• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제43차 동계학술발표논문집 19권1호
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• pp.141-144
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• 2011

본 논문에서는 학습자들의 학습능력 향상을 위해 구성주의 능력기반 교수학습 설계 모형을 제안한다. 구성주의 능력기반 교수학습 설계 모형에서는 과거 내용 전달 위주의 교수설계와는 차별화된 방법을 적용한다. 본 모형에서는 먼저, 학습자들이 갖추어야 할 학습능력을 규명한다. 이후 규명된 학습능력을 일정 기간 이후 평가할 평가 방법을 결정한다. 학습능력과 그 능력을 평가할 수 있는 방법을 결정한 이후 실제 수업을 진행한다. 본 모형의 주요 특징은 세 가지이다. 첫째, 단순히 내용 전달 위주의 교수설계 방법이 아닌 학습자들에게 실질적인 학습능력을 형성시켜주는 교수학습설계 전략이다. 둘째, 학습자들이 형성해야 할 학습능력을 기초능력과 핵심능력으로 나누어 단계적으로 제시한다. 셋째, 학습자들의 학습능력을 향상시켜줄 수 있는 방안을 구성주의적 차원에서 제시한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
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• pp.249-254
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• 2006

본 연구는 초등학교 컴퓨터 교과의 제재를 주제로 한 웹 기반 프로젝트 학습을 설계하는데 목적이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 프로젝트 학습과 웹 기반 프로젝트 학습에 대한 제이론을 고찰하고 이를 바탕으로 웹 기반 프로젝트 학습 모형을 설계하여 초등학교 컴퓨터 교과의 주제를 중심으로 웹 기반 프로젝트 학습을 설계하였다. 설계 단원은 초등학교 6학년 컴퓨터 교과(재량교과)의 '정보의 이해와 윤리', '컴퓨터 기초', '소프트웨어의 활용' 영역을 예비 학습으로 학습하고, 주제별로 그룹별 프로젝트 활동을 함으로써 학습자 중심의 학습이 가능하도록 하였다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
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• pp.101-106
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• 2006

그 동안 웹 프로그램 언어인 HTML에 대한 교수-학습 방안과 온라인 학습에 대한 연구들이 이루어져 왔지만 단순 태그 기능 학습에 그쳐 고급사고력을 높이는 프로그래밍학습의 목표를 달성하기는 부족하였다. 본 논문에서는 학습자의 창의력과 문제해결력을 높여주기 위한 HTML 교수-학습 지원 시스템을 설계하였다. HTML 교수-학습 지원시스템은 구성주의 교육 방법인 문제중심학습(Problem-Based Learning)을 이론적 토대의 하여 설계되었으며 나선형 교육과정의 원리에 따라 이원화된 학습요소들에 의해 학습의 위계를 실정하였다. 이 교수-학습지원시스템에서 HTML 학습에 대한 평가는 구성주의 원리에 입각하여 다양한 방식을 통해 지속적으로 이루어지도록 하였다. 또한 교수-학습에 활용되는 해결 과제는 같은 수준, 같은 영역의 문제은행을 축적하여 교수자가 자유롭게 상황에 맞게 선택하여 활용하도록 하였으며, 학습자의 학습 곁과를 통계자료와 도표를 통해 한눈에 살펴보고 적절한 피드백을 주도록 설계하였다. 이와 같은 원리를 토대로 한 교수-학습지원시스템 설계를 통해 학습자가 보다 많은 프로그래밍 경험을 축적하여 창의적이고 자기주도적으로 웹 프로그래밍을 할 수 있는 능력을 키워줄 수 있음을 기대하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2001년도 추계학술발표논문집
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• pp.752-757
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• 2001

본 논문은 웹 상에서 자기 주도적 문제풀이 학습을 통하여 학습자가 자기 주도적으로 학습할 수학교과의 학습목표 및 내용, 관련된 학습자료를 탐색하고, 교수자나 다근 학습자와 서로 상호작용을 하여 문제를 해결하기 위한 원격강의 프로그램을 개발하고자 일반적인 멀티미디어 체계적 교수설계 모형을 기초로 웹 기반 코스웨어 설계모형을 제시하고 학습자 중심의 실시간 수학문제 풀이 원격학습 시스템을 구현하였다. 이는 웹 기반의 수학 코스웨어 및 텍스트 모드로 제작 설계되었으며 자기 주도적인 수학 문제 풀이 단계학습을 목적으로 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.229-229
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• 2023

강화학습은 에이전트(agent)가 주어진 환경(environment)과의 상호작용을 통해서 상태(state)를 변화시켜가며 최대의 보상(reward)을 얻을 수 있도록 최적의 행동(action)을 학습하는 기계학습법을 의미한다. 최근 알파고와 같은 게임뿐만 아니라 자율주행 자동차, 로봇 제어 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 상수도관망 분야의 경우에도 펌프 운영, 밸브 운영, 센서 최적 위치 선정 등 여러 문제에 적용되었으나, 설계에 강화학습을 적용한 연구는 없었다. 설계의 경우, 관망의 크기가 커짐에 따라 알고리즘의 탐색 공간의 크기가 증가하여 기존의 최적화 알고리즘을 이용하는 것에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구는 강화학습을 이용하여 상수도관망의 구성요소와 환경요인 간의 복잡한 상호작용을 고려하는 설계 방법론을 제안한다. 모델의 에이전트를 딥 강화학습(Deep Reinforcement Learning)으로 구성하여, 상태 및 행동 공간이 커 발생하는 고차원성 문제를 해결하였다. 또한, 해당 모델의 상태 및 보상으로 절점에서의 압력 및 수요량과 설계비용을 고려하여 적절한 수량과 수압의 용수 공급이 가능한 경제적인 관망을 설계하도록 하였다. 모델의 행동은 실제로 공학자가 설계하듯이 절점마다 하나씩 차례대로 다른 절점과의 연결 여부를 결정하는 것으로, 이를 통해 관망의 레이아웃(layout)과 관경을 결정한다. 본 연구에서 제안한 방법론을 규모가 큰 그리드 네트워크에 적용하여 모델을 검증하였으며, 고려해야 할 변수의 개수가 많음에도 불구하고 목적에 부합하는 관망을 설계할 수 있었다. 모델 학습과정 동안 에피소드의 평균 길이와 보상의 크기 등의 변화를 비교하여, 제안한 모델의 학습 능력을 평가 및 보완하였다. 향후 강화학습 모델을 통해 신뢰성(reliability) 또는 탄력성(resilience)과 같은 시스템의 성능까지 고려한 설계가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제36권2호
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• pp.287-311
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• 2022

본 연구는 가설학습경로와 보편적 학습설계(UDL)를 기반으로 초등예비교사가 느리게 배우는 학습자에게 맞춘 수학 수업을 설계한 사례를 활용한 연구이다. 가설학습경로는 계열성을 특징으로 하는 수학 교과에서 느리게 배우는 학습자에게 맞추어 도움을 제공해야 할 때 그들의 현재 이해 및 발달의 상태를 파악하고 그것에 반응적으로 수업을 설계할 때 의사결정의 근거로 삼을 수 있다. 또한, 보편적 학습설계는 수업을 설계할 때 수업에 존재할 수도 있는 잠재적 장벽을 제거하여 모든 학생이 접근할 수 있는 풍부한 학습 환경을 안내하는 프레임워크이다. 본 연구는 초등예비교사에게 느리게 배우는 학습자의 특성에 맞춘 수업을 설계하는 경험을 제공하여 가설학습경로를 생성하게 하고, 보편적 학습설계의 원리를 적용한 수업안을 작성하도록 하였다. 그리고 수업안에 나타난 가설학습경로의 특징 및 보편적 학습설계의 적용 결과를 분석하였다. 이러한 분석결과에 따른 논의를 통해 예비교사교육과정에서 느리게 배우는 학습자를 위한 수학수업 설계 경험의 필요성과 느리게 배우는 학습자를 위한 수업설계에서 가설학습경로 및 UDL의 적용 가능성에 관한 시사점을 도출하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2000년도 추계학술발표논문집
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• pp.419-422
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• 2000

본 논문에서는 길을 기반으로 하여 학습자 스스로 학습의 장면을 결정하고, 학습의 형태를 계획하여 학습을 주도적으로 이끌어 낼 수 있도록 하는 학습자 중심의 자기주도적 학습 환경을 선계 및 구현하였다. 학습 설계 대상은 학습자와 길 사이의 동적 상호작용을 통하여 지필 학습방법으로 학습하기 힘들었던 단원인 고등학교 공통수학의 삼각함수를 선택하였다. 학습자가 학습장면에서 직접 실행해 보고 도형을 이동시켜 변화하는 현상을 관찰하고 탐구함으로써 실시간으로 피드백이 가능하여 학습의 효과를 극대화하였으며 학습자에 대한 정보와 학습의 상태는 DB를 이용하여 관리하도록 하였고 형성평가와 총괄평가는 DB를 이용하도록 설계하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제44차 하계학술발표논문집 19권2호
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• pp.265-268
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• 2011

이 연구는 초등교육에서 사이버가정학습의 참여를 저해하는 요인을 도출하고, 그 요인 중 가장 영향을 많이 미치는 요인을 찾음으로써 참여율을 제고하는데 목적이 있다. 연구목적을 달성하기 위해 선행연구 분석을 통해 8가지 잠정적 저해요인(학습동기 및 태도의 문제, 컴퓨터에 대한 부담감, 컴퓨터 사용의 어려움, 새로운 학습방법의 어려움, 학습설계의 문제, 상호작용의 어려움, 화면설계의 문제, 환경상의 문제)를 도출하였다. 이에 따라 33문항으로 구성된 설문지를 제작하여 사이버가정학습을 실시하고 있는 초등학교(3학년~6학년 학생 429명)을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 로지스틱 회귀분석을 통해 분석한 결과, 초등교육에서 사이버가정학습 참여 저해에 영향을 주는 요인은 학습동기 및 태도의 문제, 컴퓨터 사용의 어려움, 컴퓨터에 대한 부담감, 새로운 학습방법의 어려움, 학습설계의 문제 이었다. 이중에서 참여 저해에 대한 영향력은 컴퓨터에 대한 부담감, 새로운 학습방법에 대한 어려움, 컴퓨터 사용의 어려움, 학습설계의 문제 순으로 4가지였다. 즉, 컴퓨터에 대한 부담감, 새로운 학습방법에 대한 어려움, 컴퓨터 사용의 어려움, 학습설계의 문제가 적을수록 지속할 가능성이 더 큰 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 초등교육에서 사이버가정학습 참여율을 제고하기 위해서 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 첫째, 초등학생을 대상으로 한 사이버가정학습 운영 시 컴퓨터에 대한 부담감이나 새로운 학습방법에 대한 어려움, 컴퓨터 사용의 어려움이 있는지 고려해 초등학생에 맞는 적절한 학습설계를 구축하는 것이 중요하다. 둘째, 초등교육에서 사이버가정학습의 참여 저해요인에 가장 큰 영향을 미치는 컴퓨터에 대한 부담감을 줄이기 위해 학습자가 컴퓨터에 대한 두려움을 없애주고 컴퓨터가 학습에 유용하다고 느낄 수 있도록 초등학생을 위한 맞춤형 교수설계 및 콘텐츠 개발로 컴퓨터에 쉽게 접근하고 즐거움을 느낄 수 있도록 유도해야 한다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제30권3호
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• pp.43-66
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• 2018

본 연구의 목적은 백워드 수업설계를 '가족생활 설계' 영역에 체제적으로 적용한 교수- 학습과정안을 바탕으로 수업을 실시하고, 학습자의 이해도 및 수업만족도에 미치는 효과를 검증하는 것이다. 이를 위해 연구자가 개발한 백워드 수업설계에 기초한 '가족생활설계' 영역의 체제적 수업 개발안을 적용하여 S고등학교 학생 1학년 10학급 218명(남 116명, 여 102명)을 대상으로 11차시 수업을 직접 실시하였다. 수업을 실시한 후 학습자들의 이해 정도를 분석하기 위해 수행과제 결과물과 수행과제 외 다른 결과물을 수집하였다. 수행과제 결과물로는 가족생활 설계와 관련된 홍보물과 실천적 추론과정을 적용한 가족생활 주기에 따른 가족생활 설계 포트폴리오를 수집하였다. 수행과제 외 다른 결과물로는 차시별 학습자들의 개별학습 일지를 통한 자기평가 결과, 모둠별 학습활동 결과, 사후 형성평가 결과 등을 수집하였다. 학습자의 수업 만족도를 측정하기 위해서는 설문지 조사와 학급의 모둠별 대표들과 그룹 면담 통해 자료를 수집하였다. 학습자의 이해 정도와 관련된 자료의 분석방법으로는 Wiggins & McTighe(2005)가 제시한 '이해'의 여섯 가지-설명, 해석, 적용, 관점, 공감, 자기지식-측면(phases)에서 근거 이론 방법을 적용하였다. 또 SPSS/WIN(ver.18.0) 프로그램을 활용하여 평균, 표준편차, 대응표본 t-test 등을 이용하였다. 그리고 학습자의 수업 만족도 분석은 SPSS/WIN(ver.18.0) 프로그램을 활용하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 학습자의 이해도 측면에서 살펴볼 때 학습자들은 '가족생활 설계 및 가족생활 진단의 주요 개념을 자신의 언어로 표현할 수 있었다(설명)', '주어진 자료를 통해 가족생활 설계의 필요성과 가족생활 진단의 중요성에 대해 이야기 할 수 있었다(해석)', '가족생활 설계와 관련된 지식과 기능을 이용하여 홍보물을 제작하거나 자신의 실생활 적용하여 가족생활을 설계 할 수 있었다(적용)', '가족생활 설계를 위해서 가족생활의 절차 및 방법, 가족생활 설계를 위한 주요 내용을 비판적이고 통찰력 있게 분석할 수 있었다, 가족생활 설계와 관련된 홍보물 및 포트폴리오 과제에 대한 자기 평가 및 동료평가를 한 후 이를 비판적이고 통찰력 있게 다시 생각할 수 있었다.(관점 가지기)', '가족생활 설계를 할 때 우리 가족 구성원이 가장 중요하게 생각하는 가족생활의 가치, 목표와 요구 등을 고려할 수 있었다(감정이입)', '자신이 만들어낸 수행의 결과물들을 평가 준거에 따라 스스로 평가할 수 있었으며, 가족생활 설계를 실천하는데 있어 나의 장점과 단점은 무엇인지 깨달을 수 있었다, 그리고 과제에 대한 자기평가를 한 후 이를 교정할 수 있었다.(자기 지식)'과 관련된 이해의 측면을 달성할 수 있었다. 또한 '가족생활 설계' 학습내용과 관련된 사전-사후 평가의 점수 변화를 살펴보면 모든 학습 주제에 대한 평균 점수가 향상되었으며, 통계적으로도 유의한 상승효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 '가족생활 설계' 영역에 백워드 수업설계를 적용하여 체제적으로 개발한 수업설계 안은 학습자의 영속적 이해를 촉진시키며 학습에 대한 성취를 높이는데 효과적이었음을 확인할 수 있었다. 둘째, 학습자의 수업 만족도 측면에서는 학습자들은 '가족생활 설계' 영역의 수업에 대한 전반적인 만족도를 측정하는 전체 문항의 평균 점수는 4점 만점에 평균 3.68로 나타나 학습자들이 백워드 수업 설계를 적용한 '가족생활 설계' 영역의 수업에 대해 높은 만족도를 보이고 있음을 알 수 있었다. 학습자들은 본 연구에서 개발한 수업을 통해 다양한 학습 자료를 제공받을 수 있어서 수업에 대해 흥미를 가질 수 있었고, 모둠별 활동과 본질적인 질문 등을 통해 학습활동에 능동적으로 참여할 수 있었으며, 수행과제를 통해 학습한 내용을 새로운 상황과 맥락 속에서 유연하게 적용시킬 수 있어서 수업에 대한 만족도가 전반적으로 높게 나타났다. 따라서 '가족생활 설계' 영역에 백워드 수업설계를 적용하여 체제적으로 개발한 수업설계 안은 학습자의 수업 만족도를 높이는데 효과적이었음을 확인할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.1-9
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• 2002

본 논문에서는 웹 기반 자기 주도적 학습을 위한 시스템을 설계하였다. 시스템 설계를 위해 먼저, 웹 기반의 자기 주도적 학습에서 활용되는 교수 학습 과정안을 탐색하였다. 그리 그 교수학습 과정안을 웹 기반의 공간에서 수행하는데 필요한 시스템의 요구 사항을 파악하고 그 요구 사항에 적절한 시스템을 설계하였다. 또한, 설계한 시스템을 적절하게 운영할 수 있는 방안을 모색하여 학습의 효과를 높일 수 있도록 하였다. 본 논문에서 설계한 웹 기반 자기 주도적 학습 시스템을 방과 후, 방학, 현장 학습 등에 적절히 활용할 경우 교수 학습에 효과가 클 것으로 기대된다.