최근 과학기술의 급속한 발달로 인하여 컴퓨터를 활용하는 교육환경도 크게 변화하고 있다. 특히 인터넷의 빠른 성장으로 인해 웹 상의 교육정보가 기하급수적으로 증가되었으며, 이에 따라 수많은 교육용 웹 자료를 컴퓨터 보조 학습 매체로 활용하고 있다. 또한 CAI(Computer Assisted Instruction), ICAI(Intelligent CAI) 나 ITS(Intelligent Tutoring System) 등을 통해 컴퓨터를 수업 매체로 활용하는 방법도 많이 연구되고 있다. 그러나 기존의 시스템들은 다양한 수준의 학습자들에게 수준별로 적합한 학습 방법과 학습할 수 있는 방법이 효율적으로 제공되지 않고 있는 실정이다. 특히 현행 교육과정이 지향하고 있는 수준별 교육과정에 적합하지 않으면서 학생들의 능력, 적성, 필요, 흥미에 대한 개인차를 고려하지 않고 학생 개개인의 성장 잠재력과 교육의 효율성을 극대화하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 학습자에게 웹을 통하여 필요한 학습정보를 제공하고 자기 주도적으로 학습 할 수 있는 환경을 만들어주면서, 학습자의 특성, 흥미, 호기심, 능력에 따라 알맞은 학습효과를 충족시켜줄 수 있는 웹 기반 자기주도적 MITS(Multimedia ITS)를 제안하였다. 본 시스템에서는 개별 학습의 효과를 극대화하기 위해 초등 수학 전 학년 수와 연산 영역에서 과정별, 특성별, 연계별 학습내용을 체계화하여 내용과 학년을 통합하였고, 학습자가 학년, 학습시간과 장소의 제한에서 벗어날 수 있도록 4개의 모듈로 구성된 웹 기반 MITS를 설계 및 개발하였다.
지능형 컴퓨터 보조교육(ICAI : Intelligent Computer Assisted Instruction) 시스템은 전문가 모듈, 교사 모듈, 학습자 모듈, 정숙 모듈 등의 4가지 모듈로 구성하는 것이 일반적이다. 각 모듈 구성에 있어 교과 내용과 평가 문제, 평가 결과와 진단, 진단 결과에 따른 처방 등의 관련 전략을 효율적이고 체계적으로 제어하기 위한 규칙이 필요하다. 이를 위해 교과 과정을 일정한 단위로 구분하는 방법을 제시하였다. 또한 구분 된 단위간에 연관성을 부여하고 이를 참고로 학습 진행과 평가, 진단, 처방의 모든 과정에 적용할 수 있도록 하였다. 구분된 단위(개념)와 연관성(관계)을 그래프 형식으로 나타내는 방법을 제안하였다. 또한, 이 개념을 적용하여 인터넷 상에서 여러 전문가가 협력하여 동시에 코스웨어를 구축할 수 있는 환경을 지원하는 인터넷 기반의 코스웨어 저작 도구를 구현하였다.
기존 CAI(Computer Assisted Instruction) 학습방법에서의 문제점은 학습자의 개인적 특성을 충분히 고려하지 못한 채 교수설계자가 정한 학습 경로에 따라 학습하도록 구현되었다는 점이다. 이런 점을 해결하기 위해서는 시스템 설계 시 누적된 개인자료를 통하여 개인차를 지능적으로 판단하고, 결손 된 부분을 처방할 수 있는 인공지능을 갖춘 ITS(Intelligent Tutoring System)가 필요하다. 본 연구에서는 향후 시스템 설계자가 전자계산기구조 학습을 위한 시스템 설계 시 학습자가 학습과정에서 범할 수 있는 오류와 성취능력수준을 파악하여 수준별 학습이 가능토록 할 수 있는 학습자 모델링을 설계하는데 있어 고려하여야 할 요소들을 제시하였다.
Computer Assisted Learning (CAL) is quite different from in many aspects. CAL provides individualistic learning environment and facilitates autonomy of the learner. Thus the learners who uses CAL program has more sense of control and engages in more strategic learning than conventional learning environment. In this experiment, we used KORI (KORea university intelligent agent) which is a new type of ITS adopting TA (Teachable Agent) that fosters learning by teaching, So, we investigated the critical motivational factor that have influences in CAL learning and the effects of reward in CAL are another area of our interest. Thus, we divided two conditions that presence of reward and absence of reward. The 174 elementary school students(5th) were participated and they are randomly assigned the one of the reward conditions. Before entering the experimental instruction, all participants measured about metacognition, self-efficacy and goal orientation questionnaire as independent variables. Then, Participants were instructed of method of using KORI program and asked to study for ten days with KORI program at least 20 minutes everyday in their home, about 10 days. After 10 days, they were rated interest and comprehension. Regression results suggest that regardless of the presence of reward, metacognition is a positive predictor in interestingness. It indicate that metacognitive skills are required in CAL learning situation irrespective of reward. But on comprehension in the absence of reward, only self- efficacy appeared to be a positive predictor. In the presence of reward, performance goal orientation showed as a negative predictor of comprehension, whereas self-efficacy was a positive predictor. This result suggest that presence of reward especially interferes learning process of performance goal orientation in CAL learning situation. It could be interpreted that reward interferes the learning process of performance goal orientation by debilitating intrinsic motivation.
By decreasing in CPU price and development of computer assembling technology, personal computer fake a good chance to accelerate its supply. Recently, as being introduced new computing technology so called multi media, teaming assist system which is based on single media such as studying book, cassette tape, video tape, or something else is rapidly being replaced by new assist education system based on multi media in which it is operated by the personal computer. In the computer assist education system, there is an evaluation module which appraise learner's study level into the next study strategy. At the view of this point, this part is very important. In this part, there are some factors like Importance, complexity, or difficulty which commonly include fuzzy factors in our surrounding. But until now, we are still out of the level to handle the evaluation module adequately among the some studies. In this study, we would like to suggest a new module that evaluate learning achievement of ICAI which have a variety of fuzzy environment. We combine Independent fuzzy environment like importance, complexity, difficulty into making total evaluation of learner's achievement. By the result, with expressing by linguistic form, this study can provide the theoretical basis in which we will be able to carry out sentence toward evaluation among elementary school.
오늘날과 같이 과학기술과 정보통신 기술의 급속한 발달로 인터넷이 다르게 성장하였으며 이로 인하여 다양한 학습용 사이트가 운영되고 있다. 따라서 웹상의 교육정보가 기하급수적으로 증가되었고, 이러한 교육용 웹 자료를 컴퓨터 보조 학습 매체로 활용하고 있다. 또한 CAI(Computer Assisted Instruction), ICAI(Intelligent CAI) 나 ITS(Intelligent Tutoring System) 등을 통해 컴퓨터를 수업매체로 활용하는 방법도 많이 연구되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 대부분의 ITS들은 CAl나 ICAI의 이론적 특징을 살릴 수 있을 만큼 진보되어있지 못한 실정이다. 특히 현행 교육과정이 지향하고 있는 수준별 교육과정에 적합하지 않고 학생들의 능력, 적성, 필요, 흥미에 대한 개인차를 고려하지 않으며, 학생 개개인의 성장 잠재력과 교육의 효율성을 극대화하지 못하고 있다. 그리고 학습자가 원하는 요구를 정확하게 파악하여 학습효과를 향상 시킬 수 있는 방법을 제공하고 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 학습자들의 개인차 변인을 파악하여 학습자의 요구나 능력에 맞게 학습자의 학업성취를 평가할 수 있고, 수준별 교육과정에서 학습 능력이 떨어지는 학생의 학습 결손을 예방할 수 있도록 인터페이스 모듈, 학습자 모듈, 교수전략 모듈, 전문가 모듈을 가진 자기 주도적 학습을 위한 웹 기반의 MITS(Multimedia ITS: MITS)를 설계하였으며, MITS의 각 모듈들이 효율적으로 상호작용 할 수 있는 알고리즘을 제안하였다.
기존의 CAI나 ITS 연구물은 문제 해결 과정이 일반화되어 있어, 특별한 문제를 해결하기 위해서는 학습자가 수동적인 입장을 가지고 불필요한 과정을 거쳐서 시스템의 요구에 따라 해결할 수밖에 없었다. 결과적으로 본 연구와 같은 분수의 연산과 분야에서는 창의적이고 개별화된 문제 풀이 과정을 지원할 수 없었다. 본 연구는 보충학습자들을 위한 분수의 연산에 관한 ITS 시스템의 설계와 구현에 관한 연구이다. 본 연구는 학습 오류를 진단하고 학습 오류 상태를 학습자가 분명하게 인지할 수 있도록 안내한다. 또한 본 시스템은 학습자의 자기 주도적인 학습을 지원하며, 학습자 자신의 학습 결손을 보충할 수 있으며 또한 분수연산 과정을 학습자의 수준에서 창의적으로 스스로 조정이 가능하다. 우리는 이 시스템이 학교 교사 부족으로 인해 보충 학습자에 대한 배려가 소홀할 수밖에 없는 문제점이 개선됨을 보여주었고, 학습자도 이 시스템으로 인해 스스로 문제를 해결하는 능력이 신장되어 보다 높은 학습 효과를 얻는 것을 발견할 수 있었다.
지능형 교수 시스템은 컴퓨터 보조 학습의 한계를 극복하고자 인공지능 기법을 도입하여 학습자의 현재 상황에 동적으로 융통성 있는 교육 여건을 지원하는 시스템이다. 그러나 기존의 지능형 교수 시스템들은 학습 성취도 향상에 중요 변인인 학습자의 특성, 학습자 수준 등을 고려하지 않고, 획일화 된 학습 내용들을 제공하고 있다. 이로 인해 효과적인 학습에 어려움이 있으며, 학습자의 학습 목표에 맞는 코스 스케줄링이 적응력 있게 동적으로 제공되지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 학습자의 특성과 학습자의 수준에 맞는 학습 내용 및 동적 학습 코스 제공을 위한 ITS 기반의 적응형 학습 추천 시스템을 제안한다. 성공적인 학습을 우한 중요 변인인 학습자의 특성 파악을 위해 자가 진단 테스트 모듈을 적용하였다. 그리고 학습자의 수준 파악을 위해 기존 단답식 위주의 단순 평가가 아닌 문항반응이론에 근거하여 학습 요소별 학습자의 객관성 있는 수준을 파악을 위해 학습 평가 모듈을 적용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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