Polymeric carbon nitride (p-C3N4) is a promising platform as a metal-free photo-catalyst for various reactions. The p-C3N4 can be produced by thermal poly-condensation of organic precursors. Their morphological and chemical structures depend on reaction conditions during the poly-condensation. In this study, two p-C3N4 materials are produced by heat treatment of urea under different gaseous conditions with air (urea-derived carbon nitride under air, UCN-A) and N2 (UCN-N), respectively. UCN-A and UCN-N samples are mesoporous materials and show excellent photocatalytic activities for degrading rhodamine B, an organic pollutant, under the irradiation of visible light. The UCN-A shows the better photocatalytic activity than UCN-N. Various characterizations reveal that more porous structures and larger surface areas of UCN-A are reasons for the better photocatalytic performance.

Electrochemical water splitting is an important process for next generation of eco-friendly energy systems. The oxygen evolution reaction (OER), which occurs at an anode during the process, requires efficient electrocatalysts to reduce activation energies. Although Ru- or Ir-containing materials show excellent electrocatalytic activities, their high cost is a critical drawback. Consequently, the development of efficient electrocatalysts composed of low-cost metal components is a great challenge. In this study, we develop a new route to produce a hybrid material (Fe–NC) containing Fe3C particles dispersed on the surface of N-doped carbon (NC) materials by heat treatment of a mixture of urea and Fe(II)Cl2(H2O)4. Microscopic analyses prove that the Fe3C particles are placed on the surfaces of thin NC materials. Additionally, various characterizations reveal that the particles contain Fe3C structure. Fe–NC shows good electrocatalytic properties with onset and overpotentials of 1.57 V and 545 mV, respectively, for OER in KOH electrolyte. This study suggests the possibility of the use of Fe3C- based composites as OER electrocatalysts.

Graphene-based materials show excellent properties in various applications because of their electrical properties, large surface areas, and high tolerance for chemical modification. The use of wet-process is a promising way for their mass production. Heteroatom doping is one of the common methods to improve their electrical, physical, and electrochemical properties. In this work, we develop a new route for the production B-doped graphene-based materials using low-temperature wet-process, which is the reaction between graphene oxide suspensions and a BH3 adduct in tetrahydrofuran under reflux. Elemental mapping images show well-dispersed B atoms along the materials. Various spectroscopic characterizations confirm the reduction of the graphene oxide and incorporation of B atoms into the carbon network as high as ~ 2 at%. The materials showed electrocatalytic activity for oxygen reduction reactions.

Oxygen evolution reaction (OER) is an essential step at an anode in electrochemical water-splitting process and requires efficient electrocatalysts to reduce overpotentials. Although precious metal-based materials, such as RuO2, IrO2 and their hybrids with other components, performed excellently as OER electrocatalysts, their high cost has limited practical applications. Consequently, earth-abundant metal components including Fe, Co, and Ni have been investigated as alternatives. In this work, the hybridization of Ni-containing species with conductive carbon-based materials was used to prevent aggregation of active species and improve electrochemical catalytic performance. A new hybrid material composed of NiO nanoparticles and N-doped carbon materials was prepared. The NiO particles with a narrow size distribution were well dispersed on the surface of carbon-based materials. The hybrid showed improved electrocatalytic performance for OER than single components of NiO and N-doped carbon materials.

본 연구는 학습자의 과학과 공학에 대한 ‘어려움’이라는 부정적 인식 개선이 목적이다. 연구를 위해 4개 구인으로 구성된 설문도구를 개발했다. 실험을 위해 게이미피케이션이 적용된 학습 콘텐츠를 사용했다. 실험은 춘천에 위치한 A 대학교 학생 58명을 대상으로 진행했다. 분석 결과에 따르면, 게이미피케이션이 적용된 학습 콘텐츠가 과학 & 공학에 대한 부정적인 인식 개선에 대해 긍정적으로 작용한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 바탕으로 과학 & 공학의 부정적 인식 개선과 더불어, 과학과 공학적 지식 습득에 대한 지속가능성에 대해 논의한다.

본 연구의 목적은 데이터 클러스터링을 활용해 기존의 플레이어 유형 이론을 비교하고 검증 하는 것이다. 연구 진행을 위해 A 대학교 2016년 2학기에 진행된 초대형 강의 수강생의 결과 데이터 235개를 활용했다. 본 연구에서는 K-평균(Means)과 적절한 클러스터 수를 결정하기 위 해 실루엣(Silhouette) 평가기법을 적용했다. 적용한 플레이어 유형은 바틀의 2차원, 3차원 플레 이어 유형, Ferro의 5 가지 유형, 브레인헥스이다. 연구결과에 따르면, 바틀의 2차원 플레이어 유형이 데이터 클러스터링 관점에서 가장 적합한 것으로 나타났다. 각 플레이어 유형 별 특성 분포도 해석했다. 본 연구결과는 게이미피케이션을 적용하거나 개발 프로세스를 연구할 때 사 용되는 플레이어 분석 부분에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

교육 게이미피케이션은 컴퓨터 과학(Computer Science, CS)분야에 많이 활용되고 있다. 본 연구는 CS 교육 게이미피케이션 선행 연구를 분석하고, 이를 통해 국내 CS 교육의 방향을 제언하는 것이 목적이다. 연구 진행을 위해서 경험적연구 방법을 적용했다. 키워드 검색을 통해 1220개의 선행연구를 수집했고, 그중 에서 1차, 2차 추출과정을 통해 55개로 압축했다. 선행 연구 분석 결과 년도별 발표 현황, 적용 교과, 교육 대상, 게이미피케이션 요소, 결과 및 한계점에 대해 해석했다. 추후 연구에서 국내 CS 교육 게이미피케이션 사례를 분석하고, 본 연구와 비교분석할 예정이다. 그리고 국내 CS 교육 게이미피케이션의 발전 방향에 대 해서 제언할 것이다.

본 연구의 목적은 교육 게이미피케이션 환경에서 바틀의 플레이어 유형간의 학업 성취도 차이를 검증하는 것이다. 연구를 진행하기 위해 2016년 2학기 K대학교에서 진행된 게이미피케이션 전공과목 수강생 250명을 대상으로 설문조사를 실시했다. 총 235명의 학생이 참여하여 바틀의 플레이어 유형에 대한 설문에 응답했다. 최종 성적 데이터와 플레이어 유형 설문 결과를 종합하고, 통계적 분석을 통해 학업 성취도 차이를 검증했다. 연구결과에 따르면, 각 플레이어 유형별로 유의미한 학업 성취도 차이가 발생했고, 이는 플레이어 유형별로 다른 학습 태도를 가지고 있음을 의미한다. 본 연구결과를 통해 교육 게이미피케이션이 적용된 수업을 구성할 때, 플레이어 유형별 특성을 반영한 수업 커리큘럼개발에 참고가 가능하다.

게이미피케이션 시스템의 품질 향상을 위해 다양한 연구와 도구가 제안되고 있다. 그중 버틀 러는 MBTI 성격 유형의 동기적 성향과 행위적 성향에 기반하여 게임메카닉스를 차등 적용하 는 게이미피케이션 프레임워크를 제안했다. 버틀러가 제안한 MBTI 성격 유형 별 게임메카닉스 선호도의 실제 존재유무에 대한 검증이 본 연구의 목적이다. 기존 문헌 분석을 통해 버틀러가 제안한 게이미피케이션 프레임워크의 게임메카닉스에 대한 문제점을 지적했다. 또한 MBTI 성 격 유형과 게임메카닉스간의 유기적 상관관계 입증을 위해 설문조사와 통계적 분석을 실시했 다. 분석 결과, MBTI 성격 유형과 게임메카닉스 간에는 유기적 상관관계가 없음을 밝혀냈다. 게이미피케이션 시스템 설계 시 MBTI와 같은 성격 유형에 기반 한 게임메카닉스의 차등적용 은 효과적이지 않음을 고려해야 하며, 게이미피케이션 시스템을 설계할 경우, 게임메카닉스가 사용되는 환경에 따라 게임메카닉스의 특성이 변질될 수 있음을 주의해야 한다.