• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2003.05b
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• pp.844-847
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• 2003

모바일 컴퓨팅 기능은 휴대의 편리성과 장소와 시간에 구애 없이 인터넷을 사용할 수 있다는 측면에서 많은 사람들의 관심과 수요자가 계속 증가하고 있다. 이러한 시대적인 요구에 따라 학교 학습 교육도 기존의 유선에 의한 학습 시스템 외에 무선 상태에서 언제 어디서나 학습이 가능한 무선 학습시스템 개발에 많은 관심을 가지고 있다. 본 연구는 시대적 환경을 고려하여 모바일 환경에서 학습능력이 가능한 평가시스템을 설계한다 학습시스템의 기본 설계 내용은 최근 모바일 환경에서 활용 가능한 지문을 이용한 문제풀이 기능, 반복문제 풀이, 연속 다운로드 그리고 사용자 편리성 등이 고려되고 있다. 그리고 이를 디스플레이 할 수 있는 시스템을 설계한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 2008.01a
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• pp.181-186
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• 2008

휴대폰이나 PDA와 같은 모바일 기기의 확산과 더불어 모바일 통신 환경을 기반으로 하는 모바일 교육 학습 모델이 교육의 질향상 및 교육 효과의 극대화를 꾀할 것으로 기대되는 실정이다. 또한 모바일 환경에서 학습자가 지속적이고 자기 주도적으로 학습을 하기 위해서 자기조절학전략이 필요하며, 이를 위해 모바일 학습환경에 적합한 MMIS(Motivation Metacognitive practice Interaction. Self-reflection: 자기 주도학습전략)모형을 설계하도록 하였다. 특히 학습자의 지속적인 흥미와 동기부여를 위해 에튜테인먼트(edutainment)전략을 활용하여 모바일 게임에 익숙한 학습자의 특성에 맞는 모형으로 설계하였다. 본 논문에서 설계한 MMIS 모형의 특징은 다음과 같다. 첫째, 학습자가 스스로 학습 전략을 계획하고 통제할 수 있도록 게임의 난이도를 스스로 결정할 수 있다. 둘째, 학습자가 게임활동을 스스로 계획하고, 게임 결과를 모니터링 할 수 있다. 셋째, 사전에 게임에 필요한 학습 내용을 제공받음으로써 게임에서 좋은 결과를 얻기 위한 노력을 할 수 있도록 하였다. 넷째, 게임을 할 때 해결하기 어려운 과제의 경우에는 교사나 게임에서 제공되는 힌트를 통해 스스로 필요한 도움을 찾아낼 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.10a
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• pp.982-985
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• 2003

본 연구에서는 현재 이루어지고 있는 웹기반 교육방법을 분석 연구하여 웹상에서 실습과목을 학습하는데 있어 효율적인 WBI 코스웨어를 설계하였다. 또한 멀티미디어 저작도구를 이용하여 학습 효과를 최대화할 수 있는 학습 방법을 제시하고 코스웨어를 제작할 때 적용함으로써 기능적인 측면에서 일방적으로 지식을 전달, 주입하는 단순한 학습에 치우치지 않고 수요자인 학습자가 스스로 학습을 주도하여, 능동적이고 창의적인 자기 주도적 학습 환경의 개발로 효과적이고 체계적인 개인 학습을 할 수 있도록 학습 환경을 조성해 준다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2016.04a
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• pp.344-347
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• 2016

유비쿼터스 환경 시대에 맞춰 현재 스마트 디바이스의 발달과 시장의 확대로 스마트 미디어 기기의 보급이 급속도로 확산되고 있으며 많은 교육용 어플리케이션 또한 개발되고 있는 중이다. 이러한 교육용 어플리케이션들은 지식기반사회의 학습도구로서 지식접근 및 창출에 중요한 요소인 인터넷과 웹을 활용하게 되고 이동성과 편의성을 추구하는 모바일기기를 통해 학습이 가능하도록 지원하는 프로그램이다. 본 연구는 모바일러닝 기반의 '창의적 문제해결(CPS, Creative Problem Solving)' 모형을 활용하는 교육용 앱에 대한 설계방안을 제시하고자 하며 연구의 목적은 대학 교육에서 학생들의 창의적 사고와 문제해결능력 향상을 돕는 모바일러닝 기반의 학습환경을 설계하는 데 있다. 제안하는 학습지원 도구는 모바일 앱 형태로 제작되며 학습활동에 있어 다양한 창의적 사고과정 활동과 표현방식, 상호작용성 등의 기능을 통해 학습자의 고차원적인 사고능력을 향상시키는 인지적 도구로서 활용될 수 있도록 설계하였다. 개발환경은 안드로이드용 앱 인벤터 프로그램을 사용하였으며 앱 인벤터 서버환경에서 제공되는 컴포넌트와 이벤트 핸들러를 이용하여 교수자모드와 학습자모드의 앱을 각각 설계하였다. 교수자 앱은 학습활동 제공을 의미하는 프로바이더(Provider) 모드 기능이 포함되며 학습자 앱은 CPS 활동을 위한 학습활동 모드 기능이 설계된다. 대부분의 창의성 관련 앱들은 그래픽작업을 통한 두뇌활동 향상 프로그램, 체험활동 위주의 프로그램 등으로 출시가 되어 있으나 교수-학습 활동을 위한 창의적 문제해결활동 관련 앱은 존재하지 않는 상태이므로 수업활동에서의 활용측면에서 가치가 있을 것으로 기대된다.

• Journal of The Korean Association of Information Education
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• v.3 no.1
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• pp.13-21
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• 1999

'Interactivity' is considered as a key factor of user-centered interactive instructional systems design in Web environments. To provide an optimal level of interactivity for learners is an ideal goal in instructional systems design(ISD) process. Based on the primary concern of interactive systems design which pursues how the power of interactivity can be utilized and put to work, several interactive design strategies in Web-based systems are recommended through this research.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.223-228
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• 2000

WWW으로 대표되는 인터넷과 정보통신기술의 발달은 컴퓨터 응용 및 컴퓨팅 환경에 상당한 변화를 가져왔으며, 여러 분야에서 이들 기술이 응용되고 있다. WWW 기반의 기술들이 교육분야에 적용 및 활용되어 EDUNET, OCU(Open Cyber University) , 유니텔의 사이버 고등학교 등, 기존의 교육 패터다임을 변모시키는 새로운 형태의 고육체계 구현을 통해 교육현장에 커다란 기여를 하고 있다. 이러한 가상 학습 환경에서의 교수-학습을 효율적이고 체계적으로 준비, 실시, 관리할 수 있도록 지원해주는 시스템을 가상학습 지원시스템이라 한다. 본 논문은 가상학습환경이 새로운 교수-학습환경으로 자리매김하고 있는 가운데 교수-학습의 효율성을 향상시키기위한 지원 시스템을 어떠한 관점에서 어떤 기능을 중심으로 설계해야하는 가와 기존 교실교육에 비해 효과적 학습을 유지하고 향상시킬수 있는 핵심요인들을 도출하기 위하여 학습전략을 비교 분석하고 그 결과가 어떻게 설계에 적용될 수 있는가를 제시하고자한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2012.01a
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• pp.163-167
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• 2012

이 연구는 실무능력이 중시되는 맥락에서 유용한 능력기반 학습환경의 구축방안을 모색해보고, 그 효과성을 실증적으로 탐색하는데 목적이 있다. 이를 위해 기존의 교수설계 패러다임의 발전동향을 토대로 능력기반 학습환경 구축원리를 도출하고, 이른 토대로 일반대학의 교직과목의 하나를 선정하여 구체적인 교수학습 환경을 개발하고, 기본적 실험설계의 틀에 그 효과성을 분석해 보았다. 그 결과 원래 해당 과목이 지향한 3개의 능력 중 2개 능력에서 실험집단이 비교집단보다 향상의 가능성을 보였다. 후속 연구에서는 이 학습환경 모형의 정련화와 아울러 효과검증 방법론을 보다 정련화하고, 표본수 증대를 통한 통계학적 검증이 요청된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2004.05b
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• pp.311-314
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• 2004

본 논문은 학습자의 네트워크 환경에 따라서 전송속도를 선택하여 학습할 수 있는 원격강의 시스템을 설계하였다. Windows Media의 스트리밍 대역폭을 300k, 80K, 22K로 제공함으로서 학습자의 네트워크 환경을 고려하였다. 본 시스템은 시간과 공간을 극복한 가상강의에서 학습자의 네트워크 환경을 고려함으로써 재수강의 용이성에 초점을 두고 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10b
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• pp.583-585
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• 2000

과학 문명의 발달은 산업 분야뿐만 아니라 사회, 문화의 영역에 이르기까지 폭발적 발전을 가능하게 하였으나, 자연 환경을 함부로 파괴하게 되었고 인류의 삶의 터전을 회복불능의 상태로 만들어 인간을 포함한 모든 생명체의 생존을 위협하고 있다. 환경은 한번 파괴되면 이를 회복시키는데 많은 시간과 비용이 소요된다. 따라서 환경에 대한 인식과 지식 및 기능을 습득하고 올바른 태도를 기르는 환경교육이 절실히 요구된다. 그러나 현재 우리 나라 초등학교에서의 환경교육은 대부분 인지적 측면만을 지고하고 있어 환경보전 인식의 내면화를 위한 교수-학습 방법을 필요로 하고 있다. 최근 웹을 교육에 활용하는 다양한 방법이 시도되고 있으며, 특히 웹 기반 프로젝트 학습은 정보의 수용이 아니라, 학생들의 연구에 의한 학습의 개념을 도입하고 있어 교사의 지도에 의지하지 않고 학생들의 자발적인 노력으로 프로젝트를 완성해 가는 것을 가능하게 해준다. 본 논문에서는 웹 기반 프로젝트를 활용하여 개인 또는 학급내 및 타 학급간의 협력을 전제로 환경을 탐구하고 환경 문제를 발견하며 이를 해결해 나가는 환경교육이 가능한 시스템을 설계하고 구현하였다. 이러한 웹 학습 공간을 마련하여 학습자가 다양한 자료를 쉽게 얻을 수 있게 함과 동시에 상호 정보 교환을 통한 협력 학습을 함으로써 이들에게 자연의 소중함을 일깨우고 환경보전을 실천하는 기틀을 다질 수 있도록 하였다.