본 연구는 웹상에서 학습자들에게 동영상(Flash Animation)학습과 심화학습(Feedback Learning)을 통하여 흥미롭고 자기 주도적으로 학습을 할 수 있도록 하여 홍미를 유발시키고 학습효과를 놓이고자 한다. 전체적으로 자료구조에 대한 기초적이고 전반적인 이론 학습 및 알고리즘 수행과정 실습을 할 수 있도록 하였으며 이해하기 힘든 학습내용을 단순한 텍스트 위주의 설명식 수업에서 탈피하여 자바스크립트 및 플래시 액션 기능을 활용한 코스웨어 상에서의 학습자 상호작용에 기반한 환경을 제공하였다 각 단위별로 기본 학습 밀 동영상 학습, 심화학습, 형성평가로 이루어져 있으며 , 학습화면 구성을 윈도우 운영체제 기본 환경과 유사하게 설정하여 학습에 흥미를 돋우고자 하였다.
본 논문에서는 학습 패러다임의 변화에 따른 효과적인 학습을 제공하기 위해 Learning Design (LD) 기반 학습관리시스템에서 전단부 엔진인 LD Publication 엔진을 설계하고 구현하였다. LD Publication 엔진은 LD 기반으로 작성된 학습 콘텐츠 패키지를 분석하고 학습활동을 기술한 정보파일의 구문과 의미를 분석하여 모델화한다. 모델화된 데이터는 학습관리시스템에서 효과적으로 접근 가능한 형태로 단편화하여 데이터베이스에 영속한다. LD 기반 학습관리시스템은 학습 효과와 학습자 편리성을 제공하여 높은 학습 성과를 가져올 수 있도록 도와준다. 그리고 학습 콘텐츠의 재생산, 재사용, 공유를 통한 콘텐츠 개발의 활성화를 도모하고 인프라 확대에 기여할 것이다. 또한, 학습자의 역량, 성향 그리고 학습이력 등을 연계가 가능하도록 설계되어 시스템의 확장이 용이하다.
본 논문에서는 변형된 돌연변이 연산자를 적용한 대화형 유전자 알고리즘을 사용해서 웹-기반 학습 콘텐츠를 개발하였다. 대화형 유전자 알고리즘은 주로 상호 교환(reciprocal exchange) 돌연변이를 사용한다. 그러나 본 논문에서는 학습자의 학습 효과를 높이기 위해 돌연변이 연산자를 변형하였다. 그리고, 대화형 유전자 알고리즘을 이용한 웹 기반 학습 콘텐츠는 동적인 학습 내용과 실시간 테스트 시스템을 제공한다. 특히 학습자가 자신의 특성과 흥미에 따라 대화형 유전자 알고리즘을 수행하면서 효율적인 학습 환경과 콘텐츠 배열 순서를 선택할 수 있다.
차세대 기술과 접목된 교육용콘텐츠의 다양한 연구가 진행되고 있다. 현재 디지털교과서가 연구학교를 중심으로 실험 및 적용 단계에 있으나 학습내용이 고정적이고 제한된 콘텐츠만을 제공하기 때문에 학생들의 흥미와 몰입감 및 학습효과에서 부족한 부분이 많다. 이를 해결하기 위해서는 증감형 콘텐츠를 설계하여 학생들의 흥미와 몰입감 및 상호작용을 높여야 한다고 본다. 이에 본 논문에서는 증강현실 기술을 기반으로 하여 태블릿 기반의 디지털교과서 콘텐츠로 학습을 할 때 관찰하기 어려운 가상의 정보 제공 및 부가적인 정보를 활용하며 상황 인지를 통해 사용자의 상황에 적합한 가이드라인이나 부가 정보를 제공받을 수 있는 차세대 교육용 콘텐츠를 설계해 보고자 한다. 본 연구의 결과는 향후 디지털교과서 적용 시 효과적인 개발방안이 될 것이다.
인터넷 제반기반 및 관련 서비스의 발전은 물리적인 시간과 공간의 한계를 뛰어 넘어 언제, 어디서나 학습할 수 있는 e-learning의 기초가 되었다. [1]에서는 e-learning을 ‘장소나 시간의 제약 없이 높은 수준의 양방향 교육을 제공하기 위한 서비스와 기술’이라 정의하였다. 우리는 e-learning을 학습자와 시스템간의 양방향 커뮤니케이션(communication)을 이용한 새로운 학습 활동으로 정의하고, e-learning 시스템을 멀티미디어 (multimedia)로 이루어진 학습 콘텐츠(contents)를 통신망을 이용하여 학습자에게 전달하고, 학습자 정보를 전달받아 학습효과를 높을 수 있는 정보로서 재가공하는 역할을 담당하는 소프트웨어(software) 및 하드웨어(hardware)로 정의한다. e-learning은 책상과 칠판으로 연상 될 수 있는 현재의 강의 방식을 단순하게 디지털화(digitize)하는 수준을 넘어 효과적이고 새로운 교육방식을 지칭하고 있다.
많은 이러닝 시스템들은 기존의 설정된 문항난이도를 기반으로 학습자에게 학습정보를 제공하고 있으며, 학습자는 정해진 학습과정에 따라 학습을 수행하고 있다. 이는 학습과정 중에서 학습자마다 학습을 이해하는 정도가 다름에도 불구하고 학습자는 정해진 난이도와 학습과정을 따라야 함으로 효율적인 학습효과를 나타내기 어렵다. 본 연구에서는 학습자가 학습과정중에 이해하는 정도를 시스템이 파악하여 능동적으로 난이도 및 학습과정을 조절하는 학습자 적응형 이러닝 시스템을 제시하고자 한다. 이를 통하여 학습자는 오프라인에서의 학습과 같은 대화형 학습을 통해 온라인 학습이 가져오는 획일적 학습에서 벗어나 보다 높은 학습효과를 높일 수 있다.
본 연구에서는 MHEG을 기반으로 한 원격 교육/훈련 시스템으 설계한다. 설계하는 시스템은 코스웨어를 제공하고, 비동기모드로 브라우징하여 개별 학습을 지원하던 기존 시스템과는 달리 , 교육적 효과를 높이기 위해 비동기 방식과 동기 방식을 동시에 수용할수 있도록 설계하였다. 특히 동기 방식은 사용자 공동 작업 환경을 위한 세션 관리 모듈을 두어 실시간 화상 강의 응용에서 학습자 및 세션 제어에 대한 연산을 제공함으로써 학습 효율을 향상시킬수 있으며, MHEG 표준을 도입하여 학습자와의 실시간 상호 작용을 충분히 지원함으로써 훈련 시스템에서의 시뮬레이션 지원 능력을 극대화 할수 있도록 하였다.
현실에서 경험하거나 당면하고 있는 실제적인 문제를 해결할 때 학습자는 학습의 의미를 느끼며 학습의 효과도 기대할 수 있다. 따라서 초등학교에서 일어날 수 있는 정보통신윤리교육 지도 상황에 따라 교사에게 필요한 자료들을 웹 상에서 제공하는 맞춤형 정보통신윤리교육 지원시스템을 개발하였다. 개발한 시스템에서는 정보통신윤리교육의 방법과 자료 및 그 활용 방법을 제공하고 있다. 시스템은 주제별로 맞춤형 자료를 제공함으로써 실제 상황에 적절한 정보통신윤리교육을 실시하는데 도움이 되었다. 또한 주제와 지원하는 자료의 적합 정도를 알려주어 다음 사용자가 자료를 선택하는데 도움이 되었으며, 교사의 지도 자료검색에 대한 부담을 덜어 주었다.
비시장재의 변화에 의한 후생변화 측정치로서 쓰이는 지불의사(WTP)와 수용의사(WTA) 개념은 경제이론적으로는 소득효과가 크지 않다면 서로 크게 다르지 않을 것이라고 예측되고 있다. 그러나 실증분석결과들은 WTA 측정치가 WTP의 측정치보다 훨씬 큰 것으로 관찰되고 있다. 본 연구는 우리나라에서는 처음으로 실험시장접근법을 사용하여 비시장재의 하나인 먹는 물에 잔류가능성이 있는 유해물질(비소, 납, 트리할로메탄 중의 하나)로부터의 건강위험변화에 대한 WTP와 WTA를 측정하고 이 두 측정치에 차이가 존재하는지 실증적으로 분석하였다. 대학생들 15명씩의 참가자들을 대상으로 총 여섯 번의 실험시장을 개설하였다. 시장거래경험의 유무에 따른 차이를 검증하고자 사적 시장재인 캔디바 실험경매도 도입하였고, 반복경험에 따른 학습효과를 관찰하기 위하여 20번의 실험경매를 시도하였고, 정보제공효과를 관찰하기 위하여 10번째 경매 후에 객관적 건강위험에 관한 확률정보를 제공하였다. 시장재 비시장재의 구분없이 첫 번째 실험경매에서는 WTA가 통계적으로 유의하게 WTP를 초과하였다. 실험경매가 진행됨에 따라 사적 시장재는 WTA와 WTP의 차이가 사라지고 시장평균가격에 수렴하였다. 그러나 비시장재인 건강위험변화에 대한 결과는 혼재되어 있었다. 건강위험이 가장 큰 비소에 대해서는 건강위험 감소에 대한 WTP가 건강위험 증가에 대한 WTA보다 통계적으로 유의하게 적었다. 반면에 건강위험이 상대적으로 적은 납과 트리할로메탄에 대해서는 WTP와 WTA의 평균이 같다는 귀무가설을 기각할 수 없었다. 실험참가자들은 실험경매 중간에 제공된 건강위험정보에 대해 합리적으로 반응하였고, 실험경매가 진행됨에 따라 경험획득에 의한 학습효과도 긍정적이었다. WTP는 실험 초반에 학습효과가 주로 관찰된 반면에 WTA 측정치는 실험경매 후반에 학습효과가 관찰되었다.
본 연구는 열린 교육 환경의 일환으로 초등학생이 문제해결 방법을 효과적으로 학습할 수 있는 인터넷 기반 코스웨어를 설계하고 구현하는 것을 목적으로 하였다. 코스웨어는 인터넷 서비스 중 GUI가 지원되는 웹 서비스를 이용하여 개발되었다. 시스템 구현을 위하여 문제해결의 의미 및 과정과 컴퓨터를 활용하여 해결학습을 할 때의 고려할 점을 살펴보았다. 그리고, 교육적 도구로서 웹의 효용성과 한계점을 파악함으로써, 웹을 교육에 효과적으로 이용할 수 있는 방안에 대해 모색하고 웹 애플리케이션을 개발하는 데 요구되는 원리 및 기술들에 대해 살펴보았다. 코스웨어의 주제는 문제해결학습에 적합한 SATIS의 학습 내용 가운데 하나를 선정하였다. 인터넷에 기반한 문제해결학습을 위해 코스웨어는 학습 활동 모듈, 교수 활동 모듈, 학습 도구 모듈로 구성되었으며, 코스웨어의 흐름을 제어하는 학습 활동 모듈에서는 문제중심학습의 학습과정에 따라 구현되었는데, 이 학습 과정은 순차적으로 학습해 갈 수 있지만, 임의적으로 어느 곳으로든지 옮겨갈 수 있도록 링크를 설정해 두었다. 이 임의적 접근은 학습자들이 각자의 경험에 맞게 학습해 나갈 수 있도록 하기 때문에 학습자들의 학습을 촉진시킨다. 교수 활동 모듈은 교사에게 학습자들의 학습을 조력해주기 위해 유용한 지식과 정보를 제공해주고, 학습자들의 학습 결과를 평가하여 적절한 피드백을 제공해 줄 수 있는 여지를 마련해 준다. 학습 도구 모듈에서는 토론장, 전자우편 주소록, 도움말, 검색 도구가 제공되어지는데 이것은 학습 활동 모듈과 교수 활동 모듈에 연결되어 있어서, 교사나 학생들이 그 학습 도구를 사용하여 교수-학습 활동을 활발히 진행해 나갈 수 있도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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