개인용 디지털 카메라와 비디오 트랙킹 분석을 활용한 물리 실험 교육의 개선 (Improving Experimental the General Physics Laboratory by Using a Consumer Grade Camera and Video Tracking Analysis Open Program)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 10호 / 1210 ~ 1219페이지
· 저자명 : 김주영, 박장희, 이혜원, 김청식, 김복기

초록

본 논문에서는 개인용 카메라와 비디오 트래킹 분석 무료 프로그램을 활용한 일반물리학 실험의 교육 개선 방안을 제안한다. 최근 들어 반도체 소자 기술과 컴퓨터 기술의 혁신적인 진보로 인해 카메라의 발전과 영상 분석 분야의 비약적인 발전이 이루어져왔다. 이를 이용해 일반물리의 중요한 개념을 설명하는 문제에 영상 분석을 손쉽게 적용할 수 있게 되었다. 이에 P대학교 자연과학대학과 공과대학에 적용되는 일반물리 실험교육의 혁신 과정의 일환으로 개인용 카메라와 비디오 트래킹 프로그램을 활용한 새로운 실험 방법을 제안하고자 한다. 현재 10개의 코스로 운영되는 실험 중 총 7개가 이 방법으로 개선이 가능하다. 그중 4개의 실험(자유낙하, 포사체 운동, 운동량 보존, 단진자 운동)에 관한 결과를 본 논문에서 비디오 분석을 통해 실현하였다. 한편, 새롭게 제안된 실험 방법을 적용하여 기존의 실험 교재를 개편하였으며 비디오 트래킹 분석의 장점뿐 아니라 실험상의 주의사항에 대해서도 설명하였다. 또한 이 실험 방법은 중고등학교 수준에서도 충분히 실현 가능성이 있으며, 학생들로 하여금 물리개념에 대한 직관적인 이해를 도울 수 있었다.

영어초록

We discuss the improvement in a general physics laboratory course by using a digital camera and a video tracking analysis open program. Because of recent breakthroughs in the CMOS technology for consumer-grade cameras and software improvements in vision analysis, these techniques can be applied to simple physical problems, which is, from an educational point of view, very important in introductory level physics. We have developed course materials for use in a general physics laboratory offered to undergraduate students both in the natural science and the engineering departments at 'P' University. In our course, 7 of the 10 courses in mechanics can be replaced by the simple guidelines given here. Four mechanics experiments, free fall, parabolic motion with a projectile, momentum conservation, and simple harmonic oscillation, were demonstrated using a video tracking analysis. We also present a simple manual, as well as new textbook, written in the Korean Language. We discuss advantages of not only the video tracking analysis but also attention during the experimental process. Our guideline can also be applied to high-school physics experiments.

참고자료

· 없음