교수-학습 환경에서의 맥락설계 원리 및 모형 개발 연구

박경선 ( Kyung Sun Park ),나일주 ( Il Ju Rha ) 한국교육정보미디어학회(구 한국교육정보방송학회) 2011 교육정보미디어연구 Vol.17 No.1

본 연구는 교수자가 현실의 실제적인 맥락을 교수-학습 환경에서 구현할 수 있도록 안내하는 맥락설계 원리와 모형을 개발하는 것을 목적으로 수행되었다. 연구방법으로는 개발연구 방법이 사용되었으며 그 절차는 첫째, ``맥락``과 ``맥락설계`` 개념의 교육공학적 활용을 위해 다양한 문헌을 검토한 후 맥락주의의 철학적 토대 위에서 맥락과 맥락설계의 개념을 재정의 하였다. 둘째, 문헌분석을 통해 맥락설계 원리와 맥락설계 요소를 도출하였다. 이때 설계 원리와 설계 요소를 모형의 단계에 구조화 하고 전문가 검토를 통해 원리와 모형을 각각 타당화 하였다. 셋째, 맥락설계 모형의 각 단계에서 활용할 수 있는 설계 전략을 구체화 하였다. 넷째, 맥락설계 모형의 타당도를 검토하였다. 내적 타당화를 위해 모형에 대한 전문가 검토와 교수자의 사용성 평가를 실시하였다. 또한 외적 타당화를 위해 맥락설계 원리와 모형에 따라 세 개의 수업 사례를 설계하여 수업을 실행 한 후 교수자와 학습자 면담을 실시하였다. 교수자 및 학습자 면담결과는 모형의 수정에 반영되었으며, 최종적으로 모형에 대한 전문가 타당도 검토를 실시하였다. 연구결과는 첫째, 맥락주의가 제안하는 ``맥락의 질`` 및 ``맥락의 결``과 같은 개념들은 맥락설계 원리와 모형의 개발 및 수업 사례 설계를 안내하는데 있어서 유용한 개념으로 판명되었다. 둘째, 맥락설계 원리는 총체성의 원리, 활동성의 원리, 유사성의 원리, 관련성의 원리, 상호작용성의 원리, 다양성의 원리로 총 여섯 가지로 개발되었다. 셋째, 맥락설계 모형은 교수자의 실제적인 수업의 설계와 실행을 안내할 뿐만 아니라 학습자가 학습내용과 학습목표를 중심으로 설계된 활동 과제 시나리오 안에서 역할을 가지고 도구를 활용하여 상호작용함으로써 실제적 맥락의 질을 형성하도록 촉진하는 것으로 나타났다. 맥락설계 모형은 시각화된 형태로 제시되었으며, 시각적 모형에서는 맥락의 결에 해당하는 설계 요소들이 끊임없이 서로 영향을 주면서 맥락의 질을 형성하는 과정을 나타내고자 하였다. 이것은 맥락설계의 과정이 동시적, 순환적, 통합적인 ``층(layers)`` 구조를 이루면서 진행됨을 표현하고자 한 결과이다. 제한점과 본 연구의 결과를 바탕으로 후속 연구들이 제안되었다. The purpose of the study is to develop principles and a model for designing contexts in order for instructors to bring about authenticity to their teaching and learning environment. Based on developmental research methodology, this study took four steps shown as follows; the study 1) defined the two terminologies, ``context`` and ``context design``, based on contextualism and extracted design principles and design components to develop a context design model, 2) structuralized principles and components into each step of designing contexts through experts validation, 3) developed detailed strategies for each design step of the model, and 4) expert reviews and usability testings were performed to validate the context design model internally. For external validation, three instructors and fifteen learners were interviewed after three instruction cases which were designed based on the context design principles and model. The interview data informed the model`s strengths, weaknesses, and improvements. The model had been revised based on the data collected and gone through the final validation. The results of the research were as follows. First, the two terms, ``context`` and ``context design`` defined with the concepts of ``quality`` and ``texture`` proposed by the contextualism, were proven to be properly guiding the development of principles and model. Second, the key concepts for developing principles of the context design were identified as wholeness, action, similarity, relevance, interaction, and diversity. Third, the evaluation of the model showed that the proposed ``context design model`` is effective. The model was constructed to enable learners to generate authentic context quality by taking roles and using tools in a scenario-based activity. Also, the visualized model of context design represents how the design components, that is, texture of context, construct quality of context, continuously by interacting and influencing one another.

컨텍스트 분석 프레임워크의 UX모델링 적용에 대한 연구

박남춘(Park, Nam Choon),김명선(Kim, Myung Sun) 한국디지털디자인협의회 2015 디지털디자인학연구 Vol.15 No.1

UX디자인에 있어서 사용자의 실제 행동을 포함한 포괄적인 사용자 경험에 영향을 미치는 컨텍스트를 파악하는 것은 매우 중요하다. 컨텍스트는 UX모델링에 활용되는데, UX모델링은 사용자를 이해하고 그 행동 양식과 특징을 설명하는 상세한 모델을 설계하는 것을 말한다. 즉 좋은 UX디자인 해결안을 도출하기 위해서는 사용자와 관련된 컨텍스트 요소들의 구조와 관계를 파악할 수 있는 체계적인 분석 프레임워크를 기반으로 한 UX모델링이 필요하다. 본 연구에서는 사용자 행태로부터 추출한 컨텍스트 요소들의 관계를 파악한 뒤, UX디자인 프로세스 상에서 컨텍스트 요소가 사용자경험에 어떻게 영향을 주는지를 구조화하고 사용 행위 단계에 따른 컨텍스트 모델을 정의하였다. 이러한 컨텍스트 분석 프레임워크를 바탕으로 스마트폰 사진서비스의 컨텍스트를 분석하여 스마트폰 사진 행위 단계에 따른 컨텍스트 요소를 추출하고 3가지 컨텍스트 모델을 제시하였다. 그 이후에 스마트폰 사진서비스의 컨텍스트 모델을 중심으로 UX모델링 및 인터랙션 디자인, 프로토타이핑 단계에 적용하여 사례연구를 진행하였다. 프로토타이핑의 참여자 대상 평가를 통해 새로운 사진서비스에 대한 만족도가 기존의 사진서비스에 비해 높아진 것을 확인하였으며, 전문가평가를 통해 컨텍스트 분석 프레임워크의 유용성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 컨텍스트 중심의 UX디자인 연구와 교육에 기여할 수 있을 것으로 기대한다. In UX design, it is important to understand and identify the context affecting the comprehensive user experience including the user"s actual behaviors. UX modeling refers to making a design model describing the behavior and characteristics of the potential user. In order to produce a successful UX solution, it is essential to develop a UX model based on a systematic analysis framework for identifying the structure and relationship of the elements associated with the user context. This study identifies a relationship between the elements extracted from the user’s behavior and context. Through systematizing how context influences the user experience in the UX design process and defining the context model corresponding to phase of user’s behavior, the present study analyzes the context of smartphone photo services using context analysis framework, and generated three context models of smartphone photo services. The authors conducted a case study that incorporated the UX modeling phase, the designing interaction phase, and the prototyping phase. The present study also includes the targeted participants’ evaluation on the prototype as well as experts’ verification of the validity of the study. The findings of the study are expected to contribute to the context-centered UX design research and education.

사회적 관계 분류를 위한 관계-상황 토픽 모델

한용진(Yong-Jin Han),박성배(Seong-Bae Park),박세영(Se Young Park) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.41 No.6

위치 센서가 장착된 모바일 기기의 사용이 확대되면서 모바일 사용자 간의 관계 추론 연구가 활발히 진행되고 있다. 대부분의 연구들은 미리 정의된 상황(context)에 따른 사용자들 간의 근접성을 활용하였다. 예를 들어, 평일 낮, 주말 저녁 등의 시간대를 미리 정의하거나 사용자로부터 직장, 집 등의 위치에 대한 상황 정보를 얻는다. 이러한 접근은 필연적으로 미리 정의한 상황에 편향된(biased) 결과를 얻는다. 본 논문은 사회적 관계 분류에 적합한 상황 학습을 위해 관계-상황 토픽 모델을 제안한다. 제안한 모델은 관계가 알려진 사용자들 간의 근접성 이력으로부터 사용자 간의 은닉 상황(latent context)을 자동으로 학습한다. 새로운 사용자들 간의 관계 분류를 위해 이들의 근접성 이력을 학습된 은닉 상황 공간으로 맵핑하고 Bayes 분류 기법을 적용하였다. 실험 결과 제안한 방법이 수작업으로 정의한 상황기반 분류 방법에 비해 높은 정확도를 보였다. With spread of mobile devices integrating positioning sensors, the studies on inferring relationships between mobile users have been actively studying. Most studies have utilized proximities between users according to predefined contexts. For instance, several time slots such as weekday daytime, weekend evening are predefined and location contexts such as home, work are obtained from users. This approach necessarily provides results biased to such predefined contexts. This paper proposed a relation-context topic model to learn contexts. The proposed model learns latent contexts from proximity histories between users whose relationships are known. Context occurrences according to relationships are considered by explicitly relating contexts to relationships. In order to classify social relationships between unknown users, their proximity histories are mapped into the inferred context space and a Bayes classifier is applied. In the experiments, the proposed method showed a high accuracy compared with a method using manually defined contexts.

사용자 건강 상태알림 서비스의 상황인지를 위한 기계학습 모델의 학습 데이터 생성 방법

문종혁,최종선,최재영 한국정보처리학회 2020 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.9 No.1

In the context-aware system, rule-based AI technology has been used in the abstraction process for getting context information. However, the rules are complicated by the diversification of user requirements for the service and also data usage is increased. Therefore, there are some technical limitations to maintain rule-based models and to process unstructured data. To overcome these limitations, many studies have applied machine learning techniques to Context-aware systems. In order to utilize this machine learning-based model in the context-aware system, a management process of periodically injecting training data is required. In the previous study on the machine learning based context awareness system, a series of management processes such as the generation and provision of learning data for operating several machine learning models were considered, but the method was limited to the applied system. In this paper, we propose a training data generating method of a machine learning model to extend the machine learning based context-aware system. The proposed method define the training data generating model that can reflect the requirements of the machine learning models and generate the training data for each machine learning model. In the experiment, the training data generating model is defined based on the training data generating schema of the cardiac status analysis model for older in health status notification service, and the training data is generated by applying the model defined in the real environment of the software. In addition, it shows the process of comparing the accuracy by learning the training data generated in the machine learning model, and applied to verify the validity of the generated learning data. 다양한 분야에서 활용되는 상황인지 시스템은 상황정보를 획득하기 위한 추상화 과정에서 규칙 기반의 인공기능 기술이 기존에 사용되었다. 그러나 서비스에 대한 사용자의 요구사항이 다양해지고 사용되는 데이터의 증대로 규칙이 복잡해지면서 규칙 기반 모델의 유지보수와 비정형 데이터를 처리하는데 어려움이 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 많은 연구들에서는 상황인지 시스템에 기계학습 기술을 적용하였으며, 이러한 기계학습 기반의 모델을 상황인지 시스템에 사용하기 위해서는 주기적으로 학습 데이터를 제공해야 한다. 이에 기계학습 기반 상황인지 시스템에 대한 선행연구에서는 여러 개의 기계학습 모델을 적용하기 위한 학습 데이터 생성, 제공 등의 과정을 보였으나 제한된 종류의 기계학습 모델만을 적용 가능하여 확장성이 고려되어야 한다. 본 논문은 기계학습 기반의 상황인지 시스템의 확장성을 고려한 기계학습 모델의 학습 데이터 생성 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 시스템의 확장성을 고려하여 기계학습 모델의 요구사항을 반영할 수 있는 학습 데이터 생성 모델을 정의하고 학습 데이터 생성 모듈을 바탕으로 각각의 기계학습 모델의 학습 데이터를 생성하는 것이다. 시스템의 확장성의 검증을 위해 실험에서는 노인의 건강 상태 알림 서비스를 위한 심박상태 분석 모델을 대상으로 한 학습데이터 생성 스키마를 기반으로 학습데이터 생성 모델을 정의하고 실환경에서 정의된 모델을 S/W에 적용하여 학습데이터를 생성한다. 또한 생성된 학습데이터의 유효성을 검증하기 위해 사용되는 기계학습 모델에 생성한 학습데이터를 학습시켜 정확도를 비교하는 과정을 보인다.

서비스 시나리오 개발 프로세스를 개선시키기 위한 상황인지 워크플로우 모델에서 XML 객체의 재사용

유연승,문종혁,김도형,최종선,최재영 한국정보처리학회 2020 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.9 No.6

In order to provide customized services according to a specific user or environment, various service scenarios should be developed based on context-aware workflow model. As the context-aware workflow model is constructed using limited context information and service information in the service domain, overlapping elements can occur in many service scenarios. The repetitive work process that results from these overlapping elements delays the development process of the service scenario. Therefore, the elements of the context-aware workflow model must be reused to solve the unnecessary work processes of service scenario development. In this paper, we propose a reuse method XML Object in context-aware workflow model to improve the process of service scenario development. The proposed method documents and manages the independent XML Object of the context-aware workflow model and reuses it by invoking the unit document in the service scenario development process. It can also be applied to new service scenarios by changing the attribute values of reusable elements. Experiments show example that the development process of the service scenario is simplified by reusing the elements of the context-aware workflow model. 상황인지 워크플로우를 바탕으로 특정 사용자 또는 환경에 따라 맞춤화된 서비스를 제공하기 위해서는 상황인지 워크플로우 모델을 기반으로 다양한 서비스 시나리오를 개발해야 한다. 상황인지 워크플로우 모델은 서비스 도메인 내의 한정된 상황 정보와 서비스 정보를 활용하여 구성되기 때문에 다수의 서비스 시나리오에는 중복되는 요소들이 발생할 수 있다. 이러한 중복되는 요소들로 인해 발생하는 반복적인 작업 프로세스는 서비스 시나리오의 개발 프로세스를 지연시킨다. 따라서 서비스 시나리오 개발의 불필요한 작업 프로세스를 해소하기 위해 상황인지 워크플로우 모델의 요소들은 재사용되어야 한다. 본 논문에서는 서비스 시나리오 개발의 프로세스 개선을 위한 상황인지 워크플로우 모델에서 XML 객체의 재사용 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 상황인지 워크플로우 모델에서 독립적으로 사용 가능한 XML 객체를 문서화하여 재사용 요소로 관리하고 서비스 시나리오 개발 과정에서 호출을 통해 재사용한다. 또한 재사용 요소의 속성 값을 변경하여 새로운 서비스 시나리오에 적용할 수 있다. 실험에서는 상황인지 워크플로우 모델의 요소들을 재사용하여 서비스 시나리오의 개발 프로세스가 간소화되는 과정을 시나리오 예제를 통해 보인다.

카테시안 곱의 역 맥락에서 살펴본 분수 나눗셈 알고리즘의 시각적 통합모델에 대한 연구

이광호,박중규 한국수학교육학회 2024 初等 數學敎育 Vol.27 No.1

The purpose of this study is to explore visual models for deriving the fractional division algorithm, to see how students understand this integrated model, the rectangular partition model, when taught in elementary school classrooms, and how they structure relationships between fractional division situations. The conclusions obtained through this study are as follows. First, in order to remind the reason for multiplying the reciprocal of the divisor or the meaning of the reciprocal, it is necessary to explain the calculation process by interpreting the fraction division formula as the context of a measurement division or the context of the determination of a unit rate. Second, the rectangular partition model can complement the detour or inappropriate parts that appear in the existing model when interpreting the fraction division formula as the context of a measurement division, and can be said to be an appropriate model for deriving the standard algorithm from the problem of the context of the inverse of a Cartesian product. Third, in the context the inverse of a Cartesian product, the rectangular partition model can naturally reveal the calculation process in the context of a measurement division and the context of the determination of a unit rate, and can show why one division formula can have two interpretations, so it can be used as an integrated model.

유비쿼터스 환경에서 웹 서비스에 기반한 상황 인식 미들웨어의 설계

송영록,우요섭,Song, Young-Rok,Woo, Yo-Seob 한국융합신호처리학회 2009 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.10 No.4

유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 상황 인식 기술은 수집된 컨텍스트 정보를 효과적으로 구조화하여 표현하고, 이러한 컨텍스트 정보를 이용하여 사용자의 의도를 파악한 후, 서비스를 제공하는 기술 등의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 상황 인식 컴퓨팅을 위한 프레임워크인 WS-CAM으로 명명된 웹 서비스에 기반한 상황 인식 미들웨어를 제안한다. WS-CAM은 온톨로지 기반의 컨텍스트 모델을 사용하여 다양한 종류의 컨텍스트 정보에 대한 충분한 표현력과 추론 기능을 제공하고, 미들웨어로부터 응용 서비스로의 컨텍스트 정보 전달에 있어서 웹 서비스를 적용하여 미들웨어 독립적인 응용 개발을 이룰 수 있는 구조로 설계한다. 또한, WS-CAM의 유용성을 검증하기 위하여 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 기반을 둔 강의 서비스 시나리오를 기술하고, 웹 서비스 기반의 장점을 보이기 위하여 미들웨어 독립적인 시스템 확장의 예를 보인다. 강의 서비스에 적용한 WS-CAM은 도메인 환경 내의 컨텍스트 정보를 OWL 기반 온톨로지 모델로 효과적으로 표현하였고, 사용자 정의 규칙에 의하여 고수준의 컨텍스트 정보로 추론됨을 확인하였다. 또한, 웹 서비스에 의해 제공되는 다양한 웹 메서드를 통하여 컨텍스트 정보가 응용 서비스에 미들웨어 독립적으로 전달됨을 확인할 수 있었다. Context-aware technologies for ubiquitous computing are necessary to study the representation of gathered context-information appropriately, the understanding of user's intention using context-information, and the offer of pertinent services for users. In this paper, we propose the WS-CAM(Web Services based Context-Aware Middleware) framework for context-aware computing. WS-CAM provides ample power of expression and inference mechanisms to various context-information using an ontology-based context model. We also consider that WS-CAM is the middleware-independent structure to adopt web services with characteristic of loosely coupling as a matter of communication of context-information. In this paper, we describe a scenario for lecture services based on the ubiquitous computing e e e e e e to verify the utilization of WS-CAM We also show an example of middleware-independent system expansion to display the merits of web-based services. WS-CAM for lecture services represented context-information itodomaits as OWL-based ontology model effectively, and we confirmed the information is inferred to high level context-information by user-defined rules. We also confirmed the context-information is transferred to application services middleware-independently using various web methods provided by web services.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 위한 상황 모델 정의 및 상황 인식 프레임워크 구현

이정은(JungEun Lee),박현정(HyunJung Park),박두경(DooKyung Park),윤태복(TaeBok Yoon),박교현(KyoHyun Park),이지형(JeeHyong Lee) 한국지능시스템학회 2006 한국지능시스템학회논문지 Vol.16 No.4

본 논문에서 제안한 시스템은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자에게 상황 인식 서비스와 주변 환경에 지능적인 상호 작용을 제공한다. 따라서, 유비쿼터스 컴퓨팅의 다양한 상황과 환경에서 시스템은 컨텍스트 정보를 수집과 분석을 하기 위해 상황 인식 능력을 필요 하게 된다. 그러나 현재의 상황 인식 시스템은 다양한 타입에서 컨텍스트의 체계적인 이용에 부족하고, 단지 몇몇 시스템들은 한정된 환경에서 각자 사용자의 선호도를 획득하는 학습 매커니즘을 가진다. 본 논문에서는, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 상황 인식을 위한 개괄적인 프레임워크를 제안한다. 본 프레임워크는 다양한 센서로부터 컨텍스트의 다양한 타입을 쉽게 이용하고 생성할 수 있게 만들어졌다. 프레임워크는 동적 환경에서 사용자에게 서비스를 제공하기 위하여 센서, 통합, 추론 그리고 학습 컨텍스트 정보를 제공한다. 그리고 사용자의 건강을 실시간으로 관리할 수 있는 u-Health 시스템에 제안한 프레임워크를 적용을 하여 구현을 하였다. The systems in the ubiquitous computing environment need to provide users with context-aware services, intelligently interacting with the surrounding environment. Therefore, the systems in the ubiquitous computing environment require context-awareness ability in order to gather and analyze context information in various situations and environments. However, existing context-aware systems lack the ability to systematically generate and handle various types of context information, and only a few systems have ability learning from environment. In this paper, a general context model is defined to describe various contexts and a context-awareness framework is implemented based in the model, which makes it straightforward to handle and generate various types of context from diverse sensor. The framework is designed to allow a system to sensed, combined, inferred, and learned context information, in order to provide users with services in dynamic environments. We have implemented the proposed framework and applied it to au-Health management system.

A Study on an Object-orientation and Extensibility in Context-aware Systems

최종명,김익수 한국지식정보기술학회 2017 한국지식정보기술학회 논문지 Vol.12 No.2

There has been a lot of research on context-aware computing, but software extensibility in the development of those systems has not gotten much attention in spite of its importance in software engineering. In this paper, we introduce some extension requirements for context-aware systems, and identify four extension types for them: sensors, context inference algorithms, contexts, and context-aware services. For those extension requirements, we propose four extension mechanisms based on object-oriented technology: separation between abstraction and implementation of context, separation of context from sensors, modular and separate model for context-aware functions, and overloading model for context-aware functions. By adopting those mechanisms, developers or maintainers can add new sensors, context inference algorithms, contexts, or context-aware services without modifying the source code after deployment. Those mechanisms are all based on object-orientation. Our approach represents a context as a class, and context services as methods with context parameter. Context inference is a class with a method which understands sensor values and infers the current context from the values. This approach will reduce costs, time, and efforts in context-aware system maintenance which requires new context-aware features after deployment because it will increase the software reusability and extensibility. In this paper, we also specify a case study which shows how to extend a context-aware system with the extension requirements.

Context Aware System based on Bayesian Network driven Context Reasoning and Ontology Context Modeling

Kwang-Eun Ko,Kwee-Bo Sim 한국지능시스템학회 2008 INTERNATIONAL JOURNAL of FUZZY LOGIC and INTELLIGE Vol.8 No.4

Uncertainty of result of context awareness always exists in any context-awareness computing. This falling-off in accuracy of context awareness result is mostly caused by the imperfectness and incompleteness of sensed data, because of this reasons, we must improve the accuracy of context awareness. In this article, we propose a novel approach to model the uncertain context by using ontology and context reasoning method based on Bayesian Network. Our context aware processing is divided into two parts: context modeling and context reasoning. The context modeling is based on ontology for facilitating knowledge reuse and sharing. The ontology facilitates the share and reuse of information over similar domains of not only the logical knowledge but also the uncertain knowledge. Also the ontology can be used to structure learning for Bayesian network. The context reasoning is based on Bayesian Networks for probabilistic inference to solve the uncertain reasoning in context-aware processing problem in a flexible and adaptive situation.