[논문]디지털 휴먼을 활용하여 교수-학생 상호작용을 촉진시키는 학습지원 시스템 구현

정규성; 임찬형; 이해찬; 부라윤; 설순욱

doi:10.14702/jpee.2022.523

디지털 휴먼을 활용하여 교수-학생 상호작용을 촉진시키는 학습지원 시스템 구현
Implementation of a Learning Support System that Facilitates Teacher-Student Interaction Utilizing a Digital Human 원문보기

JPEE : Journal of practical engineering education = 실천공학교육논문지, v.14 no.3, 2022년, pp.523 - 533

정규성 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) , 임찬형 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) , 이해찬 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) , 부라윤 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부) , 설순욱 (한국기술교육대학교 전기전자통신공학부)

초록
AI-Helper

코로나19 팬데믹을 지나면서 동영상 수업과 실시간 온라인 교육은 활성화되었지만 교수자와 학습자 간의 상호작용 부족 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다. 본 논문은 실시간 온라인 수업의 교육 효과와 만족도를 높이는데 중요한 역할을 하는 상호작용의 문제를 개선하기 위해 디지털 휴먼을 활용하는 학습지원 시스템을 설계하고 구현한다. 본 논문에서 디지털 휴먼은 수업에 참여하는 가상의 학습자로서 다른 학습자들이 익명 채팅 시스템을 통해 등록한 질문을 교수자에게 대신 질문해 준다. 또한, 수업의 조력자로서 교수자가 강의하는 음성 메시지를 실시간으로 분석하여 학습자에게 수업의 요약본 형태로 제공함으로써 상호작용을 촉진한다. 제안한 시스템이 실제 온라인 실시간 수업에 활용 가능한지 검증하기 위해 Zoom 수업에 적용한다. 실험 결과 디지털 휴먼 기반의 학습지원시스템을 통하여 촉진된 질의응답과 실시간 수업 요약이 성공적으로 제공됨을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

During the COVID-19 pandemic, the use of video classes and real-time online education has increased, but the lack of interaction between instructors and learners remains a challenging problem to be resolved. This paper designs and implements a learning support system that utilizes a digital human to improve faculty-student interaction, which plays an important role in increasing the educational effect and satisfaction of real-time online classes. In this paper, a digital human participates in a class as a virtual learner and asks questions raised by other learners through an anonymous chat system to the instructor on behalf of the learners. In addition, as a class facilitator, the digital human analyzes the lecturer's speech in real time and provides it to the learner in the form of a summary of the class, thereby facilitating faculty-student interaction. In order to confirm that the proposed system can be used in actual online real-time classes, we apply our system to Zoom classes. Experimental results show that facilitated Q&A and real-time class summaries are successfully provided through our digital human-based learning support system.

주제어

표/그림 (14)

그림 그림 1. 가상 학습자를 이용한 학습지원 시스템 구조 Fig. 1. A study support system structure using virtual students.
그림 그림 2. 구성 요소 간 메시지 흐름도 Fig. 2. Message flow diagram between components.
그림 그림 3. 워드 클라우드 생성 과정 타임라인 Fig. 3. Word cloud creation process timeline.
그림 그림 4. 질문 등록 페이지 Fig. 4. Question registration page.
그림 그림 5. 질문 등록 API 요청 JSON 예시 Fig. 5. Question registration API request JSON example.
표 표 1. 교수자의 음성 메시지에 따른 가상 학습자의 동작 Table 1. Virtual student behavior according to the professor's voice message
그림 그림 6. 생성된 워드클라우드 이미지 Fig. 6. Created word cloud image.
그림 그림 7. 채팅 시스템 명령어를 통한 워드클라우드 제공 방식 Fig. 7. Word cloud provision method through chat system command.
그림 그림 8. 영상 재생 API 요청 JSON 예시 Fig. 8. Image playback API request JSON example.
표 표 2. 워드 클라우드 추출 프로세스 Table 2. Word cloud extraction process
그림 그림 9. 온라인 수업의 학습자 화면 Fig. 9. Learner screen in online class.
그림 그림 10. 워드클라우드 출력 화면 Fig. 10. Word cloud output screen.
표 표 3. 질문 길이에 따른 아바타 생성 시간 [초] Table 3. Video preparation time according to question length [sec]
표 표 4. 교수자의 질문요청에 따른 가상 학습자의 질문재생 소요시간 [밀리초] Table 4. Time required for virtual student's question reproduction according to the professor's question request [ms]

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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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