최근 교육과정에서 학생들의 능력 평가는 단순 암기보다 학생들의 종합적인 사고력을 판단할 수 있는 서답형 문항을 늘리는 방향으로 변하고 있다. 그러나 서답형 문항의 경우 채점하는 데 시간과 비용이 많이 들고, 채점자의 주관에 따라 채점 결과의 일관성과 신뢰성을 보장하기 어렵다는 문제가 있다. 이런 점을 해결하기 위해 해외의 사례를 참고하여 국내에서도 서답형 문항에 자동채점 시스템을 적용하는 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 2014년도에 개발된 '한국어 문장 수준 서답형 문항 자동채점 시스템'의 성능분석을 바탕으로 언어 처리 기능과 자동채점 성능을 개선한 2015년도 자동채점 시스템을 간략하게 소개하고, 각 자동채점 시스템의 성능을 비교 분석한다. 성능 분석 대상으로는 2014년도 국가수준 학업성취도평가의 서답형 문항을 사용했다. 실험 결과, 개선한 시스템의 평균 완전 일치도와 평균 정확률이 기존의 시스템보다 각각 9.4%p, 8.9%p 증가했다. 자동채점 시스템의 목적은 가능한 채점 시간을 단축하면서 채점 기준의 일관성과 신뢰성을 확보하는 데 있으므로, 보완한 2015년 자동채점 시스템의 성능이 향상되었다고 판단할 수 있다.
최근 교육과정에서 학생들의 능력 평가는 단순 암기보다 학생들의 종합적인 사고력을 판단할 수 있는 서답형 문항을 늘리는 방향으로 변하고 있다. 그러나 서답형 문항의 경우 채점하는 데 시간과 비용이 많이 들고, 채점자의 주관에 따라 채점 결과의 일관성과 신뢰성을 보장하기 어렵다는 문제가 있다. 이런 점을 해결하기 위해 해외의 사례를 참고하여 국내에서도 서답형 문항에 자동채점 시스템을 적용하는 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 2014년도에 개발된 '한국어 문장 수준 서답형 문항 자동채점 시스템'의 성능분석을 바탕으로 언어 처리 기능과 자동채점 성능을 개선한 2015년도 자동채점 시스템을 간략하게 소개하고, 각 자동채점 시스템의 성능을 비교 분석한다. 성능 분석 대상으로는 2014년도 국가수준 학업성취도평가의 서답형 문항을 사용했다. 실험 결과, 개선한 시스템의 평균 완전 일치도와 평균 정확률이 기존의 시스템보다 각각 9.4%p, 8.9%p 증가했다. 자동채점 시스템의 목적은 가능한 채점 시간을 단축하면서 채점 기준의 일관성과 신뢰성을 확보하는 데 있으므로, 보완한 2015년 자동채점 시스템의 성능이 향상되었다고 판단할 수 있다.
최근 정보화 사회에서는 단순 암기보다는 문제 해결 능력과 종합적인 사고력을 바탕으로 창의적인 생각을 할 수 있는 인재를 요구한다. 이에 따라 교육과정도 학생들의 종합적인 사고력을 판단할 수 있는 서답형 문항을 늘리는 방향으로 변하고 있다. 그러나 서답형 문항의 경우 채점자의 주관에 의존하여 채점이 진행되기 때문에, 채점 결과의 일관성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 이런 점을 해결하기 위해 해외에서는 기계학습을 이용한 자동채점 시스템을 채점 도구로 사용하고 있다. 한국어는 영어와 언어학적으로 다른 분류에 속하므로 영어권에서 사용하는 자동채점 시스템을 한국어에 그대로 적용할 수 없다. 따라서 한국어 체계에 맞는 자동채점 시스템의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 기계학습 분류기의 예측확률과 만장일치 방법을 사용한 한국어 서답형 문항 자동채점 시스템을 소개하고, 자동채점 시스템을 이용한 채점 결과와 교과 전문가의 채점 결과를 비교하여 자동채점 시스템의 실용성을 검증한다. 본 논문의 실험을 위해 2014년 국가수준 학업성취도 평가의 국어, 사회, 과학 교과의 서답형 문항을 사용했다. 평가 척도로 피어슨 상관계수와 카파계수를 사용했다. 채점자가 개입했을 때와 개입하지 않았을 때의 상관계수 모두 0.7 이상으로 강한 양의 상관관계를 보였다. 이는 자동채점 시스템이 교과 전문가가 채점한 결과와 유사한 방향으로 답안에 점수를 부여한 것이므로 자동채점 시스템을 채점 보조도구로서 충분히 사용할 수 있을 것이다.
서답형 문항은 학생들의 종합적인 사고능력을 판단하는데 매우 유용하지만 채점할 때, 시간과 비용이 매우 많이 소요되고 채점자의 공정성을 확보해야 하는 어려움이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 논문에서는 서답형 문항에 대한 자동채점 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 크게 언어 처리 단계와 채점 단계로 나뉜다. 첫 번째로 언어 처리 단계에서는 형태소 분석과 같은 한국어 정보처리 시스템을 이용하여 학생들의 답안을 분석한다. 두 번째로 채점 단계를 진행하는데 이 단계는 아래와 같은 순서로 진행된다. 1) 첫 번째 단계에서 분석 결과가 완전히 일치하는 답안들을 하나의 유형으로 간주하여 각 유형에 속한 답안의 빈도수가 높은 순서대로 정렬하여 인간 채점자가 고빈도 학생 답안을 수동으로 채점한다. 2) 현재까지 채점된 결과와 모범답안을 학습말뭉치로 간주하여 자질 추출 및 자질 가중치 학습을 수행한다. 3) 2)의 학습 결과를 토대로 미채점 답안들을 군집화하여 분류한다. 4) 분류된 결과 중에서 신뢰성이 높은 채점 답안에 대해서 인간 채점자가 확인하고 학습말뭉치에 추가한다. 5) 이와 같은 방법으로 미채점 답안이 존재하지 않을 때까지 반복한다. 제안된 시스템을 평가하기 위해서 2013년 학업성취도 평가의 사회(중3) 및 국어(고2) 과목의 서답형 문항을 사용하였다. 각 과목에서 1000개의 학생 답안을 추출하여 채점시간과 정확률을 평가하였다. 채점시간을 전체적으로 약 80% 이상 줄일 수 있었고 채점 정확률은 사회 및 국어 과목에 대해 각각 98.7%와 97.2%로 나타났다. 앞으로 자동 채점 시스템의 성능을 개선하고 인간 채점자의 집중도를 높일 수 있도록 인터페이스를 개선한다면 국가수준의 대단위 평가에 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각한다.
본 논문은 컴퓨터 기반의 자동 채점 시스템을 실용적으로 활용할 수 있도록 자연어 처리 기술을 이용하여 채점 기준표 작성 과정을 쉽게 하고 수작업 채점 비용의 절감 및 채점 기간을 단축시키는 방법을 제안한다. 자동 채점의 기준이 되는 정답 템플릿은 학생들이 작성한 답안들로부터 쉽고 편리하게 작성할 수 있도록 하였으며, 채점 정확도를 향상시키고 채점 오류를 최소화하여 신뢰도를 높이고자 하였다. 수작업 채점 대신에 자동채점 시스템을 도입하였을 때 그 효용성을 검증하기 위하여 2014년도 국가수준 학업성취도 평가의 사회과목 답안에 대해 자동 채점을 수행하였다.
최근 자연어 처리 분야에서는 한국어로 작성된 서답형 문항을 자동으로 채점하기 위한 시스템을 개발하기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 2013년도에는 답안 정규화, 채점 기준 작성 및 편집, 자동 채점 및 채점 후처리 작업 등 자동 채점 프로세스를 수행할 수 있는 시스템을 설계 및 개발하였다. 본 논문은 2013년도에 개발된 자동 채점 시스템의 문제점을 분석하고 채점자가 보다 편리하게 채점을 수행할 수 있도록 추가 및 개선한 기능과 이를 구현하기 위해 이용한 자연어 처리 기술을 소개한다.
본 논문은 한국어 서답형(단어, 구 수준) 문항 유형을 분석하고 실제 채점자가 채점 기준표를 보고 채점하는 방법을 컴퓨터가 인식할 수 있도록 정답 템플릿을 설계 및 개념 정의를 하여 한국어 서답형에 특화된 자동채점 시스템 방법을 제시한다. 본 시스템을 사용하여 1000개의 학생 답안지에 대한 유형 가지수 500개 이하의 2011년도 학업성취도 평가 과학 6개 문항에 대하여 채점 기준표 내용을 정답 템플릿으로 작성한 뒤 250개 학생 답안을 학습데이터로, 정답 템플릿을 업데이트로 사용, 750개 학생 답안에 대하여 자동채점한 결과, 평균 카파계수 0.84라는 수치로서 실제 사람 채점 결과와 거의 완벽히 일치라는 결과를 얻었다.
대학수학능력시험이나 학업성취도평가와 같은 중요한 시험은 다단계의 복잡한 과정을 거쳐 채점되며, 대규모의 인적 물적 자원이 투입된다. 컴퓨터 시스템을 활용하여 채점 과정에 소모되는 자원을 절감하고 정확성을 향상시키는 등 채점 효율의 향상을 목표로 하는 연구가 진행 중에 있다. 하지만 채점하려는 문항에 대한 정보 없이 시스템이 자동으로 정 오답을 판단하는 것은 불가능하며, 채점자가 문항에 대한 정보를 일정한 형식으로 가공하여 시스템에 제공하여야 한다. 본 논문은 채점하려는 학생 답안을 정보로 이용하여 시스템이 인지할 수 있는 정답 템플릿 형식으로 구축하는 방법을 소개한다. 또한 소개한 방법으로 작성된 정답 템플릿을 이용하여 자동 채점을 수행하였을 때의 채점 결과 및 통계 자료를 수록하였다.
자동차 운전면허 시험에서 객관적인 평가가 중요하다. 특히 도로 주행시험은 실제 도로에서 운전능력, 규칙준수, 상황판단능력 등을 종합적으로 시험하는 것이다. 이를 위하여 본 논문에서는 GPS와 센서 데이터 및 기기조작 정보를 활용하여 운전면허 시험의 자동채점시스템을 제안한다. 자동채점 시스템은 차량탑재장치, 채점용단말, 데이터 제어장치, 데이터 저장 및 처리를 위한 서버로 구성되어 있다. 차량탑재장치는 차량에 설치된 센서 데이터를 수집한다. 채점 단말은 차량탑재장치로부터 받은 데이터를 활용하여 기준에 따라 자동채점 한다. 또한 이동 중에 GPS 오차로 인하여 차량이 도로를 벗어나 표현되므로 지도매칭 기법과 경로이탈 및 복귀 알고리즘을 적용하였다. 이 시스템은 기존 시험 채점 방식과 달리 자동 채점이 가능하며, 시험 결과에서 정확한 차량위치 표시와 GPS 음영지역을 벗어났을 때 10초 이내로 경로 복귀를 하였다. 이 시스템은 도로 주행 교육에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
영어 작문 자동 채점 시스템은 수험자가 작성한 영작문을 사람의 개입 없이 시스템이 처리하여 점수나 피드백을 줄 수 있는 시스템이다. 본 연구에서는 영작문 중 여러 문장이나 단락으로 구성된 에세이가 아닌 단문형의 영작문을 채점하는 시스템을 개발하였다. 단일 문장을 채점하기 때문에 정답 문장과 좀 더 자세한 비교를 할 수 있고 수험자들에게 좀 더 상세한 피드백을 제공해 줄 수 있다. 단일 문장을 채점하기 위해서는 크게 두 단계의 처리가 요구된다. 첫 번째 단계는 문장내의 오류를 탐지하는 과정으로, 수험자의 영작문을 분석하여 문장 내에 포함되어 있을 수 있는 철자 및 구문 오류를 검사한다. 둘째 단계는 문장 간 오류를 탐지하는 과정으로 문제 출제자가 제공한 정답문장과 수험자의 영작문을 비교하여 두 문장 사이의 차이를 오류로 인식한다. 실제로 중학교 3학년 학생들을 대상으로 영작문 시험을 수행하였고, 이를 본 연구에서 개발한 영작문 자동 채점 시스템을 이용하여 채점해 보았다 인간 채점자와의 비교를 통해서 영작문 자동 채점 시스템의 효용성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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