• 제목/요약/키워드: Computer-based learning

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고등학생의 과학의 본성 이해를 위한 과학사 롤플레잉게임(SHRPG) 개발 및 적용 -대륙이동설 스토리텔링을 중심으로- (Development and Application of a Science History Role-Playing Game for High School Students' Understanding of Nature of Science: Focus on Storytelling of the Continental Drift Theory)

  • 심은지;최승언;김찬종
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.45-57
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    • 2019
  • 맥락과 학습자의 흥미를 무시하는 기존의 과학사 교육은 과학의 본성(NOS)에 대한 이해를 방해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대륙이동설의 역사에 대한 스토리텔링의 풍부한 맥락을 통해 NOS 요소를 전달하고자 한다. 스토리텔링을 전달하는 다양한 매체 중에서 개인의 몰입을 이끌어내는 강력한 매체는 바로 컴퓨터 게임이며, 그 중에서도 스토리가 주가 되는 장르는 롤플레잉게임(RPG)이므로, 본 연구에서는 대륙이동설을 중심으로 과학사 롤플레잉 게임(SHRPG)을 개발하고자 한다. 게임 개발을 위한 모델은 Kim(2017)의 4F 프로세스를 적용했으며, 이 모델은 현황 분석, 목표 설정, 게임화 설계, 마무리 단계로 구성되어 있다. 목표 설정 단계에서 교육 게임화 범위는 대륙이동설의 역사에서 두드러지게 나타나는 4 가지의 NOS 요소(Lederman et al., 2002)를 포함하였다. 즉, 창의력과 상상력의 요구, 주관성, 사회 문화적 특성, 잠정성이다. 메커닉스와 룰은 퀘스트, 보상, 퀴즈, NOS 점수와 랭킹을 포함했다. 최종 단계에서는 4번의 테스트가 수행되었다. 마지막 4차 테스트인 베타테스트에서 고등학생들을 대상으로 VNOS-C 사전 사후 설문, 만족도 조사, 면담을 통해 본 연구가 교육게임화가 추구하는 결과인 '재미도 있고 배운 것도 많은 수업'인지 확인했다. 그 결과, SHRPG에서 의도한 NOS 요소 4 가지에 대해 학생들이 게임의 스토리인 대륙이동설의 맥락을 통해 이해하고 있었으며, 4 가지 요소 중에서도 '창의력'요소에서 가장 뚜렷한 효과를 보였다. SHRPG에 대한 만족도 또한 매우 높게 나타났는데, 스토리에서 가장 큰 재미를 느꼈으며, RPG 형식의 교육을 통해 쉽게 이해할 수 있었다는 의견이 가장 많았다.

물체탐색과 전경영상을 이용한 인공지능 멀티태스크 성능 비교 (Comparison of Artificial Intelligence Multitask Performance using Object Detection and Foreground Image)

  • 정민혁;김상균;이진영;추현곤;이희경;정원식
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.308-317
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    • 2022
  • 딥러닝 기반 머신 비전 기술을 이용한 영상분석 과정에서 전송되고 저장되는 방대한 양의 동영상 데이터의 용량을 효율적으로 줄이기 위한 연구들이 진행 중이다. MPEG(Moving Picture Expert Group)은 VCM(Video Coding for Machine)이라는 표준화 프로젝트를 신설해 인간을 위한 동영상 부호화가 아닌 기계를 위한 동영상 부호화에 대한 연구를 진행 중이다. 그 중 한 번의 영상 입력으로 여러가지 태스크를 수행하는 멀티태스크에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 효율적인 멀티태스크를 위한 파이프라인을 제안한다. 제안하는 파이프라인은 물체탐지를 선행해야 하는 각 태스크들의 물체탐지를 모두 수행하지 않고 한번만 선행하여 그 결과를 각 태스크의 입력으로 사용한다. 제안하는 멀티태스크 파이프라인의 효율성을 알아보기 위해 입력영상의 압축효율, 수행시간, 그리고 결과 정확도에 대한 비교 실험을 수행한다. 실험 결과 입력 영상의 용량이 97.5% 이상 감소한데 반해 결과 정확도는 소폭 감소하여 멀티태스크에 대한 효율적인 수행 가능성을 확인할 수 있었다.

위조번호판 부착 차량 출입 방지를 위한 인공지능 기반의 주차관제시스템 개선 방안 (A study on the improvement of artificial intelligence-based Parking control system to prevent vehicle access with fake license plates)

  • 장성민;이정우;박종혁
    • 지능정보연구
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    • 제28권2호
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    • pp.57-74
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    • 2022
  • 최근 인공지능 주차관제시스템은 딥러닝을 활용해 차량 번호판에 대한 인식률을 높이고 있지만 위조번호판 부착 차량을 판별하지 못한다는 문제점이 있다. 이러한 보안상의 문제점이 있음에도 불구하고 현재까지 여러 기관에서 기존의 시스템을 그대로 사용하고 있는 상황이다. 실례로 위조번호판을 이용한 실험에서 정부의 주요 기관을 대상으로 진입에 성공한 사례도 있다. 본 논문에서는 이러한 위조번호판을 부착한 차량의 출입을 방지하기 위해서 기존 인공지능 주차관제시스템의 개선 방안을 제시한다. 이를 위해 제안하는 방법은 기존 시스템이 차량의 번호판의 일치여부를 통과기준으로 사용하듯이 이미지에서 특징이 되는 특징점의 정보를 추출해내는 ORB 알고리즘을 활용하여 추출한 차량 앞면 특징점들의 매칭 정도를 통과기준으로 사용하는 방법이다. 또한 내부에 차량이 존재하는지 여부를 확인하는 절차를 제안 시스템에 포함시켜 위조번호판을 부착한 동일 차종 차량의 진입도 방지하였다. 실험 결과, 위조번호판을 부착한 차량들의 진입을 막아내며 기존시스템에 비해 위조번호판을 막아내는 개선된 성능을 보였다. 이러한 결과를 통해 기존 인공지능 주차관제시스템의 체계를 유지하면서 본 논문에서 제안하는 방법들을 기존의 주차관제시스템에 적용하여 위조번호판을 부착한 차량의 출입을 방지할 수 있음을 확인할 수 있었다.

혼성신호 컨볼루션 뉴럴 네트워크 가속기를 위한 저전력 ADC설계 (Low Power ADC Design for Mixed Signal Convolutional Neural Network Accelerator)

  • 이중연;말릭 수메르;사아드 아슬란;김형원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1627-1634
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    • 2021
  • 본 논문은 저전력 뉴럴 네트워크 가속기 SOC를 위한 아날로그 Convolution Filter용 저전력 초소형 ADC 회로 및 칩 설계 기술을 소개한다. 대부분의 딥러닝의 학습과 추론을 할 수 있는 Convolution neural network accelerator는 디지털회로로 구현되고 있다. 이들은 수많은 곱셈기 및 덧셈기를 병렬 구조로 구현하며, 기존의 복잡한 곱셉기와 덧셈기의 디지털 구현 방식은 높은 전력소모와 큰 면적을 요구하는 문제점을 가지고 있다. 이 한계점을 극복하고자 본 연구는 디지털 Convolution filter circuit을 Analog multiplier와 Accumulator, ADC로 구성된 Analog Convolution Filter로 대체한다. 본 논문에서는 최소의 칩면적와 전력소모로 Analog Accumulator의 아날로그 결과 신호를 디지털 Feature 데이터로 변환하는 8-bit SAR ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 Capacitor Array의 모든 Capacitor branch에 Split capacitor를 삽입하여 모든 branch의 Capacitor 크기가 균등하게 Unit capacitor가 되도록 설계하여 칩면적을 최소화 한다. 또한 초소형 unit capacitor의 Voltage-dependent capacitance variation 문제점을 제거하기 Flipped Dual-Capacitor 회로를 제안한다. 제안하는 ADC를 TSMC CMOS 65nm 공정을 이용하여 설계하였으며, 전체 chip size는 1355.7㎛2, Power consumption은 2.6㎼, SNDR은 44.19dB, ENOB는 7.04bit의 성능을 달성하였다.

이미지 분할 여부에 따른 VQ-VAE 모델의 적대적 예제 복원 성능 비교 (Comparison of Adversarial Example Restoration Performance of VQ-VAE Model with or without Image Segmentation)

  • 김태욱;현승민;홍정희
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.194-199
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    • 2022
  • 다양하고 복잡한 영상 데이터 기반의 산업에서 높은 정확도와 활용성을 위해 고품질의 데이터를 위한 전처리가 요구된다. 하지만 기존 이미지 또는 영상 데이터와 노이즈를 결합해 기업에 큰 위험을 초래할 수 있는 오염된 적대적 예제가 유입될 시 기업의 신뢰도 및 보안성, 완전한 결과물 확보를 위해 손상되기 이전으로의 복원이 필요하다. 이를 위한 대비책으로 기존에는 Defense-GAN을 사용하여 복원을 진행하였지만, 긴 학습 시간과 복원물의 낮은 품질 등의 단점이 존재하였다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 VQ-VAE 모델을 사용함과 더불어 이미지 분할 여부에 따라 FGSM을 통해 만든 적대적 예제를 이용하는 방법을 제안한다. 먼저, 생성된 예제를 일반 분류기로 분류한다. 다음으로 분할 전의 데이터를 사전 학습된 VQ-VAE 모델에 전달하여 복원한 후 분류기로 분류한다. 마지막으로 4등분으로 분할된 데이터를 4-split-VQ-VAE 모델에 전달하여 복원한 조각을 합친 뒤 분류기에 넣는다. 최종적으로 복원된 결과와 정확도를 비교한 후 분할 여부에 따른 2가지 모델의 결합 순서에 따라 성능을 분석한다.

얼굴 특징점을 활용한 영상 편집점 탐지 (Detection of video editing points using facial keypoints)

  • 나요셉;김진호;박종혁
    • 지능정보연구
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    • 제29권4호
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    • pp.15-30
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    • 2023
  • 최근 미디어 분야에도 인공지능(AI)을 적용한 다양한 서비스가 등장하고 있는 추세이다. 하지만 편집점을 찾아 영상을 이어 붙이는 영상 편집은, 대부분 수동적 방식으로 진행되어 시간과 인적 자원의 소요가 많이 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 Video Swin Transformer를 활용하여, 발화 여부에 따른 영상의 편집점을 탐지할 수 있는 방법론을 제안한다. 이를 위해, 제안 구조는 먼저 Face Alignment를 통해 얼굴 특징점을 검출한다. 이와 같은 과정을 통해 입력 영상 데이터로부터 발화 여부에 따른 얼굴의 시 공간적인 변화를 모델에 반영한다. 그리고, 본 연구에서 제안하는 Video Swin Transformer 기반 모델을 통해 영상 속 사람의 행동을 분류한다. 구체적으로 비디오 데이터로부터 Video Swin Transformer를 통해 생성되는 Feature Map과 Face Alignment를 통해 검출된 얼굴 특징점을 합친 후 Convolution을 거쳐 발화 여부를 탐지하게 된다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 얼굴 특징점을 활용한 영상 편집점 탐지 모델을 사용했을 경우 분류 성능을 89.17% 기록하여, 얼굴 특징점을 사용하지 않았을 때의 성능 87.46% 대비 성능을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

카메라 트래핑 기법과 YOLO-X 알고리즘 기반의 도시 야생동물 탐지 및 분석방법론 개발 (Development of Urban Wildlife Detection and Analysis Methodology Based on Camera Trapping Technique and YOLO-X Algorithm)

  • 김경태;이현정;전승욱;송원경;김휘문
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.17-34
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    • 2023
  • Camera trapping has been used as a non-invasive survey method that minimizes anthropogenic disturbance to ecosystems. Nevertheless, it is labor-intensive and time-consuming, requiring researchers to quantify species and populations. In this study, we aimed to improve the preprocessing of camera trapping data by utilizing an object detection algorithm. Wildlife monitoring using unmanned sensor cameras was conducted in a forested urban forest and a green space on a university campus in Cheonan City, Chungcheongnam-do, Korea. The collected camera trapping data were classified by a researcher to identify the occurrence of species. The data was then used to test the performance of the YOLO-X object detection algorithm for wildlife detection. The camera trapping resulted in 10,500 images of the urban forest and 51,974 images of green spaces on campus. Out of the total 62,474 images, 52,993 images (84.82%) were found to be false positives, while 9,481 images (15.18%) were found to contain wildlife. As a result of wildlife monitoring, 19 species of birds, 5 species of mammals, and 1 species of reptile were observed within the study area. In addition, there were statistically significant differences in the frequency of occurrence of the following species according to the type of urban greenery: Parus varius(t = -3.035, p < 0.01), Parus major(t = 2.112, p < 0.05), Passer montanus(t = 2.112, p < 0.05), Paradoxornis webbianus(t = 2.112, p < 0.05), Turdus hortulorum(t = -4.026, p < 0.001), and Sitta europaea(t = -2.189, p < 0.05). The detection performance of the YOLO-X model for wildlife occurrence was analyzed, and it successfully classified 94.2% of the camera trapping data. In particular, the number of true positive predictions was 7,809 images and the number of false negative predictions was 51,044 images. In this study, the object detection algorithm YOLO-X model was used to detect the presence of wildlife in the camera trapping data. In this study, the YOLO-X model was used with a filter activated to detect 10 specific animal taxa out of the 80 classes trained on the COCO dataset, without any additional training. In future studies, it is necessary to create and apply training data for key occurrence species to make the model suitable for wildlife monitoring.

국군간호사관학교 교육과정 개선을 위한 기초 연구 (A Study on Curriculum Improvement of the Korea Army Nursing Academy)

  • 고자경
    • 대한간호학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.22-43
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    • 1983
  • 1. Need for and Purpose of the Study. There is an increasing demand for curriculum improvement of the Korean Army Nursing Academy (KANA), since it was upgraded into 4-year institution of higher learning from 3-year one. In particular, it is strongly advocated that the KANA needs the outside expertise for its curriculum improvement-namely not only from the internal military view of points but also from the viewpoints of professional educational society, In line with such a necessity for the study, this study was aimed at 1) analyzing the current actual practices of KANA'S curriculum, 2) investigating the desired practices of KANA'S curriculum, and 3) identifying the discrepancy between the actual and desired practices of curriculum. 2. Problems for the Study This study had 4 problems to be answeared as follows: 1) What are the actual curriculum practices of KANA? 2) What are the desired curriculum practices of KANA? 3) How are the extents of perception of actual and desired curriculum different in four groups (student, faculty & administrator, nurse, and medical doctor in militay hospital) ? 4) What are the restraining forces that impede the change from actual to desired curriculum practices? 5) What are the relationships of curriculum component,』 in actual and desired curriculum practices? 3. Methods and Procedures This study was conducted by means of document analysis in addition to literature review and by means of needs assessment questionnaire which was developed by the researcher. The questionnaire included 62 statments with 7 questions for demographic data collection. The needs assessment questionnaire was managed to a total of 243 subjects (100 students, 46 faculty & administrators, 55 nurses, and 42 medical doctors), The collected data were treated using SPSS computer system so as to calculate mean scores, standard deviations, and correlation coefficients. The significance test was made through t-test and one-way ANOVA. The statistical significance level was set at both .05 and .01 level. 4. Major findings The major findings in this study are as follows: 1) The score of desired practices was significantly greater than that of actual practices, representing a strong need for curriculum betterment. 2) There were significant differences in the perceptions of actual practices as well as desired practices among four groups (student, faculty & administrater, nurse, and medical doctor). 3) The most frequently selected restraining forces were army's inherent character, economical limitation, and educational expertise limitations. 4) Such variables as sex, position attachment to the KANA and grade made a statistically significant effect on the perception of desired curriculum practice, while the variables like marrige, position, and military class made it on the perception of actual curriculum practice. 5) The coefficients among the curriculum components were lower in perception of the actual curriculum practices than those in the desired practices. 5. Conclusions The conclusions based on the major findings of this study are as follows: 1) The current curriculum development procedure of the KANA is not consistent with the theoretical frame of systematic development sarategy of curriculum. 2) There are wide conflicts among the groups who are supposed to participate in curriculnm development, concerning the actual and desired practices of KANN'S curriculum. 3) A great deal of need for curriculum improvement for the KANA is clearly felt, and in particular, in the process of teaching and learning. 4) Each component of curriculum is not intergrated into a whole development procedure, being segregated each other. 5) For better curriculum improvement, such restraining forces as financial and professional limitations should be eliminated. 6. Recommendations 1) For Further Research a. There is a need to replicate this study after in-depth statistical analysis of each item of need assessment questionnaire, and with more representative subjects. b. A study should be conducted which. has its focus on the analysis of restraining forces for the change from actual to desired curriculum practices of the KANA. 2) For KANA'S Curriculum Improvement a. There is a need to promote the professional expertise of the participants in curriculum development and the communication among them. b. It is desirable to establish an institution or section of administration, which is soley in charge of curriculum development. c. To better develop KANA's curriculum not only faculty and administrators but also students should be encouraged to participate in development process, while the military medical doctors' participation should be carefully considered.

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일개 보건계열 및 비보건계열 학생들의 인성교육에 대한 필요성 및 인식도 조사 (A survey of the Necessity and Perceptions of Character Education of Health Science and Non-health Science University Students)

  • 최용금;오태진;이현;임근옥;홍지헌;김은정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.344-351
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    • 2019
  • 본 연구에서는 일개 대학교에 재학 중인 비보건학과와 보건학과계열의 대학생들을 대상으로 인성교육에 대한 인식과 요구도를 조사, 분석하여 보다 발전적인 인성교육의 과정을 개발하는데 기초자료를 마련하고 인성교육을 위한 제도적인 장치 설계에 필요한 유용한 기초정보를 제공하고자 수행하였다. 본 연구는 2018년 4월부터 5월까지 비보건계열과 보건계열학과에 재학하는 학생들을 대상으로 진행하였다. 설문에 참여한 학생은 총 206명으로, 비보건계열, 보건계열 학과 학생 모두 인성교육의 필요성, 중요성, 학습을 통한 인성발달 가능성 등의 항목에서 모두 높게 인식하는 것으로 나타났다. 인성역량에 따른 자기이해 수준에서는 모든 학과 학생들이 평균적으로 높게 나타났고, 특히 '배려'와 '책임' 항목에서 높은 수준을 보였다. 자기효능감 인식 차이에서는 '의지'에서 가장 낮은 인식수준을 보였다. 인성수준에 관한 응답에서는 모든 학생에서 본인들의 인성이 '높다' (42.1%)라고 응답을 하였으며, 현재 재학 중인 학교에서의 인성교육과정은 비보건계열과 보건계열 모두 '만족하지 않다'고 나타났다. 결과적으로 보건학과 계열에 재학 중인 학생들이 전체적으로 비보건계열 학생들보다는 높은 결과가 있었지만, 유의한 차이가 많지는 않았다. 이를 위해 학과에 구분 없이 대학생들에게 인성에 관한 전문성을 함양하도록 그 여건을 마련해 주고, 동시에 사회가 요구하는 인성을 갖춘 인재로 성장할 수 있도록 대학에서 체계적인 교육이 이루어져야 할 것이며, 학생들의 인성교육의 요구를 정확하게 파악하고 실천을 위한 구체적인 방안을 마련해야 한다고 본다.

농업 기술 전파 커뮤니케이션에 관한 비교 연구 (A Comparative Study on Communication of Agricultural Innovation)

  • 김성수
    • 농촌지도와개발
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    • 제7권1호
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    • pp.121-136
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    • 2000
  • This study reports on a comparison between the Korean diffusion of agricultural innovation or extension service and the cooperative extension service in the United States of America. It focuses on relevant differences between the two systems and provides recommendation for improvement of the Korean system to insure success in important areas related to the diffusion of agricultural innovations. After a comparative study on diffusion of innovations it is clear that: in order to have a productive agriculture that makes effective and efficient use of natural resources and helps achieve sustainability goals, a mechanism that delivers knowledge to agricultural communities must be established and maintained. This mechanism is clearly an agricultural extension service that is cooperatively funded by federal, state and local governments and that insures participation of constituents in the process of establishing priorities and evaluating achievements. The success of US agriculture, the most productive in the world, is to a large degree to the Cooperative Extension Service. Based on the results of this study and the differences of the United States and Korea, the following recommendations should be emphasized for more effective communication for agricultural innovation and rural development in Korea: 1) In order to insure that extension educators are high caliber professional individuals, it is important to establish a system that nationally recognizes these individuals as such, and that provides a professional development path. 2) The results of the decision of transfer of extension educators to local governments has not yielded positive outcomes, especially in terms of professional status. It is clearly demonstrable that valuable professionals are leaving the service, that local governments do not have the will and resources to implement a successful extension program. 3) Because of the critical importance of diffusing innovations to agricultural producers in order to insure and quality and steady food supply, it is of critical importance that these issues be addressed before the extension service is further deteriorated. Given the cement situation, it is clear that the extension service should become nationally supported again in cooperation with local and state governments and that extension professionals be given appropriate rank at the national level, commesurate with their peers in research and teaching. 4) The common current committee practice of lengthy reporting and short discussion needs to be changed to one that results in char, brief and substantive action oriented goals. Joint participation by researchers, extension educators and farmers should be encouraged in planning, implementation and evaluation of communication for agricultural innovations. Roles and functions of committees for institutional cooperation, and or agricultural extension committees should be enlarged. 5) Extension educators should be encouraged to adopt new communication technologies to improve their diffusion of innovations methods. Agricultural institutions and organizations should be encouraged to adopt farmer-first and or client-oriented approach in agricultural extension and diffusion of agricultural technologies. The number, complexity and rapid change of information in agricultural extension require the development of a computer based information and report system to support agricultural extension. 6) To facilitate and expand the further development of communication for agricultural innovation and rural development, agricultural communication programs in universities especially in colleges of agriculture and life sciences. 7) To strengthening the sense of national and social responsibility communication for agricultural innovation and rural development among students in agricultural colleges and universities through participation in learning activities by proactive recruitment. 8) To establish and reinforce a policy that insures participation in communication for agricultural innovation and regal development activities. 9) To improve further development of communication for agricultural innovation and rural development in Korea, more research activities should be encouraged.

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