KR102522577B1 - 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법 - Google Patents

스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 이를 수행하는 전자 장치의 제어 방법에 있어서, 동화의 읽기, 동화와 관련한 다양한 질문에 대한 블록 조립하기, 및 조립한 블록에 대한 발표를 수행한다.

Description

스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법{STORYTELLING-BASED BLOCK IMPLEMENTATION LEARNING METHOD}
본 발명은 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 말하기, 듣기, 읽기, 쓰기, 책 또는 글에 대한 내용을 이해하고 해석하는 능력을 발달시키기 위한 솔루션으로, 동화와 레고를 통해 아이들의 창의력과 리터러시 능력을 증진시키고, 책과 블록(ex. 레고)을 통해 다양한 상상력을 자극하여 창의력 발달을 촉진시키는 기술이다.
실시예로, 교사와 교육 대상자(ex. 유아, 유치부, 초등부, 성인, 가족 단위 등 책에 대한 내용을 이해하고, 손으로 조작능력이 가능한 모든 사람)의 교육 참여에 따라, 책을 함께 완독하고, 책에 대한 다양한 질문을 통해 생각을 끌어 내어, 주제에 맞는 내용을 레고로써 표현하는 교육을 실시한다.
구체적으로, 동화 읽기와 정서적 대화식 문답을 통한 심성을 유도하는 교수 방법, 이에 따라 얻어진 정서적 교훈점을 브릭을 통해 형상화 하는 구체물(블록)에 의한 구조 학습을 하는 교수 방법, 상술된 두 가지 교수 방법을 접목시켜 교육 대상자의 잠재된 정서적 심리를 이끌어내는 교수 방법을 온라인 및 오프라인에 적용하여, 교육 대상자에게 제공할 수 있다.
한편, 교육은 오프라인, 및 온라인 상에서 수행될 수 있다.
창의력 교육과 정서적 교육은 그 목적이 상반되기 때문에, 동시 교육 행위가 매우 제한적이며, 따라서, 이러한 두 가지 이상의 목적으로 교육의 효과를 극대화할 수 있는 새로운 교육 방법이 필요로 되어진다.
한편, 종래의 학습지는 특정 분야(ex. 영어, 한글, 수학 등)를 대상으로 하는 문제 풀이 방식으로 구성되어 있어, 다른 분야에 대한 학습이 동시에 이루어지지 못하였으며, 특히 영유아를 대상으로 하는 학습지의 경우, 창의력, 소근육 발달, 및 의사소통 능력에 대한 증진을 위한 별도의 교구가 요구되어 왔다.
이러한 교구의 경우, 학습지 회차, 또는 매 학습시간 마다 다른 재료가 필요로 되며, 진도가 느린 영유아의 경우, 새로운 교구에 적응하는데 어려움이 따른다.
이에 따라, 창의력 교육과 정서적 교육을 포함하는 복수의 목적으로 교육의 효과를 극대화하기 위해 교구를 통해 다양한 능력의 증진 효과를 갖는 블록을 이용한 학습 방법론을 창안하였다.
한편, 상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
등록특허공보 제10-0599425호, 2006.07.04.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 동화 등의 스토리(ex. 전래동화, 명작동화, 창작동화를 비롯하여 경제, 문화, 역사, 사회, 자연관찰 등 모든 소재의 도서) 및 블록을 통해, 사용자(교육 대상자)가 책과 함께 블록으로 본인의 생각을 표현하게 하여, 블록을 통해 언어영역, 인지영역, 공간지각 발달을 이끌어내고, 글을 읽고 쓰는 차원을 넘어 이해하고 해석하여 맥락을 파악하도록 하는, 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법을 제공하기 위한 전자 장치의 제어 방법에 있어서, 사용자로부터 복수의 키워드 중 적어도 하나를 선택받는 UI(User Interface)를, 사용자에게 제공하는 단계, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 복수의 키워드 중 선택된 적어도 하나의 주제를 식별하는 단계, 식별된 주제에 따른 스토리를 선택하는 단계, 선택된 스토리에 대한 이미지 및 오디오를 출력하는 단계, 선택된 스토리에 대한 질문을 포함하는 블록 게임을 출력하는 단계, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 블록 게임에 대한 조립 이미지를 획득하는 단계, 및 사용자로부터 조립 이미지에 대한 발표 데이터를, 텍스트 또는 음성 데이터 중 적어도 하나로 획득하는 단계를 포함하고, 블록 게임은, 전자 장치를 통해, 사용자 명령에 따라, 복수의 형태 각각에 따른 블록 이미지가 조립되는 가상 블록 게임인 것을 특징으로 한다.
추가로, 이미지 및 오디오를 출력하는 단계는, 스토리에 대한 재생 시점 별 텍스트, 재생 시점 별 텍스트 각각에 매칭되는 이미지, 및 재생 시점 별 텍스트 각각을 발화하는 음성 및 효과음을 포함하는 오디오를 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
추가로, 블록 게임을 출력하는 단계는, 선택된 스토리에 대해 기 등록된 적어도 하나의 질문을 선택하는 단계, 선택된 질문, 및 복수의 기본 블록 이미지를 바탕으로 블록 게임을 구성하는 단계, 및 구성된 블록 게임을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가로, 질문을 선택하는 단계는, 선택된 스토리에 대해 기 등록된 복수의 질문 중 적어도 하나의 질문을 랜덤 선택하거나, 또는, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 사용자의 선택에 따른 적어도 하나의 질문을 선택하는 단계, 선택된 질문에 대해 복수의 블록 조립도 중 적어도 하나를 선택하는 UI를 제공하는 단계, 및 적어도 하나의 블록 조립도를 선택하는 사용자 명령을 획득하면, 선택된 블록 조립도에 매칭된 적어도 하나의 필수 블록 이미지를 식별하는 단계를 더 포함하고, 블록 게임을 구성하는 단계는, 필수 블록 이미지가 포함되도록 블록 게임을 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
추가로, 조립 이미지를 획득하는 단계는, 블록 게임에 포함된 복수의 블록 이미지 각각에 대해 선택 및 배치에 대한 명령을 획득하는 UI를 제공하는 단계, 사용자로부터 획득된 사용자 명령에 따라, 사용자로부터 선택된 블록 이미지 각각이, 사용자에 의해 배치된, 조립 이미지를 생성하는 단계, 및 사용자로부터 게임 종료에 대한 사용자 명령을 획득하면, 최종 획득된 조립 이미지를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가로, 복수의 블록 이미지 각각에 대해 선택 및 배치에 대한 명령을 획득하는 UI를 제공하는 단계는, 블록 게임이 블록 조립도를 포함하는 경우, 사용자로부터 선택된 블록 이미지를 기 설정된 위치로 안내하는 지시선을 출력하는 단계, 사용자에 의해, 선택된 블록 이미지가 기 설정된 위치로 배치되면, 기 설정된 위치에 대한 조립 형태를 식별하는 단계, 및 식별된 조립 형태로 선택된 블록 이미지를 회전 설정하여, 조립 이미지를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가로, 블록 게임을 출력하는 단계는, 사용자에게 선택된 스토리에 대한 질문을 생성하는 UI를 제공하는 단계, 사용자에 의해 생성된 질문을 획득하면, 생성된 질문에 포함된 적어도 하나의 단어, 및 생성된 질문의 맥락을 식별하는 단계, 식별된 단어 및 식별된 맥락을 바탕으로, 선택된 스토리에 대해 기 등록된 복수의 질문 중, 생성된 질문과 유사한 것으로 판단되는 유사 질문을 식별하는 단계, 유사 질문이 식별되는 경우, 식별된 유사 질문을 ?l함하는 블록 게임을 출력하되, 유사 질문이 미식별되는 경우, 생성된 질문을 선택된 스토리에 대한 신규 질문으로 저장하는 단계, 및 신규 질문이 저장되면, 자유 블록 게임을 출력하는 단계를 더 포함하고, 자유 블록 게임은, 사용자의 임의 조립에 따라, 복수의 블록 이미지가 조립되는 가상 블록 게임인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 스토리텔링 기반 블록 구현 학습 방법에 의하면, 21세기 핵심역량인, 사용자의 리터러시 능력을 증진시키고, 새로운 이야기를 만들고, 재구성하는 능력을 향상시키며, 책을 읽은 후의 경험을 블록 및 발표 등을 통해 공유하여 소통 능력을 기를 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 기본 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구체적인 학습 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 블록 이미지 구성도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 지시선 및 자동 회전을 수행하는 상태도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한, 전래동화, 명작동화, 창작동화를 비롯하여 경제, 문화, 역사, 사회, 자연관찰 등 다양한 소재의 도서를 이용한 학습 방법으로써, 교사와 교육 대상자 간의 스토리 함께 읽기, 해당 스토리에 대한 다양한 질문을 주고받음에 따라, 교육 대상자의 생각을 끌어내고, 주제에 맞는 질문의 답변을 교육 대상자가 발표와 함께 블록을 조립함으로써 표현하여 사고를 증진시키고 소근육을 발달시키며 리터러시(literacy) 능력을 향상시키는 것이 가능하다.
질문을 스토리에 대해 복수로 준비될 수 있으며, 이외에도 교사의 의도에 따라 다양하게 제시될 수 있으며, 답변을 레고로 표현함에 있어서, 예시로써, 질문에 대한 블록 조립도(각각이 고유 형상으로 구성된 복수의 블록 간의 연결 관계)가 교사에 의해 교육 대상자에게 제공될 수 있다.
최종 조립이 완료된 블록에 대하여, 교육 대상자는 최종 형상에 대해 의도한 바와 질문에 대한 답변 등을 교사에게 발표할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자 장치(100)는 복수의 블록 이미지(10), 복수의 도서에 대한 스토리, 스토리 별 오디오, 스토리 별 이미지 등을 포함하는 메모리(110), 사용자로부터 입력(음성, 터치, 버튼 동작 등)을 획득하고 오디오, 및 이미지를 출력하는 입출력 모듈(120), 및 메모리(110) 및 입출력 모듈(120)에 각각 연결된 프로세서(130)를 포함한다.
일 실시예로, 전자 장치(100)는, 서버, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 노트북 컴퓨터(notebook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 메모리(110)는 서버(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(110)는 비휘발성 메모리(110), 휘발성 메모리(110), 플래시메모리(110)(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 통신부를 더 포함할 수 있다.
통신부는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 특히, 통신부는 와이파이 칩, 블루투스 칩, 무선 통신 칩, NFC칩, 저전력 블루투스 칩(BLE 칩) 등과 같은 다양한 통신 칩을 포함할 수 있다. 이때, 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC 칩은 각각 LAN 방식, WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 와이파이 칩이나 블루투스칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신 하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), 5G(5th Generation) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.
프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 서버(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(130)는 RAM, ROM, 그래픽 처리부, 메인 CPU, 제1 내지 n 인터페이스 및 버스로 구성될 수 있다. 이때, RAM, ROM, 그래픽 처리부, 메인 CPU, 제1 내지 n 인터페이스 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다.
RAM은 O/S 및 어플리케이션 프로그램을 저장한다. 구체적으로, 서버(100)가 부팅되면 O/S가 RAM에 저장되고, 사용자가 선택한 각종 어플리케이션 데이터가 RAM에 저장될 수 있다.
ROM에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴 온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU는 ROM에 저장된 명령어에 따라 메모리(110)에 저장된 O/S를 RAM에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU는 메모리(110)에 저장된 각종 어플리케이션 프로그램을 RAM에 복사하고, RAM에 복사된 어플리케이션 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
그래픽 처리부는 연산부(미도시) 및 렌더링부(미도시)를 이용하여 아이템, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성한다. 여기서, 연산부는 입력부로부터 수신된 제어 명령을 이용하여 화면의 레이아웃에 따라 각 객체들이 표시될 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산하는 구성일 수 있다. 그리고, 렌더링부는 연산부에서 연산한 속성값에 기초하여 객체를 포함하는 다양한 레이아웃의 화면을 생성하는 구성이 일 수 있다. 이러한 렌더링부에서 생성된 화면은 디스플레이의 디스플레이 영역 내에 표시될 수 있다.
메인 CPU는 메모리(110)에 액세스하여, 메모리(110)에 저장된 OS를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 메인 CPU는 메모리(110)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
제1 내지 n 인터페이스는 상술한 각종 구성요소들과 연결된다. 제1 내지 n 인터페이스 중 하나는 네트워크를 통해 외부 장치와 연결되는 네트워크 인터페이스가 될 수도 있다.
한편, 나아가, 프로세서는 인공지능 모델을 제어할 수 있다. 이 경우, 프로세서는 인공지능 모델을 제어하기 위한 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)를 포함할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에 따른 인공지능 모델은 교사 지도학습(supervised learning) 또는 비교사 지도학습(unsupervised learning)기반의 모델일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 인공지능 모델은 SVM(support vector machine), Decision tree, neural network 등 및 이들이 응용된 방법론을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 본 발명에 따른 인공지능 모델은 학습데이터를 입력하여 학습된 합성곱 신경망(Convolutional deep Neural Networks, CNN) 기반의 인공지능 모델일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 인공지능 모델이 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다. 예컨대, DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network)과 같은 모델이 인공지능 모델로서 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 합성곱 신경망(Convolutional deep Neural Networks, CNN)은 최소한의 전처리(preprocess)를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론(multilayer perceptrons)의 한 종류이다. 합성곱 신경망은 하나 또는 여러개의 합성곱 계층(convolutional layer)과 그 위에 올려진 일반적인 인공신경망 계층들로 이루어져 있으며, 가중치와 통합 계층(pooling layer)들을 추가로 활용한다. 이러한 구조 덕분에 합성곱 신경망은 2차원 구조의 입력 데이터를 충분히 활용할 수 있다. 또한, 합성곱 신경망은 표준 역전달을 통해 훈련될 수 있다. 합성곱 신경망은 다른 피드포워드 인공신경망 기법들보다 쉽게 훈련되는 편이고 적은 수의 매개변수를 사용한다는 이점이 있다.
또한, 심층 신경망(Deep Neural Networks, DNN)은 입력 계층(input layer)과 출력 계층(output layer) 사이에 복수개의 은닉 계층(hidden layer)들로 이뤄진 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)이다.
이때, 심층 신경망의 구조는 퍼셉트론(perceptron)으로 구성될 수 있다. 퍼셉트론은 여러 개의 입력 값(input)과 하나의 프로세서(prosessor), 하나의 출력 값으로 구성된다. 프로세서는 여러 개의 입력 값에 각각 가중치를 곱한 후, 가중치가 곱해진 입력 값들을 모두 합한다. 그 다음 프로세서는 합해진 값을 활성화함수에 대입하여 하나의 출력 값을 출력한다. 만약 활성화함수의 출력 값으로 특정한 값이 나오기를 원하는 경우, 각 입력 값에 곱해지는 가중치를 수정하고, 수정된 가중치를 이용하여 출력 값을 다시 계산할 수 있다. 이때, 각각의 퍼셉트론은 서로 다른 활성화함수를 사용할 수 있다. 또한 각각의 퍼셉트론은 이전 계층에서 전달된 출력들을 입력으로 받아들인 다음, 활성화 함수를 이용해서 출력을 구한다. 구해진 출력은 다음 계층의 입력으로 전달된다. 상술한 바와 같은 과정을 거치면 최종적으로 몇 개의 출력 값을 얻을 수 있다.
순환 신경망(Reccurent Neural Network, RNN)은 인공신경망을 구성하는 유닛 사이의 연결이 Directed cycle을 구성하는 신경망을 말한다. 순환 신경망은 앞먹임 신경망과 달리, 임의의 입력을 처리하기 위해 신경망 내부의 메모리를 활용할 수 있다.
심층 신뢰 신경망(Deep Belief Networks, DBN)이란 기계학습에서 사용되는 그래프 생성 모형(generative graphical model)으로, 딥 러닝에서는 잠재변수(latent variable)의 다중계층으로 이루어진 심층 신경망을 의미한다. 계층 간에는 연결이 있지만 계층 내의 유닛 간에는 연결이 없다는 특징이 있다.
심층 신뢰 신경망은 생성 모형이라는 특성상 선행학습에 사용될 수 있고, 선행학습을 통해 초기 가중치를 학습한 후 역전파 혹은 다른 판별 알고리즘을 통해 가중치의 미조정을 할 수 있다. 이러한 특성은 훈련용 데이터가 적을 때 굉장히 유용한데, 이는 훈련용 데이터가 적을수록 가중치의 초기값이 결과적인 모델에 끼치는 영향이 세지기 때문이다. 선행학습된 가중치 초기값은 임의로 설정된 가중치 초기값에 비해 최적의 가중치에 가깝게 되고 이는 미조정 단계의 성능과 속도향상을 가능케 한다.
상술한 인공지능 및 그 학습방법에 관한 내용은 예시를 위하여 서술된 것이며, 상술한 실시 예들에서 이용되는 인공지능 및 그 학습방법은 제한되지 않는다. 예를 들어, 당 업계의 통상의 기술자가 동일한 과제해결을 위하여 적용할 수 있는 모든 종류의 인공지능 기술 및 그 학습방법이 개시된 실시 예에 따른 시스템을 구현하는 데 활용될 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 하나 이상의 코어(core, 미도시) 및 그래픽 처리부(미도시) 및/또는 다른 구성 요소와 신호를 송수신하는 연결 통로(예를 들어, 버스(bus) 등)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 본 발명과 관련하여 설명된 방법을 수행한다.
예를 들어, 프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써 신규 학습용 데이터를 획득하고, 학습된 모델을 이용하여, 상기 획득된 신규 학습용 데이터에 대한 테스트를 수행하고, 상기 테스트 결과, 라벨링된 정보가 소정의 제1 기준값 이상의 정확도로 획득되는 제1 학습용 데이터를 추출하고, 상기 추출된 제1 학습용 데이터를 상기 신규 학습용 데이터로부터 삭제하고, 상기 추출된 학습용 데이터가 삭제된 상기 신규 학습용 데이터를 이용하여 상기 학습된 모델을 다시 학습시킬 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 프로세서(130) 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.
메모리(110)에는 프로세서(130)의 처리 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다. 메모리(110)에 저장된 프로그램들은 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 사용자가 실물 블록을 구성한, 조립된 블록을 촬영하기 위한 카메라를 더 포함할 수 있다.
카메라는 적어도 하나의 피사체를 촬영하기 위한 구성으로, 프로세서(130)는 카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 인식하거나 객체와의 거리를 식별할 수 있다.
한편, 입출력 모듈(120)은 마우스, 디스플레이, 키보드, 전자펜, 터치펜, 스피커, 마이크, 컨트롤러, 리모컨 등을 포함할 수 있다.
디스플레이는 다양한 정보(ex. 이미지, User Interface 등)를 시각적으로 출력하기 위한 구성이다.
디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes), TOLED(Transparent OLED), Micro LED 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 이밖에 종래 알려진 다양한 형태의 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이는, 사용자의 터치 조작을 감지할 수 있는 터치스크린 형태로 구현될 수 있으며, 접히거나 구부러질 수 있는 플렉서블 디스플레이로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 기본 흐름도이고, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구체적인 학습 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자 장치(100)는 사용자로부터 복수의 키워드(도서 주제로써, 인문, 과학, 사회, 종료 등) 중 적어도 하나를 선택받는 UI(User Interface)를, 사용자에게 제공(S210)함에 따라, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 복수의 키워드 중 선택된 적어도 하나의 주제를 식별(S220)하고, 식별된 주제에 따른 스토리를 선택(S230)한다.
이에 따라, 전자 장치(100)는 선택된 스토리에 대한 이미지 및 오디오를 출력(S240)한 이후, 선택된 스토리에 대한 질문을 포함하는 블록 게임을 출력(S250)하고, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 블록 게임에 대한 조립 이미지를 획득(S260)하고, 사용자로부터 조립 이미지에 대한 발표 데이터를, 텍스트 또는 음성 데이터 중 적어도 하나로 획득(S270)한다.
이때, 블록 게임은, 전자 장치(100), 특히, 입출력 모듈(120)을 통해, 사용자 명령에 따라, 복수의 형태 각각에 따른 블록 이미지가 조립되는 가상 블록 게임이다.
또한, 발표 데이터는, 전자 장치(100)를 통해, 다른 사용자의 전자 장치를 통해 다른 사용자에게 공유되거나, 사용자 명령에 따라 전자 장치(100)를 통해 재생되거나 출력될 수 있다.
한편, 단계 S240을 수행함에 있어서, 전자 장치(100)는 스토리에 대한 재생 시점 별 텍스트, 재생 시점 별 텍스트 각각에 매칭되는 이미지, 및 재생 시점 별 텍스트 각각을 발화하는 음성 및 효과음을 포함하는 오디오를 출력할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 질문은 스토리에 대해 기 저장되어 있을 수 있으며, 예컨대, 스토리의 주제가 '부모님의 내리 사랑'에 대한 것인 경우, 질문은 '내가 어떠한 행동을 하든지간에 올곧이 나를 변함없이 사랑해 주고 지지해 주는 존재가 있다면 누구인가요?', '나를 늘 사랑해 주는 부모님을 위해서 나는 무엇을 해 줄 것인가?' 등일 수 있다.
이에 따라, 조립 이미지는 특정 장소에서 부모님께 선물을 주는 사용자를 형상화한 것일 수 있으며, 발표 데이터는, '내가 돈을 벌면 근사한 식당에 가서 맛있는 음식을 사드릴거에요.', '멋진 가방과 신발을 사 드리고 싶어요.' 등을 발화하는 음성 또는 이를 타이핑(기재)한 텍스트일 수 있다.
한편, 단계 S250에 있어서, 전자 장치(100)는 선택된 스토리에 대해 기 등록된 적어도 하나의 질문을 선택하여, 선택된 질문, 및 복수의 기본 블록 이미지(12)를 바탕으로 블록 게임을 구성하고, 구성된 블록 게임을 출력할 수 있다.
이때, 질문을 선택함에 있어서, 전자 장치(100)는 선택된 스토리에 대해 기 등록된 복수의 질문 중 적어도 하나의 질문을 랜덤 선택하거나, 또는, 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 사용자의 선택에 따른 적어도 하나의 질문을 선택할 수 있다.
이에 따라, 전자 장치(100)는 선택된 질문에 대해 복수의 블록 조립도 중 적어도 하나를 선택하는 UI를 제공하여, 적어도 하나의 블록 조립도를 선택하는 사용자 명령을 획득하면, 선택된 블록 조립도에 매칭된 적어도 하나의 필수 블록 이미지(11)를 식별할 수 있다.
따라서, 블록 게임을 구성함에 있어서, 전자 장치(100)는 필수 블록 이미지(11)가 포함되도록 블록 게임을 구성할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 블록 이미지 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 주제인 '부모님의 내리 사랑'에 대하여는, 복수의 블록 이미지(10)를 구성하는 필수 블록 이미지(11)가 사용자, 어머니, 및 아버지 각각에 대한 피규어 형상의 블록 이미지일 수 있으며, 기본 블록 이미지(12)는 기본 브릭 형상(ex. 일자, 니은자, 디귿자, 이응자, 정사각형 등)에 따른 각각의 형상을 갖는 블록 이미지일 수 있다.
이때, 블록 게임에 포함되지 않은, 전자 장치(100)에 저장되어 있는 블록 이미지는 UI를 통한 사용자 명령의 입력에 따라 출력될 수 있으며, 각각의 블록 이미지는 UI를 통한 사용자 명령의 입력에 따라 복수로 출력될 수 있다.
한편, 단계 S260에 있어서, 전자 장치(100)는 블록 게임에 포함된 복수의 블록 이미지(10) 각각에 대해 선택 및 배치에 대한 명령을 획득하는 UI를 제공하여, 사용자로부터 획득된 사용자 명령에 따라, 사용자로부터 선택된 블록 이미지(13) 각각이, 사용자에 의해 배치된, 조립 이미지를 생성할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 사용자로부터 게임 종료에 대한 사용자 명령을 획득하면, 최종 획득된 조립 이미지를 저장할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 지시선 및 자동 회전을 수행하는 상태도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 블록 이미지는 UI를 통한 사용자 명령의 입력에 따라 3차원 입체 형상으로써 회전되거나 위치가 변경될 수 있다.
구체적으로, 복수의 블록 이미지(10) 각각에 대해 선택 및 배치에 대한 명령을 획득하는 UI를 제공함에 있어서, 전자 장치(100)는 블록 게임이 블록 조립도를 포함하는 경우, 사용자로부터 선택된 블록 이미지(13)를 기 설정된 위치로 안내하는 지시선(20)을 출력할 수 있다.
이에 따라, 사용자에 의해, 선택된 블록 이미지(13)가 기 설정된 위치로 배치되면, 전자 장치(100)는 기 설정된 위치에 대한 조립 형태를 식별하는 단계, 및 식별된 조립 형태로 선택된 블록 이미지(13)를 회전 설정하여, 조립 이미지를 저장할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 블록 이미지의 배치를 위한 공간을 그리드(30)(균일한 간격을 갖는 격자 무늬)로 제공할 수 있으며, 이는 3차원 공간 형태에 따른 그리드일 수 있다.
한편, 단계 S250을 수행함에 있어서, 전자 장치(100)는 사용자에게 선택된 스토리에 대한 질문을 생성하는 UI를 제공하여, 사용자에 의해 생성된 질문을 획득하면, 생성된 질문에 포함된 적어도 하나의 단어, 및 생성된 질문의 맥락을 식별할 수 있다.
이에 따라, 전자 장치(100)는 식별된 단어 및 식별된 맥락을 바탕으로, 선택된 스토리에 대해 기 등록된 복수의 질문 중, 생성된 질문과 유사한 것으로 판단되는 유사 질문을 식별하고, 유사 질문이 식별되는 경우, 식별된 유사 질문을 포함하는 블록 게임을 출력하되, 유사 질문이 미식별되는 경우, 생성된 질문을 선택된 스토리에 대한 신규 질문으로 저장할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 신규 질문이 저장되면, 자유 블록 게임을 출력할 수 있다.
자유 블록 게임은, 사용자의 임의 조립에 따라, 복수의 블록 이미지(10)가 조립되는 가상 블록 게임이다.
실시예로, 자유 블록 게임을 출력함에 따라, 기 저장된 모든 블록 이미지 중 적어도 하나의 블록 이미지에 대한 선택 및 배치를 수행하기 위한 사용자 명령을 획득함에 있어서, 전자 장치(100)는 UI를 통해, 자유 불록 게임에 대한 게임 종료를 선택하는 사용자 명령을 획득하면, 자유 블록 게임에 대해 최종 획득된 조립 이미지를 구성하는 적어도 하나의 구성 블록 이미지를 식별할 수 있다.
이때, 구성 블록 이미지는, 조립 이미지, 즉, 사용자의 선택 및 배치에 의해 최종 형상을 갖춘, 조립된 블록 형상을 구성하는 적어도 하나의 블록 형상에 대한 이미지이다.
전자 장치(100)는 식별된 구성 블록 이미지 각각에 대한 위치, 및 위치에 따른 조립 형태를 식별하여, 구성 블록 이미지 각각에 대한 위치, 조립 형태, 및 상호간의 결합된 최종 형태를, 신규 질문에 대한 신규 블록 조립도로 저장할 수 있다.
실시예로, 신규 질문에 대한 블록 조립도를 저장함에 있어서, 전자 장치(100)는 신규 블록 조립도를 선택된 스토리에 대해 기 저장된 복수의 블록 조립도와 비교하여, 동일한 블록 조립도가 미존재하는 경우, 신규 질문에 대한 블록 조립도로 신규 블록 조립도를 저장할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 신규 블록 조립도를 신규 질문에 대해 생성한 사용자에 대해 포인트를 지급할 수 있다.
포인트는, 스토리에 대한 실물 도서 구매, 스토리에 대한 이북(e-book) 구매, 다른 스토리에 대한 단계 S210 내지 S270의 서비스 이용, 신규 블록 조립도에 포함된 블록 이미지들에 대한 실물 블록 구매 등에 전자 장치(100)를 통해 소비되는 가사 화폐이다.
즉, 사용자는 포인트 적립을 위해, 신규 질문 및 신규 블록 조립도를 등록할 수 있으며, 전자 장치(100)는 기존에 저장된 질문과 블록 조립도 외에도 추가로 등록된 신규 질문 및 신규 블록 조립도를 복수의 사용자에게 공유하여 다양한 콘텐츠를 제공할 수 있다.
실시예로, 신규 블록 조립도를 저장함에 있어서, 전자 장치(100)는, 신규 블록 조립도를 구성하는 적어도 하나의 제1 블록 이미지를 식별하고, 제1 블록 이미지 간의 조립된 상태에 있어서, 블록 이미지가 미존재하는 공백 공간이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
공백 공간은, 육방향(위, 아래, 좌, 우, 앞, 뒤) 중 연속된 적어도 네 개의 방향(ex. 좌, 우, 앞, 뒤)이 제1 블록 이미지로 막혀있는 공간이다.
공백 공간이 존재하는 경우, 전자 장치(100)는 공백 공간의 부피가, 기준 블록 이미지를 임계치 이하의 개수로 포함하는 경우, 공백 공간의 형상과 동일한 블록 이미지를 생성하여, 생성된 블록 이미지를 신규 블록 이미지로 저장할 수 있다.
이에 따라, 복수의 블록 이미지(10) 중, 존재하지 않은 형상에 의해 사용자의 의도에 따라 사용되지 못한 형상(공백 공간)을 블록 이미지로 생성하여 저장함으로써, 사용자들에 대한 콘텐츠 이용의 만족도를 높일 수 있다.
기준 블록 이미지는, 그리드(30) 상에서 격자 무늬 한 칸을 일 면으로 갖는, 정육면체 형상의 블록 이미지이다.
한편, 블록 게임 및 자유 블록 게임 중 적어도 하나를 수행함에 있어서, 전자 장치(100)는, 게임 종료, 조립 이미지 저장, 블록 이미지 선택, 블록 이미지 배치, 블록 이미지 회전, 조립 이미지 공개, 새로고침, 게임 초기화 등의 동작을 수행하는, 각각의 동작에 대한 UI를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 전자 장치(100)가 서버인 경우, 전자 장치(100)는 통신부를 통해 사용자의 전자 장치인 사용자 단말과 통신하여, 사용자 단말을 통해 단계 S210 내지 S270에 따른 콘텐츠(스토리에 대한 오디오 및 이미지, 블록 게임 등)를 사용자에게 제공하고, 콘텐츠에 대한 사용자 명령을 획득할 수 있다.
사용자 단말은, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 랩탑 PC(laptop PC), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 노트북 컴퓨터(notebook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 단말은, 메모리, 전자 장치(100)와 통신하기 위한 통신부, 사용자 명령을 획득하고, 콘텐츠를 출력하기 위한 입출력 모듈, 및 사용자 단말의 전반적인 동작을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
또한, 본 발명의 서로 다른 실시예들은 상호 보완되거나 결합될 수 있다.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler), 파이썬(Python) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 블록 이미지
11 : 필수 블록 이미지
12 : 기본 블록 이미지
13 : 선택된 블록 이미지
20 : 지시선
30 : 그리드
100 : 서버
110 : 메모리
120 : 입출력 모듈
130 : 프로세서

Claims (1)

  1. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    사용자로부터 복수의 키워드 중 적어도 하나를 선택받는 UI(User Interface)를, 상기 사용자에게 제공하는 단계;
    상기 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 상기 복수의 키워드 중 선택된 적어도 하나의 주제를 식별하는 단계;
    상기 식별된 주제에 따른 스토리를 선택하는 단계;
    상기 선택된 스토리에 대한 이미지 및 오디오를 출력하는 단계;
    상기 선택된 스토리에 대한 질문을 포함하는 블록 게임을 출력하는 단계;
    상기 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 상기 블록 게임에 대한 조립 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 사용자로부터 상기 조립 이미지에 대한 발표 데이터를, 텍스트 또는 음성 데이터 중 적어도 하나로 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 이미지 및 오디오를 출력하는 단계는,
    상기 스토리에 대한 재생 시점 별 텍스트, 상기 재생 시점 별 텍스트 각각에 매칭되는 이미지, 및 상기 재생 시점 별 텍스트 각각을 발화하는 음성 및 효과음을 포함하는 오디오를 출력하고,
    상기 블록 게임을 출력하는 단계는,
    상기 선택된 스토리에 대해 기 등록된 복수의 질문 중 적어도 하나의 질문을 랜덤 선택하거나, 또는, 상기 사용자로부터 사용자 명령을 획득하여, 상기 사용자의 선택에 따른 적어도 하나의 질문을 선택하는 단계;
    상기 선택된 질문에 대해 복수의 블록 조립도 중 적어도 하나를 선택하는 UI를 제공하는 단계;
    적어도 하나의 블록 조립도를 선택하는 사용자 명령을 획득하면, 상기 선택된 블록 조립도에 매칭된 적어도 하나의 필수 블록 이미지를 식별하는 단계; 및
    상기 필수 블록 이미지가 포함되도록 상기 블록 게임을 구성하는 단계;를 포함하고,
    상기 블록 게임은,
    상기 전자 장치를 통해, 사용자 명령에 따라, 복수의 형태 각각에 따른 블록 이미지가 조립되는 가상 블록 게임인 것을 특징으로 하는, 전자 장치의 제어 방법.
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