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문제 정의
- 본 연구에서는 고등 학생의 학업 성취도를 다차원적으로 분석하여 그 결과를 온라인으로 제공하는 학업 성취도 통합관리 시스템을 설계 하고 구현하였다. 이 시스템은 시험 채점으로부터 평가 결과의 분석에 이르는 학습 평가 전체 과정올 전산화하여 여러 사용자가 정보를 공 유, 검색, 관리, 분석할 수 있도록 한다.
제안 방법
- 여기서, 학생 요소는 개별 학생', '학생이 속한 반'과, 학년' 등을 포함하며, , 과목' 요소는 평가되는 과목인데, 이는 평가 영역인 '대단원'에서 '중단원으로 또는 '최하위' 평가영역으로 세분화 되어지고, '기간' 요소는 폄가 시행 일자를 의미하며, '평가 일', '학기', '년' 단위로 그룹화 된다. 따라서 평가 데이터는 이 세 요소들을 기준으로 구축하며, 기본적인 평가 분석 질외문은 물론이고, 학생, 과목, 기간에 대한 모든 조합이 가능하도록 설계됨을 원칙으로 하였다. 또한 각 요소의 세부사항은 저장공간과 질 의처리 시간의 효율성을 고려하여 계층구조로 처리하였다.
- 따라서 평가 데이터는 이 세 요소들을 기준으로 구축하며, 기본적인 평가 분석 질외문은 물론이고, 학생, 과목, 기간에 대한 모든 조합이 가능하도록 설계됨을 원칙으로 하였다. 또한 각 요소의 세부사항은 저장공간과 질 의처리 시간의 효율성을 고려하여 계층구조로 처리하였다.
- 이는 달리 말하면, 데이터가 매 우 효율적으로 저장될 수 있고, OLAP의 슬라이스, 다이스 연산을 통 해 분석 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 것을 뜻한다. 본 연구에서 는 100% 밀도의 큐브를 구축하기 위해 학년별, 과목별로 큐브를 나누 어 21림 2와 같이 구성하였다.
- 따라서, 중단위 영역까지만 사전연산을 해 두는 방법을 사용한다. 성능 향상의 두 번째 방안으로, 대형 배열의 효율적인 저장방법으로써, 모든 차원에 공평한 기화를 주도록 작은 다 차원 배열형태로 디스크에 저장해 두는 방안［3, 5］인 청크 저장방법을 사용한다. 연산들에 필요한 데이터가 파악되지 않는 상태에서는 모든 차원에 공평한 기회를 주도록 청m 모양을 만드는 것이 바람직하지만, 성취도 분석시스템의 연산 특징올 고려해 볼 때, 평가영역차원을 하나 로 묶어 큐브들을 자르기로 한다.
- (2) 성취도 분석 모듈: 과목, 학년을 입력 파라미터로 하여 해 당 서브큐브를 찾아 메모리에 로드시킨다. 성취도 분석 인터페 이스를 통해 입력되는 연산 (슬라이스, 다이스, 등)을 실행한다.
- 및 도구 개발연구' [7] 보고서를 토대로 설계되었다. 이 연구는 제 6차 국가 교육과정에 근거하여, 고등학교 공통필수 10개 과목(윤리, 국어, 공통수학, 공통사회, 국사, 공통과학, 체육 I , 음악 I , 미술【, 공통영어에 대해, 고둥학교 】학년생들이 성취해야 할 범위와 정도를 설정하고, 그 평가 기준으로는 (1) 성취기준, (2) 평가기준, (3) 등급화 방안을 제시한다. 성취기준이란 각 교과의 단원을 대영역, 중영역, 소영역으로 나누고, 소영역별로 학생들이 성취해야 하는 능력 또는 특성에 대한 기준을 서술한 것이며, 평가 기준이란 성취기준에 준하여 평가되는 활동의 수준으로 상/중/하 세 수준으로 나뉘어진다.
- 이를 해결하기 위한 한 방법으로, 본 연구에서는 과목별 평가의 단위를 과목 영역별로 낮추고, 이를 바탕으로 학생의 학업 성취도를 다차원적으로 분석하여 그 결과를 신속하게 제공하는 학업 성취도 통합 관리 시스템을 설계하고 구현하였다.
- 이 시스템은 시험 채점으로부터 평가 결과의 분석에 이르는 학습 평가 전체 과정올 전산화하여 여러 사용자가 정보를 공 유, 검색, 관리, 분석할 수 있도록 한다. 최근 비즈니스 데이터의 다차 원적 데이터의 분석에 활발히 쓰이는 OLAP 기술을 적절하게 적용하 여 데이터의 저장공간을 효율적으로 사용하면서 신속한 분석 결과를 낸다. 이 시스템은 성능면에서 확장성을 가지므로, 대형 데이터의 처 리에도 응용될 수 있다.
대상 데이터
- 본 연구를 통해 설계한 학업성취도 통합관리 시스템은 한국 교육과정 평가원에서 1998년 3월에 고시한 '국가 교육과정에 근거한 평가 기준 및 도구 개발연구' [7] 보고서를 토대로 설계되었다. 이 연구는 제 6차 국가 교육과정에 근거하여, 고등학교 공통필수 10개 과목(윤리, 국어, 공통수학, 공통사회, 국사, 공통과학, 체육 I , 음악 I , 미술【, 공통영어에 대해, 고둥학교 】학년생들이 성취해야 할 범위와 정도를 설정하고, 그 평가 기준으로는 (1) 성취기준, (2) 평가기준, (3) 등급화 방안을 제시한다.
이론/모형
- 또한 편리한 인터페이스를 통해 사용자에게 온라인으로 다양한 형태의 보고 자료를 제공해 준다. 이 시스템은 교육 평가시스템에 최초로 대용량 데이터를 다차원적으로 분석하는 기술인 OLAP(Online Analytical Processing)[2, 4, 8] 을 사용하였고, 현재 한국교육과정평가원에서 분석, 연구중인 성취도 분석 표기 방안을 설계 기반으로 하였다. 따라서 구현된 시스템은 규모 면에서는 전국 모의고사 결과의 평가/분석에도사용될 수 있으며, 규정상으로도 2002년부터 시행되는 제 7차 교육과정에서 충분히 적용될 수 있는 확장성올 지닌다.
성능/효과
- 이 시스템은 교육 평가시스템에 최초로 대용량 데이터를 다차원적으로 분석하는 기술인 OLAP(Online Analytical Processing)[2, 4, 8] 을 사용하였고, 현재 한국교육과정평가원에서 분석, 연구중인 성취도 분석 표기 방안을 설계 기반으로 하였다. 따라서 구현된 시스템은 규모 면에서는 전국 모의고사 결과의 평가/분석에도사용될 수 있으며, 규정상으로도 2002년부터 시행되는 제 7차 교육과정에서 충분히 적용될 수 있는 확장성올 지닌다.
- 사전 연산의 분량은 ① 사전연산에 걸리는 시간, ② 사전연산 후 생성된 데이터의 분량, ③ 질의처리 시간 등을 고려하여 선택해야 한다［1］. 본 연구에 서는 사전 연산을 하지 않고 베이스 큐브만 저창해 두는 경우와, 중단 원 영역에 대한 사전 연산을 100% 한 경우, 그리고 큐브 전체를 생성 한 경우를 비교해 본 결과 사전 연산을 100% 하는 경우, 큐브 생성 시간은 베이스 큐브의 생성 시간의 6배가 되고, 사전 연산을 통해 생 성퇸 데이터의 분량은 베이스 큐브의 2배가 된다는 것을 알 수 있었 다. 반면, 과목영역에서 조회가 잦은 중단원 부분만을 기준으로 100% 사전 연산을 하는 경우는 큐브의 생성시간이 훨씬 줄어들고, 생성되는 데이터의 분량 또한 베이스 큐브의 1/3 정도에 불과하다.
- 각 차원 계층 정 보를 입 력받아 roll-up, drill-down 연산을 가능하게 한다. 분석 결과는 테이블 형식이나 차트 (막대, 꺽은선) 형식으로 표현 가 능하다.
- 학업성취도 통합관리시스템에서 다루는 데이터는 100% 밀도를 갖 는 MOLAP 큐브에 저장이 가능하다. 이는 달리 말하면, 데이터가 매 우 효율적으로 저장될 수 있고, OLAP의 슬라이스, 다이스 연산을 통 해 분석 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 것을 뜻한다. 본 연구에서 는 100% 밀도의 큐브를 구축하기 위해 학년별, 과목별로 큐브를 나누 어 21림 2와 같이 구성하였다.
후속연구
- 자료를 누적하여 평가 결과에 반영한다. 또한 편리한 인터페이스를 통해 사용자에게 온라인으로 다양한 형태의 보고 자료를 제공해 준다. 이 시스템은 교육 평가시스템에 최초로 대용량 데이터를 다차원적으로 분석하는 기술인 OLAP(Online Analytical Processing)[2, 4, 8] 을 사용하였고, 현재 한국교육과정평가원에서 분석, 연구중인 성취도 분석 표기 방안을 설계 기반으로 하였다.
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