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통계 언어모델 기반 객관식 빈칸 채우기 문제 생성
Automatic Generation of Multiple-Choice Questions Based on Statistical Language Model 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.20 no.2, 2016년, pp.197 - 206  

박영기 (서울대학교 컴퓨터공학부)

초록
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빈칸 채우기 문제는 학생들이 학습 내용을 제대로 이해했는지 확인하기 위해 널리 사용되어 왔다. 이런 유형의 문제를 컴퓨터 알고리즘에 의해 자동으로 생성하는 많은 방법들이 제안되어 왔지만, 대부분 어떤 부분을 빈칸으로 만들면 좋을지에 대해 집중했기 때문에 적절한 보기를 자동으로 생성하는 연구는 미흡했다. 본 논문에서는 빈칸이 주어졌다고 가정하고, 이에 어울리는 보기를 자동 생성하는 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 통계 언어 모델에 기반하여 보기를 생성하기 때문에, 사람이 생성하는 경우보다 출제자에 편향되지 않은 보기를 제공할 수 있다. 또, 확률값에 기반하여 난이도를 자동으로 조절하는 것이 가능하기 때문에, 직접 사람이 문제를 만드는 것에 비해 상당한 비용 절감 효과가 있다. TEPS 문법, 어휘 시험에 대해 적용하여 실험한 결과, 사람과 유사한 결과를 생성함을 확인하였다. 향후 스마트 교육 분야에서 높은 활용도를 보일 것으로 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A fill-in-the-blank with choices are widely used in classrooms in order to check whether students' understand what is being taught. Although there have been proposed many algorithms for generating this type of questions, most of them focus on preparing sentences with blanks rather than generating mu...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 객관식 빈칸 채우기 문제의 보기를 자동으로 생성하는 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 얻을 수 있는 이점은 크게 두 가지다.
  • 본 논문에서는 이미 여러 분야에서 그 효과가 증명된[13][14][15] 객관식 빈칸 채우기 문제를 자동 생성하는 것에 초점을 맞춘다. 이 문제는 빈칸을 생성하고 객관식 보기를 제시하는 2가지 단계로 이루어진다.
  • 본 연구의 아이디어는, 1-gram 모델의 확률값이 높은 문장보다 n-gram(단, n]1) 모델의 확률값이 높은 문장이 더 자연스러운 문장일 가능성이 높다고 판단하는 것이다. 예를 들어, ‘I go to school on’은 ‘I go to school by’보다 5-gram 확률이 높다.
  • k개의 단어 후보들 중 일부는 아주 자연스러운 문장을 만들어 낼 수도 있고, 일부는 문법적으로는 맞지만 문맥상으로 오류가 있거나 잘못된 표현일 수도 있다. 우리의 목표는 출제자가 원하는 만큼 자연스러운 표현과 부자연스러운 표현을 생성할 수 있도록 하는 것이다.
  • 또, 편의상 빈칸은 하나의 단어라고 가정한다. 한 단어에 해당하는 빈칸이 주어졌을 때, k개의 보기를 생성하는 것이 본 연구의 목표이다. 예를 들어, ‘I go to school ___ bus’이라는 문장에서 빈칸에 해당하는 단어 후보인 ‘by’, ‘on’, ‘in’, ‘over’ 등을 생성해야 한다.

가설 설정

  • 본 논문에서는 객관식 문제를 내기 위해 이미 빈칸을 선정하였다고 가정한다. 또, 편의상 빈칸은 하나의 단어라고 가정한다. 한 단어에 해당하는 빈칸이 주어졌을 때, k개의 보기를 생성하는 것이 본 연구의 목표이다.
  • 본 논문에서는 객관식 문제를 내기 위해 이미 빈칸을 선정하였다고 가정한다. 또, 편의상 빈칸은 하나의 단어라고 가정한다.
  • 본 논문에서는 빈칸이 주어졌다고 가정하고, 이에 어울리는 보기를 자동 생성하는 알고리즘을 제안하였다. 본 알고리즘은 통계 언어 모델에 기반하여 보기를 생성하기 때문에, 사람이 생성하는 경우보다 출제자에 편향되지 않은 보기를 제공할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
빈칸 채우기 문제는 어떠한 목적으로 널리 사용되어 왔는가? 빈칸 채우기 문제는 학생들이 학습 내용을 제대로 이해했는지 확인하기 위해 널리 사용되어 왔다. 이런 유형의 문제를 컴퓨터 알고리즘에 의해 자동으로 생성하는 많은 방법들이 제안되어 왔지만, 대부분 어떤 부분을 빈칸으로 만들면 좋을지에 대해 집중했기 때문에 적절한 보기를 자동으로 생성하는 연구는 미흡했다.
스마트교육을 위해 필요한 핵심 요소 중 하나는? 스마트교육을 위해 필요한 핵심 요소 중 하나는 스마트 컨텐츠이다[8][12]. 그러나, 스마트 컨텐츠를 개발하고 성공적으로 활용한 사례들이 제시되고 있는 반면[7][3], 아직까지 컨텐츠 개발을 자동화할 수 있는 연구는 많지 않은 실정이다.
빈칸 채우기 문제에서 적절한 보기를 자동으로 생성하는 연구는 미흡했던 이유는? 빈칸 채우기 문제는 학생들이 학습 내용을 제대로 이해했는지 확인하기 위해 널리 사용되어 왔다. 이런 유형의 문제를 컴퓨터 알고리즘에 의해 자동으로 생성하는 많은 방법들이 제안되어 왔지만, 대부분 어떤 부분을 빈칸으로 만들면 좋을지에 대해 집중했기 때문에 적절한 보기를 자동으로 생성하는 연구는 미흡했다. 본 논문에서는 빈칸이 주어졌다고 가정하고, 이에 어울리는 보기를 자동 생성하는 알고리즘을 제안한다.
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참고문헌 (15)

  1. Acerbi, A., Lampos, V., Garnett P. & Bentley RA. (2013). The Expression of Emotions in 20th Century Books. PLoS ONE, 8(3). 

  2. Alsubait, T., Parsia, B. & Sattler, U. Generating Multiple Choice Questions From Ontologies: Lessons Learnt. Proceedings of the 11th International Workshop on OWL: Experiences and Directions, 73-84. 

  3. Bae, Y. & Do, J. (2013). Study on Smart Learning Contents Development using Storyline. Journal of the Korean Association of Computer Education, 17(2), 135-146. 

  4. Google n-gram viewer. https://books.google.com/ngrams 

  5. Google n-gram viewer (Wikipedia). https://en.wikipedia.org/wiki/Google_Ngram_Viewer 

  6. Hoshino, A. & Nakagawa, H. (2005). A Real-time Multiple-choice Question Generation for Language Testing: a Preliminary Study. Proceedings of the 2nd Workshop on Building Educational Applications Using NLP, 17-20. 

  7. Kim, S. & Kim, K. (2012). Design and Implementation learning English words Smart-phone application for Elementary school students on Android platform by Focus on form. Journal of the Korean Association of Computer Education, 16(2), 223-231. 

  8. Lee, S. & Ryu, H. (2013). Suggestion on the Key Factors of Smart Education. Journal of the Korean Association of Computer Education, 17(2), 101-113. 

  9. Lin, J., Quan, D., Sinha, V., Bakshi, K., Huynh, D., Katz, B. & Karger D. R. (2003). The role of context in question answering systems. Proceedings of the Extened Abstracts on Human Factors in Computing Systems, 1006-1007. 

  10. Pintos. http://pintos-os.org/ 

  11. Roth, S. (2014). Fashionable functions. A Google ngram view of trends in functional differentiation(1800-2000). International Journal of Technology and Human Interaction, 10(2), 34-58. 

  12. Soul M. & Son. C. (2012). A Survey on Teacher's Perceptions about the Current State of Using Smart Learning in Elementary Schools. Journal of the Korean Association of Computer Education, 16(3), 309-318. 

  13. Sumita, E., Sugaya F. & Yamamoto, S. (2005). Measuring non-native speakers' proficiency of English by using a test with automatically-generated fill-in-the-blank questions. Proceedings of the second workshop on Building Educational Applications Using NLP, 61-68. 

  14. Thompson, A. S. (2015). Are Your Participants Multilingual? The Role of Self-assessment in SLA Research. Language in Focus, 1(1), 51-65. 

  15. Wood, C. L., Mustian A. L. & Cooke N. L. (2010). Comparing Whole-Word and Morphograph Instruction During Computer-Assisted Peer Tutoring on Students' Acquisition and Generalization of Vocabulary. Remedial and Special Education, 33(1), 39-47. 

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