고로슬래그미분말의 혼입률에 따른 유동성, 증기양생 조건에서의 강도발현 특성 등의 물성평가를 진행하였다. 연구결과 배연탈황석고를 혼합재로 활용 시, 그 혼입률에 따라 모르타르의 유동성이 다소 감소하는 경향을 나타내었으나, 증기양생 시 초기 압축강도발현성이 우수하였으며, PHC-Pile, 박스암거 등 콘크리트 2차 제품으로 활용시 환경적･경제적으로도 그 효과가 매우 기대된다.

In construction industry, large scales of construction waste has been produced with consumption of natural resources, but its efficient reutilization has not been sufficient yet. Therefore, this study has a main objective of using high volume of recycled aggregate by investigate the effect of replacement ratio of natural coarse aggregate by recycled one on the strength of concrete.

The chemical kinetics of the steam reforming of the pyrolysis oil of polypropylene (PP) over a ruthenium-based catalyst has been examined as a function of pyrolysis oil and steam partial pressures at various temperatures. The activation energy of steam reforming over Ru/Al2O3 catalyst is 136 kJ/mol, and the reaction orders of pyrolysis oil and steam are 0.42 and 0.24, respectively. Fitting the experimental data to the Langmuir?Hinshelwood expression shows that the steamreforming reaction probably proceeds via the dissociative adsorption of pyrolysis oil and steam on two different sites.

본 연구는 과열증기처리 기술을 양파에 적용하여 불쾌취 를 저감화하고, 이를 통해 고품질 양파 가공품 개발 및 소재 화에 활용하기 위한 기초 자료를 확보하고자 과열증기처리 에 따른 양파의 휘발성 물질, 불쾌취 유발 물질과 항산화활 성, 조직감, 관능적 특성 등 품질특성을 분석하였다. 과열증 기처리에 의해 휘발성 향기성분 및 불쾌취와 매운맛의 지표 물질이 저감화됨을 확인하였다. 항산화활성 및 총 페놀성 화합물 함량은 다소 증가하는 경향을 보였으며, hardness, chewiness 등은 확연하게 감소하는 것으로 나타났다. 양파 추출액의 총 가용성 고형분 함량은 처리에 의해 전체적으로 증가하였으며 처리에 따라 기호도 점수가 높아지는것을 확인하였다. 결과적으로 과열증기 처리가 양파의 불쾌취 저감화에 효과적임을 확인할 수 있었다. 본 연구결과는 과 열증기 기술을 적용한 양파의 불쾌취 저감화 및 이를 통한 다양한 고품질 가공품 개발 및 소재화를 위한 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 판단되며, 과열증기오븐 처리 를 통해 불쾌취를 조절함과 동시에 생리활성능을 지니는 향기 성분 및 유용성분의 감소는 최소화하는 추가적인 연구 가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 해양생물이 살아갈 수 있는 환경을 조성하고 채집한 생물을 직접 기르고 관찰하 는 STEAM 프로그램을 개발하고 적용함으로서 초등학생의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결 력 및 과학적 태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 해안 조간대 조수 웅덩이에서 쉽게 찾아 볼 수 있는 ‘해양생물’을 소재로 STEAM 프로그램을 개발한 후 J도 소 재 H초등학교 6학년 학생을 대상으로 적용하였다. 실험 집단과 비교 집단으로 나누어 본 연구 에서 개발한 STEAM 프로그램과 전통적 방식의 일반 수업을 각각 적용한 결과, 과학 탐구 능 력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에서 실험 집단이 비교 집단보다 유의미하게 향상되었 다. 따라서 본 연구의 해양생물을 학습 소재로 활용한 STEAM 프로그램은 학생들의 해양생물 에 대한 관심을 향상시킴은 물론 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도 향상에 효과를 나타내어 앞으로 지역 특성이 있는 학습 자료를 활용한 STEAM 프로그램 개발이 요 구된다.

We analyzed the micro-meteorological characteristics during typical steam fog over the Gumi Reservoir of Nakdong river with the field observation data for recent 2 year(1 April 2013~31 March 2015) collected by the national institute of meteorological research, KMA. Steam fog occur when the cold drainage flows over the warm water surface. As the sensible and latent heat from water are provided to the air, the instability of lower atmosphere is increased. The resultant vertical mixing of warm, moist air near water surface and cold air aloft causes the formation of status cloud. The convection strengthened by radiative cooling of the upper part of the stratus causes the fog to propagate downward. Also, the temperature at the lowest atmosphere is increased rapidly and the inversion near surface disappear by these processes when the fog forms. The increase of wind speed is observed because the downward transportation of momentum is caused by vertical mixing.

We analyzed the characteristics of fog formation in the Gumi Reservoir of Nakdong river with the field observation data for recent 2 years (1 April 2013~31 March 2015) collected by the national institute of meteorological research, KMA. In early morning, we frequently observe the steam rising from the water surface. The fog occurs from adding water vapor into the air. We call the fog as steam fog. Steam fogs occur when cold, dry air mixes with warm, moist air above a water surface. The steam fog appears mainly in autumn under the following conditions; (1) sensible heat is positive values (10~20 W/m2), (2) latent heat is more positive values (25~35 W/m2) than sensible heat, (3) cloudless nights with light winds (about 1.5 m/s), (4) under condition(3), mountainous winds easily blows into the reservoir.

This study focused on enhancing the mechanical properties and thermal stability of bio-composites with natural agricultural residues and improving the interfacial adhesion between polymer and biodegradable agricultural residual waste fibers. To achieve this purpose, we proposed superheated steam (SHS) treatment method as a novel pre-treatment of fiber for improved of compatibility in polymer matrix. The use of SHS-treatment was investigated as a method for improving interfacial adhesion between agricultural residual waste fibers and polymer and with the goal of enhancing mechanical properties. We selected wheat straw fibers for agricultural waste fibers to improve the surface modification. Wheat Straw Fibers (WSF) was treated with SHS in order to modify its characteristics for bio-composite applications. Treatment was conducted at temperatures 200oC and 230oC for each 1 h. SHS-treated WSF was evaluated for its chemical composition, thermal stability, morphology and crystallinity. Thermal stability of the fibers was investigated using thermogravimetric analysis and found that the degradation temperature of the fibers is increased after of the SHS treatment. In addition, SHS treatment contained in the WSF reduce the rate of hemicellulose components. The WSF is polar nature of lignocellulose due to the presence of hydroxyl and carboxyl groups in cellulose and hemicellulose causes it to be incompatible with non-polar thermoplastics. SHS-treatment was found to be able to remove hemicellulose, which is the most hydrophilic and most thermally unstable component in WSF, since it has the lowest thermal resistance. Removal of hemicellulose makes the fiber less hydrophilic and this will potentially increase the compatibility of treated WSF and polymers and improves the mechanical properties and water resistance of composites.

Effects of recycled fine aggregate on the behavior of cement-based concrete were evaluated with different compressive strengths through experiments. It can be observed that recycled fine aggregate can be useful to fabricate precast concrete products in terms of having of concrete strength equivalent to natural aggregate.

본 연구는 갈대의 이용 가치성을 높이고자 수행하였으며, 갈대 부위와 증자 처리에 의한 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 이에 따른 결과는 아래와 같다. 수분은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 어린순이 뿌리 보다 높았다. 조회분은 무증자처리 시료에서는 어린순이 증자처리 시료에서는 뿌리가 높은 함량을 보였고, 조단백질 함량은 무증자처리 시료와 증자처리시료 모두 어린순이 뿌리 보다 높았다. 조지방은 무증자처리 시료에서 어린순과 뿌리의 함량이 0.67%이었으나, 증자처리 시료에서 어린순이 뿌리보다 비교적 높은 함량을 보였고, 조섬유 함량은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 어린순이 뿌리 보다 높았다. 가용성무질소물은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 뿌리가 어린순에 비해 2배 이상 높은 함량을 보였다. 유리당 총 함량은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 뿌리가 어린순 보다 높은 함량을 보였으며, 유기산 또한 유리당과 같은 경향을 나타내었다. 무기성분은 어린순과 뿌리 모두 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 Ca과 K의 함량이 높게 나타났다. 갈대의 총 유리아미노산은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 어린순이 뿌리보다 높았으며, 이 중 serine이 주요 아미노산으로 나타났다. vitamin C 함량은 무증자처리 시료에서 어린순이 61.74 mg%로 뿌리의 4.54 mg% 보다 높은 함량을 나타내었고, 증자처리 시료에서는 함량이 감소하였으나 어린순이 뿌리보다 높은 함량을 보였다. Total polyphenol 함량은 무증자처리 시료와 증자처리 시료 모두 어린순이 높은 함량을 보였다. DPPH free radical scavenging activity은 무증자처리 시료와 증자처리 시료를 비교 할 때 크게 차이는 나지 않았으나, 뿌리가 어린순에 비해 높은 활성을 보였다.

E-textiles는 학습자가 직면한 문제를 해결하기 위하여 직접 아이디어를 설계하고 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야의 지식을 융합함으로써 주변 환경과 상호작용하는 공예품을 제작할 수 있다는 점에서 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 교육에 적합한 도구이다. 따라서 본 연구에서는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육을 설계 및 적용하여 이 방법이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 실험 집단 학습자의 창의적 문제해결력이 유의하게 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히 창의적 문제해결력의 하위 요소 중에서는 자기 확신과 독립성, 확산적 사고가 유의하게 높았다. 이러한 결과는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육이 학습자의 자기 확신과 독립성, 확산적 사고 향상에 긍정적인 영향을 미쳐 창의적 문제해결력을 향상시킨 것이라 해석할 수 있다.

부추를 활용한 가용성 분말 제조에 적합한 공정 개발의 일환으로, 부추원료의 증숙처리 유무와 착즙액의 분무건조 부형제 종류에 따른 분말제품의 품질특성을 조사하였다. 생부추를 세척, 탈수, 절단 후 증숙처리(100℃, 3분)하거나 무처리한 다음 착즙하여 액을 얻고 여기에 부형제로 dextrin(DE=10)이나 β-cyclodextrin를 5% 첨가하고 분무건조하여 분말을 각각 제조하였다. 부추의 증숙처리는 착즙액 분무건조 분말의 L*값은 높게 하였지만 -a*값, b*값, C*값, ho값은 낮게 하는 효과를 보였다. 분말의 수분함량과 수용성지수는 증숙처리와 부형제의 영향을 받지 않았지만, 입자크기는 증숙처리와 dextrin 첨가구에서 가장 적은 것으로 나타났다. 분말의 클로로필, 총페놀, 비타민 C 함량은 증숙처리구보다 무처리구에서 유의적으로 높은 수준을 보였으나 부형제 종류별로는 유의적인 차이를 보이지 않았다. DPPH 유리기 소거능은 증숙처리에 의해 낮아지며 무처리구에서는 β-cyclodextrin 첨가구가 다소 높은 경향을 보였다. 증숙처리구의 관능적 색, 냄새, 종합 기호도는 무증숙처리구보다 유의적으로 높게 평가되었으며 부형제의 영향은 크게 보이지 않았다. 이로써 부추 착즙액의 분무건조 분말의 품질은 착즙 전 증숙처리의 영향을 크게 받는 것으로 확인되었고, 부추 고유의 이화학적 품질 특성유지에는 무처리가, 관능적 기호도를 고려할 경우에는 증숙처리가 유효한 방법으로 판단되었다.

Recently, many countries have been interested in waste-to-energy policy and technology due to the economic crisis from high oil price and the demands on securing the sustainable energy sources. As one of the efforts to achieve the sustainable society and maintain low impact of global warming in Korea, the act on the promotion of saving and recycling resources was enacted to implemetnt the effective reduction of waste at source level, reduce, recycling and recovery of waste to energy. Attaining an efficient recovery of waste heat in a cogeneration plant from incineration facilities is important as a resource recovery of waste to energy. In this study, the waste heat recoveries changed by reducing feed pressure in incineration conditions were analyzed. As results, changing the operating condition in steam header resulted in stable heat supply and increase of waste heat recovery.

이 연구의 목적은 중학생의 기술·가정 교과 ‘친환경적 의생활과 옷 고쳐 입기’ 단원에서 활 용 할 수 있는 STEAM 교육을 위한 교수·학습 지도안을 개발하고, 개발된 STEAM 교육을 적 용한 수업이 학습자의 교과에 대한 흥미도와 문제해결능력에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 연구를 위하여 2009 개정 중학교 STEAM 관련 교과 교육과정을 분석 후, STEAM 교육에 적 절한 주제를 추출하여 STEAM 교육을 위한 교수·학습 지도안을 개발한 후 충청북도 청주시 소재의 N 중학교 2학년 2개 학급 60명의 학생을 대상으로 총 5차시 수업을 실시하였다. 연구 결과 중학교 2∼3학년 기술·가정 교과 ‘친환경적 의생활과 옷 고쳐 입기’ 단원에서 사용할 수 있는 STEAM 교육 수업을 위한 교수·학습 과정안과 학습자료, 교사용 참고자료를 개발하였다. 수업후 효과를 확인한 결과 STEAM 교수·학습 지도안을 활용한 수업은 학생들의 흥미도와 문 제 해결력을 향상시키는데 효과적인 것으로 나타났다.

본 논문의 목적은 STEAM 기반 태블릿 G러닝 콘텐츠 개발 과정을 분석하는 것이다. STEAM이란 Science(과학), Technology(기술), Engineering(공학), Art(예술), Mathematics(수학)를 뜻한다. STEAM은 이들 분야를 하나로 융합하여 교육함으로써 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결 능력을 신장시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 초등학교에서 운영할 수 있는 3D STEAM 교육과정을 G러닝과 융합한 플랫폼 개발 과정을 분석하였다. STEAM 학습 주제 분석을 통해 선정된 5학년 과학 '태양계와 별'에 대한 학습자의 흥미와 몰입도를 높이기 위해 단순 IT기반 온라인 학습 콘텐츠가 아닌 G러닝과 융합된 학습 콘텐츠를 새로이 개발하였다. 학생들은 콘텐츠에 대해 높은 흥미와 몰입을 보여주었다.

The ex-vessel steam explosion may occur when, during a severe reactor accident, the molten core pours into the water in the reactor cavity. These dynamic loads on the cavity wall could potentially lead to the significant failure of the cavity wall. But the phenomenon like this steam explosion includes big uncertainty in estimating the impulsive pressure loading of RCB. In this study, risk based integrity assessment method of the NPP structure subjected to steam explosion load was suggested to capture these uncertainties involved during the structural integrity assessment of the Nuclear power plant.