KR101113908B1 - 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌과학에 기반하여 학습자의 인지능력을 진단함으로써 학습자의 인지능력 수준에 적합한 외국어 학습이 가능하게 하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템은 외국어 학습자의 클라이언트와 접속되어, 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하는 인지능력 진단 시스템에 있어서, 상기 외국어 학습자의 정보가 저장 가능하도록 구성된 학습자 관리 데이터베이스; 상기 클라이언트로부터 상기 외국어 학습자의 정보를 입력받아 상기 학습자 관리 데이터베이스로 전송하고, 상기 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 상기 외국어 학습자의 정보를 통해 상기 클라이언트의 로그인을 제어하도록 구성된 학습자 관리 모듈; 인지능력 진단 검사 자료가 저장된 인지능력 진단 데이터베이스; 및 상기 인지능력 진단 검사 자료를 이용하여 상기 클라이언트를 통한 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하고, 상기 인지능력 진단 검사의 결과값을 이용하여 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하며, 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 정보를 상기 인지능력 진단 데이터베이스에 저장하는 인지능력 진단 모듈을 포함한다.

Description

외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템 및 방법{DIAGNOSIS SYSTEM AND METHOD OF COGNITIVE FUNCTION FOR FOREIGN LANGUAGE LEARNERS}
본 발명은 뇌과학에 기반한 학습자의 인지능력 진단에 관한 것으로, 특히 학습자의 인지능력 수준에 적합한 외국어 학습이 가능하도록 학습자의 인지능력을 진단할 수 있는 인지능력 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 정보 통신 기술의 발달에 의해 각 국가 간의 정보 교류가 활발해지고 있으며, 현대인들은 신속하고 정확한 정보의 획득을 위해 외국어 습득의 필요성을 절감하고 있다. 이에 따라, 현대를 살아가면서 필수적인 제2 언어라 할 수 있는 영어는 물론이고, 다양한 외국어를 배우고자 하는 열풍이 전세계적으로 불고 있다.
이러한 추세에 발맞추어 다양한 교재, 웹사이트, 프로그램 등이 개발되어 외국어 학습에 적용되고 있다.
하지만, 종래의 외국어 학습 방법들은 주로 일본과 미국 등 외국의 영어/외국어 교육 방법에 대한 이론을 그대로 도입하여 적용한 것이 대부분으로서, 한국어 에 적합한 외국어 학습 체계라 할 수 없다.
또한, 국내의 외국어 교육은 모국어인 한국어와 같이 실제 생활에서 활용도를 높일 수 있는 교육이 아니라 토익이나 토플 등과 같은 객관적 평가 도구에 대한 점수 향상에 치중되어 있는 것이 사실이다.
물론, 외국어 학습의 효율성을 향상시키기 위해 회화 위주의 학습, 반복 듣기 위주의 학습 등 새로운 학습 방법이 모색되고 있기는 하나, 외국어를 모국어와 같은 방식으로 사용할 수 있도록 뇌과학에 기반한 외국어 학습 방법은 제시된 바가 없다.
뿐만 아니라, 외국어 학습에 있어서의 관건은 학습자 수준에 맞는 맞춤형 학습을 진행하는 것이라 할 수 있는데, 종래에는 학습자의 수준이 암기하고 있는 단어의 개수 등과 같이 단순히 학습자가 학습 시작 단계에서 가지고 있는 지식의 정도를 통해서만 판단되며, 평가자와 학습자의 개별적 상담을 통해 학습자의 언어 습득 수준을 평가한다 하더라도 이는 평가자의 극히 주관적인 판단에 의한 평가에 불과할 수밖에 없는 현실이다.
또한, 단순하게 학습자의 현재 지식 수준만으로 학습 수준을 판단하는 것은 학습자의 학습 능력에 대한 평가를 진행하는 것이 아니기 때문에, 종래의 평가 방법만으로는 학습자의 잠재적 학습 능력을 파악하기 어렵고, 이에 따라 학습의 진도나 진행 수준 등이 학습자 맞춤형으로 진행될 수 없다. 이로 인해, 학습자의 언어 학습에 대한 흥미가 저하될 수 밖에 없는 것이 당연하다.
최근에는 인지 신경 과학 및 뇌지도화 영상 기법의 발달로 인해 뇌에서 일 어나는 언어 처리의 과정들이 점차 세부적으로 규명되고 있으며, 모국어와 외국어의 처리 과정이 각각 다른 양상을 가지고 있음이 밝혀졌다.
즉, 외국어 학습에 대한 학습자의 인지능력을 뇌과학에 기반하여 진단한다면, 보다 객관적이면서도 정확한 진단이 가능할 것이며, 외국어를 모국어와 동일한 양상으로 처리할 수 있도록 하는 방향으로 외국어 학습의 기본 틀을 설정할 수 있게 될 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 뇌과학에 기반하여 학습자의 인지능력을 진단함으로써 학습자의 인지능력 수준에 적합한 외국어 학습이 가능하게 하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템은 외국어 학습자의 클라이언트와 접속되어, 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하는 인지능력 진단 시스템에 있어서, 상기 외국어 학습자의 정보가 저장 가능하도록 구성된 학습자 관리 데이터베이스; 상기 클라이언트로부터 상기 외국어 학습자의 정보를 입력받아 상기 학습자 관리 데이터베이스로 전송하고, 상기 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 상기 외국어 학습자의 정보를 통해 상기 클라이언트의 로그인을 제어하도록 구성된 학습자 관리 모듈; 인지능력 진단 검사 자료가 저장된 인지능력 진단 데이터베이스; 및 상기 인지능력 진단 검사 자료를 이용하여 상기 클라이언트를 통한 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하고, 상기 인지능력 진단 검사의 결과값을 이용하여 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하며, 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 정보를 상기 인지능력 진단 데이터베이스에 저장하는 인지능력 진단 모듈을 포함한다.
상기 인지능력 진단 모듈은 상기 외국어 학습자의 어휘에 대한 작업 기억에 대한 뇌 능력을 측정하는 어휘작업 기억능력 검사 모듈; 제시되는 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 어휘 결정능력 검사 모듈; 타겟 어휘의 제시 이전에 상기 타겟 어휘와 의미가 연관되는 프라이밍 어휘 또는 연관되지 않은 프라이밍 어휘를 제시한 이후, 상기 타겟 어휘를 제시하여, 상기 타겟 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 의미정보 인출능력 검사 모듈; 및 학습에 대한 상기 외국어 학습자의 반응 레벨을 측정하는 학습반응 측정 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 어휘작업 기억능력 검사 모듈은 순차적인 레벨에 따라 상기 외국어 학습자에게 특정 문장을 소정 시간 동안 제시한 다음, 상기 문장에 대한 문제를 제시하고, 상기 외국어 학습자의 답변에 대한 정답 여부를 측정하여, 어휘작업 기억능력에 대한 상기 외국어 학습자의 레벨을 진단한다.
상기 어휘 결정능력 검사 모듈은 특정 어휘의 철자를 제시하고, 철자가 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈; 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 타이핑 반응을 측정하는 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈; 및 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 듣기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 어휘 결정능력 검사 모듈 및 상기 의미정보 인출능력 검사 모듈은 사전에 설정된 레벨별 인지능력 평가군과 상기 외국어 학습자의 검사 결과값을 비교하 여, 어휘 결정능력 및 의미정보 인출능력에 대한 상기 외국어 학습자의 레벨을 진단한다.
본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습자용 인지능력 진단 방법은 외국어 학습자의 클라이언트와 접속되는 인지능력 진단 시스템을 통해, 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하는 인지능력 진단 방법에 있어서, 상기 외국어 학습자가 상기 시스템 내의 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 학습자인지 판단하는 단계; 상기 외국어 학습자가 상기 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 학습자인 경우, 상기 시스템 내의 인지능력 진단 데이터베이스에 저장된 인지능력 진단 검사 자료를 이용하여, 상기 클라이언트를 통한 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하는 단계; 및 상기 인지능력 진단 검사의 결과값을 이용하여 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하는 단계를 포함한다.
상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하는 단계는 상기 외국어 학습자의 어휘에 대한 작업 기억에 대한 뇌 능력을 측정하는 어휘작업 기억능력 검사 단계; 제시되는 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 어휘 결정능력 검사 단계; 타겟 어휘의 제시 이전에 상기 타겟 어휘와 의미가 연관되는 프라이밍 어휘 또는 연관되지 않은 프라이밍 어휘를 제시한 이후, 상기 타겟 어휘를 제시하여, 상기 타겟 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 의미정보 인출능력 검사 단계; 및 학습에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 학습반응 측정 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함한다.
상기 어휘 결정능력 검사 단계는 특정 어휘의 철자를 제시하고, 철자가 제시 된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사 단계; 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 타이핑 반응을 측정하는 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사 단계; 및 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 듣기 기반 어휘 결정능력 검사 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 뇌과학에 기반한 인지능력 진단 검사를 통해 학습자의 읽기, 쓰기, 듣기 능력 뿐만 아니라, 학습에 대한 전반적인 인지능력을 진단할 수 있어, 학습자의 인지능력 수준에 적합한 외국어 학습이 가능하도록 하는 효과가 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사 전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 인지능력 진단 시스템(200)은 클라이언트(100)와 인터넷을 통해 접속되어 클라이언트(100)를 통한 학습자의 인지능력 진단을 수행하는 시스템이다.
여기서, 클라이언트(100)로는 퍼스널 컴퓨터(Personal computer), 노트북 컴퓨터(Notebook computer) 등의 컴퓨터를 비롯하여, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대폰 등 표시 화면을 가짐과 아울러 인터넷에 접속 가능한 단말기가 이용될 수 있다. 학습자는 이러한 클라이언트(100)를 통해 외국어 학습을 수행하게 된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 인지능력 진단 시스템(200)은 학습자 관리 모듈(210), 학습자 관리 데이터베이스(DB)(220), 인지능력 진단 모듈(230), 및 인지능력 진단 DB(240)를 포함한다.
학습자 관리 모듈(210)은 클라이언트(100)로부터 입력된 학습자 정보를 학습자 관리 DB(220)에 제공하고, 학습자 관리 DB(220)로부터 확인된 정보를 통해 클라이언트(100)의 로그인을 제어한다. 또한, 학습자 관리 모듈(210)은 클라이언트(100)로부터 가입 정보를 입력받아 학습자 관리 DB(220)로 전송하여, 학습자 관리 DB(220)에 저장될 수 있도록 한다.
이때, 학습자 관리 DB(220)에는 학습자들의 아이디(ID)와 패스워드(Password)를 비롯한 각종 가입 정보가 저장된다.
인지능력 진단 모듈(230)은 클라이언트(100)로부터 입력된 인지능력 진단 정보를 인지능력 진단 DB(240)에 제공하고, 인지능력 진단 DB(240)에 저장된 정보를 이용하여 클라이언트(100)를 통한 학습자의 인지능력 진단 검사를 제어할 뿐만 아니라, 학습자의 인지능력을 진단하는 역할을 한다.
인지능력 진단 DB(240)에는 인지능력 진단 검사를 위한 자료, 예컨대 인지능력 진단 검사 문제은행 등과 클라이언트(100)를 통해 입력되는 학습자별 인지능력 진단 정보들이 저장된다.
구체적으로, 인지능력 진단 모듈(230)은 어휘작업 기억능력 검사(Verbal Span Test) 모듈(231), 어휘 결정능력(Lexical Decision Task, LDT) 검사 모듈(232), 의미정보 인출능력 검사(Priming Test) 모듈(233), 및 학습반응 측정 모듈(234) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 인지능력 진단이란, 외국어 학습과 관련된 각각의 검사를 실시하고, 각각의 검사에 대한 학습자의 검사 결과를 일정 기준에 따라 구분함으로써, 학습자의 수준(Level)을 도출하는 것을 의미한다.
먼저, 어휘작업 기억능력 검사 모듈(231)은 학습자의 어휘에 대한 뇌의 작업 기억능력을 측정하는 검사로서, 이를 통한 검사 결과는 학습자가 일정 시간 동안 학습할 수 있는 학습량을 설정하기 위한 자료로 사용될 수 있다.
예컨대, 특정 문장을 제시하고, 해당 문장에 기반한 질문에 대한 학습자의 해결 능력을 측정하게 되며, 답변의 오답률, 답변 속도, 최초에 제시하는 문장의 개수 등을 통해 학습자의 어휘작업 기억능력을 판단하게 된다.
LDT 검사 모듈(232)은 다양한 방법을 통해 제시되는 어휘에 대한 학습자의 반응 속도를 측정하여, 어휘 결정능력을 측정하는 검사로서, 읽기, 쓰기, 듣기 형태로 어휘를 제시하게 되며, 이를 통한 검사 결과는 학습자의 읽기, 쓰기, 듣기 관련 학습 비중을 조절하기 위한 자료로 사용될 수 있다.
세부적으로, LDT 검사 모듈(232)은 읽기 기반 LDT 검사 모듈(232a), 쓰기 기반 LDT 검사 모듈(232b), 및 듣기 기반 LDT 검사 모듈(232c) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 읽기 기반 LDT 검사 모듈(232a)은 특정 어휘의 철자를 제시하고, 학습자로 하여금 제시된 어휘가 올바른 단어인지 혹은 비단어인지에 대해 선택하도록 한다. 한편, 쓰기 기반 LDT 검사 모듈(232b)은 특정 어휘의 발음을 들려주고, 해당 어휘를 학습자가 타이핑하도록 하며, 듣기 기반 LDT 검사 모듈(232c)은 특정 어휘의 발음을 들려주고, 그 어휘가 단어인지 비단어인지 선택하도록 한다. 이러한 검사를 통해, 학습자의 답변 각각에 대한 정오율, 반응 시간 등을 측정하게 된다.
의미정보 인출능력 검사 모듈(233)은 특정 어휘를 제시하기 이전에, 제시하는 어휘와 의미적으로 연관 또는 연관되지 않은 프라이밍(Priming) 단어를 제시하여, 제시 조건에 따른 학습자의 반응을 측정하여 비교한다.
즉, 의미적으로 연관된 단어를 제시했을 때와, 전혀 연관되지 않은 단어를 제시했을 때, 학습자의 반응 시간을 측정함으로써, 학습자의 언어 산출 능력을 평가하게 된다.
학습반응 측정 모듈(234)은 실제 학습 상황과 유사한 상황을 제시하여, 학습에 대한 반응, 즉 실질적인 학습 효과의 정도를 측정한다.
예컨대, 학습자가 미리 알고 있는 어휘를 제시하고, 그러한 어휘에 대한 학습자의 답변 반응 속도 및 문제 해결 능력을 측정하게 된다.
이러한 인지능력 진단 모듈(230)에서 제시되는 어휘는 인지능력 진단 DB(240)에 저장되어 있는 정보를 기반으로 제시되며, 각 검사 모듈을 통한 인지능력 진단의 구체적인 실시 예는 후술하는 인지능력 진단 방법과 함께 설명하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습을 위한 인지능력 진단 시스템(200)을 통한 인지능력 진단 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 3a 내지 도 8i는 인지능력 진단 방법을 설명하기 위한 참조 도면이다. 도 1 내지 도 8i를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 인지능력 진단 방법에 대해 설명하도록 한 다.
먼저, 외국어 학습자, 즉 외국어 학습에 앞서 인지능력을 진단받고자 하는 학습자가 인터넷에 연결된 클라이언트(100)를 통해 인지능력 진단 시스템(200)에 접속하면, 클라이언트(100)의 표시 화면에는 로그인 화면이 표시된다.
학습자가 이미 인지능력 진단 시스템(200)에 가입되어 있는 경우에는(S1-Y), 로그인 창에 아이디(ID)와 패스워드(PW)를 입력하고(S2), 가입하지 않은 경우(S1-N), 가입 절차를 진행하게 된다(S3).
학습자 관리 모듈(210)은 학습자가 클라이언트(100)를 통해 입력한 아이디 및 패스워드 정보가 학습자 관리 DB(220)에 저장된 학습자 정보와 일치하는지의 여부를 판단한다(S4).
이때, 학습자가 입력한 정보와 학습자 관리 DB(220)에 저장된 정보가 일치하지 않는 경우(S4-N)에는 다시 아이디 및 패스워드 입력 단계(S2)로 돌아가 아이디와 패스워드를 입력받고, 저장된 정보가 일치하는 경우(S4-Y)에는 클라이언트(100)의 표시 화면에 인지능력 진단 화면을 표시한 후, 인지능력 진단 검사를 실행한다(S5).
인지능력 진단은 상술한 바와 같은 인지능력 진단 모듈(230)을 이용한 어휘작업 기억능력(Verbal Span) 검사(S5-1), 읽기 기반 LDT(Reading LDT) 검사(S5-2), 쓰기 기반 LDT(Writing LDT) 검사(S5-3), 듣기 기반 LDT(Listening LDT) 검사(S5-4), 의미정보 인출능력(Priming) 검사(S5-5), 및 학습반응 측정 검사(S5-6) 중 적 어도 어느 하나의 검사를 통해 이루어진다.
즉, 클라이언트(100)의 표시 화면에는 인지능력 진단 시스템(200)의 설정에 따라 상기 6개의 검사 중 적어도 어느 하나의 검사가 표시될 수 있으며, 학습자는 표시된 검사를 무작위 선택 또는 순차 선택하여 자신의 인지능력 진단 검사를 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 어휘작업 기억능력 검사(S5-1)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같은 순서로 전개될 수 있다.
먼저, 검사를 위한 특정 문장이 도 3a와 같이 학습자에게 제시되면, 학습자는 제시된 문장을 이해한 후 다음 화면으로 넘어가게 되고, 다음 화면에서는 도 3b와 같이 제시되었던 문장에 대한 질문이 제시된다. 이때, 학습자는 해당 질문이 제시되었던 문장에 대하여 맞는지 틀린지를 선택하게 되고, 이후에 표시되는 도 3c의 화면에서, 학습자가 최초에 제시된 문장의 마지막 단어를 직접 입력함으로써 어휘작업 기억능력 검사가 진행된다.
여기서, 학습자의 답변 수준에 따라 높은 단계의 어휘작업 기억능력 검사가 이루어질 수 있는데, 검사 단계는 제시하는 문장의 갯수를 다르게 하여 설정할 수 있다. 예컨대, 1단계에서는 1개의 문장만을 제시하고, 학습자가 제시된 1개의 문장에 대한 질문에 답하도록 하며, 2단계에서는 연속적으로 2개의 문장을 제시하고, 학습자가 2개의 문장에 대한 질문에 답하도록 할 수 있다.
이러한 단계별 어휘작업 기억능력 검사를 통해 어휘작업 기억능력 검사 모듈(231)에서는 학습자의 어휘작업 기억능력을 검사하고, 검사 결과를 통해 학습자 의 어휘작업 기억능력 수준을 진단하게 된다.
읽기 기반 LDT 검사(S5-2)는 읽기 기반 LDT 검사 모듈(232a)을 통해 클라이언트(100)의 표시 화면에 짧은 시간 동안 표시되는 특정 어휘를 읽고, 제시된 어휘가 올바른 단어인지 혹은 비단어인지 대해 학습자가 선택하도록 하여 진행된다.
일 실시 예에서, 도 4a에 도시된 바와 같이 "late"라는 어휘가 1초간 제시되면, 학습자는 짧은 시간 동안 보여지는 어휘를 보고 이 어휘가 단어가 맞는지, 아니면 비단어인지를 도 4b와 같은 화면에서 선택하게 된다. 여기서, 도 4a의 "late"와 같은 올바른 단어 뿐만 아니라, 도 4c의 "uqom"과 같이 비단어도 제시될 수 있으며, 이러한 검사를 통해 학습자의 읽기에 대한 반응 속도를 진단할 수 있게 된다.
쓰기 기반 LDT 검사(S5-3)는 쓰기 기반 LDT 검사 모듈(232b)을 통해 클라이언트(100)의 스피커로 출력되는 어휘의 발음을 듣고(도 5a), 학습자가 제시된 어휘를 타이핑하는 방식으로 진행된다(도 5b).
듣기 기반 LDT 검사(S5-4)는 듣기 기반 LDT 검사 모듈(232c)을 통해 클라이언트(100)의 스피커로 출력되는 어휘의 발음을 듣고(도 6a), 제시된 어휘가 올바른 단어인지 혹은 비단어인지에 대해 학습자가 선택하도록 하는 방식으로 진행된다(도 6b).
이러한 LDT 검사에서 제시되는 어휘는 일정하게 고정된 순서에 따라 제시되는 것이 아니라, 각 LDT 검사 모듈(232a, 232b, 232c)에 의해 임의의 순서로 제시될 수 있다.
다음으로, 의미정보 인출능력 검사(S5-5)는 읽기 기반 LDT 검사와 유사하게 진행되며, 단어/비단어 선택을 위한 어휘(타겟 어휘)의 제시 이전에 짧은 시간 동안 다른 어휘(프라이밍 어휘)를 제시하고, 학습자의 반응을 측정하게 된다. 이때, 프라이밍 어휘는 타겟 어휘와 연관되는 의미를 가지는 단어일 수도 있고, 전혀 관계없는 의미를 가지는 단어일 수도 있다. 즉, 프라이밍 어휘가 제시될 때 학습자가 프라이밍 어휘에 영향을 받는 정도가 의미정보 인출능력 검사를 통해 진단된다.
일 실시 예에서, 도 7a에 도시된 바와 같이 프라이밍 어휘인 "pensil"이 0.5초간 제시되고, 바로 도 7b에 도시된 바와 같은 타겟 어휘 "pen"이 제시되면, 학습자는 "pen"이 단어인지 비단어인지 선택하게 된다. 이때, "pensil"과 "pen"은 연관 단어이기 때문에, 의미정보 인출능력이 뛰어난 학습자의 경우에는 "pen"이 올바른 단어인 것을 빠르게 맞출 수 있다. 즉, 의미정보 인출능력 검사를 통해 연관 또는 비연관 프라이밍 어휘를 제시하였을 때, 타겟 어휘에 대한 정오율, 반응 속도를 측정함으로써 학습자의 의미정보 인출능력을 추론할 수 있게 된다.
이러한 의미정보 인출능력 검사에서는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 프라이밍 어휘(연관)-타겟 어휘(단어)를 제시할 수도 있고, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같은 프라이밍 어휘(비연관)-타겟 어휘(비단어), 도 7e 및 도 7f에 도시된 바와 같은 프라이밍 어휘(비연관)-타겟 어휘(단어)를 제시할 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 프라이밍 어휘를 제시하고, 프라이밍 어휘와 연관된 단어이나 철자가 올바르게 기재되지 않은 비단어 타켓 어휘를 제시한 후 학습자가 단어/비단어를 선택하도록 할 수도 있다.
마지막으로, 학습반응 측정 검사(S-6)에서는 읽기, 쓰기, 듣기 등 다양한 방식으로 학습자의 학습 능력을 검사하게 된다. 구체적으로, 학습반응 측정 검사는 학습자로 하여금 일반 학습 과정과 동일한 과정으로 특정 어휘를 학습하도록 하고, 학습자의 학습 효과를 측정하는 검사이다.
학습반응 측정 검사의 일 실시 예가 도 8a 내지 도 8i에 도시되어 있다.
도 8a 내지 도 8i에 도시된 학습반응 측정 검사는 "사과(apple)"에 대한 단어 학습을 기반으로 하는 검사이다.
먼저, 도 8a는 "사과"라는 뜻을 제시한 후, 해당 영어 단어를 선택하도록 하는 검사이고, 도 8b는 "apple"이라는 영어 단어를 제시한 후, 그 뜻을 선택하도록 하는 검사이며, 도 8c는 영어 발음을 들려준 후, 해당 영어 단어를 선택하도록 하는 검사이다. 또한, 도 8d는 영어 발음을 들려준 후, 해당 영어 단어의 뜻을 선택하도록 하는 검사이고, 도 8e는 "사과"라는 뜻을 제시한 후, 해당 영어 단어를 직접 입력하도록 하는 검사이며, 도 8f는 영어 발음을 들려준 후, 해당 영어 단어를 직접 입력하도록 하는 검사이다. 한편, 도 8g는 "apple"이라는 영어 단어를 제시한 후, 해당 이미지를 선택하도록 하는 검사이고, 도 8h는 영어 발음을 들려준 후, 해당 이미지를 선택하도록 하는 검사이며, 도 8i는 이미지를 제시한 후, 해당 영어 단어를 직접 입력하도록 하는 검사이다.
이와 같이 학습자에 의해 진행되는 인지능력 진단 검사(S5)가 완료된 후, 인지능력 진단 모듈(230)은 학습자에 의해 입력된 인지능력 진단 정보를 기반으로 학 습자의 인지능력을 진단하게 된다(S6).
이때, 학습자의 인지능력은 상술한 바와 같이 제시된 어휘 또는 질문에 대한 학습자 답변의 정오율 및 반응 속도를 통계화 및 수치화하여 진단된다.
먼저, 인지능력 진단 모듈(230)의 어휘작업 기억능력 검사 모듈(231)은 각 검사 단계에 대한 학습자의 통과 여부에 따라 학습자의 레벨을 진단하게 된다. 이때, 검사 단계는 제시되는 문장의 개수 또는 문장의 길이, 난이도 등에 의해 설정될 수 있다.
다음으로, 어휘 결정능력 검사 모듈(232)과 의미정보 인출능력 검사 모듈(233)은 각각의 검사, 즉 읽기 기반 LDT 검사(S5-2), 쓰기 기반 LDT 검사(S5-3), 듣기 기반 LDT 검사(S5-4), 의미정보 인출능력 검사(S5-5)에 따른 학습자의 평균 반응 시간과 편차 정보를 통해 학습자의 레벨을 상, 중, 하로 분류한다.
이를 위하여, 사전에 인지능력 평가군을 설정하고 이를 기준으로 학습자의 레벨을 진단할 수 있다.
인지능력 평가군은 외국어 능숙도가 상, 중, 하인 그룹을 각각 수집하여 구성되며, 수집된 인지능력 평가군 각각의 평균 반응 시간과 편차를 2차원 평면에 나열하여, 도 9에 도시된 바와 같은 분류 맵을 구성한다.
도 9를 참조하면, x축이 편차를 나타내고, y축이 반응 시간을 나타냄을 알 수 있다.
이러한 분류 맵을 이용하여, 학습자의 레벨을 분류하는 일 실시 예에 대해 설명하면, 먼저 학습자의 검사 결과값, 즉 각각의 검사에 대한 평균 반응 시간 및 편차를 분류 맵에 위치 시킨다(도 9의 검은색 점).
다음으로, 학습자의 값으로부터 가장 가까운 곳에 위치하는 10개의 값을 찾고(도 9의 검은색 원), 이 10개의 값을 상, 중, 하별로 구분하여 각각의 개수를 센 후, 가장 많은 개수가 나온 그룹으로 학습자의 레벨을 분류한다.
도 9의 실시 예에서는 "상"에 해당되는 값이 4개이고 "중"에 해당되는 값이 6개이므로, 학습자의 레벨을 "중"으로 분류하게 된다.
마지막으로, 학습반응 측정 모듈(234)은 학습자의 반응 시간을 측정하고, 최종적으로 평균 반응 시간을 도출함으로써 학습자의 학습반응을 진단한다.
본 발명의 실시 예에서, 이러한 인지능력 진단 검사 결과에 따른 인지능력의 진단은, 각각의 검사가 종료된 이후 바로 진행될 수도 있고, 모든 검사가 종료된 이후 일괄적으로 진행될 수도 있다.
한편, 학습자가 인지능력 진단 검사(S5) 중에 인지능력 진단 검사를 종료하고자 하는 경우, 검사 종료를 선택하거나 인지능력 진단 검사창을 끄게 되면, 인지능력 진단이 종료되고, 인지능력 진단 시스템(200)의 설정에 따라, 종료 이전까지의 진단 검사가 인지능력 진단 DB(240)에 저장될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 시각적으로 제시된 어휘를 읽는 읽기 과제, 청각적으로 제시된 어휘를 인식하는 청취 과제, 시각 또는 청각적으로 제시된 어휘를 기재하는 필기 과제를 기반으로 하는 다각도적 인지능력 검사를 통해 외국어 학 습에 대한 학습자의 인지능력, 즉 학습자의 뇌능력을 보다 정확하고 객관적으로 진단할 수 있다.
이러한 본 발명의 인지능력 진단 자료는 학습자별 인지능력 수준에 적합한 외국어 학습을 진행하기 위한 자료로 사용됨으로써, 종래와 같은 일률적인 외국어 학습에서 벗어나, 학습자 맞춤형 학습이 가능하도록 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 외국어 학습을 위한 인지능력 진단 시스템을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 인지능력 진단 시스템을 통한 인지능력 진단 방법을 나타내는 흐름도,
도 3a 내지 도 3c는 어휘작업 기억능력 검사의 실시 예를 나타내는 화면,
도 4a 내지 도 4c는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사의 실시 예를 나타내는 화면,
도 5a 및 도 5b는 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사의 실시 예를 나타내는 화면,
도 6a 및 도 6b는 듣기 기반 어휘 결정능력 검사의 실시 예를 나타내는 화면,
도 7a 내지 도 7f는 의미정보 인출능력 검사의 실시 예를 나타내는 화면,
도 8a 내지 도 8i는 학습반응 측정 검사의 실시 예를 나타내는 화면, 및
도 9는 인지능력 평가를 위한 분류맵의 일례를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 클라이언트 200 : 인지능력 진단 시스템
210 : 학습자 관리 모듈 220 : 학습자 관리 DB
230 : 인지능력 진단 모듈 231 : 어휘작업 기억능력 검사 모듈
232 : 어휘 결정능력 검사 모듈 233 : 의미정보 인출능력 검사 모듈
234 : 학습반응 측정 모듈 240 : 인지능력 진단 DB

Claims (8)

  1. 외국어 학습자의 클라이언트와 접속되어, 상기 외국어 학습자의 외국어 학습 관련 인지능력을 진단하는 인지능력 진단 시스템에 있어서,
    상기 외국어 학습자의 정보가 저장 가능하도록 구성된 학습자 관리 데이터베이스;
    상기 클라이언트로부터 상기 외국어 학습자의 정보를 입력받아 상기 학습자 관리 데이터베이스로 전송하고, 상기 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 상기 외국어 학습자의 정보를 통해 상기 클라이언트의 로그인을 제어하도록 구성된 학습자 관리 모듈;
    인지능력 진단 검사 자료가 저장된 인지능력 진단 데이터베이스; 및
    상기 인지능력 진단 검사 자료를 이용하여 상기 클라이언트를 통한 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하고, 상기 인지능력 진단 검사의 결과값을 이용하여 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하며, 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 정보를 상기 인지능력 진단 데이터베이스에 저장하는 인지능력 진단 모듈
    을 포함하고,
    상기 인지능력 진단 모듈은 상기 외국어 학습자의 어휘에 대한 작업 기억에 대한 뇌 능력을 측정하는 어휘작업 기억능력 검사 모듈; 제시되는 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 어휘 결정능력 검사 모듈; 타겟 어휘의 제시 이전에 상기 타겟 어휘와 의미가 연관되는 프라이밍 어휘 또는 연관되지 않은 프라이밍 어휘를 제시한 이후, 상기 타겟 어휘를 제시하여, 상기 타겟 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 의미정보 인출능력 검사 모듈; 및 학습에 대한 상기 외국어 학습자의 반응 레벨을 측정하는 학습반응 측정 모듈을 포함하며,
    상기 어휘 결정능력 검사 모듈은 특정 어휘의 철자를 제시하고, 철자가 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈; 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 타이핑 반응을 측정하는 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈; 및 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 듣기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어휘작업 기억능력 검사 모듈은,
    순차적인 레벨에 따라 상기 외국어 학습자에게 특정 문장을 소정 시간 동안 제시한 다음, 상기 문장에 대한 문제를 제시하고, 상기 외국어 학습자의 답변에 대한 정답 여부를 측정하여, 어휘작업 기억능력에 대한 상기 외국어 학습자의 레벨을 진단하는 것을 특징으로 하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 어휘 결정능력 검사 모듈 및 상기 의미정보 인출능력 검사 모듈은,
    사전에 설정된 레벨별 인지능력 평가군과 상기 외국어 학습자의 검사 결과값을 비교하여, 어휘 결정능력 및 의미정보 인출능력에 대한 상기 외국어 학습자의 레벨을 진단하는 것을 특징으로 하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 시스템.
  6. 외국어 학습자의 클라이언트와 접속되는 인지능력 진단 시스템을 통해, 상기 외국어 학습자의 외국어 학습 관련 인지능력을 진단하는 인지능력 진단 방법에 있어서,
    학습자 관리 모듈에서 상기 외국어 학습자가 상기 시스템 내의 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 학습자인지 판단하는 단계;
    인지능력 진단 모듈에서 상기 외국어 학습자가 상기 학습자 관리 데이터베이스에 저장된 학습자인 경우, 상기 시스템 내의 인지능력 진단 데이터베이스에 저장된 인지능력 진단 검사 자료를 이용하여, 상기 클라이언트를 통한 상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 인지능력 진단 모듈에서 상기 인지능력 진단 검사의 결과값을 이용하여 상기 외국어 학습자의 인지능력을 진단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 외국어 학습자의 인지능력 진단 검사를 수행하는 단계는 어휘작업 기억능력 검사 모듈에서, 상기 외국어 학습자의 어휘에 대한 작업 기억에 대한 뇌 능력을 측정하는 어휘작업 기억능력 검사 단계; 어휘 결정능력 검사 모듈에서, 제시되는 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 어휘 결정능력 검사 단계; 의미정보 인출능력 검사 모듈에서, 타겟 어휘의 제시 이전에 상기 타겟 어휘와 의미가 연관되는 프라이밍 어휘 또는 연관되지 않은 프라이밍 어휘를 제시한 이후, 상기 타겟 어휘를 제시하여, 상기 타겟 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 의미정보 인출능력 검사 단계; 및 학습반응 측정 모듈에서, 학습에 대한 상기 외국어 학습자의 반응을 측정하는 학습반응 측정 단계를 포함하며,
    상기 어휘 결정능력 검사 단계는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈에서, 특정 어휘의 철자를 제시하고, 철자가 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 읽기 기반 어휘 결정능력 검사 단계; 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈에서, 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘에 대한 상기 외국어 학습자의 타이핑 반응을 측정하는 쓰기 기반 어휘 결정능력 검사 단계; 및 듣기 기반 어휘 결정능력 검사 모듈에서, 특정 어휘의 발음을 제시하고, 발음이 제시된 상기 어휘가 단어인지 혹은 비단어인지에 대한 상기 외국어 학습자의 결정 반응을 측정하는 듣기 기반 어휘 결정능력 검사 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 외국어 학습자용 인지능력 진단 방법.
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