KR101496276B1 - 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법 - Google Patents

양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법에 관한 것으로, 강의실 내의 책상에 부착된 다수의 학생 태그부와, 상기 강의실 내의 강단에 부착된 강사 태그부와, 상기 학생 태그부 인식을 통해 강의실 중계 서버에 접속하여 수강 상태를 알리는 학생 스마트 단말기와, 상기 강사 태그부를 인식하여 강의 준비를 알리는 강사 단말기와, 상기 학생 스마트 단말기와 강사 단말기의 정보를 중계하는 강의실 중계 서버와, 상기 강의실 중계 서버, 학생 스마트 단말기 및 강사 단말기의 정보를 표시하는 표시 장치 및 다수의 강의실 중계 서버를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법{EDUCATION SYSTEM USING TWO WAY COMMUNICATION AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법에 관한 것으로, 양방향 통신 방식의 스마트폰을 이용하여 교사가 강의 결과를 파악하고, 분석하여 진도를 조절할 수 있고, 학생들의 적극적인 강의 참여도를 높일 수 있는 양방향 응답 시스템을 갖는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 교육 시스템은 실시간 교육 및 온라인을 통한 가상 교육 시스템을 중심으로 그 기술이 발전하였다.
최근에는 교실내의 네트워크를 이용한 교육 시스템의 도입을 위해 고가의 PC등의 전자 기기를 교실에 설치하고, 학생들이 해당 PC 앞에 앉아서 교육을 받게 하는 기술이 개발되었다.
그리고, 실시간 교육효과 확인을 위해 무선통신을 이용한 교육 응답 시스템을 통해 교육 성취도를 측정할 수 있는 기술이 개발되었다.
하지만, 기존의 시스템들은 학생의 숫자만큼의 PC를 마련해야 하는 단점이 있다. 또한, 교육 성취도의 측정이 단순하여 정확한 측정이 되지 못하였다.
(특허 문헌 1) 한국공개특허 제2001-0092935호 (특허 문헌 2) 한국공개특허 제2002-0002102호 (특허 문헌 3) 한국공개특허 제2012-0093595호 (특허 문헌 4) 한국공개특허 제2009-0000629호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양방향 통신 방식의 스마트폰을 이용하여 교사가 강의 결과를 파악하고, 분석하여 진도를 조절할 수 있고, 학생들의 적극적인 강의 참여도를 높일 수 있는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강의실 내의 책상에 부착된 다수의 학생 태그부와, 상기 강의실 내의 강단에 부착된 강사 태그부와, 상기 학생 태그부 인식을 통해 강의실 중계 서버에 접속하여 수강 상태를 알리는 학생 스마트 단말기와, 상기 강사 태그부를 인식하여 강의 준비를 알리는 강사 단말기와, 상기 학생 스마트 단말기와 강사 단말기의 정보를 중계하는 강의실 중계 서버와, 상기 강의실 중계 서버, 학생 스마트 단말기 및 강사 단말기의 정보를 표시하는 표시 장치 및 다수의 강의실 중계 서버를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템을 제공한다.
상기 학생 태그부와 강사 태그부는 QR 코드와 NFC 태그를 포함하고, 책상의 상측면 또는 내측면에 위치하되, 내측면에 위치하는 경우, QR 코드 노출을 위한 투광성 막이 그 상측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 학생 스마트 단말기는 학생 태그부를 인식하는 학생 태그 인식 모듈과, 학생 태그부 인식에 따라 강의실 중계 서버에 로그인함으로 인해 출석을 체크하는 출석 모듈과, 강의실 중계 서버를 통해 강의 내용을 제공받아 표시하는 학생 수강 모듈과, 강의실 중계 서버 및 강사 단말기로부터 제공된 질의 응답 신호에 따라 질의 내용을 표시하고, 응답 결과를 전송하는 학생 질의 응답 모듈과, 강의 내용에 질문이 있는 경우, 이를 알리는 알림 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 알림 모듈은 강의 내용 중에 질문이 있는 경우, 알림 신호를 통해 질문이 있음을 표시하는 알림 신호 송출 모듈과, 학생 스마트 단말기의 화면과 표시 장치의 화면을 동기화하는 화면 동기화 모듈과, 화면상에서 질문하고자 하는 부분/영역을 강조하거나, 선택 및 지적하여 질문 내용을 정확하게 강사에게 전달하는 화면 강조 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강사 단말기는 강의 내용, 질의 내용 및 출력 학생 정보가 저장된 저장부와, 강사 태그부를 인식하는 강사 태그 인식 모듈과, 태그 인식에 따라 강사가 선택한 강의 내용을 강의실 중계 서버에 전송하는 강의 관리 모듈과, 표시 장치를 통해 표시되는 강의 화면과 동기화하여 강의실 중계 서버와 표시 장치를 통해 표시되는 강의 내용을 제어하여 강의를 수행하는 강의 모듈과, 강의실 중계 서버를 통해 제공된 출석 정보를 통해 학생들의 출석 여부 및 위치를 확인하는 출석 확인 모듈과, 질의 내용을 강의실 중계 서버를 통해 학생 스마트 단말기에 전송하고, 학생들의 응답 결과를 통해 강의 이해도를 평가하는 강사 질의 응답 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강의 모듈은 강사의 조작에 따라 강의실 중계 서버에 전송된 강의 내용이 표시 장치를 통해 표시 화면상에 표시되도록 하는 강의 표시 제어부와, 표시 화면상에 표시된 강의 내용과 강사 단말기의 화면에 표시되는 내용을 동기화하는 화면 동기화부와, 강의 내용의 다운로드 가능 여부를 제어하는 강의 저장 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강사 질의 응답 모듈은 질의 내용을 전송하는 질의 전송부와, 질의 회신 결과를 분석하여 학생의 이해 정도를 평가하는 이해도 평가부와, 학생을 다수의 그룹으로 분리하여 관리하는 학생 그룹 설정부를 포함하고, 상기 질의 회신 결과를 분석하여 60%이상의 학생이 이해한 경우에는 이해도가 높음으로 평가하고, 60%이하의 경우 이해도가 낮음으로 평가하며, 이해도가 40% 이하의 경우에는 앞의 강의 내용을 다시 표시토록 하는 것을 특징으로 한다.
강의실 중계 서버는 관리서버로부터 제공받은 강의실 관리 정보를 통해 강의실의 사용을 관리하는 강의실 관리 모듈과, 학생 및 강사에 대한 인증을 관리 및 중계하는 인증 관리 모듈과, 강사 단말기로부터 제공된 질의 내용을 학생 단말기에 제공하고, 학생 단말기로부터의 응답 내용을 강사 단말기에 제공하는 질의 응답 관리 모듈과, 강사 단말기에서 실행된 강의 정보를 제공받아 표시 장치에 표시하고, 강사 단말기와 표시 장치간의 화면 동기화를 수행하고, 학생 스마트 단말기의 알림 신호에 따라 학생 단말기와 표시 장치간의 화면 동기화를 수행하는 동기화 관리 모듈과, 정보를 저장하는 저장부와, 학생 스마트 단말기, 강사 단말기, 관리 서버 및 표시 장치와의 통신을 수행하는 종합 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 강의실 내의 책상에 부착된 다수의 학생 태그부와, 셋탑 장치를 통해 강의 내용을 표시하는 표시 장치와, 상기 학생 태그부 인식과 셋탑 장치를 통해 강사 단말기에 수강 상태 정보를 제공하는 학생 스마트 단말기와, 셋탑 장치를 통해 저장된 강의 내용을 표시하고, 학생 출석 여부와, 질의 응답을 전송 및 제공받는 강사 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 학생 스마트 단말기를 통해 학생 태그부를 인식하고, 강사 단말기를 통해 강사 태그부를 인식하여 강의실 중계 서버에 접속하는 단계와, 강의실 중계 서버의 인증 절차를 수행하여 학생의 출석 여부와 위치 및 강사의 강의 정보를 확인하고, 강의 정보를 화면에 표시하는 단계와, 강사는 화면에 표시된 내용을 바탕으로 강의를 진행하되, 강의 중간에 준비한 질의 내용을 학생 스마트 단말기에 전송하는 단계와, 질의에 대한 응답을 강사 단말기에 전송하는 단계 및 질의 응답 결과에 따라 강의 이해도를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 강사 단말기의 강의 내용을 표시 장치에 표시하여 강의 시작을 알리는 단계와, 학생 스마트 단말기를 학생 태그부에 인식하여 출석을 실시하는 단계와, 강의 진행 중 강사 단말기에 저장된 질의 내용을 학생 단말기에 전송하는 단계와, 질의에 대한 응답을 강사 단말기에 전송하는 단계 및 질의 응답 결과에 따라 강의 이해도를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 방법을 제공한다.
상기 질의 내용을 학생 스마트 단말기에 전송하는 단계에서, 강사는 모든 학생에게 전송하거나, 특정 학생에게 전송하거나, 특정 그룹의 학생에게만 단일 또는 복수의 질의를 전송하고, 강의 이해도 평가는 질의 응답을 통해 정답을 맞춘 학생의 비율이 60% 이상의 경우에는 이해도가 높고, 60% 이하의 경우 이해도가 낮음으로 판단하고, 이해도가 40% 이하의 경우, 앞단의 강의를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하여 본 발명은 양방향 통신 방식의 스마트폰을 이용하여 강사가 강의 결과를 파악하고, 분석하여 진도를 조절할 수 있고, 학생들의 적극적인 강의 참여도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 시스템의 개념도.
도 2는 일 실시예에 따른 학생 스마트 단말기의 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 학생 스마트 단말기의 알림 모듈의 블록도.
도 4는 일 실시예에 따른 강사 단말기의 블록도.
도 5는 강사 단말기의 강의 모듈에 대한 블록도.
도 6은 강사 단말기의 강사 질의 응답 모듈의 블록도.
도 7은 일 실시예에 따른 강의실 중계 서버의 블록도.
도 8은 일 실시예의 변형예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 시스템의 개념도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 양방향 통신을 이용한 교육 시스템 및 방법들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 시스템의 개념도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 학생 스마트 단말기의 블록도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 학생 스마트 단말기의 알림 모듈의 블록도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 강사 단말기의 블록도이고, 도 5는 강사 단말기의 강의 모듈에 대한 블록도이고, 도 6은 강사 단말기의 강사 질의 응답 모듈의 블록도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 강의실 중계 서버의 블록도이다. 도 8은 일 실시예의 변형예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 시스템의 개념도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 강의용 응답 시스템은 강의실 내의 책상에 부착된 다수의 학생 태그부(100)와, 강의실 내의 강단에 부착된 강사 태그부(200)와, 학생 태그부(100) 인식을 통해 수강 상태를 알리는 학생 스마트 단말기(300)와, 강사 태그부(200)를 인식하여 강의 준비를 알리는 강사 단말기(400)와, 학생 스마트 단말기(300)와 강사 단말기(400)의 정보를 중계하는 강의실 중계 서버(500)와, 강의실 중계 서버(500), 학생 스마트 단말기(300) 및 강사 단말기(400)의 정보를 표시하는 표시 장치(600)와, 다수의 강의실 중계 서버(500)를 관리하는 관리 서버(700)를 포함한다.
학생 태그부(100)로 QR 코드 또는 NFC RFID 태그를 사용하는 것이 효과적이다. QR 코드를 사용하는 경우, 책상 상측면에 학생 태그부(100)가 부착되고, NFC 태그를 사용할 경우, 책상 상측면 또는 책상 내측에 위치할 수 있다. 이때, 책상 내측에 위치하는 경우, 책상의 일 측면에서부터 내측 방향으로 홈이 형성되고, 이 홈 내부에 학생 태그부(100)가 위치하고, 상기 홈이 실리콘 등의 밀봉 부재에 의해 밀봉된다. 이를 통해 학생 태그부(100)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 학생 태그부(100)의 분실 도난을 방지할 수 있다.
또한, QR 코드와 NFC 태그를 동시에 사용할 경우, 이들이 적층된 스티커 형태로 책상의 상측에 위치한다. 이때, QR 코드가 NFC 태그 상측에 위치하는 것이 효과적이다. 그리고, QR 코드 자체가 스티커의 최상측면에 위치하여 외부로 노출되거나, 투광성의 필름이 그 상측에 위치하여 QR 코드가 외부에 노출되도록 할 수 있다. 즉, 접착성을 갖는 NFC 태그 상측면에 QR 코드가 인쇄된 필름을 부착하여 학생 태그부를 제작할 수 있다. 물론, QR 코드가 인쇄된 필름의 상측에 투광성 필름을 더 부착하여 QR 코드의 훼손을 방지할 수 있다. 물론, QR 코드와 NFC 태그가 적층된 필름 형태로 제작되는 경우에도 앞서 언급한 바와 같이 책상의 내측에 이들이 위치할 수 있다. 이때, QR 코드가 노출되도록 책상 영역 일부가 투광성의 재질로 마련되거나, 일부에 홈이 형성될 수도 있다.
강사 태그부(200)도 학생 태그부(100)와 같이 QR 코드 및 NFC 태그를 각기 사용하거나 이둘을 적층하여 사용할 수 있다. 또한, 강사 태그부(200)의 위치 또한 강단의 표면에 부착하거나, 강단 내부에 내장될 수도 있다. 이와 관련된 구체적인 설명은 학생 태그부(100)와 동일하기 때문에 설명한다.
학생 스마트 단말기(300)는 학생 태그부(100)를 인식하는 학생 태그 인식 모듈(310)과, 학생 태그부(100) 인식에 따라 강의실 중계 서버(500)에 로그인함으로 인해 출석을 체크하는 출석 모듈(320)과, 강의실 중계 서버(500)를 통해 강의 내용을 제공받아 표시하는 학생 수강 모듈(330)과, 강의실 중계 서버(500) 및 강사 단말기(400)로부터 제공된 질의 응답 신호에 따라 질의 내용을 표시하고, 응답 결과를 전송하는 학생 질의 응답 모듈(340)과, 강의 내용에 질문이 있는 경우, 이를 알리는 알림 모듈(350)을 포함한다.
물론, 학생 스마트 단말기(300)에는 강의실 중계 서버(500) 및 강사 단말기(400)와의 통신을 위한 통신 모듈(미도시)과, 각 모듈을 제어하는 제어부(미도시)와 강의 내용 및 질의 응답 내용을 표시하는 화면 표시부(미도시)를 포함한다. 통신 모듈로는 무선 네트워크를 이용한 다양한 무선 통신 방식이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 모듈은 어플리케이션 형태로 학생 스마트 단말기에 인스톨되어 있는 것도 가능하다.
학생 태그 인식 모듈(310)은 QR 코드 인식을 위한 학생 QR 인식 모듈과, NFC 인식을 위한 학생 NFC 인식 모듈을 포함한다. 학생 태그 인식 모듈(310)은 책상에 부착된 QR 코드 및/또는 NFC 태그를 인식하여, 해당 강의실 중계 서버(500)와의 접속을 수행하도록 한다.
즉, 학생 태그 인식 모듈(310)을 통해 태그를 인식하는 경우, 출석 모듈이 구동한다. 이를 통해 학생 스마트 단말기(300)는 자동으로 강의실 중계 서버(500)에 접속될 수 있게 된다. 강의실 중계 서버(500)는 출석 모듈(320)을 통해 학생 로그인을 수행하고, 로그인이 성공할 경우, 해당 학생 스마트 단말기(300)의 사용자(즉, 학생)가 해당 강의실에 출석하였음을 인지하게 된다. 물론, 아이디와 패스워드를 입력하는 로그인을 수행하지 않고, 학생 스마트 단말기(300)의 고유 정보를 강의실 중계 서버(500)에 전송하여 로그인 및 출석을 체크할 수도 있다.
학생 수강 모듈(330)은 학생이 현 강의 내용을 표시 장치가 아닌 자신의 단말기를 통해 보고자 할 경우, 동작한다. 즉, 학생 수강 모듈(330)은 강의실 중계 서버(500)를 통해 표시 장치(600)에 표시되는 화면의 표시 내용을 제공 받아 학생 스마트 단말기(300)의 화면 표시부에 표시한다. 이때, 학생 수강 모듈(330)은 강사 단말기(400)를 통해 강의 내용에 대한 저장이 승인된 경우에 한하여 강의 내용을 저장할 수도 있다.
학생 질의 응답 모듈(340)은 질의 응답 신호에 따라 구동하여 질의 내용을 학생 스마트 단말기(300)의 화면 표시부에 표시하는 질의 처리부와, 학생이 입력한 응답 내용을 강의실 중계 서버(500) 및 강사 단말기(400)로 전송하는 응답 처리부를 구비한다. 이를 통해 강사는 실시간으로 자신의 강의 내용에 대한 학생의 이해도를 확인할 수 있다.
알림 모듈(350)은 강의 내용 중에 질문이 있는 경우, 알림 신호를 통해 질문이 있음을 표시하고, 자신의 학생 스마트 단말기(200)의 화면과 표시 장치의 화면을 동기화 시켜 화면상에서 질문하고자 하는 부분/영역을 강조하거나, 선택 및 지적하여 질문 내용을 정확하게 강사에게 전달할 수 있다.
이를 위해 알림 모듈(350)은 알림 신호 송출 모듈(351)과, 화면 동기화 모듈(352)과, 동기화된 화면 상에 특정 영역을 강조하는 화면 강조 모듈(353)을 포함할 수 있다.
강사 단말기(400)는 강의 내용, 질의 내용 및 출력 학생 정보가 저장된 저장부(410)와, 강사 태그부(200)를 인식하는 강사 태그 인식 모듈(420)과, 태그 인식에 따라 강사가 선택한 강의 내용을 강의실 중계 서버(500)에 전송하는 강의 관리 모듈(430)과, 표시 장치(600)를 통해 표시되는 강의 화면과 동기화하여 강의실 중계 서버(500)와 표시 장치(600)를 통해 표시되는 강의 내용을 제어하여 강의를 수행하는 강의 모듈(440)과, 강의실 중계 서버(500)를 통해 제공된 출석 정보를 통해 학생들의 출석 여부 및 위치를 확인하는 출석 확인 모듈(450)과, 질의 내용을 강의실 중계 서버(500)를 통해 학생 스마트 단말기(300)에 전송하고, 학생들의 응답 결과를 통해 강의 이해도를 평가하는 강사 질의 응답 모듈(460)을 포함한다.
강사 태그 인식 모듈(420)은 QR 코드 인식을 위한 강사 QR 인식 모듈과, NFC 인식을 위한 강사 NFC 인식 모듈을 포함한다. 강사 태그 인식 모듈(420)은 교탁에 부착된 QR 코드 및/또는 NFC 태그를 인식하여, 해당 강의실 중계 서버(500)와의 접속을 수행하도록 한다.
강의 관리 모듈(430)은 강의실 중계 서버(500)에 강사 로그인을 수행한다. 로그인이 완료되면 강사가 선택한 강의 내용을 강의실 중계 서버(500)에 전송한다. 물론, 아이디와 패스워드를 입력하거나, 별도의 번호를 입력하는 로그인을 수행하지 않고, 강사 단말기(400)의 고유 정보를 강의실 중계 서버(500)에 전송하여 로그인을 수행할 수도 있다.
강의 모듈(440)은 강사의 조작에 따라 강의실 중계 서버에 전송된 강의 내용이 표시 장치(600)를 통해 표시 화면상에 표시되도록 하는 강의 표시 제어부(441)와, 표시 화면상에 표시된 강의 내용과 강사 단말기(400)의 화면에 표시되는 내용을 동기화하는 화면 동기화부(442)와, 강의 내용의 다운로드 가능 여부를 제어하는 강의 저장 관리부(443)를 포함한다. 여기서, 화면 동기화부(442)는 강의실 중계 서버(500)에 강의 내용이 저장되지 않는 경우, 실시간으로 강사 단말기 화면을 전송하여 표시 화면과의 동기화를 수행한다.
이와 같이 강사 단말기(400)의 화면과 표시 화면을 동기화함으로 인해 강사가 자신의 단말기를 제어하여 화면에 표시를 하는 경우, 표시 화면상에도 동일한 위치에 표시가 표시된다. 이를 통해 강의 효과를 높일 수 있고, 교탁이 아닌 교실의 다양한 영역에서 단말기를 통해 강의를 진행할 수 있는 효과가 있다.
학생 스마트 단말기(300)를 통해 강의실 중계 서버(500)에 학생이 로그인을 수행하면 해당 로그인 정보와 현 위치 정보는 출석 정보로 강의실 중계 서버(500)에 저장된다.
출석 확인 모듈(450)은 이와 같이 강의실 중계 서버(500)에 저장된 학생의 출석 정보를 제공받아 학생들의 출석을 관리한다. 이를 위해 사전에 관리 서버(700)로부터 자신의 강의에 참석하는 학생 관련 정보를 제공받는다. 또한, 출석 확인 모듈(450)은 학생의 출석율이 기준치 보다 낮거나 과락에 해당하는 상태에 인접할 경우 학생의 스마트 단말기(300)에 문자를 보내 출석을 독려할 수도 있다. 이때, 전체 출석 일수를 100으로 할 경우, 미 출석 일수가 40 내지 60%일 경우에 상기 문자를 발송하는 것이 효과적이다.
또한, 출석 확인 모듈(450)은 학생의 현 위치 정보를 가져와 이를 교탁을 중심으로 학생의 위치를 표 형태로 보여준다. 이를 통해 강사는 학생이 어느 위치에 앉아서 강의/수업을 받는지 확인할 수 있다.
강사 질의 응답 모듈(460)은 강의 내용과 함께 저장된 질의 내용을 강의실 중계 서버(500)를 통해 학생 스마트 단말기(300)에 전송한다.
이때, 질의 내용은 단일 질문일 수 있고, 학습 이해도 측정을 위해 다수 레벨별로 지정된 복수의 질문일 수 있다. 강사 질의 응답 모듈(460)은 강의 모듈에 의해 해당 강의가 완료된 시점에 자동으로 동작하여 모든 학생 스마트 단말기(300)에 질의 내용을 전송하는 것이 효과적이다. 즉, 강의 모듈(440)에 의해 해당 강의 자료에 대한 슬라이드 화면이 넘어간 이후에 질의 내용이 전송되는 것이 효과적이다. 이를 통해 이전 학습 내용에 대하여 학생들의 이해 정도의 평가가 가능하게 된다. 또한, 질문의 레벨을 상, 중, 하로 구분하여 어느 정도의 학생이 이해하고 있는지에 대한 평균도 가능하다. 물론, 강사 질의 응답 모듈(460)을 통해 특정 학생 그룹에 대하여 서로 다른 질의 내용을 전송할 수도 있다. 또한, 강사가 선택한 학생에 한하여 질의 내용을 전송할 수도 있다.
이에 따라, 강사 질의 응답 모듈(460)은 질의 내용을 전송하는 질의 전송부(461)와, 질의 회신 결과를 분석하여 학생의 이해 정도를 평가하는 이해도 평가부(462)와, 학생을 다수의 그룹으로 분리하여 관리하는 학생 그룹 설정부(463)를 포함한다.
이해도 평가부(462)는 질의 회신 결과를 분석하여 60%이상의 학생이 이해한 경우에는 이해도가 높음으로 평가하고, 60%이하의 경우 이해도가 낮음으로 평가한다.
또한, 강사 질의 응답 모듈(460)은 만일 이해도가 40% 이하의 경우에는 앞의 강의 내용을 다시 표시토록 하여 한번 더 설명/강의하도록 할 수도 있다.
강의실 중계 서버(500)는 관리서버(700)로부터 제공받은 강의실 관리 정보를 통해 강의실의 사용을 관리하는 강의실 관리 모듈(510)과, 학생 및 강사에 대한 인증을 관리 및 중계하는 인증 관리 모듈(520)과, 강사 단말기(400)로부터 제공된 질의 내용을 학생 스마트 단말기(300)에 제공하고, 학생 단말기(300)로부터의 응답 내용을 강사 단말기(400)에 제공하는 질의 응답 관리 모듈(530)과, 강사 단말기(400)에서 실행된 강의 정보를 제공받아 표시 장치에 표시하고, 강사 단말기(400)와 표시 장치(600)간의 화면 동기화를 수행하고, 학생 스마트 단말기(300)의 알림 신호에 따라 학생 단말기와 표시 장치(600)간의 화면 동기화를 수행하는 동기화 관리 모듈(540)과, 정보를 저장하는 저장부(550)와, 학생 스마트 단말기(300), 강사 단말기(400), 관리 서버(700) 및 표시 장치(600)와의 통신을 수행하는 종합 통신부(560)를 포함한다.
강의실 관리 모듈(510)은 강의실 관리 정보를 통해 강의 시간별 강사 정보와 강의를 듣는 학생 정보를 분리 저장한다. 즉, 시간 관리, 강사 관리 및 학생 정보 관리를 수행한다. 이를 통해 잘못된 시간에 잘못된 강사와 학생이 인증을 하는 경우, 이를 통지하게 된다. 그리고, 강의실 관리 모듈(510)은 학생 로그인 정보와 함께 제공된 학생 태그부(100) 정보를 통해 로그인한 학생의 책상 위치를 파악하고, 이를 저장할 수 있다. 그리고, 그 결과를 강사 단말기(400)에 전송할 수 있다.
인증 관리 모듈(520)은 학생이 출석 모듈(320)을 통해 해당 강의실 중계 서버(500)에 로그인을 요청하는 경우 동작하여 로그인 작업을 진행한다. 이때, 관리 서버(700)로부터 제공받은 자료를 통해 강의실 중계 서버(500)가 로그인 과정 전체를 관리할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 제공받은 로그인 정보를 관리 서버(700)에 제공하여 로그인 승인을 관리 서버로부터 제공받아 정상적인 로그인 만을 출석 완료 정보로 저장할 수 있다. 즉, 로그인의 수행 주체가 강의실 중계 서버(500)가 될 수 있고, 또는 관리 서버(700)가 될 수 있다. 이때, 관리 서버(700)를 통한 로그인을 수행하여 관리 정보의 보안성을 강화할 수 있다. 그리고, 인증 관리 모듈(520)은 강사 단말기(400)의 인증을 통해 강사를 인증할 수 있다. 더욱이 강의실 중계 서버(500)의 인증 관리 모듈(520)은 강의실 관리 모듈(510)과 연동하여 정상적인 사용자 즉, 강사 및 학생의 출입을 확인할 수 있게 된다.
질의 응답 관리 모듈(530)은 질의 처리부, 응답 처리부와 응답 결과 편집부를 포함할 수 있다. 질의 처리부는 강사 단말기로부터 질의 내용을 입력받으면 이를 전체 학생에게 전송하거나, 강사가 선택한 학생 그룹 또는 특정 학생에게 전송할 수 있다. 그리고, 다수의 질의 내용이 있는 경우, 응답 처리부로부터 이전 질의 응답이 완료된 경우 다음번 질의 내용을 순차적으로 제공한다. 응답 처리부는 학생 스마트 단말기(300)로부터 질의에 대한 응답을 강사 단말기(400)에 제공한다. 응답 결과 편집부는 학생들로부터 제공받은 응답 결과와 강사 단말기(400)로부터 제공받은 정답을 비교하여 학생들의 강의 이해도를 평가할 수 있다. 즉, 강사 단말기(400)의 이해도 평가부와 유사한 역할을 수행할 수 있다.
동기화 관리 모듈(540)은 강사 단말기(400)의 화면의 내용과 표시 장치(600)에 표시되는 화면의 내용을 일체화시킨다. 이를 위해 동기화 관리 모듈(540)은 강사 단말기(400)의 화면 정보를 실시간으로 제공받고, 이를 표시 장치(600)에 전달한다. 물론, 이에 한정되지 않고, 강사가 자신의 단말기의 터치 스크린 화면에 특정한 표시를 수행하면 이 수행된 결과를 제공받고, 제공받은 수행 결과를 표시 장치에 표시한다. 이를 위해 동기화 관리 모듈(540)은 사전에 강사 단말기(400)의 화면과 표시 장치(600)의 표시 화면간의 좌표와 위치를 동기화시키는 작업을 진행하고, 이 결과를 저장한다. 이를 통해 다양한 강사 단말기(400)를 하나의 표시 장치(600)의 표시 화면에 대응시킬 수 있다. 이를 통해 강사 단말기(400)의 터치 화면을 강사가 터치할 경우, 그 좌표와 위치 정보가 동기화 관리 모듈(540)을 통해 표시 장치(600)의 표시 화면에 대응하는 좌표와 위치로 변환되어 표시 장치(600)에 제공된다.
저장부(550)는 학생 태그부(100)의 위치에 따른 학생 위치 정보가 추가로 저장된다.
종합 통신부(560)는 학생 스마트 단말기(300), 강사 단말기(400), 표시 장치(600) 및 관리 서버(700)와 통신을 수행한다. 이를 위해 와이파이, 블루투스, 무선 인터넷 통신, 유선 인터넷 통신 등 다양한 통신 방법이 사용될 수 있다. 그리고, 종합 통신부(560)는 학생 스마트 단말기(300)와 강사 단말기(400) 간의 직접통신을 전담한다. 즉, 학생 스마트 단말기(300)와 강사 단말기(400)간 직접 통신을 수행할 때 상호 통신 방식이 일치하지 않아 통신이 불가할 수 있지만, 강의실 중계 서버(500)의 종합 통신부(560)를 통해 통신 방식이 일치하지않더라도 통신을 할 수 있도록 할 수 있다.
표시 장치(600)는 강의실에서 사용할 수 있는 다양한 장치가 될 수 있다. 본 실시예에서는 빔프로젝트, 평판 디스플레이 등을 표시 장치(600)로 사용할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 강의실 중계 서버(500)가 생략되는 경우, 표시 장치(600)는 빔프로젝트 및 평판 디스플레이와 연결되는 셋탑 장치(800)를 더 포함할 수 있다. 이때, 셋탑 장치(800)는 강의실 중계 서버(500)의 기능을 수행하는 것이 가능하다. 물론, 셋탑 장치(800)로 PC를 사용할 수 있다. 그리고, 셋탑 장치(800)는 학생 스마트 단말기(300), 강사 단말기(400)와 직접 통신을 수행할 수도 있다.
관리 서버(700)는 다수 강의실의 강의실 중계 서버(500)를 관리한다. 앞서 설명에서는 하나의 강의실 중계 서버(500)가 하나의 강의실을 관리하는 것을 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 강의실 중계 서버(500)가 다수의 강의실을 관리할 수도 있다.
관리 서버(700)는 이와 연결된 모든 강의실 중계 서버(500)와 접속하여 모든 강의실을 관리할 수 있다. 관리 서버(700)는 사전에 학생 스마트 단말기(300)를 통해 강의 신청을 받고, 강사 단말기(400)를 통해 강의 생성 정보를 제공받을 수 있다. 이와 같이 제공 받은 정보에 따라 각 강의실별 강사 및 학생 정보와 강의실 사용 시간 정보를 포함한 강의실 관리 정보를 강의실 중계 서버(500)에 제공한다.
하기에서는 상술한 양방향 통신을 이용한 교육 시스템을 이용한 교육 방법에 관하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 통신을 이용한 교육 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 사전에 관리 서버의 교육 스케줄에 따라 강사와 학생 수강 정보등을 입력 받는다. 그리고, 이와 같이 입력받은 정보를 강의실을 관리하는 강의실 중계 서버에 전송한다.
도 9에 도시된 바와 같이 학생 스마트 단말기를 통해 학생 태그부를 인식하고, 강사 단말기를 통해 강사 태그부를 인식한다. 이때, 각 태그부의 인식은 QR 코드 인식 및 NFC 코드 인식을 수행하는 것이 가능하다. 물론, 이 둘의 코드 인식을 병행하거나 연속하여 실시하는 것도 가능하다.
물론, 강사 단말기는 강사 태그부를 인식하지 않고, 강의실 중계 서버에 유/무선 통신을 통해 직접 접속할 수도 있다.
학생 및 강사 태그부 인식을 통해 학생 스마트 단말기와 강사 단말기는 강의실 중계 서버에 접속한다(S110). 이를 통해 학생 스마트 단말기에는 로그인 화면 즉, 인증 화면이 표시된다.
학생이 로그인에 성공하면 강의실 중계 서버는 로그인한 학생 정보와 학생이 위치한 테그 정보를 저장하고, 이를 강사 단말기에 전송한다.
이를 통해 강사는 강사 단말기를 통해 학생의 출석 여부와 학생이 앉아있는 위치를 파악할 수 있다.
그리고, 강사 단말기가 강의실 중계 서버에 접속하면 강의실 중계 서버는 강의할 내용을 요청한다. 이 요청에 따라 강사는 자신의 강의할 내용을 강의실 중계 서버에 제공하여 표시 장치를 통해 강의할 내용을 표시하게 된다. 이때, 필요 및 강사의 선택에 따라 학생은 자신의 스마트 단말기를 통해 강의 내용을 다운로드 받을 수 있다.
이어서, 강사는 표시 장치에 표시된 내용을 바탕으로 강의를 진행한다(S120).
이때, 강사가 자신의 단말기에 강의와 함께 메모나 강조 선을 그릴 경우 해당 정보가 표시 장치에 그대로 전달되어 표시 장치에서도 해당 메모나 강조 선이 표시된다.
그리고, 강의가 진행되는 중간에 강사는 준비한 질의 내용을 강의실 중계 서버를 통해 학생 스마트 단말기에 전송한다(S130). 이때, 강사가 모든 학생에게 질의를 할 것인지 또는 특정 학생 아니면 특정 그룹의 학생에게만 질의를 할 것인지를 선택할 수 있다. 그리고, 단일 질문을 할 것인지, 레벨이 각기 상이한 질문을 할 것인지 결정할 수 있다.
이어서, 질의 내용을 전송받은 학생은 자신의 스마트 단말기를 통해 질의에 대한 답을 적어 강사 단말기에 제공한다(S140). 이에 따라 강사 단말기 또는 강의실 중계 서버는 학생들의 응답 결과를 정답과 비교하여 질의를 맞춘 학생의 비율을 계산한다. 계산 결과 60% 이상의 경우, 이해도가 평균이상으로 판단하고, 60% 이하의 경우 이해도가 평균 이하임으로 판단한다. 그리고, 결과가 40% 이하인 경우에는 이해도가 매우 낮기 때문에 앞단에 진행된 강의를 다시 수행하도록 한다(S150).
계속하여 강의를 진행하고, 강사가 단말기를 통해 강의 종료를 선택하면 해당 강의가 종료되어 강의실 중계 서버와의 접속이 단절된다.
상술한 설명에서는 중계 서버가 있는 경우를 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 중계 서버가 없고 단순히 표시 장치에 셋탑 장치가 있고, 이 셋탑 장치를 통해 학생 스마트 단말기와 강사 단말기가 통신을 수행할 수도 있다.
즉, 강사가 단말기를 통해 강의 시작을 알리고, 자신이 준비한 강의 내용을 셋탑 장치를 통해 표시 장치에 표시한다.
이어서, 학생들은 자신의 스마트 단말기를 학생 태그부에 인식함으로 인해 셋탑 장치를 통해 강사 단말기에 출석확인 정보와 위치 정보를 제공한다. 이에 따라 강사 단말기는 강의를 듣는 학생의 출석 여부와 학생이 앉아 있는 책상 위치를 확인할 수 있게 된다.
강의를 진행하는 중간에 강사가 학생에게 질의를 하는 경우, 강사 단말기에 저장된 질의 내용을 셋탑 장치를 통해 학생 스마트 단말기에 제공한다. 학생 스마트 단말기는 질의에 대한 응답을 셋탑 장치를 통해 강사 단말기에 제공한다. 강사 단말기는 응답 결과를 분석하여 학생의 강의 이해도를 평가하면서 강의를 진행할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 학생 태그부 200 : 강사 태그부
300 : 학생 스마트 단말기 310 : 학생 태그 인식 모듈
320 : 출석 모듈 330 : 학생 수강 모듈
340 : 학생 질의 응답 모듈 350 : 알림 모듈
400 : 강사 단말기 410 : 저장부
420 : 강사 태그 인식 모듈 430 : 강의 관리 모듈
440 : 강의 모듈 450 : 출석 확인 모듈
460 : 강사 질의 응답 모듈 500 : 강의실 중계 서버
510 : 강의실 관리 모듈 520 : 인증 관리 모듈
530 : 질의 응답 관리 모듈 540 : 동기화 관리 모듈
550 : 저장부 560 : 종합 통신부
600 : 표시 장치 700 : 관리 서버

Claims (12)

  1. 강의실 학생 책상의 일측면에서부터 내측 방향으로 홈이 형성되고, 이 홈 내부에 QR 코드가 NFC 태그 상측에 적층된 스티커가 위치하고, 홈을 투광성의 밀봉부재로 밀봉한 학생 태그부;
    강의실 강사 책상의 일측면에서부터 내측 방향으로 홈이 형성되고, 이 홈 내부에 QR 코드가 NFC 태그 상측에 적층된 스티커가 위치하고, 홈을 투광성의 밀봉부재로 밀봉한 강사 태그부;
    상기 학생 태그부 인식을 통해 강의실 중계 서버에 접속하여 수강 상태를 알리는 학생 스마트 단말기;
    강의 내용, 질의 내용 및 출력 학생 정보가 저장된 저장부와, 강사 태그부를 인식하는 강사 태그 인식 모듈과, 태그 인식에 따라 강사가 선택한 강의 내용을 강의실 중계 서버에 전송하는 강의 관리 모듈과, 강의실 중계 서버의 요청과 강사의 조작에 따라 강의실 중계 서버에 전송된 강의 내용이 표시 장치를 통해 표시 화면상에 표시되도록 하는 강의 표시 제어부와 표시 화면상에 표시된 강의 내용과 강사 단말기의 화면에 표시되는 내용을 동기화하는 화면 동기화부와 강의 내용의 다운로드 가능 여부를 제어하는 강의 저장 관리부를 통해 표시 장치를 통해 표시되는 강의 내용을 제어하여 강의를 수행하는 강의 모듈과, 강의실 중계 서버를 통해 제공된 출석 정보를 통해 학생들의 출석 여부 및 위치를 확인하는 출석 확인 모듈과, 질의 내용을 강의실 중계 서버를 통해 학생 스마트 단말기에 전송하고, 질의 내용을 전송하는 질의 전송부와 질의 회신 결과를 분석하여 학생의 이해 정도를 평가하는 이해도 평가부와 학생을 다수의 그룹으로 분리하여 관리하는 학생 그룹 설정부를 포함하고, 상기 질의 회신 결과를 분석하여 60%이상의 학생이 이해한 경우에는 이해도가 높음으로 평가하고, 60%이하의 경우 이해도가 낮음으로 평가하며, 이해도가 40% 이하의 경우에는 앞의 강의 내용을 다시 표시토록 하는 강사 질의 응답 모듈을 포함하는 강사 단말기;
    관리 서버로부터 제공받은 강의실 관리 정보를 통해 강의실의 사용을 관리하는 강의실 관리 모듈과, 학생 및 강사에 대한 인증을 관리 및 중계하는 인증 관리 모듈과, 강사 단말기로부터 제공된 질의 내용을 학생 단말기에 제공하고, 학생 단말기로부터의 응답 내용을 강사 단말기에 제공하는 질의 응답 관리 모듈과, 강사 단말기에서 실행된 강의 정보를 요청하고, 제공받아 표시 장치에 표시하고, 강사 단말기의 화면에 표시된 내용을 동기화 하여 표시 장치에 표시하고, 학생 스마트 단말기의 알림 신호에 따라 학생 단말기와 표시 장치간의 화면 동기화를 수행하는 동기화 관리 모듈과, 정보를 저장하는 저장부와, 학생 스마트 단말기, 강사 단말기, 관리 서버 및 표시 장치와의 통신을 수행하는 종합 통신부를 포함하는 강의실 중계 서버;
    상기 강의실 중계 서버, 학생 스마트 단말기 및 강사 단말기의 정보를 표시하는 표시 장치; 및
    다수의 강의실 중계 서버를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 학생 스마트 단말기는 학생 태그부를 인식하는 학생 태그 인식 모듈과, 학생 태그부 인식에 따라 강의실 중계 서버에 로그인함으로 인해 출석을 체크하는 출석 모듈과, 강의실 중계 서버를 통해 강의 내용을 제공받아 표시하는 학생 수강 모듈과, 강의실 중계 서버 및 강사 단말기로부터 제공된 질의 응답 신호에 따라 질의 내용을 표시하고, 응답 결과를 전송하는 학생 질의 응답 모듈과, 강의 내용에 질문이 있는 경우, 이를 알리는 알림 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 알림 모듈은 강의 내용 중에 질문이 있는 경우, 알림 신호를 통해 질문이 있음을 표시하는 알림 신호 송출 모듈과, 학생 스마트 단말기의 화면과 표시 장치의 화면을 동기화하는 화면 동기화 모듈과, 화면상에서 질문하고자 하는 부분/영역을 강조하거나, 선택 및 지적하여 질문 내용을 정확하게 강사에게 전달하는 화면 강조 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 이용한 교육 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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