현재 태블릿 PC와 스마트기기의 급속한 보급으로 다양한 분야의 스마트러닝 시스템들이 운영되고 있다. 그러나 현재까지의 스마트러닝 시스템에서는 학습자가 강의를 정확하게 수강하였는지의 판단은 로그인과 동영상강의의 런닝타임으로 체크하여 학습자가 동영상강의를 제대로 수강하였는지는 판단하기 어렵다. 그래서 본 논문에서는 기존 스마트러닝 시스템에 스마트기기의 내장 카메라를 이용한 시선인식기능을 사용하여 학습자가 동영상강의를 수강하는 동안 시선인식이 되지 못하면 동영상이 멈추게 설계하여 강의내용을 끝까지 수강하게 한다. 그리고 각 수강생별로 시선인식이 되지않아 동영상이 멈춘 시간대와 멈춘 시간을 기록하여 강의종료 후 서버에 전송하여 전체 강의시간에 대한 집중도를 체크하며 학습자의 수강여부를 판단하고 같은 강의를 수강하는 여러 학습자들의 자료를 분석하여 교수자가 강의를 개선할 수 있는 스마트러닝 시스템을 설계하려고 한다.
대학 강의의 출석정보는 학생들의 강의 참여 상태를 확인하여 성적부여뿐만 아니라 학생들의 태도를 파악하기 위한 중요한 자료로 활용된다. 따라서 교수는 매 강의시간 출석확인을 통하여 학생들의 강의참여도를 파악하고, 이를 평가에 활용하고 있다. 대부분의 출석확인은 교수의 수작업에 의존하고 있기 때문에 강의시간 중 일부를 할애하여 처리하고 있으며, 이 시간동안은 강의내용과 관련된 활동이 거의 이루어지기 힘들다. 이러한 문제를 개선하여 강의의 질을 향상시키기 위해 자동 출석체크가 가능한 시스템을 도입하는 대학교가 최근 늘어나고 있다. 그러나 기존의 시스템은 출석관리를 위해서 도입되어야 하는 단말기, ID 카드 등의 초기 도입비용이 매우 큰 문제가 있다. 본 논문에서는 자동 출석체크가 가능할 뿐만 아니라 시스템의 초기 도입 비용을 줄이기 위해서 비콘 기반의 스마트 출석관리 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안된 시스템은 학생들이 소지하고 있는 스마트폰을 출석체크에 활용함으로써 강의실에 설치된 비콘 이외에 추가적인 단말기나 ID 카드 등이 필요하지 않다. 또한, 강의실에 부착된 비콘과 스마트폰 간에 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통하여 출석정보를 자동으로 수집하고 실시간으로 파악하도록 함으로써 강의의 질을 높일 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 대학교 강의 효율 향상을 위한 학습 지원 시스템을 제안한다. 해당 시스템은 교수와 학생의 스마트 폰을 이용한 온라인 출석부를 지원하고, 학생의 스마트 폰 사용을 일정 시간 제한할 수 있다. 온라인 출석부는 별도의 서버에서 저장 관리되며, 비접촉식 근거리 통신 방식인 NFC를 통해 출석 유무를 점검한다. 효과적으로 스마트 폰을 제어하기 위해, 인터넷 모드, 매너 모드, 제어시간 등이 결정되며, 결정된 정책에 따라 학생의 스마트 폰은 관리된다.
고정된 컴퓨터에서 학습하는 e-learning에서 탈피하여 이동 중에도 학습이 가능한 u-learning이 필요하여 u-learning의 한부분인 스마트러닝은 급변하는 정보화시대의 교육경향이 매우 빠르게 변화하고 있는 상황을 그대로 반영해주는 결과물이라고 할 수 있다. 스마트 러닝이 학습향상에 얼마나 영향을 미치는가를 분석하고 스마트 러닝 기능을 최대한 활용하여 최대의 학습 효과를 얻을 수 있는 방법을 제시하며 스마트기기를 이용해 실제 학습하는 사례를 적용한 동영상 강의 애플리케이션의 효율적인 관리 시스템을 분석 설계한다. 각종 콘텐츠를 비롯하여 동영상강의 어플리케이션을 통한 여러 학습수단을 배경으로 전체적인 면에서 학습 환경을 살펴봄으로써 학습효과에 보다 나은 방안을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 프로파일링 기술을 교육 분야에 융합하여 스마트 교안 제작을 위한 시스템을 구축하기 위해 필요한 제반 요소에 대해 살펴보고, 이에 부합되는 기술인 프로파일링 기술, 기술 동향, 제품 동향에 대하 살펴보았다. 이를 기반으로 구현에 필요한 요소인 스마트 교안 제작 및 편집기술, 스마트 교안 관리기술, 교안 편집 및 연동기술에 대해 제안을 하였다. 제안된 기술을 기반으로 시스템이 구축되면 수업 교안 저작, 콘텐츠 파일 관리, 수업 강의 기능이 복합적으로 구성되며, 수업 진행을 원활히 수행하고 개개인의 학습 능력에 따라 이해도가 향상될 수 있다.
사물인터넷 서비스 환경에서는 사물과 인간의 활동을 추적하는 센서가 기본 요소로 포함되며, 정보를 수집하고 처리하는 매개수단으로 스마트폰이 적극 활용되고 있다. 특히, 사물인터넷 구현 시에 스마트폰에서 제공하는 무선 및 근거리통신기술은 정보 교환을 위해 꼭 필요하다. 본 논문에서는 출석정보의 확인을 자동으로 처리하여 대학 강의의 질을 향상시킬 수 있도록 비콘과 BLE 기반의 스마트 출석 확인 시스템을 제안하고 구현한다. 제안한 시스템은 강의실 출입을 자동으로 인식하기 위한 센서로 비콘을 사용하고, 학생과 교수의 스마트폰에서 제공하는 BLE 통신을 매개수단으로 사용한다. 제안한 시스템을 사용함으로써 교수는 출석확인 시간을 최소화하여 좀 더 강의에 시간을 투자할 수 있어 강의의 질을 높일 수 있는 장점이 있다.
전자출결관리시스템의 경우 일부 대학 및 교육기관에서 시범적으로 도입, 운영하고 있다. 그러나 대부분의 관련시스템은 기존의 바코드 및 마그네틱 카드시스템을 설치, 운영하고 있으며, 비접촉식 RF카드를 도입하여 강의실의 출결관리를 하고 있으나 인식거리(5cm이하) 문제, 학생들의 출결을 위한 매번 카드를 리더기에 읽혀야하는 체크과정을 요구함으로 학생들의 강의실 이용의 혼잡 발생 등의 문제점을 야기 시켰다. 또한 한번 체크한 기록을 가지고 한 과목의 강의시간에 활용하므로 중간이석(조퇴, 두 번째 강의시간 결석 등) 상황에 실시간으로 대응 할 수 없다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 제안된 다양한 모바일 출결 시스템들 또한 스마트폰의 애플리케이션만을 활용하여 출석여부를 확인하기 때문에 중간 이석 및 대리 출석 등과 같은 문제들을 본질적으로 해결하지는 못하는 실정이다. 본 논문에서는 가상의 경계로 구분된 영역에 대해서 사람, 사물 등의 진입과 진출을 감지하는 측위 기반 기술인 지오펜싱 기술을 이용하여 수강생이 스마트폰을 가지고 지오펜스로 설정된 강의실을 드나들 때 출입기록을 자동으로 기재하도록 설정하여 중간 이석 및 대리출석 문제를 해결하는 스마트 출결시스템을 제안한다. 그리고, 강의실에 입장할 때 스마트폰의 기능 일부를 제한(무음, 진동, 인터넷 사용)하여 스마트폰을 통해 발생되는 의도하지 않은 실수들을 미연에 방지할 수 있는 기능 또한 제공한다.
전자통신 및 스마트기기 사용의 확산과 더불어 스마트플랫폼 시대에 맞는 강의 및 새로운 서비스 구상이 필요하고, 다양한 콘텐츠 및 시스템 변화에 대비하여 교육 시스템을 설계, 구현할 필요성이 강조되고 있다. 국내 사이버 대학들도 스마트폰 기반의 모바일 캠퍼스 구축 등 융복합 기술을 통한 새로운 정보통신 환경에 부합하는 교육시스템과 네트워크 기반 구축에 빠르게 대처하고 있는 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 K대학의 사례연구를 통해 클라우드 기반 시스템 설계와 구현, 활용효과를 제시함으로서 효과적인 도입 방법 및 개선점 등을 시사하는 것이다. K대학의 행아웃 학습시스템 도입사례를 통해 교수와 학생간 자유로운 의견 교환 및 정보공유를 통해 학생의 학업성취도 및 만족도가 향상되었고, 시간 및 운영비용 등의 절감을 통해 효율성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 이 연구 결과는 실시간 영상강의의 새로운 모델을 발굴하고 학습 환경 개선을 위한 클라우드 기반 서비스 플랫폼을 제시한다.
음원 추적은 지능형 CCTV, 화상회의시스템, 음성 명령 인식 등에서 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 스마트강의시스템에 적합한 천정 부착형 직교배열 마이크로 음성 신호의 도착 시간차인 TDoA(Time Difference of Arrival)를 이용하는 실시간 음원추적 기법을 제안한다. TDoA를 위한 점 음원과 평행음원 모델을 분석하고, 3개의 선형배열마이크를 이용하여 상호 상관 방안을 제안하였다. 또한 직교축에 십자 배열된 5개의 마이크를 사용하여 전방위(omni-direction)에서 음원 추적이 가능함을 보였다. 무음구간을 제거하기 위하여 수신 에너지를 이용하였으며 상호상관을 부호로 연산하여 계산량을 줄이고 추정 결과에 미디언 필터(Median Filter)를 적용하여 안정도를 높였다. 제안된 시스템은 고속 MCU인 TMS320F379D와 MEMs마이크 모듈로 구현하여, 방향 검출 성능이 백색잡음이나 음악 등에 대해서는 0.5도, 음성에 대해서는 6.5도의 정밀도를 보였다.
본 논문에서는 안드로이드 기만의 스마트폰 시스템에서 증강현실(AR)을 이용하여 지리정보 및 카메라 화면을 이용한 지리정보 서비스 시스템을 구현한다. 최근 안드로이드 기반의 스마트폰 어플리케이션을 이용한 지리정보 서비스 어플리케이션 활용이 많아지고 있으며, 카메라 기반의 영상정보를 활용할 수 있는 기반이 많이 확대 되었기 때문에, 증강현실과 지리정보를 연결한 캠퍼스 정보 서비스 시스템에 대한 요구가 많이 있다. 본 논문에서 개발한 증강현실 기반의 안드로이드 캠퍼스 정보 서비스 시스템은 사용자들의 개별 수업 시간표 정보와 연동하여 학생들이 제 시간에 강의실 및 그룹 토론장소, 회의장소등의 시간, 지리적 서비스를 효율적으로 활용할 수 있도록 디자인하고 구현하였다. 본 논문의 애플리케이션을 활용하면 캠퍼스 강의에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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