[논문]리치픽처 기법을 적용한 지능형 CCTV 알고리즘 창의교육 프로그램 개발 및 효과

정유진; 김진수; 박남제

doi:10.15207/jkcs.2020.11.4.125

리치픽처 기법을 적용한 지능형 CCTV 알고리즘 창의교육 프로그램 개발 및 효과
Development and Effects of Intelligent CCTV Algorithm Creative Education Program Using Rich Picture Technique 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.11 no.4, 2020년, pp.125 - 131

정유진 (제주대학교 일반대학원 융합정보보안학협동과정) , 김진수 (제주대학교 일반대학원 융합정보보안학협동과정) , 박남제 (제주대학교 교육대학 초등컴퓨터교육전공)

초록
AI-Helper

기술의 발전에 따라 소프트웨어 교육의 중요성이 점차 부각 되고 있다. 이에 따라 정보 교과에 대한 관심도가 높아지고 있으나 초등과정 학습자를 대상으로 전문적인 IT 기술에 대한 알고리즘을 학습하도록 유도하는 것은 학습자의 흥미를 떨어트릴 수 있다. 본 논문에서는 2015 개정 교육과정 분석, 교육 프로그램 운영 계획 개발, 대상 학생 선정 및 프로그램 적용 결과 분석 및 평가의 4가지 단계를 거쳤다. 초등과정의 학습자를 대상으로, 인공지능을 적용하여 피사체에서 얼굴을 추출하는 지능형 CCTV의 알고리즘을 그림이나 말풍선 상징물과 같은 다양한 도구를 이용하여 자유롭게 표현하도록 유도하였다. 또한 지능형 CCTV의 알고리즘을 학습자가 쉽고 다양하게 표현할 수 있도록 리치픽처 기법을 적용하여 학습자의 흥미를 높일수 있는 교육 프로그램을 제안한다. 본 교육 프로그램은 플로우차트를 이용함으로서 학습자에게 알고리즘의 원리를 파악할 수 있도록 도울 수 있으며. 결과에 따라, 제안된 프로그램의 수정과 개발을 통해 다양한 분야에서 적용할 수 있는 IT 창의교육의 연구를 진행할 예정이다.

Abstract ▼ AI-Helper

As technology advances, the importance of software education is increasing. Accordingly, interest in information subjects is increasing, but intending elementary learners to show algorithms only for specialized IT skills that could spoil the interest. In this paper for the elementary school students, through the four stages, 2015 revision curriculum analysis, creating of training program development operating plans, applying programs for the targeting students and analysis of results and evaluation, using Rich Picture technique which is various tools such as pictures and speech bubble symbols for the learners can express the intelligent CCTV algorithm freely and easily so they can understand fully about the algorithm of intelligent CCTV that uses artificial intelligence to extract faces from subjects. Suggest on this paper, the proposal of educational program can help the learner to grasp the principle of the algorithm by using the flowchart. As the result, Through the modification and development of the proposed program, we will conduct research on IT creative education that can be applied in various areas.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Example of a teaching guide
표 Table 1. 2015 Revised Curriculum Analysis
그림 Fig. 2. Rich picture-based worksheet example
그림 Fig. 3. KEEP, STOP, BEGIN worksheet example
표 Table 2. Training program main content
표 Table 3. Criteria for achievement
표 Table 4. Evaluation criteria
그림 Fig. 4. Program Field Application Process
표 Table 5. Training Program Satisfaction Survey Results

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

특히 기술들이 보다 전문화됨에 따라 기존에 비하여 보다 높은 이해도를 지닌 인재의 양성을 요구하고 있다. 본 논문에서는 변화하는 사회에 적응할 수 있는 인재의 양성을 위해 초등과정을 대상으로 인공지능에 대한 교육 프로그램을 개발하였으며, 리치픽처 기법을 적용하여 지능형 CCTV의 알고리즘의 원리를 이해하도록 유도하고, 인공지능 문제를 토론하도록 함으로서 보다 자신의 주장을 적극적으로주장할 수 있도록 하였다. 특히 프로그램의 적용 결과로서 얻은 만족도 조사의 결과, 주제의 난이도가 다소 높음에도 지속적인 교육을 원한다는 점에서 학습자에게 흥미를 제공하였음을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 초등과정의 학습자를 대상으로 인공지능을 적용한 지능형 CCTV의 원리를 이해하고 호기심을 증폭시킴으로서 창의적 체험활동을 적용하여 문제해결결력을 증진시킬 수 있는 활동을 제안하였으며, 이는 4차 산업혁명에 요구되는 핵심역량 성장의 밑거름이 될 수 있을 것으로 기대된다.

제안 방법

2는 리치픽처 기반의 지능형 CCTV 원리 학습을 위해 제작된 학습지의 예시를 보이는 것이다. 그림과 같이 플로우차트에서 사용되는 기호를 이용하여 CCTV의 흐름을 이해할 수 있도록 구성하였다.
둘째, 인식적 영역, 감정적 영역, 정신운영 영역, 대인관계 영역에서 각각 지식습득, 감정 및 태도의 변화, 기술 습득, 관계성 향상의 결과를 가진다. 셋째, 다양성을 지닌 강의 방법을 추구한다. 넷째, 다양한 방법을 통해 같은 내용을 여러 회차 복습하도록 유도한다.
제안하는 교육 프로그램은 실과, 미술, 사회의 교과 성취기준을 적용하며, 내용의 요소로는 생활 속 전기 와 전자 체험, 일반 사회로 구성한다. 이 프로그램의 적용을 통해 ICT literacy, Collaboration, Critical thinking/problem-solving, Adaptability의 21세기 역량을 강화하고, 자기평가, 동료평가, 포트폴리오 및 관찰평가를 통해 수행평가를 수행한다. Table 3과 Table 4는 제안하는 프로그램의 성취기준과 평가기준을 보이는 것이다.
교육 프로그램의 연구는 초등과정의 학생을 대상으로 선정하였으며, 보다 현장에 맞춘 프로그램 개발을 위해 2015 개정 교육과정을 분석하였으며, 프로그램의 개발 운영 계획 및 개발을 진행하였다[23-26]. 이후 완성된 프로그램을 시범적으로 적용하였으며, 그에 대한 결과 분석과 논의를 진행하였다. Fig.
제안하는 교육 프로그램은 실과, 미술, 사회 과정에서 적용을 위해 분석을 진행하였으며, Table 1은 대한민국의 2015 개정 교육과정을 분석하여 요구되는 성취기준을 보이는 것이다.
제안하는 교육 프로그램은 실과, 미술, 사회의 교과 성취기준을 적용하며, 내용의 요소로는 생활 속 전기 와 전자 체험, 일반 사회로 구성한다. 이 프로그램의 적용을 통해 ICT literacy, Collaboration, Critical thinking/problem-solving, Adaptability의 21세기 역량을 강화하고, 자기평가, 동료평가, 포트폴리오 및 관찰평가를 통해 수행평가를 수행한다.
제안하는 교육 프로그램은 학습자에게 지능형 CCTV의 개념에 대한 이해를 돕는 1차시와 인공지능의 판단과정을 이해하는 2차시로 구성한다. Table 2는 차시별 교육내용을 정리한 것이다.
학습자의 인공지능에 대한 이해를 그림을 통하여 정리하고 토론을 통하여 내용을 정리함으로서 인공지능에 대한 개괄적 학습을 진행하였다. 이 과정에서 학생들은 인공지능에 대한 예시로 개인비서 시스템(빅스비, Siri 등)을 제시하거나 알파고와 같은 주제를 제시하였다.

대상 데이터

교육 프로그램의 연구는 초등과정의 학생을 대상으로 선정하였으며, 보다 현장에 맞춘 프로그램 개발을 위해 2015 개정 교육과정을 분석하였으며, 프로그램의 개발 운영 계획 및 개발을 진행하였다[23-26]. 이후 완성된 프로그램을 시범적으로 적용하였으며, 그에 대한 결과 분석과 논의를 진행하였다.

성능/효과

넷째, 다양한 방법을 통해 같은 내용을 여러 회차 복습하도록 유도한다. 다섯째, 학습자의 경험을 존중하며, 작은 규모의 팀으로 활동하여 참여를 촉진 시키고, 자신감과 책임감을 증진 시킨다. 여섯째, 성과적용을 위해 보다 현실성 있는 내용을 강조한다.
둘째, 인공지능의 발전은 인간의 한계를 보완하고 보다 편리한 생활을 실현시켜줄 것이라 기대되나 문제사항 또한 존재한다. 이는 실천 방안에 대해 토론의 주제를 유지하거나 제거 또는 새롭게 시작하는 세가지 측면에서 문제를 바라보는 KEEP, STOP, BEGIN을 적용하여 인공지능의 장단점, 개선 사항을 토론하고 기술의 바람직한 발전 방향에 대해 생각하도록 유도한다.
첫째, 수업을 진행하는 강사를 따르는 학습자 중심의 방법이다. 둘째, 인식적 영역, 감정적 영역, 정신운영 영역, 대인관계 영역에서 각각 지식습득, 감정 및 태도의 변화, 기술 습득, 관계성 향상의 결과를 가진다. 셋째, 다양성을 지닌 강의 방법을 추구한다.
59로 다소 어려운 것으로 파악되었다. 마지막으로 프로그램의 지속 운영에 대한 문항에 대해 76%의 학생이 지속하기를 원하였으며, 각각 15%와 8%의 학생이 대체로 그렇다와 보통이다로 답변함으로서 부정적 반응이 없는 것을 확인할 수 있었다. 이를 수치화한 결과 지속적인 수업 희망에 대해 4.
제안하는 프로그램은 CCTV 감시 환경이라는 큰 주제를 가지고 학습자에게 지능형 영상 감시 시스템에서 일어날 수 있는 사건과, 그에 대한 해결방안 제시를 요구함으로서 학생의 창의 역량을 강화함과 동시에 영상 감시시스템의 프로세스를 리치픽처 기법을 이용한 학습지를 통해 자신만의 해결법을 찾아감으로 지식정보처리 역량을 강화할 수 있다.
첫째, 지능형 CCTV의 전문적 원리를 학습자에게 이해하도록 하는 것은 현실적으로 어려우며, 단순화한 활동을 통해 기본적 원리의 내용만을 이해하는 수준으로 수업을 진행하며, 인공지능의 활용에 대하여 흥미를 유치하는 것을 중점으로 한다.
본 논문에서는 변화하는 사회에 적응할 수 있는 인재의 양성을 위해 초등과정을 대상으로 인공지능에 대한 교육 프로그램을 개발하였으며, 리치픽처 기법을 적용하여 지능형 CCTV의 알고리즘의 원리를 이해하도록 유도하고, 인공지능 문제를 토론하도록 함으로서 보다 자신의 주장을 적극적으로주장할 수 있도록 하였다. 특히 프로그램의 적용 결과로서 얻은 만족도 조사의 결과, 주제의 난이도가 다소 높음에도 지속적인 교육을 원한다는 점에서 학습자에게 흥미를 제공하였음을 확인할 수 있었다. 향후, 제안된 프로그램의 수정과 개발을 통해 보다 다양한 분야에서 적용할 수 있는 IT 창의교육의 연구를 진행하여 학습자의 미래 핵심 역량 강화를 위한 교육 프로그램의 개발을 진행할 예정이다.
프로그램을 적용하고, 적용한 학습자를 대상으로 5점 척도의 설문조사를 진행한 결과 73%의 학생이 매우 만족하였으며, 약 4.6의 만족도를 보였다. 프로그램의 수준에 대해서는 40%의 학생이 어렵다는 답변을 하였으며, 47%의 학생이 보통이다라고 답변하였다.

후속연구

특히 프로그램의 적용 결과로서 얻은 만족도 조사의 결과, 주제의 난이도가 다소 높음에도 지속적인 교육을 원한다는 점에서 학습자에게 흥미를 제공하였음을 확인할 수 있었다. 향후, 제안된 프로그램의 수정과 개발을 통해 보다 다양한 분야에서 적용할 수 있는 IT 창의교육의 연구를 진행하여 학습자의 미래 핵심 역량 강화를 위한 교육 프로그램의 개발을 진행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	창의적 교수학습법의 7가지 특징은 무엇인가?	강사의 지도 아래 참가자가 중심이 되어 이뤄지는 교육 개념을 의미하는 창의적 교수학습법은 7가지의 특징을 가진다[8,9]. 첫째, 수업을 진행하는 강사를 따르는 학습자 중심의 방법이다. 둘째, 인식적 영역, 감정적 영역, 정신운영 영역, 대인관계 영역에서 각각 지식습득, 감정 및 태도의 변화, 기술 습득, 관계성 향상의 결과를 가진다. 셋째, 다양성을 지닌 강의 방법을 추구한다. 넷째, 다양한 방법을 통해 같은 내용을 여러 회차 복습하도록 유도한다. 다섯째, 학습자의 경험을 존중하며, 작은 규모의 팀으로 활동하여 참여를 촉진 시키고, 자신감과 책임감을 증진 시킨다. 여섯째, 성과적용을 위해 보다 현실성 있는 내용을 강조한다. 마지막으로, 현장에서 활용 가능한 계획을 포함하며 교육 현장 뿐 아니라 삶에서도 적용 가능한 방법을 적용한다[10-13].
	리치 픽처기법이란 무엇인가?	리치 픽처기법이란 학생의 참여를 유도하는 교수학습법의 하나로 그림이나 말풍선, 상징물과 같은 다양한 도구를 활용하여 주제를 학습자가 자유롭게 표현함으로서 말로서 표현이 어려운 대상에 대해 쉽고 다양하게 표현할 수 있도록 유도하는 기법이다.
	2015 개정 교육과정에서 꼽은 미래를 준비하기 위한 핵심역량 6가지는 무엇인가?	특히 2015 개정 교육과정에서는 정보 교과를 강화하여 소프트웨어 교육을 강조하였으며, 미래역량을 가진 핵심 인재를 양성하기 위한 다양한 방안을 연구하고 있다[3]. 2015 개정 교육과정에서는 미래를 준비하기 위한 핵심역량으로 자기관리 역량, 지식정보 처리 역량, 창의적 사고 역량, 심미적 감성 역량, 의사소통 역량, 공동체 역량의 6가지 핵심역량을 손꼽았다. 각 역량은 다음과 같은 의미를 갖는다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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