• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.388-393
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• 2023

지도 학습 기반의 신경 망을 활용한 공학적 자료의 분석은 화학공학 공정 최적화, 미세 먼지 농도 추정, 열역학적 상평형 예측, 이동 현상 계의 물성 예측 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 신경 망의 지도 학습은 학습 자료를 요구하며, 주어진 학습 자료의 구성에 따라 학습 성능이 영향을 받는다. 빈번히 관찰되는 공학적 자료 중에는 DNA의 길이, 분석 물질의 농도 등과 같이 로그 간격으로 주어지는 자료들이 존재한다. 본 연구에서는 넓은 범위에 분포된 로그 간격의 학습 자료를 기계 학습으로 처리하는 경우, 사용 가능한 손실 함수들의 학습 성능을 정량적으로 평가하였으며, 적합한 학습 자료 구성 방식을 연구하였다. 이를 수행하고자, 100×100의 가상 이미지를 활용하여 기계 학습의 회귀 과업을 구성하였다. 4개의 손실 함수들에 대하여 (i) 오차 행렬, (ii) 최대 상대 오차, (iii) 평균 상대 오차로 정량적 평가하여, mape 혹은 msle가 본 연구에서 다룬 과업에 대해 최적의 손실 함수가 됨을 알아내었다. 또한, 학습 자료의 값이 넓은 범위에 걸쳐 분포하는 경우, 학습 자료의 구성을 로그 간격 등을 고려하여 균등 선별하는 방식이 높은 학습 성능을 보임을 밝혀내었다. 본 연구에서 다룬 회귀 과업은 DNA의 길이 예측, 생체 유래 분자 분석, 콜로이드 용액의 농도 추정 등의 공학적 과업에 적용 가능하며, 본 결과를 활용하여 기계 학습의 성능과 학습 효율의 증대를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (2)
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• pp.682-684
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• 1999

본 논문에서는 지능형 교습시스템에서 필요한 교수 모듈을 분석하고 이에 근거하여 새로운 교습모듈을 제시하고 구현하였다. 학습자의 학습능력을 평가하고 이에 따른 교습 전략을 세우고 교습방법을 설정하기 위하여 학습자의 성향을 정확히 파악하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 구축된 지식베이스와 학습자 성향을 파악하는 history database를 근거하여 개념 지도(concept map)을 이용하여 학습자 성향과 학습자의 지식 정도를 정확히 파악하여 교습모듈을 제시.구현하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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• pp.1645-1648
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• 2003

본 연구는 멀티미디어를 활용한 웹 기반 코스웨어의 개발로서 첫째, 7차 교육 과정 9학년 과학 교과의 '생식과 발생' 단원을 선정하여 기된 과정의 내용을 철저히 분석하고 심화ㆍ보충 과정과 관련된 자료를 추출하였으며, 둘째, 멀티미디어 기반의 코스웨어가 구동될 수 있는 서버 환경을 구축하였고, 세째 멀티미디어 기반의 웹 코스웨어를 제작하고 구현하였다. 네째. 구현된 코스웨어를 교실 환경에 투입하고 교사와 학생의 반응을 조사하는 순으로 수행하였다. 코스웨어 설계의 기본 방향은 기된 과정의 학습 내용을 학습자 중심의 학습이 되도록 주제별로 적절히 재구성하고 심화ㆍ보충 과정에 해당하는 부분의 내용을 추출하여 학습자가 학습 동기를 향상시킬 수 있는 다양한 멀티미디어 컨텐츠를 학습자와의 상호작용을 할 수 있도록 CGI를 활용하여 구현하였다. 코스웨어의 기본 구조는 기본학습(내용 항목), 학습평가, 학습 자료실, 보충 학습, 심화 학습, 교과서를 넘어서, 유용한 사이트 등으로 구성이 되어 있다. 교사용 검사지는 주로 일반 사항, 수업 설계 측면에서 추출하여 사용하였고, 학생용 검사지는 일반 사항과 기술적 측면에서 추출하여 사용하였다. 설문지 조사 결과 대부분의 항목에서 보통이상의 점수를 얻음으로써 개발된 코스웨어의 필요성 및 유용성이 입증이 되었고 앞으로도 더 많은 멀티미디어를 포함한 웹 기반의 코스웨어가 개발되어 학교 현장에 투임 되어야 한다는 것을 시사한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (B)
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• pp.670-672
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• 2001

A Design of Theme-Oriented History Learning System Using GIS Based on WWW 초고속통신망과 웹 인터페이스의 발전은 교육환경에 많은 변화를 가져왔으며, 더불어 웹을 기반으로 하는 교육적 활용방법이 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 정적지도를 이용한 획일적 역사학습방법을 지양하고, 동적인 학습이 가능하도록 클라이언트 중심의 웹기반 GIS를 이용한 테마지향 역사학습시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 크게 5가지 모듈로 구성되고 학습자 관리 DB, 학습 정보 DB, GIS DB와의 인터페이스 기능을 갖도록 기수라고, 이들 관계를 OMG 클래스다이어그램으로 보였다. 본 논문의 역사학습시스템은 학습자가 하는 주제를 선택하여 역사학습 정보를 요구할 때 지리적 위치를 지도상에 보여줌으로서 시각적이고 공간적인 이해를 가능하게 하였다. 또한 본 시스템은 텍 ;, 이미지, 사진, 동영상 등의 속성정보를 이용한 멀티미디어 정보와 효과적인 학습정보 검색을 위한 다양한 검색방법을 제공하여, 학습자의 흥미를 유발시키고 역사학습을 효율성을 높일 수 있도록 하였다.록 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.580-582
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• 2022

본 논문에서는 데이터를 정량화하여 특징을 분류하기 위한 방법으로 퍼지 클러스터링 기반 지도 학습 방법을 제안한다. 제안된 방법은 FCM 클러스터링을 기법을 적용하여 군집화를 수행한다. 그리고 군집화 된 데이터들 중에서는 정확히 분류되지 않은 데이터가 존재하므로 분류되지 않은 데이터에 대해 지도 학습 방법을 적용한다. 본 논문에서는 당뇨병의 유무를 타겟 데이터로 설정하고 나머지 8개의 속성의 데이터를 FCM 기반 지도 학습 방법을 적용하여 당뇨병의 유무를 예측한다. 당뇨병 예측에 대한 성능을 30회의 K-겹 교차검증 (K-Fold Corss Validation)을 이용하여 평가하였으며, 다층 퍼셉트론의 경우에는 훈련 데이터가 77.88%, 테스트 데이터가 62.78%로 나타났고 제안된 방법의 경우에는 훈련 데이터가 79.96%, 테스트 데이터 74.16%로 나타났다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (B)
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• pp.694-696
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• 2001

인터넷의 이용이 생활화되면서 학생들의 인터넷 이용능력은 점차 향상되어가고 있으며 그 이용시간도 증가하는 추세다. 인터넷은 접근하기가 편리하고 시간적, 공간적 제약을 극복할 수 있고, 경제적 이점도 가져다주므로 인터넷의 교육적 활용에 대한 연구가 필요하다. 본 논문은 인터넷에 기반한 교육적 활용의 한 모델로서 WEB기반 학습지도.평가 시스템의 설계 및 구현에 관한 것이다. 즉 가상의 공간에서 교사와 학생이 상호 작용하면서 교수 학습할 수 있는 방법에 주목하여 교사는 WEB상에서 문제를 출제하고 학생 역시 WEB을 통해 손쉽게 문제를 풀고 결과를 확인할 수 있게 하는 것이다. 제안한 시스템의 설계를 위해 기존의 유사시스템을 비교.분석하여 필수 구성요소를 모두 포함하면서 미래의 학습평가방식에 적합한 효율적이고 유연성있는 모델을 만들었다. 설문조사를 통한 평가에서는 시스템의 학습효과성과 발전가능성이 높은 것으로 나타났다. 향후 평가를 통해 나타난 문제점을 보완하고 새로운 기능에 대한 연구가 따른다면 교사와 학생 모두에게 새로운 학습도구로서 흥미를 불러일으킬 수 있고, 학습 도구에 관한 새로운 인식전환의 기회가 될 것으로 생각된다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제11권
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• pp.145-157
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• 2001

학습자가 수학적 지식이 정말로 가치 있고 유용한 것이라는 실감을 갖게 하기 위해서는 학습자가 학습의 주체로써 능동적인 참여 기회와 환경의 제공해야 할 것이다. 그러나 지금까지의 수학 학습은 주로 교과서에 제시된 내용과 순서에만 의존하여 교사가 자신의 관점에 근거하여 학생들을 가르치기 위해 수업을 설계하고 실행하고 평가함으로 해서 이미 만들어진 수학을 전수 받아 이를 암기하고 반복 연습하는 경우가 많았다. 특히 수학학습에서 가장 기본 ${\cdot}$ 기초가 되는 알고리즘 학습의 경우 학생들이 가지고 있는 기존의 경험이나 지식에 근거하여 그들 스스로 알고리즘을 구안 ${\cdot}$ 적용해 볼 수 있는 기회를 통해 문제를 해결하는 경험이 중요하다고 보겠다. 이런 맥락에서 본고에서는 인간의 창조적 활동의 산물인 표준화된 알고리즘을 직접적으로 도입 ${\cdot}$ 적용하기에 앞서서 학습자의 수준에서 창의적으로 알고리즘을 고안 ${\cdot}$ 활용해 볼 수 있도록 하기 위해 초등학교 수학에서 알고리즘을 지도하는 방안에 대해 알아보고자 한다

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.732-735
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• 2020

기존에 지도학습 방법은 성능은 좋지만, 학습할 때 비디오 데이터와 정답 라벨이 있어야 한다. 그러나 이러한 데이터의 라벨을 수동으로 붙여줘야 하는 문제점과 그에 필요한 시간과 돈이 크다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 방법 중 자기지도학습(Self-Supervised Learning) 중 하나인 회전 방법을 비디오 데이터에 적용하여 학습하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 두가지 방법을 제안한다. 먼저 기존의 비디오 데이터를 입력으로 받으면 단순히 비디오 자체를 회전시키는 것이 아닌 입력으로 들어온 비디오의 각각 프레임이 시간이 지나면서 일정한 속도로 회전을 시킨다. 이때의 회전은 총 네 가지 각도[0, 90, 180, 270]를 분류하도록 하는 방법론이다. 두 번째로 비디오의 프레임이 시간이 지나면서 변할 때 프레임 별로 고정된 각도로 회전시키는데 이때 회전하는 속도 네 가지 [1x, 0.5x, 0.25x, 0.125]를 분류하도록 하는 방법론이다. 이와 같은 제안하는 pretext task들을 통해 네트워크를 학습한 뒤, 학습된 모델을 fine tune 시켜 비디오 분류에 대한 실험을 수행 및 결과를 도출하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.137-146
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• 2003

현재 운영되고 있는 웹의 온라인 데이터베이스 학습시스템에서 SQL 학습은 대부분이 CGI와 서버사이드 스크립트인 ASP, PHP, JSP 등을 통해 이루어지고 있다. 이 방법으로 개발된 웹 학습은 개발 프로그래밍 언어와 운영 플랫폼, 학습 대상 DBMS에 종속적이기 때문에 개발된 학습 모듈이 재사용 및 유지보수가 힘들고 학습자가 작성한 질의 처리에 대한 피드백 정보를 수집하는데 어려움이 있다. 따라서 실습 중심의 교수 학습에서 반드시 필요한 학습자의 학습 과정에 대한 교수자의 감독, 지도가 어렵다. 본 연구에서는 Java 애플릿과 JDBC를 이용하여 학습자의 실습 과정에서 나타나는 기본적인 학습 정보를 제공하는 웹 기반 질의 학습 시스템을 설계 및 구현하고자 한다. 이 학습 시스템은 개발 및 운영 플랫폼과 학습 대상 DBMS에 독립적이고, 교수자가 학습자의 학습 과정 정보인 질의 처리에 대한 정보를 수집할 수 있기 때문에 효율적으로 학습자를 지도할 수 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.571-579
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• 2005

교수-학습과정에서 학습자가 가지고 있는 학습 장애는 학습 결과에 많은 영향을 미친다. 학습자의 학습 장애를 정확하게 진단하고 이를 고려한 수업 활동이 전개되어야 효과적인 교수-학습 활동이 이루어 질 수 있다. 학습 장애의 특성상 장애 진단과 처방과정에서는 비공개적인 접근이 요구된다. 인터넷 기반의 온라인 학습 장애 진단과 처방시스템은 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 유용한 방안 중의 하나가 될 것이다. 하지만 기 구축되어 운영 중인 온라인 기반 학습 장애 관련 사이트들은 학습 장애를 진단해 주고 처방해 주기 보다는 학습 장애 정보를 안내해 주는 정도의 수준에 에 그치고 있다. 단순히 웹문서 형태의 정보제공 체제이거나 텍스트 기반의 지식 전달 체계로 인하여 학습자 개개인의 특성을 고려한 장애 진단에 한계점을 가지고 있다. 학습 장애에 대한 지식을 체계화함과 동시에 일정한 기준에 의해 연관성을 지어 줄 수 있는 의미 분석과 추론 등의 방법에 사용되어지는 온톨로지를 활용하게 되면 기존의 시스템이 가지는 제한점들을 극복할 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 온라인 상황에서 학습자의 학습 장애를 정확하게 진단하기 위해 온톨로지를 이용하여 학습장애 진단 시스템을 설계하고 구현하였다. 온톨로지의 구축에 사용된 도구는 protege-2000을 사용하였다. 진단시스템 개발 환경으로 학습자의 인터페이스는 Visual C++, 교사의 인터페이스는 Visual Studio.NET을 사용하였으며, DBMS는 Microsoft Office Access와 MS-SQL Server를 사용하였다. 이 연구는 OWL 온톨로지를 사용하여 보다 지능화된 학습 장애 진단시스템을 개발함으로써 실현 가능성을 제안하고 있는 것이 연구의 의의이다.