본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 기반을 둔 e-러닝 모델을 제안하였다. 이를 위해 국내외 대학의 진보된 e-러닝 시스템을 조사 및 분석하였으며, 이를 근간으로 유비쿼터스 환경에 기반을 둔 최적의 e-러닝 모델을 제안하였다. 제안한 모델은 최적의 e-러닝 하드웨어 및 소프트웨어, 그리고 다양한 e-러닝 서비스를 포함하고 있다. 여기에는 출결체크 서비스, 수업운영 서비스, 공용지식 서비스, 성적처리 서비스, 편의시설 서비스, 개인운영 서비스, 신용조회 서비스, 캠퍼스안내 서비스, 강의실운영 서비스 등이 있다. 또한, 실험.실습에 관련된 서비스도 포함하고 있다.
유비쿼터스 환경을 위한 웹 기반 교육 시스템으로서 다양한 온라인 학습에 대한 새로운 교수 모형이 요구되고 있다. 또한, 학습자의 요구에 맞는 코스웨어의 주문이 증가되고 있는 추세이며 그에 따라 웹 기반 교육시스템에 효율적이고 자동화된 교육 에이전트의 필요성이 인식되고 있다. 그러나 현재 연구되고 있는 많은 교육 시스템들은 학습자 성향에 맞는 코스를 적절히 서비스해 주지 못할 뿐 아니라 지속적인 피드백과 학습자가 코스를 학습함에 있어서 취약한 부분을 재학습 할 수 있도록 도와주는 서비스를 원활히 제공하지 못하고 있다. 본 논문에서는 취약성 분석 알고리즘을 이용한 학습자 중심의 유비쿼터스 환경팩터를 통한 코스 스케줄링 멀티 에이전트 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 먼저 학습자의 학습 평가 결과를 분석하고 학습자의 학습 성취도를 계산하며, 이 성취도를 에이전트의 스케줄에 적용하여 학습자에게 적합한 코스를 제공하고, 학습자는 이러한 코스에 따라 능력에 맞는 반복된 학습을 통하여 적극적인 완전학습을 수행하게 된다.
현재의 정보통신 기술은 사람과 주변의 모든 기기가 네트워크로 연결되어 자유롭게 접근하고 서비스를 받을 수 있는 유비쿼터스 환경을 지향하고 있다. 그러나 우리나라는 교육에 대한 열의가 높고 유비쿼터스 기술의 교육적인 잠재력이 무한함을 인식하고 있음에도 불구하고 이에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 u-Learning을 활용하기 위한 현장학습에 대한 연구와 이를 지원하기 위한 유비쿼터스 기술에 대한 연구를 바탕으로 상황과 학습자의 요구에 따라 적절한 학습을 지원할 수 있는 학습모형과 시스템을 개발하였으며 이를 통해 u-Learning 의미와 가능성을 규명하고자 한다.
유비쿼터스 사회(Ubiquitous Society)의 핵심기술인 RFID(Radio Frequency Identification)를 물류, 유통, 교통, 의료 등 다양한 분야에서 개발, 적용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. RFID를 이용하여 u-Campus, u-Library 등 유비쿼터스 교육환경을 마련해주는 연구들은 있으나 직접적으로 학습에 적용한 연구는 아직 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 RFID 태그와 리더의 무선통신 기술을 이용하여 학습자의 위치와 상황을 인지하고 그에 부합하는 영어 상황학습 서비스를 제공하고자 한다. RFID 시스템을 이용하기 위해 본 연구에서 제안하는 RFID 미들웨어는 기존의 범용 RFID 미들웨어와 달리 PDA 기반에서 동작하는 모바일 RFID 미들웨어로 필수 API를 중심으로 최적화하여 개발하였다.
USN은 인간의 생활공간, 생활기기, 기계 등 모든 사물에 컴퓨팅 및 네트워킹 기능을 부여하여 환경과 상황의 자동인지를 통해 사용자에게 최적의 서비스를 가능하게 함으로써 인간생활의 편리성과 안정성을 고도화 하는 기술이라 할 수 있다. 본 논문에서는 이와 같은 USN기술을 이용하여 학습자의 학습환경을 실시간으로 파악하여 이를 기초로 최적의 학습환경으로 만들어주기 위한 학습지원시스템을 임베디드 시스템 기반으로 개발한다.
유비쿼터스 컴퓨팅과 모바일 기술은 식물원, 공원, 박물관이나 교실 등과 같은 다양한 실내외 공간에서의 참신한 학습 경험들을 가능하게 하는 새로운 기술이다. 본 연구에서는 체험학습자들이 유비쿼터스 환경의 실내외 공간에서 RFID 리더기가 부착된 모바일기기를 가지고 체험학습이 가능한 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 학습자가 학습자의 학습 수준에 따라 학습 내용을 제공하여 개인별 학습 활동이 가능하도록 설계하였다. 실험결과 학습자들은 RFID 태그가 부착된 체험학습장에서의 체험학습에 적극적으로 흥미를 느꼈다.
The purpose of this study was to extract an u-PBL support system core value and design strategy based upon field experience learning. To accomplish this the study, first of all, analyzed the core values, design strategy which was selected after needs analysis and literature review of theories and cases regarding the PBL, e-PBL, blended-PBL, Field experience learning based on ubiquitous environment, and learning model based on ubiquitous technology. This study identified the three core values as; systemic support for instructional activity, just in time support for instructional activity and support for interaction facilitation. As further research areas, it might be useful to develop u-PBL instructional support system based upon the model designed from this study. Also, research concerning the verification of the model based upon implementation of the program case might be necessary.
In 21st century, mankind greets an era of ubiquitous computing where physical and virtual space are merged through the innovation of digital and IT(Information Technology), meanwhile ubiquitous computing and network paradigm suggest a new direction which our future educational system should head for. A society where people, computers, and objects can be connected with each other anytime and anywhere, that is, a society of ubiquitous computing where everything in our living space are interconnected by a immense network system may bring a variety of changes into our educational environment in schools. In this study I analysed the forecast of school educational orientation and ubiquitous educational environment and facilities in developed countries, and on the basis of the result, I performed a fundamental work for formation of a ubiquitous classroom environment which is feasible in Korea. In the section of conclusion, I present a model of ubiquitous classroom as a scenario based on ubiquitous computing technology applicable to future classroom environment.
본 연구는 과학 교과목 학습에 대한 학생들이 가지는 학습적 어려움을 파악하고 기존 연구와 시중에 사용되는 학습 애플리케이션들을 분석하여 U-러닝 시스템을 제안하였다. 사례조사를 통해 기존 대다수 학습 애플리케이션이 가지는 동영상 기반으로 인한 긴 학습시간의 요구와 개방형 학습콘텐츠의 부족으로 인해 학습자들이 자신의 학습 수준을 파악할 수 없다는 점과 양방향 참여가 어렵다는 문제점, 그리고 학습자 수준을 고려하지 않은 교육 콘텐츠 제공과 같은 문제점들을 발견하였다. 이를 보완하기 위해 단기학습 단위의 소규모 학습 콘텐츠, 개방형 학습 시스템, 강화된 계층적인 학습 콘텐츠 등의 설계요소들을 적용하여 새로운 U-러닝 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템을 안드로이드 기반으로 구현하여 학습 대상에게 유익한 과학 교육을 제공하였다. 제안한 U-러닝 시스템이 교육 효과가 있음을 보이기 위해 중학생 3학년을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사에서 기존 학습 애플리케이션과 본 논문에서 제안된 U-러닝 시스템을 모두 이용하게 하였다. 분석 결과로서 일방적인 단방향 학습이 아닌 양방향으로 학습에 참여하고, 학습결과를 공유하여 피드백이 가능함으로써 학습효과가 얻어 질 수 있음을 t-검정으로 확인하였다.
유비쿼터스 환경에서 학습자 맞춤형 교육을 제공하기 위해서는 학습자의 학습행위에 대한 분석이 필수적이다. SCORM(Sharable Contents Object Reference Model), IMS LD(Instructional Management System Learning Design) 등의 표준은 진도 체크와 같은 학습 설계 지원 기능을 제공한다. 하지만 표준 적용은 개발의 어려움과 수정이 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이벤트 가로채기를 사용하여 웹 브라우저에서 학습자의 행위를 관리하는 시스템을 구현한다. 이를 통해 HTML기반의 모든 콘텐츠를 추가적인 작업 없이 재활용할 수 있고 학습결과의 저장 및 분석이 가능하게 되어 표준 적용에 따른 문제점을 개선할 수 있다. 또한 네트워크 단절 시에도 학습결과를 추적할 수 있어 유비쿼터스 학습 환경을 지원할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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