본 논문에서는 컴퓨팅 이미지 객체인식 시스템인 YOLO 성능 향상을 위한 효율적인 이미지 마킹 정책을 제안한다. 이 정책은 이미지 데이터를 통한 객체인식 학습 YOLO의 객체인식을 높이고 다른 객체와의 구분을 최대화하여 학습 모델의 성능을 높인다. YOLO의 성능을 최대화하기 위하여 YOLO의 학습을 몇 번 시킬 것인지 무엇을 객체로 인식시킬지 동적으로 할당한다. 이때 학습 싸이클에 따라 객체의 인식이 달라지며 어느 싸이클에서 가장 효율적인지, 왜 다른 객체를 같이 학습시켜야 하는지 중명한다. 본 논문에서는 YOLO의 싸이클과 다른 객체 학습에 있어서 최적의 객체인식 싸이클과 학습 성능 향상 면에서 우수함을 보인다.
e-Learning 컨텐트 설계에 있어 객체지향기법에 근간한 학습객체 기반 설계에 많은 관심이 모아지고 있다. 학습객체는 기존의 컨텐트가 하나의 커다란 덩어리로 이루어져 있어 동일한 내용에 관해서도 많은 코스들이 생성되었던 재사용성의 문제를 해결하며 상호운용성, 접근성. 내구성 등의 잇점을 제시하고 있다. 이러한 학습객체는 레고모형에 비유되어 각각의 학습자마다 서로 다른 조합의 코스를 제공한다고 하지만, 현재의 시퀀싱된 형태는 CBT 수준의 분기수준에 머물러 있다. 본 연구에서는 개별화 학습을 지원할 수 있는 시퀀싱 설계를 위하여 학습객체 구조의 관점에서 접근하며, 이러한 학습 설계에 기초가 되는 학습객체의 기본 구조를 제안하고자 한다.
본 논문에서는 학습 콘텐츠의 효과적인 관리와 재사용을 위한 학습객체 자동 분류 기법을 제안한다. 제안한 기법은 학습객체들의 발생 사례를 이용하여 학습객체들의 응집도를 생성하고, 응집도를 기반으로 학습객체들의 연관성을 측정하여 학습객체들의 자동 분류를 수행한다. 제안한 기법을 학습관리시스템에 적용하면 학습 콘텐츠의 개발 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다. 시뮬레이션에서 확률 기반 기법의 평균 정확도는 28.20%로 나타났고, 응집도 기반 기법의 평균 정확도는 56.38%로 나타났다. 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 학습객체 자동 분류에 효과적이라는 것을 확인하였다.
기존의 객체지향 데이터베이스에 학습 객체에 기반을 둔 새로운 클래스를 도입한 확장된 객체 지향 데이터 베이스의 모델을 설계한다. 이를 구현하기 위해 기존의 객체 데이터 베이스에 학습객체클래스를 도입하였으며, 이 클래스들을 연산하기 위한 학습객체 연산 클래스를 설계하였다. 그리고 확장된 객체 지향의 데이터 모델상에서 데이터베이스에 저장된 학습객체의 경험적 분류 모델에 기반을 둔 검색이 가능한 질의어를 설계하였다.
개별화되고 적응화된 코스를 생성하기 위해서는 학습객체가 논리적 연관성을 가지고 연결되어 있는 기반구조를 갖추어야 한다. 이러한 학습객체간의 논리적 연관성, 그리고 개별 학습자를 고려한 다양한 링크를 통하여 학습의 각 시점에서 각각의 학습자는 서로 다른 학습경로를 제공받을 수 있게 된다. 본 연구는 학습과제 유형별 유의미 연결을 고려하여 학습객체 기반의 개별화 학습 시스템 구조를 설계하는데 목적이 있으며, 이를 위해 '관련성 요소 추출에 관한 연구', '학습목표 맵 구성에 관한 연구', '학습자의 인지상태 판단에 관한 연구'를 수행하였다. 학습객체 기반의 코스 설계가 단지 무의미한 객체들의 집합이라는 비판이 대두되는 시점에서, 본 연구의 학습객체간 관련성을 고려한 개별화학습 시스템 모형 연구는 e-Learning 안에 유의미한 학습과 진정한 교육을 담고자 하는 시도가 될 것이다.
본 연구에서는 SCORM 시퀀싱 모델을 기반으로 학습객체의 구조에 대한 정보, 학습자에게 학습 객체를 어떻게 전달할 지를 결정하는 규칙 등을 포함하고 있는 학습 컨텐츠 구조를 제시한다. 다양한 학습 환경에서 학습 컨텐츠 객체의 재사용과 공유가 쉬워진다. 서로 다른 교수법을 적용하여 학습이 진행되도록 동일한 학습 객체들에 대한 시퀀싱 생성 도구를 개발한다. 또한 학습자 정보 트래킹을 위한 SCO(Sharable Content Object) 함수를 추가하고 학습 객체가 SCORM RTE(Run-Time Environment)와 통신을 위해 PIF(Package Interchange File)로 자동 패키징 시킨다.
본 논문에서는 SCORM 기반 시퀀싱 모델을 기반으로 학습객체의 구조에 대한 정보, 학습자에게 학습 객체를 어떻게 전달할 지를 결정하는 규칙 등을 포함하고 있는 컨텐츠 구조를 제시하고 학습 컨텐츠의 재사용과 공유가 가능하고 동일한 학습 컨텐츠에 서로 다른 교수법을 적용하여 교육의 효과를 달리할 수 있도록 시퀀싱을 위한 컨텐츠 패키지 메타데이터 생성기를 개발한다. 또한 학습자 정보 트래킹을 위한 SCO(Sharable Content Object)함수를 부착하여 학습 객체가 SCORM RTE(Run-Time Environment)와 통신 할 수 있도록 PIF(Package Interchange File)로 자동 패키징 시킨다.
본 연구에서는 EPUB기반의e-Book 콘텐츠를 스마트러닝환경에서학습객체로 활용하고자한다. 이를 위해e-Book의 표준인 EPUB을 분석하여 SCORM의 콘텐츠 모델을 적용하여 확장 설계하였으며, 더블린코어와 LOM 메타데이터를 Collection Map을 이용하여 EPUB 기반의 학습객체메타데이터인ELOM을 설계하였다. EPUB기반의 학습객체가 LMS에서 추적관리가 가능하도록 SCORM2004의 CMI 데이터 모델을 바탕으로 학습객체 특성에 맞는 기본 데이터 모델을 정의하였다. 설계된 학습객체의 운용 가능성을 평가하기 위해 EPUP기반 오픈소스 콘텐츠인 모비딕의 bodymatter를 학습객체로 재구현한 후 ADL의 SCORM2004 $4^{th}$ Test Suite1.1.1을 이용하여 검증하였다. 본 연구에서 설계된 ELOM은 스마트 스크린으로 확장하여 적용할 수 있다.
본 논문에서는 적응적 이러닝 시스템을 구현하기에 다소 미흡하였던 SCORM 2004 국제표준을 수정한 새로운 표준을 제안한다. 학습자가 선택하는 과목과 학습객체에 대한 데이터 모델을 분리하였고, 이것을 이용한 API 메소드를 추가하였다. 또한 학습객체정보, 그것들의 관계와 과목을 구성하는 학습객체들의 경로에 대한 정보를 설명하는 섹션을 Manifest 파일에 추가하였다. 기존 SCORM 2004 를 수정한 새로운 표준을 따르면 학습자가 과목을 선택하는 시점과 학습 객체가 선택되는 시점을 분리할 수 있고, 기존 학습객체 단위보다 상위 단위의 학습객체 시퀀싱이 가능하게 되어 효율적인 적응적 이러닝 시스템을 구현할 수 있게 된다.
지식 정보화 시대의 새로운 교육 패러다임의 변화에 따라 웹을 통하여 정보와 아이디어를 서로 공유할 수 있는 사회적 상호작용이 요구되고 있다. 이러한 사회적 상호작용을 증진시키기 위해서는 다양한 사회적 상호작용 도구를 제공할 수 있는 웹 기반협동학습 시스템이 필요하다. 따라서 이 논문에서는 사회적 상호작용을 증진시키기 위해서 웹 기반 협동학습 환경을 쉽게 구성할 수 있도록 재사용 가능한 협동학습객체 모형을 SCORM을 기반으로 설계하였다. 협동학습객체 모형을 필드와 메소드, 속성으로 구성하였다. 필드는 상호작용을 통해 발생된 상호작용 결과를 저장하기 위해 데이터 모델로 구현하였으며, 메소드는 상호작용 결과를 LMS에 전달하는 방법을 제공하기 위해 API 함수로 구현하였다. 또한 협동학습객체의 속성은 접근성, 다형성, 포장성, 제어성으로 구분하여 각각 베타데이터, 계열화, 패키지, 런치를 통해 구현하였다. 이러한 협동학습객체는 학습 내용과 결합하여 하나의 협동학습 활동을 구성하게 되고, 이렇게 구성된 협동학습 활동을 계열화함으로써 교수 학습 설계가 이루어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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