• 영어어문교육
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• 제13권1호
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• pp.235-259
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• 2007

The purpose of the present study is to develop a prototype automated scoring system for English writing. The system was developed for scoring writings of Korean middle school students. In order to develop the automated scoring system, following procedures have been applied. First, review and analysis of established automated essay scoring systems in other countries have been accomplished. By doing so, we could get the guidance for development of a new sentence-level automated scoring system for Korean EFL students. Second, knowledge base such as lexicon, grammar and WordNet for natural language processing and error corpus of English writing of Korean middle school students were established. Error corpus was established through the paper and pencil test with 589 third year middle school students. This study provided suggestions for the successful introduction of an automated scoring system in Korea. The automated scoring system developed in this study should be continuously upgraded to improve the accuracy of the scoring system. Also, it is suggested to develop an automated scoring system being able to carry out evaluation of English essay, not only sentence-level evaluation. The system needs to be upgraded for the improved precision, but, it was a successful introduction of an sentence-level automated scoring system for English writing in Korea.

• 한국과학교육학회지
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• 제41권3호
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• pp.203-220
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• 2021

이 연구는 과학적 논증 담화에 대한 자동 채점의 성능 개선 방향을 탐색하였으며, 자동 채점 모델을 활용하여 논증 담화의 양상과 패턴을 분석하였다. 이를 위해 과학적 논증 수업에서 발생한 학생 발화를 대상으로 논증 수준을 평가하는 자동 채점을 수행하였다. 이 자동 채점의 데이터셋은 4가지 단위의 논증 피처와 논증 수준 평가틀로 구성되었다. 특히, 자동 채점에 논증 패턴을 반영하기 위하여 논증 클러스터와 n-gram을 활용하였다. 자동 채점 모델은 3가지의 지도 학습 기법으로 구성되었으며, 그 결과 총 33개의 자동 채점 모델이 구성되었다. 자동 채점의 결과, 최대 85.37%, 평균 77.59%의 채점 정확도를 얻었다. 이 과정에서 논증 담화의 패턴이 자동 채점의 성능을 개선하는 주요한 피처임을 확인하였다. 또한, 의사결정 나무와 랜덤 포레스트의 모델을 통하여 과학적 논증 수준에 따른 논증의 양상과 패턴을 분석하였다. 이를 통하여 주장, 자료와 함께 정당화가 체계적으로 구성된 과학적 논증과 자료에 대한 활발한 상호작용이 이루어진 과학적 논증이 논증 수준의 발달을 이끈다는 점 등을 확인하였다. 이와 같은 자동 채점 모델의 해석은 논증 패턴을 분석하는 새로운 연구 방법을 제언하는 것이다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제5권11호
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• pp.527-534
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• 2016

최근 정보화 사회에서는 단순 암기보다는 문제 해결 능력과 종합적인 사고력을 바탕으로 창의적인 생각을 할 수 있는 인재를 요구한다. 이에 따라 교육과정도 학생들의 종합적인 사고력을 판단할 수 있는 서답형 문항을 늘리는 방향으로 변하고 있다. 그러나 서답형 문항의 경우 채점자의 주관에 의존하여 채점이 진행되기 때문에, 채점 결과의 일관성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 이런 점을 해결하기 위해 해외에서는 기계학습을 이용한 자동채점 시스템을 채점 도구로 사용하고 있다. 한국어는 영어와 언어학적으로 다른 분류에 속하므로 영어권에서 사용하는 자동채점 시스템을 한국어에 그대로 적용할 수 없다. 따라서 한국어 체계에 맞는 자동채점 시스템의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 기계학습 분류기의 예측확률과 만장일치 방법을 사용한 한국어 서답형 문항 자동채점 시스템을 소개하고, 자동채점 시스템을 이용한 채점 결과와 교과 전문가의 채점 결과를 비교하여 자동채점 시스템의 실용성을 검증한다. 본 논문의 실험을 위해 2014년 국가수준 학업성취도 평가의 국어, 사회, 과학 교과의 서답형 문항을 사용했다. 평가 척도로 피어슨 상관계수와 카파계수를 사용했다. 채점자가 개입했을 때와 개입하지 않았을 때의 상관계수 모두 0.7 이상으로 강한 양의 상관관계를 보였다. 이는 자동채점 시스템이 교과 전문가가 채점한 결과와 유사한 방향으로 답안에 점수를 부여한 것이므로 자동채점 시스템을 채점 보조도구로서 충분히 사용할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권3호
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• pp.237-251
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• 2023

본 연구는 합성곱 신경망을 활용한 자동 채점 모델을 설계하고 학생의 운동학 그래프 답안에 적용함으로써, 과학 그래프 답안에 대한 자동 채점의 가능성을 탐색하였다. 연구자가 작성한 2,200개의 답안을 2,000개의 훈련 데이터와 200개의 검증 데이터로 데이터셋을 구성하고, 202개의 학생 답안을 100개의 훈련 데이터와 102개의 시험 데이터로 데이터셋을 구성하여 연구를 진행하였다. 먼저, 자동 채점모델을 설계하고 성능을 검증하는 과정에서는 연구자가 작성한 답안 데이터셋을 활용하여 그래프 이미지 분류에 최적화되도록 자동 채점모델을 완성하였다. 다음으로 자동 채점 모델에 훈련 데이터셋을 여러 유형으로 학습시키면서 학생의 시험 데이터셋에 대한 채점을 수행하여 훈련 데이터의 양이 많고 다양할수록 자동 채점 모델의 성능이 향상된다는 것을 확인하였고, 최종적으로 인간 채점과의 일치율은 97.06%, 카파 계수는 0.957, 가중 카파 계수는 0.968을 얻었다. 한편, 훈련 데이터로 학습되지 않은 유형의 답안의 경우 인간 채점자들 간에는 채점이 거의 일치하였으나, 자동 채점 모델은 일치하지 않게 채점하는 것을 확인하였다.

• Toxicological Research
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• 제18권4호
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• pp.369-374
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• 2002

The present study was performed to validate an automated image analysis system (Loats Automated Micronucleus Scoring System) for the mouse bone marrow micronucleus assay, comparing with conventional microscopic scoring. Two studies were conducted to provide slides for a comparison of micro-nucleated polychromatic erythrocytes (MNPCEs) values collected manually to those collected by the auto-mated system. Test article A was used as an example of a compound negative for the induction of micronuclei and test article B was wed as a micronucleus-inducing agent to elicit a positive response. Cyclophosphamide was included to provide an positive control in two studies. Bone marrow samples were collected 24 h after administration of test article A and B in male ICR mice. The cells were fixed with absolute methanol and stained with May-Grunwald and Giemsa. The number of MNPCEs was determined by the analysis of 1000 total PCEs per bone marrow sample. In addition to micronucleus scoring, an index of bone marrow toxicity based on PCE ratio (% of PCEs to total erythrocytes) was determined for each sample. The automated and manual scoring was similar when the MNPCEs incidence induced by each test article was less than 10. However manual scoring was able to effectively enumerate micronucleated PCEs in mouse bone marrow when MNPCEs incidence was more than 10, such as cyclophosphamide treatment. Conversely, PCE ratio was superior in computer-assisted image analysis. Taken together, it is suggested that improvement of the automated image analysis may be necessary to render the automatic scoring as sensitive as manual scoring for routine counting of micronuclei, especially because it is superior in objectivity and high throughput scoring.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권2호
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• pp.165-186
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• 2024

학교 현장과 대규모 평가에서 서술형 문항 도입을 지원하기 위한 방안 중 하나로 인공지능 기반의 자동 채점 기술이 주목받고 있음에도 불구하고, 수학 교과에서는 타 교과에 비해 이에 대한 기초 연구가 부족한 상황이다. 이에 본 연구는 중학교 1학년 수학 서술형 문항 두 개를 대상으로 랜덤 포레스트 알고리즘을 활용하여 자동 채점 모델을 개발하고 그 성능을 평가하였다. 연구 결과, 두 문항에 대한 최종 모델의 평가요소별 정확도는 각각 0.95-1.00, 0.73-0.89의 범위로 나타났으며, 이는 타 교과에 비해 상대적으로 높은 수준이다. 데이터의 양을 고려한 평가 범주 설정의 중요성을 확인하였으며, 수학 교육전문가에 의한 텍스트 전처리와 데이터 특성에 맞는 벡터화 방법의 선택이 모델의 성능 및 해석 가능성을 향상시키는 데 기여하였다. 또한, 현실적 한계로 인해 균형적인 데이터 수집이 어려운 상황에서 오버샘플링이 성능을 보완하는 유용한 방법임을 확인하였다. 교육적 활용도를 높이기 위해, 랜덤 포레스트 기반 모델에서 도출된 특성 중요도를 활용하여 피드백과 같이 교수-학습에 유용한 정보를 생성하는 추가 연구가 필요하다. 본 연구는 수학 서술형 자동 채점에 관한 기초 연구로서 의미가 있으며, 인공지능 전문가와 수학교육 전문가 간의 긴밀한 협력을 통해 다양한 후속 연구가 진행될 필요가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권3호
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• pp.389-397
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• 2016

이 연구는 기계 번역을 활용하여 영어기반서술형 평가의 자동채점모델을 한국어 응답에 적용하는 방법의 효용감을 조사하기 위하여 이루어졌다. 이 연구를 위하여 예비생물교사 128명이 4문항으로 구성된 자연선택개념평가도구에 응답한 512개의 서술형응답을 활용하였다. 서술형응답은 한글맞춤법을 교정한 것과 교정하지 않은 학생들이 작성한 그대로의 응답 두 가지를 구글번역으로 번역하였다. 8가지 과학적 개념과 비과학적 개념을 채점하는 자동채점모델을 통해 생성한 4096개의 예측자료의 정확도를 독립적으로 수행한 전문가 채점자료와 비교하는 방법으로 확인하였다. 그 결과 컴퓨터로 채점한 점수와 전문가 채점점수의 평균값의 문항별 분포는 유의미한 차이가 없었다. 평균값을 활용하여 생성한 통계치들은 전문가 채점자료를 통하여 생성한 자료들과 유의미한 차이가 없었다. 학생별 점수의 Pearson 상관관계 계수를 확인한 결과 과학적 개념 점수는 0.848, 비과학적 개념 점수는 0.776이었다. 언어적으로 단순한 개념의 경우 채점자간 일치도 (kappa)가 0.8이상이었다. 이 결과는 기계 번역과 영어기반 서술형 평가의 자동채점모델이 우리나라 학생들의 자연선택개념문항을 채점하는데 유용한 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 정보과학회 논문지
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• 제41권11호
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• pp.911-920
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• 2014

본 논문은 기계학습을 기반으로 하는 중등수준의 단문형 영어작문 자동채점시스템에 대해 제안한다. 본 논문에서는 기계학습을 이용한 영어 자동채점의 전반적인 수행 방법과 시스템의 구성 및 동작방식, 채점자질의 고려사항에 대해 논한다. 학생 답안의 내용 완성도를 평가하기 위하여 문서의 내용을 요약한 "개념답안"을 제안하여 사용하였다. 본 연구에서는 여러 개의 기계학습 알고리즘을 사용하여 자동평가를 수행한다. 자동평가의 성능을 향상시키기 위해 여러 개의 기계학습 알고리즘의 결과를 최적으로 결합하여 하나의 최종 결과를 도출할 수 있는 "최적조합" 결정과정을 제안한다. 실제 학생들의 작문 데이터를 이용하여 시스템을 구축하고 자동채점 시스템의 성능 평가를 수행하였다.

• Applied Microscopy
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• 제51권
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• pp.4.1-4.12
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• 2021

Fluorescence in situ hybridization (FISH) is a technique to visualize specific DNA/RNA sequences within the cell nuclei and provide the presence, location and structural integrity of genes on chromosomes. A confocal Whole Slide Imaging (WSI) scanner technology has superior depth resolution compared to wide-field fluorescence imaging. Confocal WSI has the ability to perform serial optical sections with specimen imaging, which is critical for 3D tissue reconstruction for volumetric spatial analysis. The standard clinical manual scoring for FISH is labor-intensive, time-consuming and subjective. Application of multi-gene FISH analysis alongside 3D imaging, significantly increase the level of complexity required for an accurate 3D analysis. Therefore, the purpose of this study is to establish automated 3D FISH scoring for z-stack images from confocal WSI scanner. The algorithm and the application we developed, SHIMARIS PAFQ, successfully employs 3D calculations for clear individual cell nuclei segmentation, gene signals detection and distribution of break-apart probes signal patterns, including standard break-apart, and variant patterns due to truncation, and deletion, etc. The analysis was accurate and precise when compared with ground truth clinical manual counting and scoring reported in ten lymphoma and solid tumors cases. The algorithm and the application we developed, SHIMARIS PAFQ, is objective and more efficient than the conventional procedure. It enables the automated counting of more nuclei, precisely detecting additional abnormal signal variations in nuclei patterns and analyzes gigabyte multi-layer stacking imaging data of tissue samples from patients. Currently, we are developing a deep learning algorithm for automated tumor area detection to be integrated with SHIMARIS PAFQ.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권7호
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• pp.760-770
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• 2013

Detecting grammatical errors from a text is a long-history application. In this paper, we compare the performance of two grammatical error detection techniques, which are implemented as a sub-module of an automated English scoring system. One is to use a full syntactic parser, which has not only grammatical rules but also extra-grammatical rules in order to detect syntactic errors while paring. The other one is to use a finite state machine which can identify an error covering a small range of an input. In order to compare the two approaches, grammatical errors are divided into three parts; the first one is grammatical error that can be handled by both approaches, and the second one is errors that can be handled by only a full parser, and the last one is errors that can be done only in a finite state machine. By doing this, we can figure out the strength and the weakness of each approach. The evaluation results show that a full parsing approach can detect more errors than a finite state machine can, while the accuracy of the former is lower than that of the latter. We can conclude that a full parser is suitable for detecting grammatical errors with a long distance dependency, whereas a finite state machine works well on sentences with multiple grammatical errors.