JP2020035488A - 知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】知識ユニットに基づいて新しい形の教育サービスを提供すること。【解決手段】本発明の一実施態様によると、知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するための方法であって、少なくとも１つの知識ユニットに関するユーザの達成度に基づいてカリキュラムを作成するステップであって、前記カリキュラムは、前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成する少なくとも１つの問題を含む、前記カリキュラムを作成するステップと、前記少なくとも１つの問題を前記ユーザに提供するステップとを含む方法が提供される。【選択図】図３

Description

本発明は、知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
従来から様々な教育サービスが、オンラインやオフラインで提供されてきた。これらの教育サービスは、多くの場合、デジタル機器のユーザに教育用コンテンツを電子化して提供するための技術と結びついたものであった。しかし、これらの従来の教育サービスは、定型化された慣習的な教育用コンテンツ、例えば、問題、正解（ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｓｗｅｒ）、全体的な解説などのコンテンツを提供することだけに集中し、このような過程において、電子的技術やアイデアは、補助的な道具に過ぎなかった。
本発明者（ら）は、従来技術の上記のような問題点を改善するための技術を長年にわたり開発してきて、その構成上の特徴と効果の特徴は特許文献１で開示されている（上記の韓国特許出願の明細書は、その全体が本明細書に編入されたものとみなされるべきである）。
本発明者（ら）は、本明細書において、従来技術の上記のような問題点をより革新的に改善する、知識ユニットに基づいて教育サービスを提供する技術について提案するものである。
韓国特許出願第２００９-３６１５３号
本発明は、前述した従来技術の問題点をすべて解決することを目的とする。
本発明は、知識ユニットに基づいて、新しい形の教育サービスを提供することを他の目的とする。
本発明は、ユーザの達成が不十分な部分の知識ユニットを探して、ユーザがこのような知識ユニットについて学習できるようにすることをさらに他の目的とする。
本発明は、多数の知識ユニットを知識チェーンやマトリックスの形に構造化し、それらを有利に利用することをさらに他の目的とする。
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は次の通りである。
本発明の一実施態様によると、知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するための方法であって、少なくとも１つの知識ユニットに関するユーザの達成度に基づいてカリキュラムを作成するステップであって、前記カリキュラムは、前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成する少なくとも１つの問題を含む、前記カリキュラムを作成するステップと、前記少なくとも１つの問題を前記ユーザに提供するステップとを含む方法が提供される。
この他にも、本発明を実現するための別の方法、別のシステム、および前記方法を実行するためのコンピュータプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体がさらに提供される。
本発明によれば、知識ユニットに基づいて新しい形の教育サービスを提供することができるようになる。
本発明によれば、ユーザの達成が不十分な部分の知識ユニットを探して、ユーザがこの知識ユニットについて学習できるようになる。
本発明によれば、多数の知識ユニットを知識チェーンやマトリックスの形に構造化して、それらを有利に利用できるようになる。
本発明の一実施例に係る教育サービスを提供するための、全体システムの概略構成を示す図である。 本発明の知識ユニットと知識のチェーンの理解を助けるための図である。 本発明の知識ユニットと知識のチェーンの理解を助けるための図である。 本発明の知識ユニットと知識のチェーンの理解を助けるための図である。 本発明の一実施例に係る教育サービス提供システム２００の内部構成を詳細に示す図である。 本発明の一実施例に係るグラフィックユーザインターフェースを示す図である。 本発明の一実施例に係る特定のユーザのためにカリキュラムを最適化（作成）する過程を説明する図である。 本発明の一実施例に係る特定のユーザのためにカリキュラムを最適化（作成）する過程を説明する図である。 カリキュラムの最適化をするために把握した特定のユーザの例示的な知識ユニット別達成度マトリックスを示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 数学や自然科学の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。 本発明に係るユーザ達成度マトリックスの他の例を示す。
後述する本発明の詳細な説明は、本発明が実施できる特定の実施例を例として示す添付図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本発明を実施するのに十分詳細に説明される。本発明の種々の実施例は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないと理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施例に関連して、本発明の精神および範囲を逸脱することなく別の実施例で実現されることができる。また、それぞれの開示された実施例内の個々の構成要素の位置や配置は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更が可能であることを理解する必要がある。従って、後述する詳細な説明は、限定的な意味を有するものではなく、本発明の範囲は、適切に説明される場合、請求項が主張するものと均等な全範囲と共に添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は、いくつかの側面において様々な同一または類似の機能を指す。
以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。
（本発明の好適な実施例）
本明細書において、コンテンツ（ｃｏｎｔｅｎｔｓ）またはコンテントとは、ネットワークを介してアクセス可能な、文字、符号、音声、音響、画像、動画などからなるデジタル情報や個別情報要素を総称する概念である。これらのコンテンツは、例えば、テキスト、画像、動画、音声、リンク（例えば、ウェブリンク）などのデータ、または、これらのデータのうち少なくとも２つの組み合わせを含んで構成することができる。
全体システムの構成
図１は、本発明の一実施例に係る教育サービスを提供するための全体システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、本発明の一実施例に係る全体システムは、ネットワーク１００と、教育サービス提供システム２００と、ユーザ端末装置３００とを含んで構成することができる。
まず、本発明の一実施例に係るネットワーク１００は、有線通信や無線通信などの通信態様を問わずに構成でき、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ;ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、都市圏ネットワーク（ＭＡＮ;Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ＡｒＥａ Ｎｅｔｗｏｒｋ ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ;Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など、様々なネットワークで構成することができる。好ましくは、本明細書でいうネットワーク１００は、公知のインターネットやワールドワイドウェブ（ＷＷＷ；Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）であることができる。しかし、ネットワーク１００は、あえてこれに限定される必要はなく、公知の有無・無線データネットワーク、公知の電話網、または公知の有無・無線テレビネットワークを少なくとも一部において含むことができる。
次に、本発明の一実施例に係る教育サービス提供システム２００は、ネットワーク１００を介してユーザ端末装置３００に問題と、解答と、問題解説ステップごとの質問（すなわち、小問）と、問題解説ステップごとの正解（すなわち、小問の正解）と、問題解説ステップごとの説明、問題解説ステップごとのヒント、問題解説に使用できる知識ユニット（後述する）に関するコンテンツなどの教育用コンテンツを提供して、必要な場合には、これに対するユーザのユーザ端末装置３００におけるフィードバック（例えば、ユーザの問題への答え、ユーザの問題解説ステップごとの答えなど）を受けることができる。これらの教育サービス提供システム２００は、ウェブ上の教育サービス提供のために運営されるウェブサイトの運営サーバですることができる。また、ユーザアプリケーションプログラムが教育サービス提供システム２００からユーザ端末装置３００にダウンロードされることができる。
本発明に係る教育サービス提供システム２００の構成と機能については、以下の詳細な説明により詳しく調べてみる。
次に、本発明の一実施例に係るユーザ端末装置３００は、教育サービス提供システム２００に接続した後に通信できる機能を含むデジタル機器として、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、ＰＤＡ、ウェブパッド、携帯電話などのようなメモリ手段を備えて、マイクロプロセッサを搭載し、演算能力を備えたデジタル機器であれば、いくらでも本発明に係るユーザ端末装置３００として用いることができる。
これらのユーザ端末装置３００は、ユーザが教育サービス提供システム２００からコンテンツの提供を受け、これに対するフィードバックを教育サービス提供システム２００に提供できるようにするためのウェブブラウザ（図示せず）のプログラムや前述したようなアプリケーションプログラムをさらに含むことができる。どちらの場合でも、ユーザのためにグラフィックユーザインターフェースが提供されることができる。
知識ユニットと知識チェーン
本発明に係る教育サービス提供システム２００の具体的な構成について説明する前に、本発明の特有な概念である知識ユニットと知識チェーンについて図２ａないし図２ｃを参照して調べてみる。図２ａないし図２ｃは、本発明の知識ユニットと知識チェーンの理解を助けるための図である。
本発明によれば、個々の問題は、その問題を解決するために要求される知識のモジュールである知識ユニットをベースにして構成するとみなされる。例えば、「面積が１２５０平方センチメートルであり、円周の長さが１２５センチメートルであるピザの半径の長さを求めなさい」という問題の場合、知識ユニットは、図２ａの１番目の図に示すように、「ピザは円形である」のような解釈的（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｖｅ）知識ユニットであることもでき、「円の面積= １/２×円形の半径×円形の円周の長さ」のような公式的（ｆｏｒｍｕｌａｉｃ）知識ユニットであることもでき、「等式の両辺のうち一辺に分母の数字がある場合、上記のことを両辺に掛ける」や「等式で未知数にある定数を掛けてある場合は、等式の両辺を前記定数で割る」のような計算的（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ）知識ユニットであることもできる。
図２ａの二番目の図に示すように、これらの知識ユニットは少なくとも１つが、問題の具体的な種類と同様の概念であることができる１つの知識チェーンを構成することができる。これらの知識のチェーンは、実際にはそれを構成する知識ユニットの識別情報を順次格納する情報の塊（ｃｈｕｎｋ）であることができる。
また、図２ａの三番目の図に示すように、１つの知識ユニットは、１つの知識チェーンのみに使用することもできるが、大抵は多数の様々な知識チェーンのために使用することができるので、知識ユニットは共に１つの知識チェーンを構成できるもの同士を互いに関連付けて、（場合によっては立体的な）マトリックスの形で構造化することができる。
上記のような知識ユニットの例をもっと挙げてみる。図２ｂに示すように、既に数式化されている問題の場合、当該知識ユニットは、「等式の両辺で同じ数を抜く」（１→２）、「一元二次三項式の因数分解」（２→３）、「積の値が０の場合、乗数のうち少なくとも１つは０である」（３→４）などであることができる。
また、本発明者は知識ユニットの理解をさらに深めるために、二次方程式の因数分解に関する知識ユニットの実際のプログラミングコードの例をも図２ｃに示す。
教育サービス提供システムの構成
以下、本発明に係る教育サービス提供システム２００の内部構成と各構成要素の機能について説明する。
図３は、本発明の一実施例に係る教育サービス提供システム２００の内部構成を詳細に示す図である。
図３に示すように、本発明の一実施例に係る教育サービス提供システム２００は、カリキュラム作成部２１０と、知識提供部２２０と、ユーザ知識分析部２３０と、データベース２４０と、通信部２５０と、制御部２６０とを含んで構成することができる。本発明の一実施例によると、カリキュラム作成部２１０、知識提供部２２０、ユーザ知識分析部２３０、データベース２４０、通信部２５０、および制御部２６０は、そのうち少なくとも一部がユーザ端末装置３００と通信するためのプログラムモジュールであることができる。これらのプログラムモジュールは、オペレーティングシステム、アプリケーションモジュール、またはその他のプログラムモジュールの形で教育サービス提供システム２００に含まれることができ、物理的には種々の公知のメモリに保存することができる。また、これらのプログラムモジュールは、教育サービス提供システム２００と通信可能なリモートメモリに格納することもできる。一方、これらのプログラムモジュールは、本発明により、後述する特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実行したりするルーチン、サブルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを包括するが、これに限定されない。
まず、本発明の一実施例に係るカリキュラム作成部２１０は、ユーザ端末装置３００からユーザの基本的なプロファイルに関する情報（例えば、ユーザの学年、学習科目、学習単元などに関する情報）を受領し、後述するような知識分析によって把握できるユーザの知識ユニット別達成度に関する情報を収集することができる。
また、カリキュラム作成部２１０は、ユーザのためのカリキュラムを作成することができる。これらのカリキュラムは、少なくとも１つの知識ユニットの理解が要求される問題（これらの問題は、当該知識ユニットの識別情報がメタデータの形で与えられることができる）の集合や、特定の知識チェーンの理解が要求される問題（例えば、特定の種類の問題）（これらの問題は、当該知識チェーンの識別情報がメタデータの形で与えられることができる）の集合であることができる。好ましくは、カリキュラム作成部２１０は、ユーザの達成度が高くない知識ユニットに基づいて構成されている問題を、必要に応じてユーザの学年、学習科目や学習単元に関する情報と知識ユニットの学年情報、学習科目情報や学習単元情報を共に考慮して選択するか（このため、知識ユニットには学年情報、学習科目情報や学習単元情報のうち少なくとも１つがタグ付けなどの方法で予め関連付けられていることもできる）、問題自体の難易度を考慮して選択するか（この場合、問題自体の難易度は、従来技術によって当該問題に関して他のユーザが獲得した点数の平均値等に基づいて予め決定されていることができる）、問題を構成する知識ユニットの数を考慮して選択することにより、カリキュラムを作成することができる。
また、カリキュラム作成部２１０は、ユーザのために作成されたカリキュラムを履歴的に管理することができる。
次に、本発明の一実施例に係る知識提供部２２０は、ユーザに特定のカリキュラムに沿った問題を提供し、必要に応じてユーザに問題解説ステップごとの質問、解答、説明、ヒントなどを提供したり、問題自体の正解を提供したりすることができる。特に、知識提供部２２０は、ユーザが問題に対して提供するフィードバックとしての問題解説ステップごとの答えについて、それに関連する知識ユニットに関するコンテンツを提供することができる。これに関連して、以下、図４を参照してさらに説明する。図４は、本発明の一実施例に係るグラフィックユーザインターフェースを示す図である。
図４に例示するように、知識提供部２２０は、ユーザに問題ａを提供し、ユーザが問題ａの問題解説ステップごとに提供される質問（すなわち、小問）を解かせることができる。
まず、知識提供部２２０は、ユーザに２と３の最小公倍数を求める第１小問を提供することができる。ユーザが第１小問を解いてその答えを６と入力すると、知識提供部２２０はこれが第１小問の正解であることを確認できる。この場合、知識提供部２２０は、ユーザが「最小公倍数を求める」という知識ユニットについての誤りを犯していないことを左の知識ユニット表示インターフェースＢを介して表示することができる。
次に、知識提供部２２０は、ユーザに問題ａの等式をより解きやすい式に変換するようにする第２小問を提供することができる。ユーザが第２小問を解いて、その答えを３x+４=２と入力すると、知識提供部２２０はこれが第２小問の誤答であることを確認できる。この場合、知識提供部２２０は、ユーザが「等式の両辺に同じ数を掛ける」という知識ユニットに関する誤りを犯したことを知識ユニット表示インターフェースＢを介して表示することができる。
次に、知識提供部２２０は、ユーザに第２小問の正解の等式の左辺に未知数が含まれている項だけを残すようにする第３小問を提供することができる。ユーザが第３小問を解いて、その答えを３x=８と入力すると、知識提供部２２０は、これが第３小問の正解であることを確認できる。この場合、知識提供部２２０は、ユーザが「等式の両辺から同じ数を引く」という知識ユニットについて誤りを犯していないことを知識ユニット表示インターフェースＢを介して表示することができる。
最後に、知識提供部２２０は、ユーザに第３小問の正解の等式を最終的に計算させる第４小問（図示せず）を提供することができる。ユーザが第４小問を解いて、その答えを８/３と入力すると、知識提供部２２０は、これが第４小問および問題ａの正解であることを確認できる。この場合、知識提供部２２０は、ユーザが「等式の両辺に同じ数を掛ける」という知識ユニットについて、今回は誤りを犯していないことを示す表示（図示せず）を知識ユニット表示インターフェースＢを介して提供することができる。
一方、ユーザ端末装置３００がスマートフォンなどであれば、ユーザは自分の答えを入力する場合などに示すようなモバイルキー（Ｋｅｙ）インターフェースｃを使用することができます（もちろん、これらのモバイルキーインターフェースＣは、任意の公知の数式認識（入力）インターフェースに置き換えることもできる）。
次に、本発明の一実施例に係るユーザ知識分析部２３０は、ユーザが問題や小問に対する答えを入力する場合に、ユーザの答えの正誤に関する分析を行い、当該問題や当該小問の各知識ユニットに対するユーザの達成度を決定することができる。
ユーザが問題に対してのみ答えを入力する場合を例として挙げてみる。ユーザが第１問題に対して正解を入力した場合、ユーザ知識分析部２３０は、第１問題を構成する知識ユニットＫ１、Ｋ２およびＫ４のそれぞれと前記ユーザについて１回試みて１回成功という意味の点数（例えば、１/１）を付与することができる。次に、同じユーザが知識ユニットＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４およびＫ５によって順次構成される第２問題に対して誤答を入力した場合、前記誤答がユーザの知識ユニットＫ４に対する理解不足に起因すると判断されたら、ユーザ知識分析部２３０は、知識ユニットＫ１とＫ２のそれぞれと前記ユーザについて２回試みに２回成功という意味の点数（例えば、２/２）を付与し、知識ユニットＫ３と前記ユーザについて一回試みに一回成功という意味の点数（例えば、１/１）を付与して、知識ユニットＫ４と前記ユーザについて２回試みに１回成功という意味の点数（例えば、１/２）を付与することができる。この場合、知識ユニットＫ５については、点数が付与されることできるが、そうでない場合もある。
一方、ユーザが小問に対して答えを入力する場合に、その小問に該当する知識ユニットと前記ユーザに対して所定の点数が付与されることは、例示する必要もなく、自明である。
ユーザ知識分析部２３０は、ユーザが同一または類似の種類の多数の問題を解説することにより、ユーザの当該知識ユニットの達成度をより正確に分析できるようになる。従って、カリキュラム作成部２１０は、前述したように、効果的なカリキュラムを作成することができるようになる。
一方、ユーザ知識分析部２３０は、ユーザが問題や小問に対して入力した答えの正誤のみに基づかず、ユーザが問題や小問を解くのにかかった時間（例えば、問題がユーザに最初に表示された時点から、正解がユーザによって入力された時点までの時間）および/またはユーザが問題や小問を解くのに利用したヒントの数に応じて、ユーザの当該知識ユニットの達成度を異なるように決定することができる。例えば、ユーザの知識分析部２３０は、問題や小問を解くのに使った時間が長ければ長いほど、ユーザが問題や小問を解くのに使用したヒントが多いほど、ユーザの当該知識ユニットの達成度を相対的に低く決定することができる。
また一方で、ユーザ知識分析部２３０は、特定の知識ユニットの達成度が時間の経過に伴って減衰すると考え、それを更新することができる。例えば、ユーザがある知識ユニットに関する５つの問題を解いて、すべて当てた場合、前記知識ユニットの達成度が一応５/５になれるが、この達成値は、ユーザ知識分析部２３０によって、１年後の時点では５/５×（１-０.１×１）に減衰されて調整されることができる。ユーザ知識分析部２３０によって使用されるこのような公式は、例えば、達成度×（１−減衰係数×前期達成度の決定時点からの経過時間（単位：年）に一般化することもできる。一方、上記のような公式で使用される減衰係数は、公知の記憶力減衰曲線に基づいて決定されることもある。
次に、本発明の一実施例に係るデータベース２４０には、非常に多くの数の知識ユニット（好ましくは、非常に多くの数の構造化された知識ユニット）、カリキュラム作成の対象となることができる非常に多くの数の問題、上記のような問題に関する小問、各問題や各小問の正解、解説ステップごとの説明やヒント、各ユーザの知識ユニット別達成度の情報などが格納されることができる。
仮に、図３において、データベース２４０が教育サービス提供システム２００に含まれて構成されるものとして示しているが、本発明を実現する当業者の必要に応じて、データベース２４０は、教育サービス提供システム２００と別個に構成されることもできる。一方、本発明のデータベース２４０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む概念であって、狭義のデータベースだけでなく、ファイルシステムに基づいたデータ記録などを含む広義のデータベースであることもあり、単純なログの集合でもこれを検出してデータを抽出することができれば、本発明のデータベース２４０になることができる。
次に、本発明の一実施例に係る通信部２５０は、カリキュラム作成部２１０、知識提供部２２０、ユーザ知識分析部２３０、およびデータベース２４０からの/へのデータ送受信を可能にする機能を実行することができる。
最後に、本発明の一実施例に係る制御部２６０は、カリキュラム作成部２１０、知識提供部２２０、ユーザ知識分析部２３０、データベース２４０、および通信部２５０との間のデータフローを制御する機能を実行することができる。すなわち、本発明に係る制御部２６０は、教育サービス提供システム２００の外部からの/へのデータフローや教育サービス提供システム２００の各構成要素間のデータフローを制御することにより、カリキュラム作成部２１０、知識提供部２２０、ユーザ知識分析部２３０、データベース２４０、および通信部２５０でそれぞれ固有の機能を実行するように制御することができる。
カリキュラムの最適化
図５ａと図５ｂは、本発明の一実施例に係る特定のユーザのためにカリキュラムを最適化（作成）する過程を説明するための図である。図５ｃは、カリキュラムの最適化のために把握した特定のユーザの例示的な知識ユニット別達成度マトリックスを示す図である。以下では、図５ａないし図５ｃを参照して、本発明の一実施例に係るカリキュラムの最適化について説明する。一方、図５ａないし図５ｃにおいて、青い図形は、ユーザの達成度が高い知識ユニットを意味し、黄色の図形は、ユーザの達成度が中間レベルの知識ユニットを意味し、赤の図形は、ユーザの達成度が低い知識ユニットを意味する。
一方、以下の説明では、カリキュラムの最適化の対象となる学習科目の例を数学にする。
カリキュラムの最適化は、最終的には、ユーザが自分の達成度が低レベルまたは中間レベルの知識ユニットについて、集中的かつ段階的な学習ができるように、好ましくは、ユーザの学年や学習単元の情報を参照して、適切な学習対象の問題の集合を作成することをいう。
図５ａを参照して説明する。ユーザは、問題解析、公式化、計算、正解確認の四つの問題解説ステップのいずれかの段階に属するユニットａ１（すなわち、知識ユニットａ１）ないしユニットＥ１に基づいて構成される第１問題を解いて見ることができる（参考に、上記のような問題解説ステップの詳細については、本発明の韓国特許出願第２００９-３６１５３号を参照することができる）。ユーザがユニットＤ１に対する理解不足により、第１問題の正解を当てるのに失敗した場合、ユーザがユニットａ１ないしユニットｃ１についてはよく理解しているが、ユニットＤ１については理解していないという知識ユニット別達成度に関する情報がユーザ知識分析部２３０によって、データベース２４０にリアルタイムに反映されることができる。続いて、ユーザは、ユニットＤ１を除いた残りのユニット（すなわち、ユニットａ１ないしユニットｃ１とユニットＥ１）に基づいて構成される第２問題を解いて見ることができる。ユーザが第２問題の正解を当てた場合、ユーザがユニットａ１ないしユニットｃ１とユニットＥ１についてよく理解しているという知識ユニット別達成度に関する情報が反映されることができる。一方、ユーザは、第１問題の正解を当てた後、より多くの知識ユニットに基づいて構成される第３問題を解いて見ることができ、その結果に基づいて、ユーザがユニットＤ１については中間レベルの達成度を、ユニットｂ２については低レベルの達成度を表すという情報が反映されることができる。このような過程を数回経れば、ユーザが低レベルまたは中間レベルの達成度を表す知識ユニットやそれと関連している学習単元について、カリキュラム作成部２１０が、図５ｂに示すような最適化されたカリキュラムを作成し、これをユーザに提供することができる。
一方、例えば、現在中２であり、中３過程に関する先行学習を進めようとするユーザの知識ユニット別達成度を評価するために、いくつかの問題を解かせることによって、図５ｃに示すような知識ユニット別達成度マトリックスを作成することもできる。これらの知識ユニット別達成度マトリックスについて見てみると、前記ユーザが中３過程の先行学習を行うためには、その基礎と見られる（すなわち、その知識ユニットと関連している）知識ユニットＫ６、Ｋ８などの達成度が低いという点を解決しなければならず、同様に知識ユニットＫ７などの達成度が中間レベルである点も解決しなければならないことがわかる。
このように、知識ユニット別達成度マトリックスは、特定のユーザについて、カリキュラム作成部２１０が、互いに密接に関連している複数の知識ユニットの達成度がともに低レベルまたは中間レベルの場合を見つけ出したり、既に学習済みの学年や単元の知識ユニットのうち達成度が低レベルまたは中間レベルであるものが先行学習に必要な知識ユニットと関連している場合を見つけ出したりするのに大きく役立つことができる。従って、カリキュラム作成部２１０は、これらの知識ユニット別達成度マトリックスを参照して最適化されたカリキュラムを作成することができる。
図７は、本発明に係るユーザ達成度マトリックスの他の例を示す。図７に示すように、ユーザの知識ユニット別達成度は、立体的な達成度マトリックスで表現されることもできる。これらの達成度マトリックスは、ユーザが高い達成度を見せる知識ユニットを青い色の大きな円で、そうでない知識ユニットを別の色の小さな円で表現することができ、それぞれの知識ユニット間の関連付けも、それが一緒に属する知識チェーンの数などによって決定し、線の接続として表現することができる。
知識チェーンの例
本発明の一実施例によると、データベース２４０には、非常に多くの知識チェーン（問題テンプレートと呼ぶこともある）が格納されていることができる。これらの知識のチェーンは、前述したように少なくとも１つの知識ユニット 、問題（例）、問題解説ステップごとの説明などと関連して保存されていることができる。図６ａないし図６ｌは、数学や自然科学の科目の例示的な知識チェーンとそれに対応する知識ユニット 、問題、問題解説ステップごとの説明などをテキストにまとめて示す図である。図６ａないし図６ｌの他にも、データベース２４０を構築する当業者の努力に応じて、無数の知識チェーンとそれに対応する知識ユニットが格納されることは自明である。
以上説明した本発明に係る実施例は、種々のコンピュータ構成要素を介して実行できるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することができる。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むことができる。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明のために特別に設計されて構成されたもの、またはコンピュータソフトウェア分野の当業者に公知であって使用可能なものであることができる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクおよび磁気テープなどの磁気媒体と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの光記録媒体と、フロプティカルディスク（Ｆｌｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）などの光磁気記録媒体（Ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのプログラム命令を格納して実行するように特別に構成されたハードウェア装置とが含まれる。プログラム命令の例には、コンパイラによって生成される機械語コード だけでなく、インタプリタを使ってコンピュータにより実行できる高級言語も含まれる。ハードウェア装置は、本発明に係る処理を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールに変更されることができ、その逆も同様である。
以上、本発明は具体的な構成要素などのような特定事項と限定実施例および図面によって説明されたが、これは本発明の全般的な理解のために提供されたものであって、本発明が上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正を加えることができる。
従って、本発明の思想は、上記説明した実施例に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等にまたは等価的に変形されたすべてのものは、本発明の思想の範囲に属するものである。
２１０ カリキュラム作成部２２０ 知識提供部２３０ ユーザ知識分析部２４０ データベース２５０ 通信部２６０ 制御部

Claims (8)

  1. 知識ユニットに基づいて教育サービスを提供する方法を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記方法は、
    少なくとも１つの知識ユニットのユーザの達成度に基づいてカリキュラムを作成するステップであって、前記少なくとも１つの知識ユニットは、解釈的知識ユニット、公式的知識ユニット、および計算的知識ユニットのうちの少なくとも１つを含み、前記カリキュラムは、前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成される少なくとも１つの問題を含む、前記カリキュラムを作成するステップと、
    前記少なくとも１つの問題を前記ユーザに提供するステップと、
    前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成された他の問題についてユーザが提供したフィードバックに基づいて、前記少なくとも１つの知識ユニットのユーザの達成度を決定するステップと、を含み、
    前記少なくとも１つの問題は、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットとからなる知識チェーンによって構成されたものであり、前記知識チェーンは、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットの識別情報を含み、
    前記少なくとも１つの問題は、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットの識別情報がメタデータの形で与えられ、
    前記少なくとも１つの知識ユニットは、さらなる他の知識ユニットとともに構造化されて前記少なくとも１つの知識ユニットと前記さらなる他の知識ユニットとの間の関連付けを示すマトリックスを形成し、前記関連付けは、前記少なくとも１つの知識ユニットと前記さらなる他の知識ユニットとが他の知識チェーンを構成する場合に捕捉される、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  2. 前記フィードバックは、前記他の問題に対する答えである、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  3. 前記フィードバックは、前記他の問題に対する問題解説ステップごとの答えの一つである、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  4. 前記少なくとも１つの知識ユニットの前記ユーザの前記達成度は、前記フィードバックのために前記ユーザが使用した時間や前記フィードバックのために前記ユーザが使用したヒントの数にさらに基づいて決定されたものである、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  5. 前記カリキュラムは、多数の問題を含み、前記多数の問題のそれぞれは、前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて設定されたものである、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  6. 前記方法は、
    前記カリキュラムを、前記少なくとも１つの知識ユニットの学年情報、学習科目情報や学習単元情報にさらに基づいて生成すること、
    前記カリキュラムを、前記少なくとも１つの問題の各々の難易度および前記少なくとも１つの問題の各々を構成する知識ユニットの数にさらに基づいて生成すること、をさらに備える、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  7. 前記方法は、
    前記少なくとも１つの知識ユニットを示すコンテンツを前記ユーザに提供するステップをさらに備える、請求項１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  8. 知識ユニットに基づいて教育サービスを提供するためのシステムであって、
    少なくとも１つの知識ユニットのユーザの達成度に基づいてカリキュラムを作成するカリキュラム作成部であって、前記少なくとも１つの知識ユニットは、解釈的知識ユニット、公式的知識ユニット、および計算的知識ユニットのうちの少なくとも１つを含み、前記カリキュラムは、前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成される少なくとも１つの問題を含む、前記カリキュラム作成部と、
    前記少なくとも１つの問題を前記ユーザに提供する知識提供部と、
    前記少なくとも１つの知識ユニットに基づいて構成された他の問題についてユーザが提供したフィードバックに基づいて、前記少なくとも１つの知識ユニットのユーザの達成度を決定するユーザ知識分析部と、を含み、
    前記少なくとも１つの問題は、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットとからなる知識チェーンによって構成されたものであり、前記知識チェーンは、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットの識別情報を含み、
    前記少なくとも１つの問題は、前記少なくとも１つの知識ユニットと他の知識ユニットの識別情報がメタデータの形で与えられ、
    前記少なくとも１つの知識ユニットは、さらなる他の知識ユニットとともに構造化されて前記少なくとも１つの知識ユニットと前記さらなる他の知識ユニットとの間の関連付けを示すマトリックスを形成し、前記関連付けは、前記少なくとも１つの知識ユニットと前記さらなる他の知識ユニットとが他の知識チェーンを構成する場合に捕捉される、システム。
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