• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제33권1호
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• pp.140-161
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• 2014

The purpose of this study was to analyze 181 papers about brain-based learning appeared in domestic scientific journals from 1989 to May of 2012 and suggest application conditions in elementary science education. The results of this study summarizes as follows; First, learning activity suggested by brain-based learning study is mainly explained by working of brain function. Learning activity explained by brain-based learning study are divided into 'learning according to specialized brain function, learning according to brain function integration and learning beyond specialization and integration of hemispheres'. Second, it searched how increased knowledge of brain structure and function affects learning. Analysis from this point of view suggests that brain-based learning study affects learning in many ways especially emotion, creativity and learning motivation. Third, brain-based learning study suggests various possibilities of learning activity reflecting brain plasticity. Plasticity which is one of most important characteristics of brain supports the validity of learning activity as learning disorder treatment and explains the possibility of selective increment of brain function by leaning activity and the need of whole-brain approach to learning activity. Fourth, brain-based learning brought paradigm shifts in education field. It supports learning sophistication on the understanding of student's learning activity, guides learning method that reflects the characteristics of subject and demands reconstruction of curriculum. Fifth, there are many conditions to apply brain-based learning in elementary science education field, learning environment that fits brain-based learning, change of perspectives on teaching and learning of science educators and development of brain-based learning curriculum are needed.

• 인지과학
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• 제17권4호
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• pp.375-398
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• 2006

인간은 보고, 듣고, 따라하고, 행하고, 느끼면서 배운다. 이 모든 과정에 뇌가 관여한다. 최근 뇌과학 연구의 비약적 발전과 뇌과학 연구와 인지과학 연구의 활발한 협력은 '뇌기반 학습과학(Brain-Based Learning Science)', '교육신경과학(Educational Neuroscience)', 혹은 신경교육학(Neuro-Education)이라 불리우는 새로운 연구 분야를 탄생시켰다. 뇌기반 학습과학은 기존의 '학습과학'을 넘어서 실제 학습과 교육환경에 적지 않은 변화를 줄 것으로 기대되는 만큼 그 가능성에 대해 회의적인 입장도 공존하고 있다. 이 논문에서는 뇌기반 학습과학의 정의와 기본가정을 살펴보고, 인지신경과학의 최신 연구가 어떻게 이루어지고 있는지를 소개하고 이러한 연구결과에서 교육적 함의를 도출해 보고자 하였다. 또한 신경계에 대한 신화적 사고와 그 문제점을 열거하고, 뇌과학과 학습-교육 현장의 연계 가능성 및 향후 뇌기반 학습과학의 전망과 한계에 대해 논의하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권2호
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• pp.252-263
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• 2015

This study analyzed the effects of science outdoor activity applying a Brain-Based Evolutionary (ABC-DEF) approach on elementary school students' interest and academic achievement. Samples of the study were composed of 3 classes of 67 sixth graders in Seoul, Korea. Unit of 'Ecosystem and Environment' was selected as a object of the research. Textbook- and teachers' guidebook-based instruction was implemented in comparison group, brain-based evolutionary approach within classroom in experimental group A, and science outdoor learning by a brain-based evolutionary approach in experimental group B. In order to analyze the quantitative differences of students' interests and achievements, three tests of 'General Science Attitudes', 'Applied Unit-Related Interests', and 'Applied Unit-Related Achievement' were administered to the students. To find out the characteristics which would not be apparently revealed by quantitative tests, qualitative data such as portfolios, daily records of classroom work, and interview were also analyzed. The major results of the study are as follows. First, for post-test of interest, a statistically significant difference between comparison group and experimental group B was found. Especially, the 'interests about biology learning' factor, when analyzed by each item, was significant in two questions. Results of interviews the students showed that whether the presence or absence of outdoor learning experience influenced most on their interests about the topic. Second, for post-test of achievement, the difference among 3 groups according to high, middle, and low levels of post-interest was not statistically significant, but the groups of higher scores in post-interest tends to have higher scores in post-achievement. It can be inferred that outdoor learning by a brain-based evolutionary approach increases students' situational interests about leaning topic. On the basis of the results, the implications for the research in science education and the teaching and learning in school are discussed.

• 감성과학
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• 제13권1호
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• pp.225-234
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• 2010

본 연구는 효과적인 감성교육의 방향을 모색하기 위하여, 학습자의 긍정적 감성과 학습 및 동기의 관계에 대한 연구의 흐름을 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구는 긍정적 감성의 정의를 살펴보고, 긍정적 감성이 인간의 인지적 영역, 창의성, 사회성, 삶의 만족도 등의 심리적 자원에 미치는 긍정적 효과, 긍정적 감성과 동기의 정적 관계에 대한 선행연구들, 긍정적 감성과 학습에 대한 연구들을 살펴보았다. 특히 본 연구는 교육에서의 긍정적 감성의 역할을 보다 과학적으로 탐구하기 위하여, 최신 뇌기반 학습과학(brain-based learning) 연구결과들을 살펴보았다. 즉 교육학, 심리학, 인지과학, 뇌과학 분야 등의 다양한 연구결과들을 고찰하여 교육에서의 긍정적 감성의 역할을 확인하였다. 또한 본 연구는 긍정적 감성이 실제적으로 긍정적 감성을 향상시키기 위한 구체적 교육 프로그램을 살펴보기 위하여, 자율성 지지적 환경에 대한 연구도 예시적으로 고찰하였다. 향후 긍정적 감성과 동기 및 학습의 유기적 상호작용을 극대화 하는 효과적인 감성교육의 방법론으로서 뇌기반 학습과학의 가능성과 한계점에 대하여 논의하였으며, 학교현장에서의 활용 방안 등에 대해서도 살펴보았다.

• 영재교육연구
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• 제21권2호
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• pp.255-268
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• 2011

21세기는 지식의 홍수 시대라 일컬어질 만큼 지식을 많이 아는 것보다 알고 있는 지식을 창의적으로 사용하는 능력에 대한 중요성이 더욱 커지고 있다. 또한 개인으로서의 문제 해결 능력에 더하여 효과적인 의사소통을 통한 팀 구성원 간의 문제 해결 능력이 요구되고 있으므로 영재성을 지닌 학습자들에게도 미래 사회에 적응할 수 있는 유능한 인재로 성장하도록 협동 학습을 통한 문제 해결 과정을 도입하여 이 같은 능력을 기를 수 있는 교육이 필요하다. 본 논문에서는 영재교육 프로그램에 참석한 42명의 중등 영재 학생들을 대상으로 전뇌(全腦: Whole Brain)이론을 바탕으로 학습자들을 그룹으로 나눈 뒤 협동 학습을 실시하였고 학습 동기의 사전 사후 변화를 분석하였으며 협동 학습 수업 과정 중 학생들의 상호작용을 분석하였다. 분석 결과 전뇌 이론에 기반을 둔 협동 학습은 학습의 정의적 요소 중 하나인 학습 동기 향상에 효과가 있었고, 상호작용 또한 활발하게 일어남을 관찰하였다. 따라서 영재들에게 있어서 전뇌 이론에 기반을 둔 집단 편성 방법이 학습의 정의적 영역인 학습 동기 향상과 상호작용 촉진 측면에 있어서 효과적임을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.154.1-154
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• 2001

The paper describes a new type of robot called "artificial liferobot" which is able to learn, make decisions, and behave by itself based on a brain-type computing technique called "artificial brain". The artificial liferobot has self-learning ability from the environment by the interactions between human being and it. The artificial brain makes the artificial liferobot to behave by itself with its intensions like living things as human being. We briefly introduce one attempt of our researches for developing cognitive and behavioral intelligent artificial liferobot in out laboratory. One of our purposes is the development of the artificial liferobot, which plays an Important role in taking care of elderly and infirm people in a rapidly aging society.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권36호
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• pp.237-257
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• 2014

본 연구는 다분야간의 학제적 융합연구를 진행하는 과정으로 뇌기반 학습 원리와 이미지 창작의 뇌과학적 기제를 고려한 예술교육의 선행 연구현황을 알아보는 과정이다. 최근에 이르러 각 분야의 교육방법을 타 분야와의 웅합적 연구 활동으로 생산해 내는 것이 트렌드로 부상하고 있고, 이에 힘입어 뇌기반 교육 융합연구의 결과들이 각 분야마다 발표되고 있다. 음악, 미술, 무용과 같은 예술 분야 또한 해당된다. 즉, 창작과 학습이 이루어지는 동안 뇌의 작동원리를 이해하고 해당 기능을 발달시킬 수 있는 여러 원리를 교수법으로 적용하면 예술적 수행 능력과 창의성이 효율적으로 신장된다는 관점이다. 애니메이션 드로잉은 단순히 사물을 똑같이 그리는 소묘적 관점에서 벗어나 움직임의 요소를 직감적으로 인식하고 대상과의 소통을 통해 연출할 수 있어야 하기에 형태구현의 인지적 관점 뿐만 아니라 고차원적 인지감각의 요소, 소통의 방법까지를 포함한 체계적인 교육방법을 개발할 필요성이 요구된다. 이에 본 연구는 애니메이션 드로잉의 전문적인 특성을 고려한 교육모형을 설계하기 위해 뇌기반 원리를 적용한 예술교육에 대한 문헌 연구결과를 제시한다. 이에 뇌기반 예술교육의 적용사례를 해외의 흐름과 국내의 흐름을 추출 분석하였다. 또한 뇌기반 원리를 적용한 미술교육연구의 사례와 드로잉관련 교육의 사례의 연구결과를 분석하였다. 분석된 결과에 따르면 드로잉관련 뇌기반 학습은 우뇌 트레이닝을 통한 관찰력과 집중력, 이미지표현과 관계된 창의력, 긍정정서의 변화에 증진 효과를 공통적으로 드러났다. 그 외에도 뇌파훈련을 통한 해외의 학습적용 사례가 있었는데 타이밍능력과 예술표현력은 HRV 훈련과 SMR, 베타1, 알파/세타파를 강화하는 뉴로피드백 훈련으로 증진 효과를 보았으며, 느린 뇌파 뉴로피드백 훈련이 스트레스를 극복하고 창의적 미술 수행능력을 향상시키는데 큰 기여를 하고 있음을 제시하고 있다. 이 연구결과가 의미하는 것은 뉴로피드백 훈련이 실험실 범위를 벗어난 예술적 실교육의 환경에서도 성공적으로 적용될 수 있다는 것을 보여준 사례라는 점에서 의미가 크지만 기계를 사용해야하는 것은 교수법으로 적용하기엔 한계가 있음이 드러남으로 인해 추후 애니메이션 드로잉 교육법에 뇌기반 학습원리를 적용, 설계하기위한 분석적 토대를 마련하기에 의의가 있다 하겠다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제15권2호
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• pp.124-132
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• 2023

In this paper, we present a simple classification model based on statistical features and demonstrate the successful implementation of a brain-computer interface (BCI) based light on/off control system. This research shows study and development of light on/off control system based on BCI technology, which allows the users to control switching a lamp using electroencephalogram (EEG) signals. The logistic regression algorithm is used for classification of the EEG signal to convert it into light on, light off control commands. Training data were collected using 14-channel BCI system which records the brain signals of participants watching a screen with flickering lights and saves the data into .csv file for future analysis. After extracting a number of features from the data and performing classification using logistic regression, we created commands to switch on a physical lamp and tested it in a real environment. Logistic regression allowed us to quite accurately classify the EEG signals based on the user's mental state and we were able to classify the EEG signals with 82.5% accuracy, producing reliable commands for turning on and off the light.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.64-74
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• 2019

비강체 정합은 임상적 필요성은 높으나 계산 복잡도가 높고, 정합의 정확성 및 강건성을 확보하기 어려운 분야이다. 본 논문은 비지도 학습 환경에서 3차원 뇌 자기공명 영상 데이터에 딥러닝 네트워크를 이용한 비강체 정합 기법을 제안한다. 서로 다른 환자의 두 영상을 입력받아 네트워크를 통하여 두 영상 간의 특징 벡터를 생성하고, 변위 벡터장을 만들어 기준 영상에 맞추어 다른 쪽 영상을 변형시킨다. 네트워크는 U-Net 형태를 기반으로 설계하여 정합 시 두 영상의 전역적, 지역적인 차이를 모두 고려한 특징 벡터를 만들 수 있고, 손실함수에 균일화 항을 추가하여 3차원 선형보간법 적용 후에 실제 뇌의 움직임과 유사한 변형 결과를 얻을 수 있다. 본 방법은 비지도 학습을 통해 임의의 두 영상만을 입력으로 받아 단일 패스 변형으로 비강체 정합을 수행한다. 이는 반복적인 최적화 과정을 거치는 비학습 기반의 정합 방법들보다 빠르게 수행할 수 있다. 실험은 50명의 뇌를 촬영한 3차원 자기공명 영상을 가지고 수행하였고, 정합 전·후의 Dice Similarity Coefficient 측정 결과 평균 0.690으로 정합 전과 비교하여 약 16% 정도의 유사도 향상을 확인하였다. 또한, 비학습 기반 방법과 비교하여 유사한 성능을 보여주면서 약 10,000배 정도의 속도 향상을 보여주었다. 제안 기법은 다양한 종류의 의료 영상 데이터의 비강체 정합에 활용이 가능하다.

• 전자통신동향분석
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• 제33권1호
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• pp.1-10
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• 2018

Artificial intelligence, which is based on deep learning, is emerging as a fundamental technology that will bring about future social changes. Artificial intelligence technology in IT is an essential intelligent system, and will overcome the performance limit of computing systems, and is expected to be the foundation for the development of computing environment destructively. The development of artificial intelligence technology in developed countries is a direction toward convergence with brain science. In this article, we will look at the prospect of artificial intelligence as the manifestation of imagination, as well as the technology and policy trends of artificial intelligence both at home and abroad, and discuss the direction of future technology development in terms of fusion with brain science.