스마트 기기의 보급과 Apple사의 iBooks 2 보급과 더불어 교육 환경에서의 디지털 교과서의 중요성이 높아지고 있다 국내에서도 정부는 스마트 교육 추진 계획안을 최근 발표하였으며, 디지털 교과서 적용 및 클라우드 교육 시스템 구성 등의 내용을 포함하고 있다. 미래의 교육환경은 이러닝을 넘어 다양한 디바이스에서도 정확한 학습 및 소통이 가능한 스마트 교육 환경을 필요로 하고 있다. 현재 정부의 디지털교과서 사업은 중장기 목표로 추진되고 있으며, 단기적인 목표로 전자책과 유사한 형태의 모델로서 배포가 용이한 PDF 기반 e-교과서 사업을 추진한 바 있다. 그러나 차후 스마트 교육을 위해서는 다양한 종류의 단말기에서도 변형이 용이하고 원본 콘텐츠에 대한 중립성이 강화된 e-교과서 전략이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 전자책 기반의 e-교과서 포맷에 대한 표준화 방안을 제안한다. 이를 위하여 먼저 전자책 요소 기술의 동향에 대하여 조사 분석을 하였으며, 기존 교과서의 분석을 바탕으로 서책형 교과서의 디지털화를 위한 전자책 포맷 표준화 방안을 연구하였다. 또한 제안된 표준 방안에 근거하여, 실제 e-교과서 시범 콘텐츠를 제작하였다. 그 결과 제안 기법은 향후 스마트 교육 환경에 적용 가능하며 디지털교과서 중장기 사업 목표에 효과적으로 응용 가능할 것으로 예상한다.
스마트 기기의 보급과 Apple사의 iBooks 2 보급과 더불어 교육 환경에서의 디지털 교과서의 중요성이 높아지고 있다 국내에서도 정부는 스마트 교육 추진 계획안을 최근 발표하였으며, 디지털 교과서 적용 및 클라우드 교육 시스템 구성 등의 내용을 포함하고 있다. 미래의 교육환경은 이러닝을 넘어 다양한 디바이스에서도 정확한 학습 및 소통이 가능한 스마트 교육 환경을 필요로 하고 있다. 현재 정부의 디지털교과서 사업은 중장기 목표로 추진되고 있으며, 단기적인 목표로 전자책과 유사한 형태의 모델로서 배포가 용이한 PDF 기반 e-교과서 사업을 추진한 바 있다. 그러나 차후 스마트 교육을 위해서는 다양한 종류의 단말기에서도 변형이 용이하고 원본 콘텐츠에 대한 중립성이 강화된 e-교과서 전략이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 전자책 기반의 e-교과서 포맷에 대한 표준화 방안을 제안한다. 이를 위하여 먼저 전자책 요소 기술의 동향에 대하여 조사 분석을 하였으며, 기존 교과서의 분석을 바탕으로 서책형 교과서의 디지털화를 위한 전자책 포맷 표준화 방안을 연구하였다. 또한 제안된 표준 방안에 근거하여, 실제 e-교과서 시범 콘텐츠를 제작하였다. 그 결과 제안 기법은 향후 스마트 교육 환경에 적용 가능하며 디지털교과서 중장기 사업 목표에 효과적으로 응용 가능할 것으로 예상한다.
The Korea government has recently announced "A Master Plan for Smart Education", including application of digital textbooks and composition of education system using cloud computing. Our education system in future circumstance, over the conventional e-learning methods, needs the smart education solu...
The Korea government has recently announced "A Master Plan for Smart Education", including application of digital textbooks and composition of education system using cloud computing. Our education system in future circumstance, over the conventional e-learning methods, needs the smart education solutions which enable students to study and communicate on various types of devices. The ongoing government project related with the digital textbook has been performed as mid- and long-term goals, whereas PDF-based e-textbook project, similar to e-book model and, has been already completed for the short-term goal. For the purpose of improved future smart education circumstance, however, a specific strategy is required in the following areas: flexibility of format conversion and independency of original text sources among the multiple device platforms. Therefore, in this paper, we propose a standardization scheme for e-textbook format based on e-book structure. To do this, we survey trends in e-book technologies, and research on standardization of e-book format for digitalization of textbooks, based on the analysis of existing textbooks. Moreover, we produce an example e-book content using our proposed standard method. As a result, our approach can be applied to the future smart education circumstance, and we may say that it will be efficiently applicable to the long-term digital textbook project.
The Korea government has recently announced "A Master Plan for Smart Education", including application of digital textbooks and composition of education system using cloud computing. Our education system in future circumstance, over the conventional e-learning methods, needs the smart education solutions which enable students to study and communicate on various types of devices. The ongoing government project related with the digital textbook has been performed as mid- and long-term goals, whereas PDF-based e-textbook project, similar to e-book model and, has been already completed for the short-term goal. For the purpose of improved future smart education circumstance, however, a specific strategy is required in the following areas: flexibility of format conversion and independency of original text sources among the multiple device platforms. Therefore, in this paper, we propose a standardization scheme for e-textbook format based on e-book structure. To do this, we survey trends in e-book technologies, and research on standardization of e-book format for digitalization of textbooks, based on the analysis of existing textbooks. Moreover, we produce an example e-book content using our proposed standard method. As a result, our approach can be applied to the future smart education circumstance, and we may say that it will be efficiently applicable to the long-term digital textbook project.
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문제 정의
텍스트 및 이미지 표현을 비롯한 메타데이터의 표현, 논리적 계층 구조의 표현, 멀티미디어 요소의 표현 등 ePub 사양에 포함되어 있는 항목은 ePub 기반으로 구현이 가능하였다. 그러나 페이지 번호의 표현, 도형의 표현 등 ePub 사양에 포함되어 있음에도 불구하고 뷰어 상의 문제로 확인할수 없는 항목과 ePub 사양에 명시되어 있지 않은 수식의 표현은 ePub 확장 사양을 포함한 웹 브라우저 기반으로 구현 함으로써 적용 가능성을 검토하였다. ePub 사양에 명시되어 있지 않은 상호작용의 표현은 ePub 사양에 포함되어 있지는 않으나 iBooks, sigil과 같은 일부 뷰어에서 Javascript 기능을 지원하고 있어, ePub 사양을 일부만 확장할 경우 e-교과서의 구현에 문제가 없음을 확인하였다.
따라서 본 연구에서는 e-교과서의 콘텐츠 포맷을 위하여 확장된 ePub 기반의 표준 포맷을 고려하고자 한다.
따라서 문서 및 도서를 처리하기 위한 문서구조, 페이지 등의 정보를 포함하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 방안을 제시하도록 하여 올바른 출력결과를 얻을 수 있도록 한다.
본 내용에서는 e-교과서의 내용표준 설계를 위하여 기존서책형교과서의 주요 구조를 분석하고 그 기능에 대하여 조사하였다. 분석 대상은 2010년 4월 교육과학기술부 e-교과서 보급 계획에 따라 초등 6학년 국어, 영어, 수학 교과서를 대상으로 학습 구조를 분석하였으며, 동시에 서책형 교과서를 구성하고 있는 요소들의 주요 기능을 분석하여 어떠한 패턴들이 존재하는지 여부를 파악하였다.
분석 대상은 2010년 4월 교육과학기술부 e-교과서 보급 계획에 따라 초등 6학년 국어, 영어, 수학 교과서를 대상으로 학습 구조를 분석하였으며, 동시에 서책형 교과서를 구성하고 있는 요소들의 주요 기능을 분석하여 어떠한 패턴들이 존재하는지 여부를 파악하였다. 본 내용에서는 지면상 수학교과서의 분석 내용을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 [navMap] 태그를 이용하여 계층 구조를 표현하였다. [navMap] 엘리먼트의 자식 엘리먼트인 [navPoint]를 중첩하여 구성 요소 간의 계층 구조를 표현하였으며, [navPoint]의 속성 값을 통해 해당 구조의 유형과 순서를 표현하고 자식 엘리먼트인 [navLabel]을 통해 해당 구조의 이름을 표현하였으며 실제 구현 된 결과 화면은 (그림 8)과 같다.
본 논문에서는 현재 전자책 시장에서 통용되는 표준 포맷 개발 사례를 살펴보고, 또한 e-교과서에서 필요한 학습자 상호작용을 분석하기 위하여 초등 6학년 국․영․수 교과서의 구조 및 기능 요소 그리고 학습 상호작용을 도출하였다. 또한 분석된 상호작용 요소를 표준 포맷에 어떠한 형태로 적용 및 확장되어야 하는지를 분석 하였으며, 분석 결과를 토대로 서책형 교과서의 디지털화를 위한 전자책 포맷 표준화 방안을 제안하였다.
예를 들어, (그림 6(a))의 장(chapter) 구조의 경우, ㅋ class를 이용하여 (그림 6(b))와 같이 표현할 수 있다. 본 연구에서는 ePub의 구조 표현 방법에 기반하여 XHTML 콘텐츠 문서에 논리적 구조를 표현하는 방법을 제안한다.
본 연구에서는 스마트교육의 필수 선행조건인 서책형 e교과서 포맷의 표준화에 대한 기본 방향을 검토하였다. 특히 전자책의 업계 표준인 ePub을 기반으로 e-교과서 샘플 콘텐츠를 구현하였으며, ePub의 확장사양을 반영하였다.
XML은 현재 다양한 분야에서 표준 포맷으로 널리 사용 되고 있다. 이에 OPS는 XML의 namespace 메커니즘을 기반으로 다양한 유형의 XML 문서를 콘텐츠로 활용할 수 있는 방법을 제공한다.
또한 동식물을 설명할 때 3D 입체로 표현 하여 임의로 움직여볼 수 있도록 하는 등 멀티미디어를 활용하여 학습자의 이해를 도울 수 있다. 특히 본 절에서는 e교과서에 비디오 및 오디오를 추가하는 방법을 기술한다.
현재 e-교과서가 대상으로 하는 교과목은 와 같이 교육과학기술부가 발표한 내용에 따라 우선 2011년에는 전국 초중고 국영수 교과목을 개발하도록 하며 이를 단계적으로 확대하여 전 과목에 적용하는 것을 목표로 한다.
제안 방법
1과 더불어 DAISY(Digital Accessible Information System) 컨소시엄의 DTBook을 필수 콘텐츠 기술 언어로 지정한다. DAISY 컨소시엄은 시각 장애 등으로 기존의 종이책을 읽을 수 없는 독자를 위하여 적절한 데이터 포맷을 개발하였다. DTBook는 DAISY/NISO 표준으로 정의된 XML[14] 스키마이다.
본 논문에서는 [navMap] 태그를 이용하여 계층 구조를 표현하였다. [navMap] 엘리먼트의 자식 엘리먼트인 [navPoint]를 중첩하여 구성 요소 간의 계층 구조를 표현하였으며, [navPoint]의 속성 값을 통해 해당 구조의 유형과 순서를 표현하고 자식 엘리먼트인 [navLabel]을 통해 해당 구조의 이름을 표현하였으며 실제 구현 된 결과 화면은 (그림 8)과 같다.
본 장에서는 e-교과서의 요구사항을 토대로 초등학교 6학년 국어, 수학, 영어 교과서를 e-교과서로 만들기 위해 ePub을 기반으로 시범 콘텐츠를 구현하였다. ePub 사양에 명시되어 있으나, 뷰어 및 기타 문제로 확인할 수 없는 항목은 웹 기반의 뷰어에서 구현하였으며, ePub 사양에 명시되어 있지 않은 요구사항 또한 웹 기반에서 구현함으로써 ePub의 e-교과서 적용 가능성을 검토하였다.
ePub의 e-교과서 적용 가능성 검토를 위해 기존 디지털 형태의 교과서와의 비교를 실시하였다. 비교를 위해 사용 된 디지털 형태의 교과서는, 교육과학기술부에서 온라인을 통해 제공하는 디지털교과서(국어, 수학) 및 CD 형태로 배포되고 있는 플래시 기반의 교과서(영어)이다.
그 결과 본 가이드라인에서는 SVG를 표준기반의 디지털 교과서의 출력방안으로 고려하였다. SVG는 W3C의 공개표준으로서 누구나 내부적으로 이해할 수 있으며 호환성 및 중립적 포맷으로 사용될 수 있는 장점을 제공한다.
본 논문에서는 현재 전자책 시장에서 통용되는 표준 포맷 개발 사례를 살펴보고, 또한 e-교과서에서 필요한 학습자 상호작용을 분석하기 위하여 초등 6학년 국․영․수 교과서의 구조 및 기능 요소 그리고 학습 상호작용을 도출하였다. 또한 분석된 상호작용 요소를 표준 포맷에 어떠한 형태로 적용 및 확장되어야 하는지를 분석 하였으며, 분석 결과를 토대로 서책형 교과서의 디지털화를 위한 전자책 포맷 표준화 방안을 제안하였다. 마지막으로 제안된 포맷에 기반하여 , 실제 e-교과서 시범 콘텐츠를 제작 및 적용을 한 후 이에 대한 장단점 파악을 통하여 표준화 가능성을 제시하였다.
또한 분석된 상호작용 요소를 표준 포맷에 어떠한 형태로 적용 및 확장되어야 하는지를 분석 하였으며, 분석 결과를 토대로 서책형 교과서의 디지털화를 위한 전자책 포맷 표준화 방안을 제안하였다. 마지막으로 제안된 포맷에 기반하여 , 실제 e-교과서 시범 콘텐츠를 제작 및 적용을 한 후 이에 대한 장단점 파악을 통하여 표준화 가능성을 제시하였다.
본 장에서는 e-교과서의 요구사항을 토대로 초등학교 6학년 국어, 수학, 영어 교과서를 e-교과서로 만들기 위해 ePub을 기반으로 시범 콘텐츠를 구현하였다. ePub 사양에 명시되어 있으나, 뷰어 및 기타 문제로 확인할 수 없는 항목은 웹 기반의 뷰어에서 구현하였으며, ePub 사양에 명시되어 있지 않은 요구사항 또한 웹 기반에서 구현함으로써 ePub의 e-교과서 적용 가능성을 검토하였다.
본 장에서는 앞서 제안한 표준 포맷 제정원칙에 기반한 ePub 기반 e-교과서를 개발한다. 본 연구에서 구현한 샘플 콘텐츠는 초등학교 6학년 국어, 수학 과목을 대상으로 한다.
본 연구에서는 스마트교육의 필수 선행조건인 서책형 e교과서 포맷의 표준화에 대한 기본 방향을 검토하였다. 특히 전자책의 업계 표준인 ePub을 기반으로 e-교과서 샘플 콘텐츠를 구현하였으며, ePub의 확장사양을 반영하였다. 본 연구에서 작성한 샘플 콘텐츠를 분석한 결과, 교과서가 요구하는 상호작용을 포함하여 만족할만한 수준의 e-교과서를 ePub 형식으로 표현할 수 있었다.
구조 및 메타데이터의 표현은 ePub 적용 시 문제가 없이 구현되었다. 페이지 요소의 경우 ePub 사양에는 명시되어 있으나, ePub 뷰어마다 독자적인 방식으로 페이지 처리가 되어 웹 기반의 뷰어에서 확인하였다. 스타일 및 폰트 또한 뷰어마다 지원 여부의 차이를 보였다.
한편 제안연구에서는 저작된 XHTML 기반 콘텐츠를 SVG 기반의 출력물로 변환하도록 한다. 이는 누구나 쉽게 저작된 원저작물을 별도의 배포형식으로 처리하여 원본문서를 보존하는 동시에 고품질을 출력결과를 제공할 수 있다.
대상 데이터
국어 교과서는 초등학교 국어 읽기 6-1을 대상으로 한다. 국어 교과서의 경우, 한 단원 내에 여러 가지 세부 구조를 가지는 형태로 구성되어 있으며, 교과서 내에 수록 된 전체단원의 세부 구조는 거의 동일하다.
본 장에서는 앞서 제안한 표준 포맷 제정원칙에 기반한 ePub 기반 e-교과서를 개발한다. 본 연구에서 구현한 샘플 콘텐츠는 초등학교 6학년 국어, 수학 과목을 대상으로 한다.
수학 교과서의 경우, 간결한 구조를 가진 많은 단원으로 구성되어 있으며, 수식 표현, 도형 표현, 그래프 표현 등이 주를 이룬다. 본 연구에서 시범 콘텐츠로 구현 한 단원은 MathML[18]을 이용한 수식 표현의 가능성 검토, SVG를 이용한 도형 표현의 가능성 검토를 위해, 다수의 수식과 도형이 포함된 1, 2, 8단원을 선정하였다.
본 내용에서는 e-교과서의 내용표준 설계를 위하여 기존서책형교과서의 주요 구조를 분석하고 그 기능에 대하여 조사하였다. 분석 대상은 2010년 4월 교육과학기술부 e-교과서 보급 계획에 따라 초등 6학년 국어, 영어, 수학 교과서를 대상으로 학습 구조를 분석하였으며, 동시에 서책형 교과서를 구성하고 있는 요소들의 주요 기능을 분석하여 어떠한 패턴들이 존재하는지 여부를 파악하였다. 본 내용에서는 지면상 수학교과서의 분석 내용을 제안하고자 한다.
성능/효과
그러나 페이지 번호의 표현, 도형의 표현 등 ePub 사양에 포함되어 있음에도 불구하고 뷰어 상의 문제로 확인할수 없는 항목과 ePub 사양에 명시되어 있지 않은 수식의 표현은 ePub 확장 사양을 포함한 웹 브라우저 기반으로 구현 함으로써 적용 가능성을 검토하였다. ePub 사양에 명시되어 있지 않은 상호작용의 표현은 ePub 사양에 포함되어 있지는 않으나 iBooks, sigil과 같은 일부 뷰어에서 Javascript 기능을 지원하고 있어, ePub 사양을 일부만 확장할 경우 e-교과서의 구현에 문제가 없음을 확인하였다.
한편 페이지 번호 출력과 관련하여 ePub에서는 페이지를 표현하기 위해 NCX 파일의 pageList 태그를 정의하고 있다. 그러나 본 논문에서 사용한 iBooks 뷰어의 경우, 뷰어 내부에서 독자적인 페이지 분절에 대한 로직을 처리하고 있어, pageList 태그로 나타낸 페이지 정보를 표현할 수 없음을 확인하였다.
특히 전자책의 업계 표준인 ePub을 기반으로 e-교과서 샘플 콘텐츠를 구현하였으며, ePub의 확장사양을 반영하였다. 본 연구에서 작성한 샘플 콘텐츠를 분석한 결과, 교과서가 요구하는 상호작용을 포함하여 만족할만한 수준의 e-교과서를 ePub 형식으로 표현할 수 있었다.
아래 에서 확인할 수 있듯이, 파일 사이즈의 경우 교육과학기술부의 디지털교과서 및 플래시 기반의 교과서가 약 500~600MB 정도의 파일 크기인 반면, ePub 기반의 교과서는 비디오 자료를 포함한 영어 교과서의 경우에도 136MB 정도의 용량으로 약 4분의 1 정도임을 확인할 수 있다.
텍스트 및 이미지 표현을 비롯한 메타데이터의 표현, 논리적 계층 구조의 표현, 멀티미디어 요소의 표현 등 ePub 사양에 포함되어 있는 항목은 ePub 기반으로 구현이 가능하였다. 그러나 페이지 번호의 표현, 도형의 표현 등 ePub 사양에 포함되어 있음에도 불구하고 뷰어 상의 문제로 확인할수 없는 항목과 ePub 사양에 명시되어 있지 않은 수식의 표현은 ePub 확장 사양을 포함한 웹 브라우저 기반으로 구현 함으로써 적용 가능성을 검토하였다.
후속연구
이때에 e-교과서는 도서간 연계성을 고려하는 것과 네트워크 연결 없이도 독립적으로 완벽한 실행을 위하여 CD 형태의 배포 방안을 고려한다. 그러나 향후 기술적인 발전 및 현황의 변화에 따라 다른 형태의 배포 방안을 고려할 수 있어야 한다.
따라서 향후 SVG를 디지털교과서의 출력방안으로 고려할 경우 이와 관련된 기술적 제한점도 동시에 개선시켜야할 것으로 판단된다.
이러한 본 연구의 결과는 향후 추진될 스마트교육 사업 추진을 위한 디지털교과서 표준 및 인프라 구축 과정에 주요하게 적용될 수 있을 것이라 예상한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최근 전자책 시장에서 점유율을 확대해 나가고 있는 포맷은 무엇인가?
전자책 시장에서는 ePub, PDF, Flash, 웹 기반의 HTML, 각종 이미지, 어플리케이션 형태의 전자책들을 다양한 포맷을 사용하여 저작 및 배포하고 있다[5,6,7]. 그러나 최근 IDPF[8]의 ePub[9]이 시장 표준으로 기존의 Text, HTML, PDF등 기존 포맷의 특성과 정보 자체를 수용하며 활발히그 점유율을 확대해 나가고 있다. 국내의 경우, 전자책 표준화 포럼 등의 민간 단체를 통해 단체 및 국가 표준으로서 ePub을 제안하려는 움직임도 있다.
상용 ePub 표준들의 공통적인 특징은 무엇인가?
이러한 상용 ePub 표준들의 공통적인 특징은 확장성을 보장하는 것이다. 즉, 보다 편리하고 전자책으로서 의미적인 정보를 추가하기 위해 다양한 방식으로 확장을 하고 있으며, 이러한 확장 요소로는 페이지, 스타일 적용 방식, 템플릿, 폰트, 메타데이터 등이 있다.
디지털교과서 플랫폼의 가장 중요한 이슈는 무엇인가?
디지털교과서 플랫폼의 가장 중요한 이슈는 콘텐츠와 관련된 문서 포맷 및 출력방안이다. (그림 1)과 같이 기존의 제작된 디지털교과서 콘텐츠는 각각의 플랫폼에 따라 서로 상이한 형태로 제작되었다.
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