본 논문에서는 시맨틱웹의 온톨로지 기술과의 융합을 통한 시맨틱 강의계획서 템플릿을 정의하고 있다. 교수학습 설계도로서 강의계획서는 매우 중요한 의미를 가지고 있으나 이질적인 비구조화, 단편적인 내용구조, 타 서비스와의 연계 부족, 재사용성 부족 등으로 인해 실제로는 단순한 조회에 그치고 있다. 본 논문에서는 강의계획서 기반의 교수학습 정보시스템 구축을 위해 보다 구조화된 의미기반의 강의계획서 템플릿을 설계한다. 제안하는 기법은 강의계획서 계층구조 정의, Bloom 인지 분류 모형을 적용한 학습활동, 능력 및 학습성과모델링, 학습주제 온톨로지 설계 등을 포함함으로써 강의계획서 중심의 학습연계 서비스를 가능하게 한다. 실제 자바 프로그래밍 강의에의 적용 및 실험을 통해 제안한 템플릿의 유용성과 신뢰성을 보인다.
본 논문에서는 시맨틱웹의 온톨로지 기술과의 융합을 통한 시맨틱 강의계획서 템플릿을 정의하고 있다. 교수학습 설계도로서 강의계획서는 매우 중요한 의미를 가지고 있으나 이질적인 비구조화, 단편적인 내용구조, 타 서비스와의 연계 부족, 재사용성 부족 등으로 인해 실제로는 단순한 조회에 그치고 있다. 본 논문에서는 강의계획서 기반의 교수학습 정보시스템 구축을 위해 보다 구조화된 의미기반의 강의계획서 템플릿을 설계한다. 제안하는 기법은 강의계획서 계층구조 정의, Bloom 인지 분류 모형을 적용한 학습활동, 능력 및 학습성과 모델링, 학습주제 온톨로지 설계 등을 포함함으로써 강의계획서 중심의 학습연계 서비스를 가능하게 한다. 실제 자바 프로그래밍 강의에의 적용 및 실험을 통해 제안한 템플릿의 유용성과 신뢰성을 보인다.
In this paper, we design a semantic-based syllabus template including learning ontologies. A syllabus has been considered as a important blueprint of teaching in universities. However, the current syllabus has no importance in real world because most of all syllabus management systems provide simple...
In this paper, we design a semantic-based syllabus template including learning ontologies. A syllabus has been considered as a important blueprint of teaching in universities. However, the current syllabus has no importance in real world because most of all syllabus management systems provide simple functionalities such as, creation, modification, and retrieval. In this paper, our approach consists of definition of hierarchical structure of syllabus and semantic relationships of syllabuses, formalization of learning goals, learning activity, and learning evaluation using Bloom's taxonomy and design of learning subject ontologies for improving the usability of syllabus. We prove the correctness of our proposed methods according to implementing a real syllabus for JAVA programing course and experiments for retrieving syllabuses.
In this paper, we design a semantic-based syllabus template including learning ontologies. A syllabus has been considered as a important blueprint of teaching in universities. However, the current syllabus has no importance in real world because most of all syllabus management systems provide simple functionalities such as, creation, modification, and retrieval. In this paper, our approach consists of definition of hierarchical structure of syllabus and semantic relationships of syllabuses, formalization of learning goals, learning activity, and learning evaluation using Bloom's taxonomy and design of learning subject ontologies for improving the usability of syllabus. We prove the correctness of our proposed methods according to implementing a real syllabus for JAVA programing course and experiments for retrieving syllabuses.
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문제 정의
본 논문에서는 코스임베디드 평가를 지원하기 위한 학습온톨로지 기반의 강의계획서 온톨로지 설계를 제안한다. 먼저 표준화된 온톨로지 설계를 위해 이질적인 용어의 정리와 함께 강의계획서 요소들 사이의 계층구조를 정의한다.
본 논문에서는 학습 콘텐츠를 강의계획서로 대응시키고 학습개념을 강의계획서의 강의주차별 학습내용으로 대응시켜서 학습경로를 생성할 수 있도록 강의계획서의 구조를 개선하고자 한다. 그림 4는 강의계획서들 사이의 학습경로와 하나의 강의계획서 내에서의 학습개념들 사이의 학습경로를 보여주고 있다.
본 실험에서는 ‘자바 프로그래밍의 이해’ 교과목에 대해 강의계획서 및 학습주제 온톨로지를 생성하고 실제 교과목에 적용한 결과를 논의한다.
제안 방법
강의계획서의 효용성을 높이기 위한 접근법으로서 본 논문에서는 구조적 의미기반의 강의계획서 템플릿 설계하였다. 먼저 표준화된 템플릿 설계를 위해 이질적인 용어의 정리와 함께 강의계획서 요소들 사이의 계층구조를 정의하였으며 두 번째는 텍스트 형식의 학습목표, 학습 평가, 학습스타일 등을 구조화함으로써 학습능력 기반의 학습성과 평가와 학습경로 생성을 지원하도록 하였다.
본 실험에서는 ‘자바 프로그래밍의 이해’ 교과목에 대해 강의계획서 및 학습주제 온톨로지를 생성하고 실제 교과목에 적용한 결과를 논의한다. 또한 58개의 수집된 강의계획서 집합에 대해 제안한 구조로의 변환 전 및 변환 후의 강의계획서 요소 검색 성능을 비교하고 제안한 구조의 성능에 대해 논의한다. 실험을 통하여 평가하고자 하는 성능은 논문에서 제안하는 기법이 강의계획서의 효용성을 얼마나 증진시켰는가 하는 것이다.
강의계획서의 효용성을 높이기 위한 접근법으로서 본 논문에서는 구조적 의미기반의 강의계획서 템플릿 설계하였다. 먼저 표준화된 템플릿 설계를 위해 이질적인 용어의 정리와 함께 강의계획서 요소들 사이의 계층구조를 정의하였으며 두 번째는 텍스트 형식의 학습목표, 학습 평가, 학습스타일 등을 구조화함으로써 학습능력 기반의 학습성과 평가와 학습경로 생성을 지원하도록 하였다. 세 번째는 주차별 학습주제에 대한 학습온톨로지 스키마(schema) 설계 및 인스턴스(instance) 구축 기법을 제안하고 이를 통해 학습자들이 지속적으로 강의계획서를 활용하도록 유용성을 증대시켰다.
본 논문에서는 인문사회, 과학, 공학 등의 전공 주제별로 강의계획서를 수집하여 구조 및 용어들을 추출하고 분석하여 표준 용어들을 정의하고 각각의 대응 용어들을 매핑함으로써 용어사전을 정의하였다[14]. 즉, 강의소개, 교과목 개요, 과목설명 등의 다양한 표제어에 대하여 단일 표준용어로 강의개요를 정의하게 된다.
먼저 표준화된 템플릿 설계를 위해 이질적인 용어의 정리와 함께 강의계획서 요소들 사이의 계층구조를 정의하였으며 두 번째는 텍스트 형식의 학습목표, 학습 평가, 학습스타일 등을 구조화함으로써 학습능력 기반의 학습성과 평가와 학습경로 생성을 지원하도록 하였다. 세 번째는 주차별 학습주제에 대한 학습온톨로지 스키마(schema) 설계 및 인스턴스(instance) 구축 기법을 제안하고 이를 통해 학습자들이 지속적으로 강의계획서를 활용하도록 유용성을 증대시켰다.
또한 58개의 수집된 강의계획서 집합에 대해 제안한 구조로의 변환 전 및 변환 후의 강의계획서 요소 검색 성능을 비교하고 제안한 구조의 성능에 대해 논의한다. 실험을 통하여 평가하고자 하는 성능은 논문에서 제안하는 기법이 강의계획서의 효용성을 얼마나 증진시켰는가 하는 것이다.
그림 8은 ‘데이터형 및 변수선언’ 학습주제에 대한 개념 계층구조를 보여주고 있다. 이와 같이 주차별 강의내용에 대한 학습주제 온톨로지를 생성하였으며 온톨로지 구현은 WebProtege의 설치를 통하여 톰캣 상에서 편집 및 검색이 가능하도록 하였다. 제안한 강의계획서 구조에 대한 학습자들의 피드백을 분석한 결과 학습내용 이해, 학습방법 적용, 학습목표 달성 여부 판단, 강의계획서 지속적 활용 등에 장점이 있으며 보완점은 강의자료와의 직접 연결, 학습주제 온톨로지의 검색 인터페이스 개선 등으로 파악되었다.
성능/효과
실제 강의 교과목인 ‘자바 프로그래밍의 이해’ 교과목에 대해 제안된 구조의 강의계획서를 생성하고 이를 활용하는 학습자들의 피드백을 분석하여 기존 구조 대비 학습내용 이해, 학습방법 적용, 학습목표 달성 여부 판단, 강의계획서 지속적 활용 등에 장점이 있음을 확인하였다.
이와 같이 주차별 강의내용에 대한 학습주제 온톨로지를 생성하였으며 온톨로지 구현은 WebProtege의 설치를 통하여 톰캣 상에서 편집 및 검색이 가능하도록 하였다. 제안한 강의계획서 구조에 대한 학습자들의 피드백을 분석한 결과 학습내용 이해, 학습방법 적용, 학습목표 달성 여부 판단, 강의계획서 지속적 활용 등에 장점이 있으며 보완점은 강의자료와의 직접 연결, 학습주제 온톨로지의 검색 인터페이스 개선 등으로 파악되었다.
후속연구
향후 연구는 제안한 강의계획서 템플릿의 강의계획서 관리 시스템의 설계 및 구현과 이를 기반으로 적응형 학습경로 추천, 학습자원 통합 및 연계 등의 서비스를 제공하는 데에 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
온라인 및 오프라인 교육에서 교수학습은 어떻게 구분되는가?
온라인 및 오프라인 교육에서 교수학습은 크게 교수 학습계획, 교수학습실행, 교수학습평가의 세 단계로 구분된다. 이 중에서 교수학습계획 단계는 수업의 구체적인 학습목표를 설정하고 목표 달성을 위한 교수법과 학습법을 계획하며 성취수준을 평가하기 위한 기준을 정의하는 중요한 과정으로 코스임베디드(course embedded) 평가를 위한 매우 중요한 단계이다.
교수학습계획 단계는 어떠한 과정인가?
온라인 및 오프라인 교육에서 교수학습은 크게 교수 학습계획, 교수학습실행, 교수학습평가의 세 단계로 구분된다. 이 중에서 교수학습계획 단계는 수업의 구체적인 학습목표를 설정하고 목표 달성을 위한 교수법과 학습법을 계획하며 성취수준을 평가하기 위한 기준을 정의하는 중요한 과정으로 코스임베디드(course embedded) 평가를 위한 매우 중요한 단계이다.
강의계획서에서의 문제점에 대한 요인은?
강의계획서는 실제적인 교과목 식별자(course identifier)로서 교과번호나 교과명을 비롯하여 교과개요, 학습목표, 강의내용 등 상세한 정보를 제공하므로 강의계획서를 중심으로 교육 관련 서비스들을 연계할 필요가 있으나 현재의 강의계획서 데이터 구조 및 지원 시스템은 매우 비효율적이고 단순한 구조에 머무르고 있다. 그 문제점은 아래와 같이 비구조화, 비통합화, 비지능화의 세가지 요인으로 요약할 수 있다.
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