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교육 데이터와 분석 기법: 사례 연구를 중심으로
Education Data and Analytics: A Review of the State of the Art 원문보기

The journal of Bigdata = 한국빅데이터학회지, v.4 no.1, 2019년, pp.73 - 81  

권영옥 (숙명여자대학교 경영학부)

초록
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지난 십여 년간 학생의 학습 과정에서 생성되는 방대한 데이터를 다양한 분석기술을 적용하여 학생의 학습 성과 및 교육 환경을 개선하기 위한 관련 연구들이 활발히 진행되어 왔다. 본 논문에서는 교육데이터의 분석 결과를 성공적으로 활용하고 있는 대학의 사례들을 살펴본 후, 기존 사례 연구를 통해서 보다 구체적으로 분석 목적별로 어떤 데이터와 분석 기법이 사용되는지 정리하였다. 그리고 고찰 결과를 토대로 기존 분석의 한계점 및 향후 분석 방향에 대해 제안하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the increase of education data, there have been many studies on the application of various analytics to improve students' performance and educational environments over the past decade. This paper first introduces the cases of universities that successfully utilize the analysis results and, more...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 고찰 결과를 토대로 분석의 한계점 및향후 분석 방향에 대해 제안하고자 한다. 심리학 분야에서 이미 1950년대부터 “Clinical Versus Statistical Prediction” 를 통해 단순한 예측 알고리즘이 의료 진단, 학생 선발, 야구 선수 영입 등 폭넓은 분야에서 전문가의 판단을 능가 한다는 것을 보여주고 있다 [4].
  • 교육 데이터의 분석은 크게 학습 분석 (Learning Analytics), 교육관리 분석 (Academic Analytics)으로 나뉘는데 각각의 분석에 대해 자세히 알아보고, 실제 대학의 사례들도 살펴본다. 그리고, 보다 구체적으로 사례 연구에서 사용되는 교육 데이터와 분석 기법을 정리하여 소개한다. 예를 들어, 학생의 다양한 학습 활동 데이터를 이용하여 학습 성취도를 예측하는 것이 가장 대표적인 분석의 예라고 할 수 있는데, 성취도에 영향을 주는 요인으로 어떤 데이터를 사용하였으며 어떤 분석 기법을 적용하였는지 살펴본다.
  • 교육 관리 분석은 학습자체의 개선보다는 기관 시스템의 개선에 더 초점을 둔다. 다양한 교육 운영과 관련된 데이터를 이용하여 조직이나 제도 운영을 효율적으로 만드는 것을 목적으로 한다. 조직 단위에서의 분석은 조직성과의 평가, 지식 관리를 들 수 있고, 지역이나 국가 단위에 서는 조직의 운영 정보를 통합하여 교육 정책을 수립하는데 활용될 수 있도록 한다.
  • 국내 교육의 특성상 학업 성과 예측과 더불어 취업 성과 예측에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대학평가의 기준이 학생의 취업관련 역량에 목표를 두고 있기 때문에, 온라인 학습 활동 보다는 취업률에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 한다.
  • 이는 데이터를 이용한 분석 결과가 전문가의 인사이트보다 확률적으로 도움이 되는 경우가 더 많다는 것을 의미하는데 이에 대해서도 논의한다. 마지막으로, 교육 데이터 분석 및 활용에 있어 국내외 사례의 차이를 살펴보고 국내의 교육 환경의 고려점에 대해서도 알아보고자 한다.
  • 본 연구는 교육 데이터의 활용 사례들을 살펴보고, 분석에 사용되는 기법들에 초점을 맞추어 기존 사례 연구들을 고찰하였다. 교육 데이터의 분석은 크게 학습 분석 (Learning Analytics), 교육관리 분석 (Academic Analytics)으로 나뉘는데 각각의 분석에 대해 자세히 알아보고, 실제 대학의 사례들도 살펴본다.
  • 본 연구에서는 주로 이 단계에서 사용되는 분석 기법을 사례를 통해 살펴보고자 한다. 학생의 인구 통계학적 특성, 과거 학습 성과, 온라인 로그인 횟수, 토론 참여도 등과 같은 데이터를 분석하여 향후 수강하게 되는 과목의 학업 성과나 활동에 대해 예측한다.
  • 모든 강의를 프로젝트 중심 으로 변경하였다. 학생들이 지역 기업 또는 지역 사회의 문제점을 해결하는 프로젝트를 수행 하도록 하였다. 또한, 69개의 학과를 폐지하고 필요에 따라 학과를 합쳐 융합학부를 만들기도 하였다.
  • 학습 분석은 학습 활동과 내용을 살펴보고, 어떤 요인, 환경이 학습에 영향을 미치는지 어떻게 개선되어야 하는지 연구한다. 다음과 같이 크게 세 분야로 나누어 설명할 수도 있다.

가설 설정

  • 회귀 기반의 기법을 이용하여 한 학생이 특정 과목에서 얻게 될 학점을 예측하였다. 이러한 분석은 기존에 수강한 과목과 다음 학기에 수강할 과목이 내용면에서 연계되어 있다고 가정한다. 즉, 선수 과목으로 반드시 들어야 하는 과목 들을 대상으로 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
교육 데이터를 분석하여 활용하는 교육 분석을 학습 분석과 교육 관리 분석으로 나누었을 때 어떤 차이가 있는가? 1, 2011). 학습 분석은 학생의 학습 효율성 향상을 목적으로 하는 반면, 교육 관리 분석은 비즈니스 인텔리전스 시스템을 이용하여 교육 환경을 효율적으로 관리할 수 있도록 교육 기관 운영 및 지역, 국가 단위 정책 개발을 위한 것이다. 각 분석에 대해서 좀 더 세부적으로 살펴보면 다음과 같다 [5].
교육 관리 분석의 목적은? 교육 관리 분석은 학습자체의 개선보다는 기관 시스템의 개선에 더 초점을 둔다. 다양한 교육 운영과 관련된 데이터를 이용하여 조직이나 제도 운영을 효율적으로 만드는 것을 목적으로 한다. 조직 단위에서의 분석은 조직성과의 평가, 지식 관리를 들 수 있고, 지역이나 국가 단위에 서는 조직의 운영 정보를 통합하여 교육 정책을 수립하는데 활용될 수 있도록 한다.
교육 관리 분석은 학습 자체의 개선보다는 무엇에 초점을 더 두는가? 교육 관리 분석은 학습자체의 개선보다는 기관 시스템의 개선에 더 초점을 둔다. 다양한 교육 운영과 관련된 데이터를 이용하여 조직이나 제도 운영을 효율적으로 만드는 것을 목적으로 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. Frey, T. Communicating with the Future: How Re-engineering Intentions Will Alter the Master Code of Our Future, Da Vinci Institute Press, 2011. 

  2. Papamitsiou, Z. and Economides, A.A. "Learning analytics and educational data mining in practice: A systematic literature review of empirical evidence, "Journal of Educational Technology & Society, Vol.17, No. 4, pp.49-64. 2014. 

  3. 권영옥. "빅데이터를 활용한 맞춤형 교육 서비스 활성화 방안연구. 한국지능정보시스템학회 학술대회논문집, pp. 90-96, 2013. 

  4. Meehl, P..E. Clinical versus statistical prediction: A theoretical analysis and a review of the evidence. MN, US: University of Minnesota Press. 1954. 

  5. 정윤혁, 빅데이터와 교육분석 (Education Analytics). 미디어와 교육, 제5권, 제1호, pp.44-49, 2015. 

  6. Ferguson, R. "Learning analytics: drivers, developments and challenges," International Journal of Technology Enhanced Learning, Vol.4, No.5/6, pp. 304-317, 2012. 

  7. Siemens, G. and Long, P. "Penetrating the Fog: Analytics in Learning and Education. EDUCAUSE Review, Vol.46, No.5, pp. 31-40, 2011. 

  8. https://blog.simonassociates.net/what-makes-arizona-state-university-the-most-innovative-college-in-the-us 

  9. http://www.sr.ithaka.org/publications/building-a-pathway-to-student-success-at-georgia-state-university. 

  10. Shahiri, A. M. and Husain, W. "A review on predicting student's performance using data mining techniques," Procedia Computer Science, Vol.72, pp. 414-422, 2015. 

  11. Iqbal, Z., Qadir, J., Mian, A.N. and Kamiran, F. "Machine learning based student grade prediction: A case study," arXiv preprint arXiv:1708.08744, 2017. 

  12. Manouselis, N., Drachsler, H., Verbert, K., and Santos, O.C. (Eds.). Recommender Systems for Technology Enhanced Learning: Research Trends and Applications. Springer Science & Business Media, 2014. 

  13. Park, Y. "A Recommender System for Personalized Exploration of Majors, Minors, and Concentrations," In RecSys Posters, 2017. 

  14. Elbadrawy A, Polyzou A, Ren Z, Sweeney M, Karypis G., and Rangwala H. "Predicting student performance using personalized analytics," Computer, Vol.49, No.4, pp:61-69, 2016. 

  15. Boyer, S. and Veeramachaneni, K. "Transfer Learning for Predictive Models in Massive Open Online Courses," In International conference on artificial intelligence in education, pp. 54-63, 2015. 

  16. 최기성, 조민수 "대학 명성이 졸업생 취업 질에 미치는 효과와 시사점", 조사연구, 제17권, 제2호, 119-162, 2016. 

  17. 염동기, 문상규, 박성수. "대학졸업자의 취업성과 결정요인에 관한 실증분석," 취업진로연구. 제7권, 제4호, pp.45-68, 2017. 

  18. 김종율, 노광현. "AI 를 활용한 대학생 진로조언 시스템 모델 및 데이터 수집과 융합에 대한 연구," 디지털융복합연구, 제17권, 제2호, pp. 177-185, 2019. 

  19. Rienties, B., Cross, S., and Zdrahal, Z. Implementing a learning analytics intervention and evaluation framework: What works?. In Big data and learning analytics in Higher Education (pp. 147-166). Springer, Cham, 2017. 

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