u-러닝시스템의 개발과 활용은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 발달에 따른 미래교실에서의 교육 및 학습 환경을 실현하기 위한 기술적 노력을 의미한다. 본 연구에서 다루고자 하는 u-러닝시스템이 높은 수준의 유비쿼터스 학습을 구현하기 위해서는 학교에서 뿐만 아니라 가정에서도 학습할 수 있는 u-러닝환경을 구축할 수 있어야 하는데, 현재 u-러닝 시스템 구축을 통한 미래교육 연구는 광범위한 관심과 보급에도 불구하고 u-러닝시스템 활성화의 한계를 도출하고 있다. 즉, 현재 다양한 플랫폼 하에서 운영되고 있는 모바일 기기 환경에서 기존의 콘텐츠를 활용하기 위해서는 여전히 u-러닝 지원을 위한 단말기의 안정성이 떨어질 뿐만 아니라 u-러닝을 안정적으로 지원하는 기반 시스템이 적절하게 개발 보급되지 못하고 있는 실정이며 사용자의 편의성이 떨어져 u-러닝 환경에 적합하지 못한 경우가 많다. 따라서 본 연구는 이와같은 u-러닝시스템의 기반기술 구축에 필수적인 기술적 요소를 보완하기 위하여 오픈소스를 포함한 다양한 운영체제의 환경에서 윈도우 운영체제 기반 애플리케이션 사용이 가능한 Remote Desktop Protocol을 통한 가상화 기술을 구현하여 u-러닝시스템의 컴퓨팅 성능을 보다 효율적으로 증대시킬 수 있는 네트워크 시스템을 구현하고 타 시스템과의 성능평가를 수행한다.
u-러닝(u-learning) 체제의 도입은, 원격교육을 지원하는 다양한 형태의 u-러닝 시스템 및 모형을 요구하며, 이에 따라 네트워크를 이용한 u-러닝 환경의 원격교육시스템에 대한 연구가 지속적으로 진행되어왔다. 하지만, 현재 운영되고 있는 대부분의 원격교육시스템은 교수자와 학습자간의 지속적인 쌍방향 상호작용 유지의 어려움, 시스템 구축을 위한 경제적 부담, 시스템 운영에 투입되는 교수자의 기술적 소양 부족 등 여러 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 교사의 접속 여부와 무관한 지속적인 학습 활동의 유지, 시스템 구축의 경제성 및 사용상의 편리성에 대한 고려가 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는, 이동성과 내재성 등의 u-러닝 개념을 포함하고, 가상 교수자(cyber tutor)의 결합에 의해 실제 교수자의 접속 상태와는 독립적으로 지속적인 교수-학습 과정을 지원하며, 사용자의 기술적, 경제적 부담의 제거가 가능한 지능형 u-러닝시스템을 개발하고, 그 적용 가능성을 검증하였다.
유비쿼터스 시대에서 새로운 교육형태인 유러닝(Ubiquitous Learning: U-learning)은 언제(Anytime) 어디서나(Anywhere) 어떠한 형태의 네트워크를 이용하여(Any Network) 어떠한 단말기로도(Any Device) 정보의 전달이 가능한 새로운 교육형태이다. 유러닝은 무선인터넷과 휴대단말기의 발달과 더불어 더욱 진화되고 있으며, 대중화되고 있다. 유러닝 지원시스템(U-learning Support System: ULSS)은 유러닝을 지원하는 포괄적인 시스템이다. 한편 최근들어 스마트폰(Smart Phone도 급속히 대중화되고 있으며, 교육 분야의 활용에도 각광을 받고 있다. 본 논문에서는 스마트폰 환경에서의 유러닝지원시스템을 정의한다.
본 논문에서는 학습활동 중심의 컴포넌트를 기반으로 설계 구현한 u-러닝 허브사이트 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 u-러닝 환경에서 다양한 단말기를 통하여 교육활동이 이루어 질수 있도록 u-러닝 허브사이트의 기능을 컴포넌트 단위로 세분화 하며, 각 컴포넌트는 클래스들의 상속과 조합을 통하여 실시간으로 허브 사이트의 기능을 구성한다. 즉 접속하는 단말기와 프로그램의 특성을 파악하여 기본이 되는 부모 클래스를 바탕으로 자식 클래스를 추가하거나 조합하여 하나의 컴포넌트를 동적으로 구성하게 된다. 이러한 방식을 통해, 본 논문에서 제안한 시스템은 다양한 단말기를 지원 할 수 없는 기존의 e-러닝 시스템과 달리 동일한 시스템 하에서 시간, 장소, 단말기와 프로그램에 구애받지 않고 교육활동 서비스를 이용할 수 있는 유비쿼터스 러닝 환경을 제공한다.
본 연구는 U-러닝 시스템에서 SCORM을 적용하기 위한 방안을 제시하고자 한다. 이는 기존의 SCORM기반의 학습객체 인터페이스 환경인 RTE의 API Instance와 U-러닝을 연결하기 위해 API 브로커를 제시하였다. API 브로커에서는 요구포트와 응답포트를 통해 SCORM과 U-러닝 서버사이의 서비스를 핸들링한다. 또한 각 서비스들의 원활한 운용을 위하여 API 브로커 내에 학습 콘텐츠 서비스 버퍼를 두었다.
u-러닝(u-learning) 체제의 도입은, 다양한 형태의 원격교육을 지원하기 위한 교수-학습 시스템 및 모형을 요구하며, 이에 따라 유무선 인터넷을 이용한 u-러닝 시스템이 지속적으로 개발 적용되어 왔다. 하지만, 현재 운영되고 있는 대부분의 원격교육시스템은 교수자와 학습자간의 지속적인 쌍방향 상호작용 유지의 어려움, 시스템 구축을 위한 경제적 부담, 시스템 운영에 투입되는 교수자의 기술적 소양 부족 등의 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 다음 항목에 대한 제고가 필요하다. 첫째, 효율적인 쌍방향 상호작용은 학습자 행동에 대한 지속적인 모니터링 및 피드백, 그리고 교수자의 상시 접속 상태 유지를 전제로 한다. 이는 사이버 교사(cyber tutor)를 이용하는 지능형 학습에 대한 논의로 이어진다. 둘째, 구현될 시스템은 경제성과 재사용성 측면이 고려되어야 하며, 이는 기존의 학교 현장의 인프라를 활용하는 u-러닝 개념의 학습 환경, 즉 이동성 네트워크 구조에 대한 설계가 요구된다. 셋째, 시스템의 직접적인 운영 주체인 일선 교사들의 기술적 소양을 고려할 때, 시스템 구축 및 사용상의 편리성, 학습 진행을 위한 보조적 지원 장치 등이 충분히 전제되어야 한다. 이에 본 연구에서는, 이동성과 내재성의 u-러닝 개념을 포함하고, 지능형 가상 교수자(cyber tutor)에 의한 블랜디드 학습(blended learning)을 도입하며, 사용자의 기술적, 경제적 부담의 제거가 가능한 지능형 u-러닝시스템을 개발하였다. 본 연구에 의해 개발된 시스템은 기존의 네트워크 인프라와 u-러닝의 개념을 통합하는 네트워크 구조, 원격학습을 지원하는 네트워크 화이트보드, 학습 과정의 저장과 해석을 지원하는 스크립트 인터프리터, 학습자 반응에 대한 피드백을 자동 제공할 수 있는 지능형 인터프리터로 구성되었다.
u-러닝 환경은 수 없이 많은 단계를 거쳐 발전되어 왔으며, 현재에는 학습자의 학습 결과 분석과 양적인 사용, 질적인 평가 등을 통하여 정립되고 있다. 일반적으로 개선된 학습 효과와 학습자의 학습 결과분석을 위하여 대부분의 학습 시스템이 문항분석방법을 이용되고 있다. 그러나 오늘날 학습 시스템은 문항분석이론 대신에 문항반응이론을 사용하고 있다. 문항분석이론은 시험에 대한 각각의 가능한 응답에 대한 확률을 위해 명확한 모델을 제시한다. 따라서 본 연구에서는 문항반응이론을 이용한 경량 컴포넌트 기반의 u-러닝 시스템을 제시하고자 한다. u-러닝에 적용된 기기는 윈도우 모바일 5.0 환경의 PDA로 하였다.
기존의 원격 교육 시스템은 대부분 데스크탑 컴퓨터를 기반으로 하고 있다. 그러나 최근에 PDA, 스마트폰, 태블릿 등의 다양한 모바일 기기들이 개발되고, 그 사용자가 점점 늘어남에 따라서 모바일 기기 기반의 원격교육 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 u-캠퍼스 환경기반에서의 모바일 러닝 서비스 시스템을 구현하였다. 모바일 러닝 서비스 시스템은 u-캠퍼스 환경기반에서 교육 수요자들인 학생들에게 시공간의 제약 및 디바이스에 제약이 없는 학습 환경 시스템을 제공하고 모바일 캠퍼스 플랫폼 기반의 m-러닝 시스템을 구현한 것이다.
지식정보 사회의 도래는 새로운 교육 패러다임에 적합한 교수-학습 과정을 지원하기 위해 다양한 형태의 e-러닝의 모형과 시스템을 요구하며, 이에 따라 인터넷과 지능형 교육 시스템(ITS; intelligent tutoring system)을 적용한 e-러닝 환경의 교수-학습 시스템에 대한 연구가 지속적으로 진행되어 왔다. 그러나 현재 운영되고 있는 교육 현장의 인프라와 u-러닝의 개념 사이에는 상당한 격차가 존재한다. 이에 따라 본 연구에서는 현재 구축된 교육 현장의 인프라에서 u-러닝의 개념을 적용할 수 있는 학습자의 인지구조에 기반한 ITS 교수-학습 모형과 시스템을 개발하고, 타당성을 검증하였다. 또한 본 연구에서 제안하는 지식표현기법을 통해 개별화 학습이 효과적으로 적용될 수 있도록 학습자 인지구조를 표현하였다.
U-러닝이라고 하는 새로운 패러다임이 교육 현장에도 적용되고 있다. 그렇지만 유비쿼터스 학습에 대한 충분한 선행연구나 지원 콘텐츠의 개발이 이루어 지지 않는 상태에서 u-러닝을 구현하기에는 많은 어려움이 따른다. 이에 본 연구에서는 먼저 교사, 학부모의 u-러닝과 RFID에 대한 인식 상태 조사, 그리고 출결관리 시스템을 개발하여 학생들에게 적용하여 봄으로써 미래 교육의 바람직한 모델을 제시하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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