• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권3호
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• pp.344-355
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• 2002

MLP(multilayer perceptron)는 다른 패턴인식 방법에 비해 여러 가지 훌륭한 특성을 가지고 있어 패턴인식에서 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 MLP의 학습에 일반적으로 사용되는 EBP(error backpropagation) 알고리즘은 학습시간이 비교적 오래 걸린다는 단점이 있다. 패턴인식에 사용되는 학습 데이타는 풍부한 중복특성을 내포하고 있으므로 패턴마다 MLP의 내부변수를 갱신하는 온라인 계열의 학습방식이 속도의 향상에 상당한 효과가 있다. 일반적인 온라인 EBP 알고리즘에서는 내부변수 갱신시 고정된 학습률을 적용한다. 고정 학습률을 적절히 선택함으로써 패턴인식 웅용에서 상당한 속도개선을 얻을 수 있지만, 학습률이 고정되고 학습이 진행됨에 따라 학습패턴 영역이 달라지는 학습과정의 각 단계에 효과적으로 대웅하지 못하는 문제가 있다. 이 문제에 대해 본 논문에서는 학습과정을 세 단계로 정의하고, 각 단계별로 필요한 패턴만을 학습에 반영하는 패턴별 가변학습속도 및 학습생략(ILVRS) 방법을 제안한다. ILVRS의 기본개념은 다음과 같다. 학습단계마다 학습에 필요한 패턴의 부분이 달라지므로 이를 구별 하여 학습에 적용할 수 있도록 (1)패턴마다 발생하는 오류치를 적절한 범위 이내로 제한하여 가변 학습률로 사용하고, (2)학습이 진행됨에 따라 불필요한 부분의 패턴을 학습에서 생략한다. 제안한 ILVRS의 성능을 입증하기 위해 본 논문에서는 패턴인식 응용의 한 갈래인 화자증명을 실험하고 그 결과를 제시한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.76-78
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• 2006

현재 심혈관 질환은 암 다음으로 높은 사망 원인으로 기록되고 있어 심혈관 질환에 대한 초기 진단은 질환의 치료에 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 SVM을 이용하여 심혈관질환 환자의 질환 단계를 예측하였다. 일반적으로 이진분류에 사용되는 SVM을 이용하여 정상 및 질환 $1{\sim}3$기의 총 4가지 분류가 필요한 다분류 분류문제를 처리하기 위해서 논문에서는 독립적 학습된 단일 SVM 분류기들을 결합하여 분류를 수행하는 SVM 앙상블 방법을 사용하였다. 단일 분류기의 결합은 Majority voting, 최소자승에러기반 가중치 부여, 2단계층 결합 등의 방법으로 수행하여 심혈관 질환 분류에 적합한 앙상블의 구성을 시도하였다. 실험 데이터는 (주)제노프라의 압타머 칩 데이터를 사용하였다. 서로 다른 데이터를 이용하여 학습된 이종의 SVM들을 결합한 결과 질환단계 예측에 있어서 단일 SVM을 이용하여 질환 단계를 예측하는 경우 보다 향상된 질환단계 예측 성능을 관찰할 수 있었으며, 심혈관 질환의 예측에 대해서는 단일 SVM 분류기의 2단 계층 결합법이 가장 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.1328-1331
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• 2013

본 논문에서는 스마트폰 내장 가속도 센서를 이용한 2단계 행위 인식 시스템을 제안한다. 제안하는 행위 인식 시스템에서는 행위 별 시간에 따른 가속도 센서 데이터의 변화 패턴을 충분히 반영하기 위해, 1단계 분류에서는 결정트리 모델 학습과 분류를 수행하고, 2단계 분류에서는 1단계 분류 결과들의 시퀀스를 이용하여 HMM모델 학습과 분류를 수행하였다. 또한, 본 논문에서는 특정 사용자나 스마트폰의 특정 위치, 방향 변화에도 견고한 행위 인식을 위하여, 동일한 행위에 대해 사용자와 스마트폰의 위치, 방향을 변경하면서 다양한 훈련 데이터를 수집하였다. 6720개의 가속도 센서 데이터를 이용하여 총 6가지 실내 행위들을 인식하기 위한 실험들을 수행하였고, 그 결과 높은 인식 성능을 확인 할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제63권5호
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• pp.376-386
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• 2019

이 연구에서는 산과 염기의 화학반응에 대한 학습발달을 논리 사고 발달단계에 근거하여 제시하고, 그 타당성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 전국의 7개 지역, 9개의 초등, 중등, 고등학교에서 387명을 편의표집하였다. 이 연구에서 개발한 설문지는 총 9문항이었으며, 산과 염기 반응물과 생성물을 제시하고 이 물질들이 어떻게 변화할지에 대한 자신의 생각을 그림으로 표현하고 그 이유를 적도록 구성하였다. 상황 맥락은 한 종류의 용질이 용매에 녹는 상황과 두 종류의 용질이 용매에 녹는 상황 등으로 구분하였다. 이 연구에서는 물질보존 논리, 조합 논리, 비례 논리, 입자 개수 보존 논리를 조합하여 총 6단계의 학습발달을 가정하였다. 자료를 분석하여 Rasch 모델로 Person reliability, Item reliability, MNSQ와 ZSTD의 Infit와 Outfit값을 구한 결과, 본 연구에서 가설적으로 제안한 논리 사고 학습발달단계가 타당함을 확인하였다. 자료의 분석 결과, 중학교 2학년까지는 낮은 단계의 사고가 저학년에서 더 우세하였다. 그리고 높은 단계의 사고(2단계에서 5단계)가 상대적으로 고학년에서 우세한 것으로 나타났다. 그러나 고등학교 3학년(Grade 12)에서 높은 단계의 사고가 급격하게 감소하였다. 그리고 가장 마지막 단계인 5단계의 사고는 모든 학년에서 매우 낮았으며, 학생들의 비율이 가장 높은 학년은 중학교 3학년으로 나타났다. 이러한 특이한 연구 결과에 대한 해석은 교과서의 서술 방식과 관련된 추후 연구 과제로 제안하였다.

• 공학교육연구
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• 제8권1호
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• pp.99-112
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• 2005

문제중심학습은 실세계 환경과 공학적 환경에서 탐구하고 문제 해결하는 실천적 학습에 중점을 두며, 크게 교육과정 조직자와 수업전략의 두 가지 전략을 포함한다. 이 연구에서 구안한 PBL 전략은 크게 교육과정 조직자로서의 문제설계 단계와 수업전략으로서의 문제 적용 단계로 구분된다. 특히 문제 적용 단계는 문제해결 학습에 기초하며, 그 절차는 즉 '문제의 확인', '문제의 구체화', '해결방안의 탐색과 창안', '해결방안의 선정', '해결방안의 구체화', '실행', '평가', '적용과 성찰'의 단계이다. 특히 이 연구에서 계획과정의 상세화는 문제해결 모형이 갖는 장점 중의 하나인 문제해결을 위한 구상, 즉 확산적 사고와 수렴적 사고활동을 유도하기 위한 전략의 방편이 된다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권4호
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• pp.205-213
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• 2004

본 연구에서는 문제중심학습(Problem Based Learning)을 과학 수업에 적용하기 위한 지도전략과 '문제상황'을 설계하고 이를 적용한 후 학습자의 학습과정과 문제중심학습에 대한 인식을 밝히고자 하였다. 본 연구에서 적용한 문제중심학습의 단계는 문제상황 제시-문제 만나기-알고 있는 것과 알아야 할 것에 대한 확인(Know/Need to Know)-문제의 진술-정보의 수집과 공유-가능한 문제해결책 형성-최적 문제해결책 결정-문제해결책 발표이고, 소집단 토론 전략과 학습자 주도적 문제해결 전략 등의 단계별 지도전략을 설계하였다. '온실효과를 줄이기 위한 미래의 에너지로 무엇이 좋을까?'라는 문제상황으로, 과학고등학교 2학년 지구과학 수업시간에 문제중심학습을 실시하였고, 학습과정과 문제중심학습에 대한 인식을 밝혔다. 연구결과, 문제의 진술 단계에서는 초기에는 광범위한 문제 진술이 많았으나, 토론을 거듭할수록 문제해결책을 찾기 용이한 좁은 범위의 문제 진술로 정교화되었다. 그리고 K/NK단계에서 알고 있는 것과 알아야할 것에 대하여 명료하게 진술하는 활동이 해결책을 찾는 과정에서 학습자에게 가장 도움이 되는 활동으로 분석되었다. 소감문 분석결과 학습자들은 문제상황에서 문제를 찾아내는 과정을 가장 어려워하면서도 또한 흥미있는 활동으로 인식하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과로부터, 내실있는 문제중심학습의 적용을 위하여, 다각도의 문제인식이 가능한 간학문적이고 현실적인 문제 상황의 개발이 우선되어야함을 알 수 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.451-462
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• 2017

본 연구는 학교에서 도입가능성이 높다고 판단된 신기술인 3D 프린팅 활용 교육을 연구대상으로 선정하였다. 연구는 크게 3D 프린팅 활용을 위한 학습활동 프레임워크 제안과 3D 프린팅 활용 교육의 현장적용 가능성을 모색하는 두 단계로 실시하였다. 본 연구에서 제안하는 '3D 프린팅 활용 학습활동 프레임워크'는 '문제 해결과정의 복잡성'과 '협동적 상호작용'을 두 축으로 하여, 1단계는 재현을 통한 제작, 2단계는 상상 표현의 수단, 3단계는 근접한 문제 해결, 4단계는 확장된 문제 해결의 네 단계로 활동을 구분하였다. 두 번째 연구목적인 학교현장에서의 사례 연구를 위해 초등학교 6학년 23명의 학습자를 대상으로 수학교과에 3D 프린팅 활동을 접목한 수업을 실시하였다. 학생들은 '1단계 재현을 통한 제작'에 3D 프린팅을 활용하여 다양한 도형의 형태와 부피를 학습하였다. 연구결과 참여 학습자들이 전반적으로 3D 프린팅 기술을 활용한 수업의 효과성에 대해 긍정적인 학습경험을 보였으며 학습경험의 질 및 만족감 또한 높은 것으로 나타났다. 반면, 3D 프린터 및 CAD 프로그램의 사용성에는 개선이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 3D 프린팅 활동 설계를 가이드할 수 있는 거시적 프레임워크를 제안하고, 단순 흥미를 넘어서 교과연계성을 가지는 3D 프린팅 활동의 가능성을 탐색했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.41-58
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• 2022

본 연구의 목적은 중학교 가정교과 내 인간발달과 가족 영역에서 「2015 개정 가정과 교육과정」의 학습목표와 지속가능발전목표(SDGs)를 동시에 달성할 수 있는 교수·학습과정안을 개발하는 데 있다. 이를 위해 분석단계에서 인간발달과 가족 영역의 각 내용요소와 SDGs 세부목표와의 관련성을 분석하여 교수·학습과정안을 개발할 내용요소로 [변화하는 가족과 건강가정]을 선정하였다. 설계단계에서 문제해결형 프로젝트 수업으로 총 3차시를 설계하였다. 개발단계에서 각 차시별 교수·학습과정안과 학생용 개인 및 모둠 활동지와 교사용 수업자료를 개발하였다. 평가 및 수정 단계에서 가정교과 교육과정 관련 평가지표와 SDGs 관련 평가지표를 활용하여 교수·학습과정안 평가문항을 구성하였다. 전문가집단을 대상으로 교수·학습과정안 초안의 적절성을 검토받아 수정 및 보완작업을 거쳐 교수·학습과정안 최종안을 완성하였다. 본 연구는 중학교 가정교과 인간발달과 가족 영역에서 교육과정의 학습목표와 SDGs 모두를 달성하기 위한 교수·학습과정안을 개발하여 학교현장에서 활용할 수 있도록 예시를 제공하였다는 점에서 의의가 있다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제22권3호
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• pp.1-18
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• 2010

이 연구에서는 2007년 개정 교육과정 기술 가정과 주생활 단원에 적용할 수 있는 '이웃과 더불어 만드는 지속가능한 주거생활'이라는 주제로 실천적 문제 해결 교수 학습 방법을 적용하여 교수 학습 과정안을 개발하였다. 연구 절치는 ADDIE 교수설계모형에 따라 분석, 설계, 개발, 적용, 평가단계로 연구를 진행하였다. 교육과정과 관련문헌을 분석하여 '지속가능한 주거생활을 위해 나는 이웃과 더불어 무엇을 할 수 있는가?'라는 실천적 문제를 설정하였다. 교수 학습 과정은 총 6차시로 실천적 문제 해결 과정에 따라 문제정의(1~2차시), 실천적 추론(3~4차시), 행동(5차시), 행동에 대한 평가 단계(6차시)로 구성하였다. 1~2차시에는 지속가능한 주거에 대한 개념과 이웃공동체의 역활을 학습하면서 현대 주거의 요구를 확인하도록 하였다. 3~4차시에는 공동생활공간과 공동활동 프로그램으로 현대의 주거생활로 인해 발생하였거나 앞으로 발생가능한 자원고갈, 환경오염, 인간소외, 가족부양 등의 문제를 해결하는데 필요한 정보를 획득하고 분석하도록 하였다. 5차시는 문제해결을 위한 구체적인 행동계획을 수립하고 4~6일간 수행하도록 하였다. 6차시는 수행 결과를 발표하고 검토, 반성하도록 하였다. 교수 학습 자료는 학습 활동지(17개), 텍스트 자료(6개), 동영상 자료(6개), 인터넷 자료(2개), 이미지 자료(1개)를 개발하여 영상으로 제시하거나 인쇄물로 배부하였다. 수업적용은 2009년 9월 1일부터 14일까지 경북 상주시 소재 H중학교 2, 3학년과 병설 H고등학교 1학년의 각 1학급을 대상으로 적용하였다. 교수 학습 과정에서 연구자 관찰 내용과 학생의 수행 결과물을 분석한 결과, 학생들은 자신의 마을이나 자신의 경험과 관련이 높은 교수 학습 자료가 제시된 경우 더욱 적극적으로 학습에 참여하였다. 우리 마을의 공동생활공간과 공동활동 프로그램을 제안할 때는 또래 청소년을 대상으로 하는 제안이 대부분이었으며 저학년은 주로 개인의 흥미와 개인적인 요구 충족을 위한 활동을 많이 제안하였고 고학년은 수혜의 범위가 타인을 위한 활동을 많이 제안하였다. 그리고 행동을 수행하는 과정에서 교사의 지원에 대한 요구가 높았다. 설문지 분석 결과, 실험수업은 공동체 의식올 높이는데 효과가 있었으며 특히 마을에 대한 소속감 및 만족감, 자발적 참여의식을 높이는데 긍정적으로 작용하였다. 학습자의 실천적 문제 해결 교수 학습 과정 참여도를 단계별로 학습자가 주관적으로 평가하는 수행수준으로 알아 본 결과 4단계 모두 보통이상 이었으며 문제정의, 실천적 추론 단계가 행동과 행동반성 단계보다 높게 나타났다. 그리고 생활 속에서 문재를 발견하고 인식하는 교수 학습 내용과 다양한 학습 자료를 사용한 교수 학습 과정에 대한 만족도가 높았다. 이러한 연구 결과를 통해, 실천적 문제 해결 과정을 적용한 '이웃과 더불어 만드는 지속가능한 주거생활' 교수 학습 과정안은 학습자의 공동체 의식 함양과 주거에 관련된 실천적 문제 해결 능력을 함양하는데 긍정적으로 작용하며 실천적 문제 해결 행동을 실제적으로 수행하는 것에 대해 학생들이 긍정적으로 평가하고 있다고 결론 내릴 수 있다.

• 과학교육연구지
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• 제36권2호
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• pp.167-185
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• 2012

본 연구는 생물 예비교사의 과학수업모형을 적용한 수업시연에 나타난 질문 유형을 분석하여 수업 전문성 향상을 위한 개선점을 찾는데 목적이 있다. 질문 유형을 분석하기 위한 질문 분석틀은 크게 범주1(인지적 영역질문, 탐구기능질문, 정의적 영역 질문), 범주2(반복질문, 범위를 좁히는 질문, 연습 질문), 범주3(학생활동 진행 질문, 기억 질문, 사고 질문) 질문 유형으로 구분되었다. 5가지 과학수업 모형을 적용한 생물 예비교사의 질문 유형을 분석한 결과, 인지적 영역질문과 기억질문이 가장 높은 빈도를 나타냈다. 순환학습모형에서는 인지적 영역 질문이 가장 많이 나타났고, 특히, 학생활동 진행형 질문은 순환학습모형의 '1차 개념도입단계'와 실험을 수행한 '2차 탐색단계'에서 많이 사용되어 단계의 특징을 나타내고자 하였다. 발견학습모형은 관찰과 측정, 분류, 일반화 과정이 통합되어 있으나 수업시연에서는 기억질문이 많았고, 탐구기능 질문의 비중이 낮게 나타났다. 탐구학습모형에서도 기억질문이 많았고, 다른 수업모형에 비해 탐구기능 질문이 탐구학습모형의 '실험설계단계'와 '실험단계'에서 많이 나타났다. STS수업모형에서는 정의적 영역질문과 사고질문이 다른 수업모형에 비해 많이 나타났다. 개념변화학습모형에서는 기억질문을 많이 사용하여 개념변화학습모형의 모든 단계에서 학생들의 오개념을 자극하고 과학적 개념의 수정에 많은 도움을 주었다.