[논문]의료융합산업 보안교육을 위한 시뮬레이션 기반 협동형 이러닝 시스템 연구

김양훈

doi:10.3745/ktsde.2020.9.11.339

의료융합산업 보안교육을 위한 시뮬레이션 기반 협동형 이러닝 시스템 연구
A Study on Simulation-Based Collaborative E-Learning System for Security Education in Medical Convergence Industry 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on software and data engineering. 소프트웨어 및 데이터 공학, v.9 no.11, 2020년, pp.339 - 344

김양훈 (신한대학교 사이버드론봇군사학과)

초록
AI-Helper

코로나19 상황에서 교육산업은 4차 산업혁명의 핵심기술을 기반으로 다양한 지능 정보기술을 도입함으로써 기존의 이러닝(e-Learning)에서 한 단계 진화한 '에듀테크' 개념을 정리하고 다양한 컨텐츠를 통하여 확산시키고 있다. 한편, 각종 산업은 기존의 비즈니스에 새로운 기술의 적용을 통하여 신산업을 창출하고 있으며, 새롭게 나타나는 문제를 해결할 수 있는 기존의 전통적인 ICT 기술과 산업 비즈니스를 이해하는 인력의 양성을 필요로 하고 있다. 그러나, 기존의 단방향 지식전달의 고전적인 이러닝 또는 일부 대화형을 구축한 양방향 소통체계로는 이러한 인력을 양성하기 위한 콘텐츠를 구축하기에 어려움이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 기존의 양방향 소통체계를 기반으로 교육자가 실시간으로 학습자와 소통하며 문제해결형 교육을 진행할 수 있는 협동형 이러닝 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과, 콘텐츠에 대한 프레임과 프로토타입 개발을 통하여 수업에 일부 적용하고, 교수자 및 학습자의 효용성 분석을 통하여 실제 수업에 적용하기 위한 시뮬레이션 기반 협동형 콘텐츠로써 적합함이 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

During COVID-19, education industry is organizing the concept of 'Edutech', which has evolved one step further from the existing e-Learning, by introducing various intelligent information technologues based on the core technology of the 4th industrial revolution and spreading it through diverse contents. Meanwhile, each industries are creating new industries by applying new technology to existing businesses and ask for needs of cultivating human resources who understand the existing traditional ICT technology and industrial business which can solve a newly rising problems. However, it is difficult to build contents for cultivating such human resources with the existing e-learning of transferring knowledge by one-way or some two-way commnication system which has established some interactive conversational system. Accordingly, this study conducted a research on a cooperative e-learning system that enables educators to communicate with learners in real time and allows problem-solving education based on the existing two-way communication system. As a result, frame for contents and prototype was developedp and artially applied to the actual class and conducted an efficiency analysis, which resulted in the validation of being applied to the actual class as a simulation-based cooperative content.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. System Configuration Diagram
그림 Fig. 2. System Sequence Diagram
그림 Fig. 3. Simulator Collabrataion Screen
표 Table 1. Simulation System Spec
표 Table 2. Utility Analysis Result

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이에 따라서 본 연구에서는 의료융합산업에 대한 이해력을 갖춘 보안 엔지니어를 양성하기 위한 교육 콘텐츠에 대한 연구를 하고자 한다. 구체적으로 보안 교육에 대하여 양방향 대화를 수행하며, 교수의 부분적 개입을 통하여 문제해결형 학습을 수행할 수 있는 시뮬레이션기반 콘텐츠 대한 연구를 수행하고자 한다.
본 연구에서 개발한 시스템은 ‘실습’ 콘텐츠를 학습자가 학습할 때, 교수자의 협동지원을 할 수 있게 하여 비대면 환경에서 실습실에서 개별 지원하는 것과 유사한 효과를 얻는데 목적이 있다.
본 연구에서 설계한 이러닝 시스템의 콘텐츠에 대하여 효용성을 분석하기 위하여 프로토타입을 개발하였다. 교수자와 학습자 등의 멀티 유저가 서버/클라이언트 기반으로 접속할수 있도록 다음의 Table 1의 Spec 상에서 구현하였다.
송지영[11]의 연구에서는 의료정보보안 교육과 실천 간 상관관계를 분석하여 국내 의료기관에서 시행된 의료정보보안 교육 효과를 확인하고 향후 이에 관한 교육프로그램 개발에 기초 자료를 제공하고자 하였다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 기존의 양방향 소통체계를 기반으로 교육자가 실시간으로 학습자와 소통하며 문제해결형 교육을 진행할 수 있는 협동형 이러닝 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 그리고 프로토타입으로 개발한 콘텐츠가 기존의 단방향 학습체계화 차이를 갖는 효용성이 있는 것을 확인하였다.
안경민[3]의 연구에서는 에듀테크 중에서 가상/증강현실 에듀테크 콘텐츠를 개발하는데 핵심적인 요소를 기술적, 교육적, 학습자적 차원으로 구분하여 우선순위를 도출하는 연구를 수행하였다. 이를 통하여 공통적으로 몰입, 기술적 특성, 학습자 특성, 상호작용 기능이 우선되어야 한다고 분석하였다.
유해영[7]의 연구에서는 코로나19로 인한 홈스쿨링 수요가 급증함에 따라, 온라인 콘텐츠 시장에서 공공데이터를 활용한 교육용 어플리케이션 플랫폼에 대하여 제안하였다. 이를 통하여 교육기회 불균형 해소와 새로운 디지털콘텐츠의 가능성을 모색하였다.
이에 따라서 본 연구에서는 의료융합산업에 대한 이해력을 갖춘 보안 엔지니어를 양성하기 위한 교육 콘텐츠에 대한 연구를 하고자 한다. 구체적으로 보안 교육에 대하여 양방향 대화를 수행하며, 교수의 부분적 개입을 통하여 문제해결형 학습을 수행할 수 있는 시뮬레이션기반 콘텐츠 대한 연구를 수행하고자 한다.

제안 방법

설계한 시스템은 시뮬레이션 컨텐츠이기 때문에 EduTech 시스템에서 객체를 생성하여 실행시킨다 하더라도 외부의 취약점에 노출될 수 있기 때문에 샌드박스 형태로 설계하였고 프로토타입에 적용하였다. 그리고 학습자가 협동을 요청하는 부분에 대해서 구두 언급을 꺼려하거나 타이핑에 익숙하지 않은 사용자들을 위하여 현재 동작하고 있는 입력장치의 위치를 나타낼 수 있도록 입력장치의ID, 위치정보, 선택정보에 대한 정보를 전달하도록 설계하였다.
1과 같다. 기본적인 역할구분에 따라 교수자, 학습자, 중개를 위한 EduTech 시스템으로 구분하여 기능과 장치 중심으로 설계하였다. 교수자는 실시간 이러닝을 전제로 하기 때문에 기본 도구인 컴퓨터를 기반으로 웹캠(마이크), 스피커를 갖추고 음성, 영상, 화면, 파일에 대한 단방향 전송이 가능하다.
효용성 검증은 만족도, 이해도, 사용성 3개 항목으로 리커드 5점 척도를 기반으로 조사하였다. 내용 만족도는 실습 내용을 전달하는 방법 측면에서 충실하게 내용을 구성하고 있는지를 측정하였다. 학습 이해도는 실습 콘텐츠이기 때문에 시스템 보안점검이라는 측면에서 학습목표를 달성하기 위하여 이해가 되는지에 대하여 측정하였다.
본 연구에서 개발한 보안교육을 위한 시뮬레이션 기반 협동형 이러닝 시스템과 콘텐츠는 시스템과 컨텐츠이기 때문에 성능적 측면 보다는 사용자의 사용성 측면에서 검증을 수행 하였다. 융합보안과 관련된 강좌의 1개 주차 내용에 대하여 실험적으로 적용하였으며 이와 비교하기 위하여 비교군에게 기존의 이러닝 기반에서 동일한 콘텐츠를 학습하여 Table 2와 같이 분석하였다.
샌드박스란 일반적으로 동작시키려는 프로그램을 별도의 보호된 영역에서 동작시킴으로써 내부 시스템에 간섭하거나 오동작, 침해를 방지하기 위해 사용하는 기술이다. 설계한 시스템은 시뮬레이션 컨텐츠이기 때문에 EduTech 시스템에서 객체를 생성하여 실행시킨다 하더라도 외부의 취약점에 노출될 수 있기 때문에 샌드박스 형태로 설계하였고 프로토타입에 적용하였다. 그리고 학습자가 협동을 요청하는 부분에 대해서 구두 언급을 꺼려하거나 타이핑에 익숙하지 않은 사용자들을 위하여 현재 동작하고 있는 입력장치의 위치를 나타낼 수 있도록 입력장치의ID, 위치정보, 선택정보에 대한 정보를 전달하도록 설계하였다.
본 연구에서 개발한 보안교육을 위한 시뮬레이션 기반 협동형 이러닝 시스템과 콘텐츠는 시스템과 컨텐츠이기 때문에 성능적 측면 보다는 사용자의 사용성 측면에서 검증을 수행 하였다. 융합보안과 관련된 강좌의 1개 주차 내용에 대하여 실험적으로 적용하였으며 이와 비교하기 위하여 비교군에게 기존의 이러닝 기반에서 동일한 콘텐츠를 학습하여 Table 2와 같이 분석하였다.
김동원[15]의 연구에서는 국가직무능력표준과 국제표준, 의료기관 요구사항, 교육기관의 정보보호 학습모델을 참조하여 의료기관의 정보보호 인식교육을 위한 교육과정을 개발하였다. 이를 의료기관 종사자와 ICT 전문가 집단을 통한 타당성 검증을 진행하여 교육을 통한 의료기관의 정보보호 수준 향상을 위한 방법을 제안하였다.
학습 이해도는 실습 콘텐츠이기 때문에 시스템 보안점검이라는 측면에서 학습목표를 달성하기 위하여 이해가 되는지에 대하여 측정하였다. 콘텐츠의 사용성은 시뮬레이션 기반 협동형 방식을 교수자와 학습자 간 수월하게 사용이 가능한지에 대하여 측정하였다. 대상은 교수자 5인, 학습자 132인을 대상으로 수행하였다.
내용 만족도는 실습 내용을 전달하는 방법 측면에서 충실하게 내용을 구성하고 있는지를 측정하였다. 학습 이해도는 실습 콘텐츠이기 때문에 시스템 보안점검이라는 측면에서 학습목표를 달성하기 위하여 이해가 되는지에 대하여 측정하였다. 콘텐츠의 사용성은 시뮬레이션 기반 협동형 방식을 교수자와 학습자 간 수월하게 사용이 가능한지에 대하여 측정하였다.
효용성 검증은 만족도, 이해도, 사용성 3개 항목으로 리커드 5점 척도를 기반으로 조사하였다. 내용 만족도는 실습 내용을 전달하는 방법 측면에서 충실하게 내용을 구성하고 있는지를 측정하였다.

대상 데이터

콘텐츠의 사용성은 시뮬레이션 기반 협동형 방식을 교수자와 학습자 간 수월하게 사용이 가능한지에 대하여 측정하였다. 대상은 교수자 5인, 학습자 132인을 대상으로 수행하였다.

성능/효과

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 기존의 양방향 소통체계를 기반으로 교육자가 실시간으로 학습자와 소통하며 문제해결형 교육을 진행할 수 있는 협동형 이러닝 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 그리고 프로토타입으로 개발한 콘텐츠가 기존의 단방향 학습체계화 차이를 갖는 효용성이 있는 것을 확인하였다. 본 연구는 다음과 같은 세 가지 의미를 갖는다.
31의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 비대면 실습이라는 측면에 있어서 시뮬레이션 기반 콘텐츠가 학습내용을 이해하기 좋은 것으로 분석되었다. 종합적 측면에서 개발한 콘텐츠가 조금 더 효용성이 있는 것으로 나타났다.
비대면 실습이라는 측면에 있어서 시뮬레이션 기반 콘텐츠가 학습내용을 이해하기 좋은 것으로 분석되었다. 종합적 측면에서 개발한 콘텐츠가 조금 더 효용성이 있는 것으로 나타났다.
0의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 종합적으로 ∆0.2의 차이로써 프로토타입으로 개발한 본 연구의 콘텐츠가 조금 더 효용성이 높은 것으로 나타났다.

후속연구

향후 연구로는 본 연구를 확산시킬 수 있는 다양한 컨텐츠 개발과 실감형 기기에 대한 외부 협동을 다중으로 수행할 수 있는 콘텐츠에 대한 연구를 수행하고자 한다.

참고문헌 (15)

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Dong-Won Kim and Keun-Hee Han, "Curriculum study of information security awareness for medical institution," Journal of Convergence Security, Vol.19, No.4, pp.151-163, 2019.

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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