POMY: 햅틱 피드백을 적용한 몰입형 영어 학습 시스템

이재봉(Jaebong Lee),이규송(Kyusong Lee),Hoang Minh Phuong,이호진(Hojin Lee),이근배(Gary Geunbae Lee),최승문(Seungmoon Choi) 제어로봇시스템학회 2014 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.20 No.8

In this paper, we propose a novel CALL (Computer-Assisted Language Learning) system, which is called POMY (POSTECH Immersive English Study). In our system, students can study English while talking to characters in a computer-generated virtual environment. POMY also supports haptic feedback, so students can study English in a more interesting manner. Haptic feedback is provided by two platforms, a haptic chair and a force-feedback device. The haptic chair, which is equipped with an array of vibrotactile actuators, delivers directional information to the student. The force-feedback device enables the student to feel the physical properties of an object. These haptic systems help the student better understand English conversations and focus on studying. We conducted a user experiment and its results showed that our haptic-enabled English study contributes to better learning of English.

영상 이미지 처리와 Deep-learning을 활용한 자동 필기 저장 시스템

이재봉(Jaebong Lee),김진영(Jinyoung Kim),최용(Yong Choi),권성오(Sungoh Kwon) 한국통신학회 2020 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.8

국가수준 학업성취도 평가 서답형 문항에 대한 응답 특성 분석 - 과학과 생명 영역을 중심으로 -

이재봉 ( Jaebong Lee ),심규철 ( Kew-cheol Shim ) 한국생물교육학회 2021 생물교육 Vol.49 No.3

This study aims to examine the response characteristics of middle school students on the constructed response items related to life science of National Assessment of Educational Achievement (NAEA). The response characteristics on the constructed response items of 2018 NAEA were analyzed comparatively according to score type, correct answer-rate, and achievement level. The results suggested that middle school students have a lack of knowledge about basic concepts of science. Most of middle school students were found to have the ability to understand and simply express the problem situations of the short-answer assessment problem. However they were found to be insufficient of the ability to think comprehensively by relating the problem situations to scientific concepts. The results suggested that the lesson should be needed to improve the understanding of basic scientific concepts and the reasoning of utilizing scientific concepts in the inquiry context. It is necessary to enforce the connection between instruction and assessment alignment in school science, and to encourage science teachers to utilize the constructed response assessment problems. They can carry out the detailed feedback and strategies for science teaching and learning on the basis of the students’ response characteristics on the constructed response assessment problems.

중학교 과학 수업 학습 환경에 대한 변화 분석

이재봉 ( Jaebong Lee ) 한국과학교육학회 2016 한국과학교육학회지 Vol.36 No.5

본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다. 과학 수업에서는 다양한 과학 탐구 활동의 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 여전히 교사 중심의 수업이 많이 이루어지고 있고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서도 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 비중이 높지만, 최근 과학적 탐구나 정당화를 요구하는 문제가 많이 증가하고 있었다. 숙제와 관련해서는 피드백을 주거나 토론을 위해 사용하는 비중은 낮고 숙제를 다 했는지 점검하거나 성적 산출을 위해 사용하는 비중이 높은 편이지만 점차 개선되고 있었다. 교사의 전문성 계발 활동에서는 교사들은 다양한 교사 교육 프로그램에 참여하고 있지만 여전히 전통적인 과학 내용과 교육 과정, 교수법에 대한 비중이 높은 편이었으며, 과학과 정보기술을 통합하거나 비판적 사고력이나 탐구 능력 향상에 대한 연수비중은 적었다. 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다. Using TIMSS survey data, we analyzed whether there were any significant changes in the learning environment of middle school science classes over the last 10 years. Our study selected questions from teachers and school principals` questionnaires and divided them by category: science class, teacher professional development, and school environment. The science class components were subdivided into three categories: science learning activities, evaluation, and homework. Within teacher professional development, the sub-categories included teacher training, collaboration to improve teaching, and teacher evaluation. School environment subdivided into two aspects, these being school characteristics and school system. Our research confirmed that there has been a positive change overall in learning environments. However, most classes are teacher-conducted and also teacher-oriented; the proportion of science investigation activities has declined compared against the prior ten years. Our study show that students do not engage in a range of inquiry-related activities. The questions on tests and examinations involve mostly knowledge application and understanding, although recent methods of evaluation show improvement. As for the science teachers, they participate in many professional development programs but focus on science content, science curriculum, and pedagogy. In addition, teachers do not have many opportunities to participate in the training to integrate information technology into science, science assessment, or improving students` critical thinking or inquiry skills. The teachers are satisfied with their profession, and the shortage of science resources does not seem to affect instruction.

몰입형 4D 모션 효과의 자동 생성 시스템

이재봉(Jaebong Lee),최승문(Seungmoon Choi) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2

POM 마찰 및 마모에 대한 표면 미세 공동 영향 연구

이재봉(Jaebong Lee),박상일(Sangil Park),이성혁(Seonghyuk Lee),김종민(Jongmin Kim),조민행(Minhaeng Cho),김주한(Joohan Kim) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11

The present study examines the influence of micro dimple arrays on the reduction in friction and the wear characteristics of polyoxymethylene(POM) under the dry sliding conditions. Micro dimples are fabricated on POM surface by using the laser ablation technique for different dimple concentrations, 0, 5, 10, and 15%. The sliding test was also conducted using ball-on-disk sliding configuration. The sliding speed and normal load used were 0.3 m/s and 39.2 N, respectively. A span of sliding distance was 2 ㎞ and it ensured the steady state of friction. This paper presents the frictional behavior of different dimple concentration and the surface characteristics such as the formation of wear track and variation in dimple geometry.

부채꼴 요소법을 이용한 3차원 도자기 모델링

이재봉(Jaebong Lee),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

이 논문에서는 부채꼴 모양을 가진 요소의 집합으로 3차원 도자기 모델을 구성하고 사용자가 촉감을 느끼면서 가상공간의 도자기를 제작할 수 있도록 하는 새로운 모델을 제시한다. 변형체를 다루기 위해 기존에 사용하던 유한 요소법(finite element method)과 같은 방법은 모델이 복잡하고 연산량이 많아 실시한 햅틱 렌더링(haptic rendering)에 사용하기에는 많은 제약이 있다. 제안한 모델에서는 도자기 모양의 특징에 착안하여 부채꼴 모양을 가진 요소들이 원통 형태로 모여 쌓여있는 구조를 이용하였다. 이를 통해 요소의 개수를 줄이고 복잡한 연산을 최대한 단순화하면서 효율적인 모델링이 가능하도록 했다. This paper presents a fast modeling technique of virtual pottery using force feedback based on a circular sector element method. Previous techniques for simulating deformable objects such as finite element method (FEM) are limited in real-time haptic rendering due to their complexity and expensive computational cost. In our model, circular sector elements which fully represent features of pottery's shape are closely gathered and piled together. This allows efficient deformable object modeling through a decrease in the number of elements and reducing computational cost.

GPU 기반의 부채꼴 요소법을 이용한 햅틱 도자기 모델링 시스템

이재봉(Jaebong Lee),한갑종(Gabjong Han),최승문(Seungmoon Choi) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.37 No.8

본 논문에서는 사용자가 실제와 같은 촉감을 느끼면서 가상 도자기의 물레 성형을 체험할 수 있는 E-Learning 시스템을 제안한다. 원통형으로 대칭을 이루는 도자기 모양의 특징에 착안하여 부채꼴 모양을 가진 요소의 집합으로 3차원 도자기를 모델링하였다. 부채꼴 요소법에 최적화된 충돌 처리와 인접 요소간 상호작용 알고리즘을 고안하였으며, GPU 기반의 빠른 햅틱 모델과 시각 모델의 동기화를 구현하였다. 성능 평가 결과 부채꼴 요소법은 기존의 변형체 렌더링 기법에 비해 훨씬 더 조밀한 도자기 모델의 현실적인 실시간 햅틱 렌더링이 가능한 것을 확인하였다. 우리가 구현한 시스템을 도자기와 관련된 교육적인 컨텐츠와 잘 결합한다면 초등학생들을 대상으로 한 E-Learning 시스템으로 성공적인 활용이 가능할것으로 예상된다. This paper presents an efficient modeling system of virtual pottery in which the user can deform a body of virtual clay with a haptic tool for E-learning. We propose a Circular Sector Element Method (CSEM) which represents the virtual pottery with a set of circular sector elements based on the cylindrical symmetry of pottery. Efficient algorithms for collision detection and response, interactions between adjacent elements, and GPU-based visual-haptic synchronization are designed and implemented for the CSEM. Empirical evaluation showed that the modeling system is computationally efficient with finer details and provides convincing model deformation and force feedback. The developed system, if combined with educational contents, is expected to be used as an effective E-learning platform for elementary school students.

POM 마찰 및 마모에 대한 마이크로 표면 텍스처링의 영향

이재봉(Jaebong Lee),조민행(Minhaeng Cho) 한국트라이볼로지학회 2009 한국트라이볼로지학회지 (Tribol. Lubr.) Vol.25 No.3

The effect of micro-cavities fabricated using laser surface texturing (LST) technique on polyoxymethylene (POM) surface was studied in terms of heat affected zone (HAZ), cavity geometry, surface roughness, deformation of cavity along with sliding cycles, and tribological characteristics. Cavity process parameters were lamp current, process time, and the stream of air used to minimize the flow of molten polymer into cavity. Especially, the deformation of cavity geometry was extensively studied to provide deep insight into morphological analysis of the cavities. Also, this paper presents the behavior of friction and wear of POM specimens as a function of sliding cycles.

중학교 과학 교사의 ICT 활용 실태 국제 비교

이재봉 ( Jaebong Lee ) 한국과학교육학회 2015 한국과학교육학회지 Vol.35 No.5

본 연구에서는 국제 교육성취도 평가협회가 시행한 ICILS 2013의 교사 설문 자료를 활용하여 우리나라 중학교 과학 교사의 ICT 활용실태를 다른 나라와 비교하였다. ICILS 2013은 중학교 2학년을 대상으로 하고 있으며, 18개 참여국 중 컴퓨터 . 정보 소양 점수가 높은 호주, 체코, 노르웨이, 폴란드와 우리나라 과학 교사들의 ICT 활용 실태를 비교하였다. 본 연구에서는 ICILS 2013의 교사 설문지 중에서 과학 교사의 ICT 활용 실태를 분석할 수 있는 9문항을 선택하였는데, 문항들은 교사의 컴퓨터 이용 실태, 수업에서 ICT 활용 현황, 학교의 ICT 활용 지원 환경의 범주로 나누어 분석되었다. 우리나라 중학교 과학 교사의 컴퓨터 사용 실태를 보면, 컴퓨터를 비교적 많이 사용하며 컴퓨터에 대한 자아효능감도 다른 나라에 비해 높은 편이었다. 그러나 일반적인 컴퓨터 활용은 잘한다고 응답한 비율이 높지만 교수학습과 관련된 컴퓨터 활용에서는 낮은 자신감을 나타내었다. 수업에서 활용에서도 비교적 다양한 응용프로그램을 사용하지만 프레젠테이션이나 그래픽 소프트웨어에 대한 활용의 비중이 높은 편이고 학습활동이나 교수활동에서도 교사주도의 정보 제공이나 과제 제시에 대한 활동의 비중은 높지만 협업이나 상호작용이 많은 활동에서는 낮은 응답을 나타내었다. 또한 우리나라 과학 교사들은 ICT 활용하는 것에 대해서 긍정적인 관점보다는 부정적인 관점을 많이 가지고 있었다. 학교에서 컴퓨터 관련 자원을 지원하는 정도는 지원이 부족하다고 응답하는 경우가 많았으며 조사 항목 대부분에서 호주나 체코에 비해 지원 정도가 낮다고 응답하였다. 또한 충분한 ICT 기기나 컴퓨터가 구식 모델이고 디지털 학습 자료가 부족하다고 응답하였다. 여기서 드러나 문제점을 개선하기 위해서는 ICT 교육 인프라에 대한 지속적인 지원과 더불어 학생활동 중심의 ICT 교수학습 방법에 대한 개발과 보급이 필요할 것으로 보인다. In this study, we compared the use of information and communications technology (ICT) by middle school teachers in Korea and other countries utilizing the teacher survey data of the IEA International Computer and Information Literacy Study (ICILS) 2013. The ICILS target population consisted of all students in the eighth grade. We compared Korea with Australia, the Czech Republic, Norway, and Poland, which are nations showing the highest achievements in computer and information literacy. We selected nine questions from the teacher questionnaire and divided them into the categories of computer use, use of ICT for teaching and learning, and the ICT support environment in school. In comparison to their counterparts in other countries, Korean middle school science teachers used computers frequently and also had high ICT self-efficacy. They were confident in their ability to use computers for general tasks, but not in their ability to use computers for teaching and learning. The Korean teachers also had a high percentage of utilization of presentation and graphics software. Also, the proportion of activities concerning the information provided and teacher-led tasks was high, but the proportion of activities for student collaboration or peer interaction was low. In Korea, middle school science teachers had more negative than positive views of using ICT in teaching and learning. The teachers thought that computer-related resource support and digital learning materials were insufficient and that the computer model was outdated in schools. Therefore, we propose to build an ICT infrastructure and to develop and disseminate ICT teaching and learning methods for student activities.