• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.1040-1043
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• 2013

최근 IT기술의 발전은 교육의 패러다임을 변화시키는 중요한 요소로 작용하고 있다. 이러한 IT의 기술이 학습환경을 변화시키며 학습모형에도 영향을 미치고 있는 것이다. 특히 창의적인 생각이나 새로운 아이디어를 중요시 하는 국가적 교육 경쟁력이 핵심으로 작용하면서 창의력 증진을 위한 학습모형 개발 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 하나의 지식보다는 그룹의 지식이 강조되는 집단지성 기반의 창의력 증진 학습모형 개발에 대한 연구를 진행하였다. 기존의 학습모형은 교수자 중심적으로 지식을 전달하는 방식 이였다면, 본 연구에서는 교수자와 학습자, 참여자라는 집단의 생성과 학습 자료의 공유, 개방을 극대화 한 창의력 증진학습 모형을 제시하고자 한다. 또한 창의력 증진 학습모형을 위한 기술과 교육 그리고 소셜 네트워크의 통합적 적용 설계 모델을 제시한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.127-139
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• 2008

UMPC(Ultra Mobile Personal Computer)와 같은 최첨단 모바일 PC는 이동용이성과 실시간 의사소통 가능성 등의 특징과 동료학생과의 대화, 학습 자료의 자유로운 송부 및 공유 등과 같은 학습활동이 요구되는 학습 환경에서 그 가치를 크게 인정받고 있다. 본 연구에서는 초등학교 5학년 과학시간에 한국학술정보원(KERIS)에서 제시한 u-러닝통합탐구모형을 중심으로 UMPC를 활용하는 수업을 전개하고, 학습 활동전개과정에서 의미 있는 요소를 찾아내어 UMPC가 u-러닝에서 의미 있는 역할을 하고 있는지 알아보고자 하였다. 본 연구결과에서 UMPC의 역할은 수업전개에서 학습활동과 관계가 될 수 있는 요소로 활용되지만 학습활동 중에 교사와 지속적인 피드백이 있어야만 UMPC가 학습활동의 역할을 담당할 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2024년도 춘계학술발표대회
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• pp.666-669
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• 2024

연합학습은 원본 데이터를 공유하지 않고 모델을 학습할 수 있는 각광받는 프라이버시를 위한 학습방법론이다. 이를 위해 참여자의 데이터를 수집하는 대신, 데이터를 인공지능 모델 학습의 요소들(가중치, 기울기 등)로 변환한 뒤, 이를 공유한다. 이러한 강점에 더해 기존 연합학습을 개선하는 방법론들이 추가적으로 연구되고 있다. 기존 연합학습은 모델 가중치를 평균내는 것으로 참여자 간에 동일한 모델 구조를 강요하기 때문에, 참여자 별로 자신의 환경에 알맞은 모델 구조를 사용하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 지식 증류 기반의 연합학습 방법(Knowledge Distillation-based Federated Learning)으로 서로 다른 모델 구조를 가질 수 있도록(Model Heterogenousity) 하는 방법이 제시되고 있다. 연합학습은 여러 참여자가 연합하기 때문에 일부 악의적인 참여자로 인한 모델 포이즈닝 공격에 취약하다. 수많은 연구들이 기존 가중치를 기반으로한 연합학습에서의 위협을 연구하였지만, 지식 증류 기반의 연합학습에서는 이러한 위협에 대한 조사가 부족하다. 본 연구에서는 최초로 지식 증류 기반의 연합학습에서의 모델 성능 하락 공격에 대한 위협을 실체화하고자 한다. 이를 위해 우리는 GMA(Gaussian-based Model Poisoning Attack)과 SMA(Sign-Flip based Model Poisoning Attack)을 제안한다. 결과적으로 우리가 제안한 공격 방법은 실험에서 최신 학습 기법에 대해 평균적으로 모델 정확도를 83.43%에서 무작위 추론에 가깝게 떨어뜨리는 것으로 공격 성능을 입증하였다. 우리는 지식 증류 기반의 연합학습의 강건성을 평가하기 위해, 새로운 공격 방법을 제안하였고, 이를통해 현재 지식 증류 기반의 연합학습이 악의적인 공격자에 의한 모델 성능 하락 공격에 취약한 것을 보였다. 우리는 방대한 실험을 통해 제안하는 방법의 성능을 입증하고, 결과적으로 강건성을 높이기 위한 많은 방어 연구가 필요함을 시사한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.1103-1110
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• 2022

AI 관련 산업의 급속한 발전으로 인해 무수히 많은 엣지 디바이스가 실세계에서 동작되고 있고, 이들 디바이스로 구성된 스마트 공간에서 발생하는 데이터가 상상을 초월함으로, 엣지 디비이스가 처리하는 것이 점점 어려워지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 EdgeCPS 기술이 등장하게 되었다. EdgeCPS는 엣지 디바이스와 엣지 서버간 연동과 자원 증강 및 기능 증강을 통하여 AI 응용 서비스를 포함한 다양한 응용 서비스의 원활한 수행을 지원하기 위한 기술이다. 따라서, 본 논문에서는 EdgeCPS 플랫폼에 적용 가능한 지식 공유 그래프 기반의 컴포넌트화된 AI 응용 지원 시스템을 제안한다. 지식 공유 그래프는 AI 응용 작성에 필수적인 요소인 학습데이터, 학습된모델, 학습알고리즘, 디바이스 등에 대한 정보를 효과적으로 저장할 수 있도록 설계된다. 그리고 EdgeCPS 플랫폼의 지원 하에서 자원증강 및 기능증강을 손쉽게 변경할 수 있도록 AI 응용이 컴포넌트화 되어 동작한다. AI 응용 지원 시스템은 사용자가 손쉽게 응용을 작성할 수 있고 테스트 해 볼 수 있도록 지식 공유 그래프와 연동되고, 응용에 대한 파이프라인을 통해서 응용의 실행 양상을 사용자에게 시각화를 해 준다.

• 정보교육학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.42-52
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• 2002

효과적인 음악 감상 학습을 위해서는 음악 수업 시간의 감상뿐만 아니라 시간과 공간의 제약 없이 반복적인 음악 감상이 가능해야하며, 음악 감상 요소에 따른 다양한 멀티미디어 감상 학습 자료를 필요로 한다. 그러나 단위 시간에 개별화되고 반복적인 감상 학습이 어려울 뿐만 아니라 개별화된 감상 학습 자료도 부족한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 초등학교 음악 감상 학습에 필요한 학습 자료를 공유하고 음악 감상 학습 요소를 포함하는 초등학교 음악 감상 학습 시스템이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 초등학교 음악 감상 학습 요소를 분석하여 자기 주도적이고 능동적인 음악 감상학습이 가능하며, 또한, 온라인 상에서 학생이 올린 감상문을 교사가 평가함으로써 성취감과 자신감을 갖게 하여 즐거운 음악 활동을 경험할 수 있도록 초등학교 음악 감상 학습 시스템을 설계 및 개발하였다. 그리고 이를 초등학교에 적용해 보고 그 결과를 분석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.174-177
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• 2009

본 연구는 u-Campus 환경에서 교수능력(teaching skill)을 향상시키기 위한 평가시스템을 설계하고 개발하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 수업효율성과 교수평가에 관한 이론을 고찰하고, 선행 프로그램들을 분석하여 시스템에 포함되어야 할 효율적인 수업행동 평가요소를 추출하였다. 추출된 평가요소를 바탕으로 u-Campus 환경에서 교수능력(teaching skill)을 향상을 위한 요소 즉, 교수-학습활동, 교수-학습활동 평가, 포트폴리오 활용 및 공유, 유비쿼터스 기술, 데이터베이스 영역을 반영하여 시스템을 설계하고 프로토타입(proto type)을 개발하였다. 그리고 이러한 프로토타입(proto type)의 개발은 기존의 평가 방법과 달리 교수 자신의 평가에서 시작하여 본인의 의지에 따라 영역을 넓히면서 평가에 대한 부담을 덜며 교수능력(teaching skill)을 향상시킬 수 있고, u-Campus 환경에서 평가가 어떠한 과정과 방법으로 이루어져야 하는지에 대한 안내를 제공할 것이다. 본 연구가 제시한 u-Campus 환경의 교수능력(teaching skill) 향상을 위한 평가시스템은 교수자의 발전은 물론 대학교육의 질적인 발전에 도움이 될 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (상)
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• pp.227-230
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• 2003

본 연구에서는 먼저 관련된 교수 이론을 고찰하고, 이를 천체망원경 활용에 접목시켜 다양한 멀티미디어 요소들을 이용, 학습을 전개하여 자습자의 흥미와 학습 의욕을 높이고, 학습 과정을 스스로 통제할 수 있는 천체망원경 활용을 위만 웹기반 멀티미디어 코스웨어를 개발하였다. 이는 기존의 코스웨어를 각자가 소유해야 하는 방식에서 벗어나 여러 사람이 동시에 코스웨어를 공유하여 학습의 문을 넓히는 보다 발전적인 형태로 변화할 수 있음을 나타내고 있다. 본 연구에서는 웹을 기반으로 하여 시 공간의 제약 없이 학습할 수 있고, 특히 반복적인 학습이 필요한 천체망원경 설치 및 조작은 동영상을 통하여 체험적 실습이 가능하도록 구현하였다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2007년도 동계학술대회
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• pp.359-364
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• 2007

Wiki 웹토론 시스템의 목적은 지식을 공유하고 자기 주도적으로 학습을 가능하게 하는 토론을 활성화시키는 데 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 가정의 컴퓨터 보급률이라든지 인터넷 사용 등의 제반환경여건에 따라 원활한 수업이 이루어지지 않았다. 따라서 면대면 현장학습뿐만 아니라 온라인 환경과 기술요소에 따른 다양한 학습활동들이 필요하다. 블렌디드 러닝 (Blended Learning)이란 적합한 시간에 적합한 사람에게 적합한 기술을 개인에 적합한 학습스타일에 맞추기 위해 적합한 학습관련의 기술을 적용함으로써 학습목표 성취에 초점을 두는 학습형태이다. 블렌디드 러닝에 있어서 학습은 지속적인 과정이며 오프라인학습공간과 결합하여 학습의 장을 넓히는 것이다. 학습자의 관심을 끌어내어 교육의 효과성을 극대화하며 학습 프로그램의 개발이나 과정실행에서 적절한 방법으로 혼합함으로써 시간과 비용을 최적화할 수 있다. 본 연구에서 제시한 블렌디드 러닝 교수학습모형은 Wiki 웹토론 시스템을 보다 효율적으로 활용할수 있게 하였다. 본 모형의 특징은 첫째, 토론에 앞서 오프라인 학습으로 학습목표확인과 수업안내를 하여 학생들로 하여금 학습목표인지와 수업의 흐름을 보다 잘 파악할 수 있게 하였다. 둘째, 토론 후 교사의 강의가 오프라인 학습으로 이루어지도록 하여 학생들에게 배운 내용을 정리할 수 있는 기회를 제공하여 보다 충실한 수업이 될 수 있었다. 셋째, 토론 후 학습자-교사자 및 학습자 상호피드백이 이루어질 수 있도록 하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권6호
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• pp.1049-1062
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• 2015

협업으로 문제를 해결할 때 집단 구성원들은 정신모형을 공유함으로써 시너지 효과를 창출한다. 협업의 시너지 효과를 이해하고 이를 교육에 적용하기 위해서는, 집단이 어떻게 문제를 해결해나가는지를 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 정신모형 공유에서 나타나는 시너지 효과의 원천을 알아보기 위하여 10명의 과학영재들을 대상으로 빈약하게 정의된 문제를 주고 어떤 요소가 집단의 정신모형에 공유되는지, 또 이것이 어떤 과정을 거쳐 공유되어 가는지를 구체적으로 알아보았다. 연구결과, 집단의 정신모형에 공유되는 요소는 첫째, 초기 공통 아이디어 중 가장 과학적인 개념을 공유하였다. 논의 전 이미 가지고 있던 공통 아이디어에 포함된 개념에서 선개념과 과학적 개념이 동시에 나타날 때, 학생들은 논의를 거쳐 과학적인 개념을 선택하여 공유하였다. 둘째, 집단 구성원들이 각각 가지고 있던 개별 아이디어를 공유하였다. 논의 과정에서 구성원들은 변인에 대한 개별 아이디어를 제안하였고 집단 구성원들이 동의하면 이는 집단의 정신모형에 공유되었다. 셋째, 협업 전 정신모형에 포함되어 있지 않던 새로운 아이디어를 창조하여 공유하였다. 건설적 갈등 상황에서 자신의 정당성 주장의 근거 마련을 위해 개별 아이디어 조합, 기존 아이디어의 재생산 등과 같은 방법으로 창조된 아이디어를 생성하고 공유하였다. 창조된 아이디어는 개인의 정신모형에 포함되어 있지 않던 것으로, 집단 정신모형 공유에서 나타나는 시너지의 근원이라고 할 수 있다. 다음으로 집단 정신모형이 공유되는 과정을 살펴보면, 문제해결에 가장 중요한 변인부터 제안하고 공유하는 것을 알 수 있었다. 이는 집단의 정신모형에 무엇이 공유되었는가를 분석하는 것만큼 어떤 순서로 공유되었는가를 아는 것도 중요하다는 점을 시사한다. 논의 후 학생들의 최종응답을 분석해보면, 공유된 정신모형이 초기의 개인별 정신모형에 비해 포괄적이면서 정교화 되었으며 각 개인의 정신모형도 확장되었음을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 공유된 정신모형의 측정과 협력 학습모형 개발에 사용될 수 있을 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권5호
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• pp.559-570
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• 2003

본 논문에서는 웹기반 강의 컨텐츠의 문제점을 알아보고 그 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제안한다. 다시 말해서, 기존의 웹기반 강의 컨텐츠는 HTML 포멧 기반 코스웨어의 고정되고 획일적인 하나의 큰 파일이거나 미디어 제공 벤더에 종속된 저작도구로 작성된 파일이다. 이러한 강의 컨텐츠는 서로 다른 가상 교육 시스템에서 공유하거나 재사용하기가 어렵고, 학습자의 학습 활동 변경에 따른 적시 적격의 강의 컨텐츠 변경이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 분산 컴퓨팅 환경에서 교수 설계자와 다양한 가상 교육 시스템들이 강의 컨텐츠를 공유할 수 있고 재사용할 수 있도록 강의 컨텐츠를 속성을 가진 더 작은 크기로 분해하여 객체화하는 방법을 제시한다. 특히 교수법적인 설계를 근거로 강의 컨텐츠의 재사용 단위를 지도 항목, 테스트, 케이스 예제, 토론, 문제 , 티스커버리, 리소스, 시뮬레이션으로 추정하였다. 이것은 개요, 사실, 해보기, 퀴즈, 평가, 탐구 학습, 토론의 구성 요소로 설정하고 이를 CBD 방법으로 구현하였다. 이것은 웹기반 컨텐츠 시스템의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 가상 교육 시스템을 이용하는 교수 설계자와 학습자의 컨텐츠 이해도를 높였다.