최근 TV 서비스의 가입자 및 TV 프로그램 콘텐츠의 급격한 증가에 따라 빅데이터 처리에 적합한 추천 시스템의 필요성이 증가하고 있다. 본 논문은 사용자들의 간접 평가 데이터 기반의 추천 시스템 디자인 시, 누적된 사용자의 과거 이용내역 데이터를 저장하지 않고 새로 생성된 사용자 이용내역 데이터를 학습하는 효율적인 알고리즘이면서, 시간 흐름에 따라 사용자들의 선호도 변화 및 TV 프로그램 스케줄 변화의 추적이 가능한 토픽 모델링 기반의 알고리즘을 제안한다. 빅데이터 처리를 위해서는 분산처리 형태의 알고리즘을 피할 수 없는데, 기존의 연구들 중 토픽 모델링 기반의 추론 알고리즘의 병렬분산처리 과정 중에 핵심이 되는 부분은 많은 데이터를 여러 대의 기계에 나누어 병렬분산 학습하면서 전역변수 데이터를 동기화하는 부분이다. 그런데, 이러한 전역데이터 동기화 기술에 있어, 여러 대의 컴퓨터를 병렬분산처리하기위한 하둡 기반의 시스템 및 서버-클라이언트간의 중재, 고장 감내 시스템 등을 모두 고려한 알고리즘들이 제안되어 왔으나, 네트워크 대역폭 한계로 인해 데이터 증가에 따른 동기화 시간 지연은 피할 수 없는 부분이다. 이에, 본 논문에서는 빅데이터 처리를 위해 사용자들을 클러스터링하고, 클러스터별 제안 알고리즘으로 전역데이터 동기화를 수행한 것과 지역 데이터를 활용하여 추론 연산한 결과, 클러스터별 지역별 TV프로그램 시청 토큰 별 은닉토픽 할당 테이블을 유지할 때 추천 성능이 더욱 향상되어 나오는 결과를 확인하여, 제안된 구조의 추천 시스템 디자인의 효율성과 합리성을 확인할 수 있었다.
최근 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 사회적으로 코딩교육에 대한 관심이 높아지고, 학교 내 강좌 개설이 확대되고 있다. 코딩교육은 기존 전공자 중심의 강좌 개설에서 비전공자를 대상으로 한 교양강좌 개설의 형태로 강좌수가 증가하고 있다. 소프트웨어 교육을 통한 컴퓨팅 사고 및 창의력 중심의 교육에 대한 중요성이 강조되면서 효과적인 코딩 교육에 대한 연구가 절실히 요구 된다. 본 연구는 학습자의 참여와 흥미를 높이는 효과적인 코딩학습 모델에 대한 연구를 진행하였다. 제안된 학습 모델은 학습자가 수업의 중심이 되는 프로젝트를 미리 디자인 하고, 이를 해결하는 과정에서 다양한 문법의 인지와 자료 탐색을 수행하도록 설계 하였다. 제안된 학습 모델의 적용과 사례 분석을 통하여 향상된 학습 결과를 확인 하였다. 제안한 학습 모델을 다양한 코딩 수업 과정에 적용한다면 보다 향상된 학습 성과를 올릴 수 있을 것으로 기대된다.
오늘날 아동 비만의 위험성과 영양불균형이 사회적 문제로 떠오르면서 국내에서도 식생활 및 영양정보를 다루는 교육용 콘텐츠·자료 개발이 다양한 형태로 시도되고 있으며 그 중요도가 높아지고 있다. 이에 본 연구에서는 초등학교 저학년 학생을 대상으로 아동이 학교에서 이루어지는 영양교육과 연계하여 자기 주도적으로 학습하고, 습득한 지식을 실생활에 적용하여 올바르고 균형 있는 식생활을 할 수 있도록 하기 위한 맞춤형 영양교육 학습 자료를 디자인 방향을 설정하고자 하였다. 이를 위해 선행연구 및 문헌조사 등을 바탕으로 초등학교 저학년 영양교육에 대한 이론적 고찰을 시행하고, 의료·교육·디자인계 전문가 자문을 통해 저학년 아동을 대상으로 실행될 설문조사를 위한 문항 요소를 도출하여 서울시와 경남 창원시 소재의 초등학교 2곳의 1, 2학년 어린이 110명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 평가 결과, 저학년 아동은 영양교육에 대해 긍정적인 반응을 보였으며, 멀티미디어 기반의 컨텐츠를 활용한 학습 유형과 퀴즈활동을 선호하고, 칼로리 조절 식사에 관하여 학습하고자 하는 의향이 있었다. 학습 자료 디자인 요소에 대해서는 주황, 초록 계열의 색과 고딕류 서체를 선호하였으며, 영양에 대한 정보 표현법으로는 실제의 모습과 흡사한 그림체와 수치측량법 사용에 긍정적인 의견을 나타냈다. 이를 바탕으로 초등학교 저학년인 1,2학년 학생들의 눈높이에 맞춘 자기주도학습 영양교육자료 디자인의 방향성을 설정하였다.
본 연구에서는 승용차에서 사람들이 기기를 사용하기 위해 사용하는 기동어인 "Hi, KIA!"의 감성을 기계학습을 기반으로 분류가 가능한가에 대해 탐색하였다. 감성 분류를 위해 신남, 화남, 절망, 보통 총 4가지 감정별로 3가지 시나리오를 작성하여, 자동차 운전 상황에서 발생할 수 있는 12가지의 사용자 감정 시나리오를 제작하였다. 시각화 자료를 기반으로 총 9명의 대학생을 대상으로 녹음을 진행하였다. 수집된 녹음 파일의 전체 문장에서 기동어 부분만 별도로 추출하는 과정을 거쳐, 전체 문장 파일, 기동어 파일 총 두 개의 데이터 세트로 정리되었다. 음성 분석에서는 음향 특성을 추출하고 추출된 데이터를 svmRadial 방법을 이용하여 기계 학습 기반의 알고리즘을 제작해, 제작된 알고리즘의 감정 예측 정확성 및 가능성을 파악하였다. 9명의 참여자와 4개의 감정 카테고리를 통틀어 기동어의 정확성(60.19%: 22~81%)과 전체 문장의 정확성(41.51%)을 비교했다. 또한, 참여자 개별로 정확도와 민감도를 확인하였을 때, 성능을 보임을 확인하였으며, 각 사용자 별 기계 학습을 위해 선정된 피쳐들이 유사함을 확인하였다. 본 연구는 기동어만으로도 사용자의 감정 추출과 보이스 인터페이스 개발 시 기동어 감정 파악 기술이 잠재적으로 적용 가능한데 대한 실험적 증거를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
본 논문에서는 안드로이드 기반 스마트폰을 이용하여 모바일 게임개발을 위한 기초 학습용 앱의 구현 내용을 소개하였다. 이미 상용화 되어 있는 학습용 앱의 용도 외에 게임적 요소를 접목하여 학습의 효과와 흥미를 높일 수 있도록 하였다. 누구나 배우고 즐길 수 있는 학습용 앱으로 평가할 수 있다. 디자인적 요소와 게임 기능의 확대 후 안드로이드 마켓에 배포하여 서비스를 할 수 있으며 본 연구의 과정은 게임 앱 설계 관련 프로젝트의 수행이나 학습용 게임 앱 개발의 학습 모형을 제시한 사례로 활용할 수 있다.
사용자의 행위를 상호적인 탐색과정으로 활용하는 인터랙션 방식과 기술들이 다양하게 진화하고 있다. 특히 최근에는 각종 센서 기술의 발전으로 접촉에서 비접촉 방식으로 서비스 방식이 변화하고 있지만 인터랙션 방식에 대한 개발자들의 무분별한 정의로 인해 오히려 탐색과정이 복잡해지는 양상을 띄게 되었다. 이러한 방식은 오히려 사용자가 전시콘텐츠를 학습하기에 앞서 개발자가 정의한 인터랙션 가이드를 먼저 학습해야하는 번거로움을 야기하고 있다. 따라서 전시 체험자를 위한 원활한 문화콘텐츠 정보 소통을 위해서는 다양한 연령대의 사용자를 위한 손쉬운 인터랙션에 대한 사전 연구가 필요하며, 비접촉 전시콘텐츠 개발 시 사용자 상호작용의 사용편의성 제고를 위한 연구 역시 반드시 필요한 상황이다. 이에 따라 본 연구에서는 전시콘텐츠 분야에서 활용도가 높고 보편적 상호작용이 가능한 비접촉 인터랙션을 연구하고 행위(제스처) 디자인을 제안함으로써 개발자와 사용자의 혼란을 줄일 수 있는 방안을 모색하였다. 먼저 문화자원 서사구조를 기반으로 기존 연구들을 고찰하고 문화콘텐츠로써 인터랙션 지점을 도출하였으며 사용자가 인터랙션 방식을 자연스럽게 추측하고 학습할 수 있는 손짓 기반 비접촉 행위 중 가장 효율성이 높은 탐색과정을 선별하였다. 나아가 비선형 내러티브 기반 인터랙션의 의미와 공간적 행위 요소 분석결과를 바탕으로 학습적 효과와 효율성이 높은 어포던스 행위를 도출하였다. 본 연구과정을 통해 사용자가 전시형 문화콘텐츠 탐색활동 과정에서 자연스럽게 비접촉 인터랙션을 이해하고, 전시콘텐츠에 몰입하는 과정에서 비접촉 인터랙션을 활용하는데 도움이 되는 행위를 최종적인 모델로 제안하였다.
본 연구를 통해 자석 및 자기장과 관련된 웹기반 과학학습 시뮬레이션들의 현황을 살펴보고, 시뮬레이션의 내용과 전략 및 디자인 측면에서 적절성을 평가하였다. 연구를 위해 과학학습 시뮬레이션 평가 기준을 고안하였으며, 초등교사 8명이 참여하여 자석 및 자기장 관련 시뮬레이션 14종을 평가 기준에 맞추어 평가하고 각 시뮬레이션의 특징을 기술하였다. 평가 결과를 바탕으로 시뮬레이션들을 상 그룹과 하 그룹으로 분류하였고, 상 그룹의 시뮬레이션에서 강점과, 하 그룹의 시뮬레이션에서 보완할 점들을 교수학습 내용, 교수학습 전략, 화면구성, 기술의 측면에 따라 분석하고 도출하였다. 연구 결과를 근거로 교수학습에 효과적인 자석 및 자기장 주제의 웹기반 시뮬레이션 개선을 위한 방안을 논의하였다.
디자인 분야에서 온라인, 모바일을 통한 융합교육의 보급이 빠르게 확장되고 있다. 특히 증강현실 기술을 응용한 교육 프로그램 개발이 점차 널리 사용되고 있다. 이 글은 우선, 증강현실 기술의 현재 상태와 장점을 검토함으로써 교육 응용 분야에서 증강현실의 필요성을 강조한다. 둘째, 필자는 새로운 유형의 교육 시스템인 "AR + E" 교육 클라우드 플랫폼 시스템을 제안한다. 이 시스템은 일반 종이 교과서, 범용 휴대용 이동 단말기와 APP 등 3가지로 구성된다. 본 연구는 자동차 정비 전공 학생들을 대상으로 하여 "AR + E" 교육 시스템의 유용성 및 성능 실험을 통해 "AR + E" 시스템이 학습 효과에 미치는 영향 연구 조사하였다. "AR + E"시스템은 전통적인 학습 그룹과의 비교 실험을 통해 AR 대화식 미디어를 사용하여 학습자의 학업 성과를 향상시킬 뿐만 아니라, 재미와 참여도 및 연속성을 향상시키는 결과를 얻게 되었다. 끝으로, 사용자 경험, 행위와 기호에 대한 관찰과 인터뷰를 통해 AR 기반 교육 프로그램 소프트웨어를 디자인하고 개발하여 제안하고 있다.
조기디자인' 교육을 장기적인 정책과제로 관심을 가지고 체계적으로 실천하고 있는 영국을 비롯한 미국, 핀란드 등 선진국들의 다양한 목적의 초등디자인교육 학습프로그램 사례에 관한 연구는 우리나라의 초등디자인교육 관련 프로그램 개발을 위한 기초적인 참고자료로 활용을 위채 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구는 아동디자인교육 중에서도 영국의 초등학교 디자인교육의 프로그램사례 조사와 그 분석결과를 제시하였다. 영국은 국가교육과정으로 법정.:P.과인 '미술과 디자인', 그리고 '디자인과 기술'의 두 교과에서 초등디자인교육을 하고 있는데, 두 교과의 디자인관련 단원학습프로그램의 분석결과는 '디자인과 기술'교과의 디자인 관련 단원학습프로그램들은 4개의 식품관련 단원을 제외한 20개 단원들의 대부분이 '과학적이고 공학적인 '내용영역'을 중심으로 체계적이고 과학적인 방법으로 '문제해결'을 해 나가는 '과정'중심의 '디자인과정'을 기반으로 하는 '행동유형'들과 관련성을 보여주고 있으며, 일부 단원은 부분적으로 '실용적이고 기능적'인 '내용영역'과 관련성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 '미술과 디자인'교과는 19단원 중에서 주로 '미적이고 상징적'인 '내용영역'의 순수미술과 건축 관련 단원을 제외한 직접적으로 디자인과 관련된 6개 단원은 주로 '미적이고 상징적'이거나 아니면 '실용적이고 기능적'인 '내용영역에 따른 '행동유형'에 비중을 두었기 때문에 '과학적이고 공학적'인 '내용영역'과의 관련성은 '디자인과 기술'교과에 비교해서 매우 적은 것으로 분석되었다. 이것은 영국의 '디자인과정'을 기반으로 한 '과학적이고 공학적'인 '창의성 개발과'과 '문제해결' 중심의 초등학교 디자인교육은 '디자인과 기술'교과에서 이루어지고 있음을 실증하는 것으로, 특히, 본 연구에서 분석하고 제시한 영국 초등학교의 '디자인과 기술'교과의 디자인관련 단원학습프로그램 사례들은, 우리나라의 초등교사를 비롯한 초등디자인교육에 직, 간접적으로 관련된 개인이나 교육기관 등에서 초등 디자인교육 프로그램 개발을 위한 하나의 기초 참고자료로써 활용될 수 있기를 기대한다.
본 논문은 공학교육과정에서 사용되는 캡스톤디자인 교과목에 대한 평가체계의 개발 사례를 소개한다. 캡스톤디자인은 대학 과정에서 배운 전문지식을 종합적으로 활용하여, 산업현장의 문제를 분석하고 해결책을 설계하는 교과목이다. 본 논문에서는 캡스톤디자인 교과목과 관련된 기존의 평가 요소, 평가 방법 및 절차를 설명한다. 이를 기반으로 개발된 캡스톤디자인 평가체계를 소개한다. 본 논문에서 제시한 캡스톤디자인 교과목의 학습성과 평가체계는 타대학의 캡스톤디자인 교과목 운영 시 일부 참고될 수 있으며, 산학이 연계된 교육 및 인턴 프로그램 개발 시 평가체계 설계를 위해서도 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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