KR102648139B1 - Server and method for providing AI chatbot tutor for complete learning-based personalized learning support - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면은, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버를 제공한다. 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버는, 적어도 하나의 프로세서(processor) 및 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 단계는, 학습자 정보를 수집하는 단계, 학습자의 학습 수준에 적합한 학습 세션을 생성하기 위해 학습자의 현재 학습 수준을 평가하는 진단 평가를 수행하는 단계, 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제를 결정하는 단계, 결정된 학습 목표 및 학습 계획에 따라 학습을 진행하는 단계, 학습자의 학습 진도를 실시간으로 추적하여, 특정 학습 내용에서 학습자가 계속해서 진도가 나가지 않을 경우, 해당 부분을 진도 장벽으로 결정하고, 학습 진도 진행을 위한 추가 지원을 제공하는 단계, 학습자가 해당 주제를 완전히 이해한 것으로 판단된 경우, 다음 학습 주제로 넘어가도록 권장하는 알림을 생성할 수 있으며, 학습 세션을 종료하는 단계 및 학습자의 이해도 판단 결과를 기초로 학습자의 학습 성과를 분석하여, 학습자의 프로파일을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention provides an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning. The AI chatbot tutor providing server for complete learning-based personalized learning support includes at least one processor and a memory that stores instructions that instruct the at least one processor to perform at least one step. It can be included. At least one step includes collecting learner information, performing a diagnostic assessment to evaluate the learner's current learning level to create a learning session appropriate for the learner's learning level, and determining the learner's learning goals based on the results of the diagnostic assessment. Steps to determine recommended learning topics, steps to proceed with learning according to the determined learning goals and learning plan, and tracking the learner's learning progress in real time, and if the learner does not continue to progress in a specific learning content, Steps to determine progress barriers and provide additional support to progress the learning; If the learner is determined to have fully understood the topic, a notification can be created to encourage the learner to move on to the next learning topic; and ending the learning session. It may include a step of analyzing the learner's learning performance based on the step of determining the learner's understanding and updating the learner's profile.
Description
본 발명은 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공지능을 이용한 챗봇 튜터를 제공하여 학습자 맞춤형 학습을 제공하기 위한 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a server and method for providing an AI chatbot tutor for supporting personalized learning based on complete learning. More specifically, it relates to a server and method for providing personalized learning based on complete learning to provide customized learning for learners by providing a chatbot tutor using artificial intelligence. This relates to a server and method for providing AI chatbot tutors.
디지털 교육 환경은 개인화된 학습 경험이 점점 더 강조되며, 다양한 방식으로 발전하여 왔다. 또한, 최근 팬데믹(COVID-19)에 의해 비대면 교육 시스템의 활발한 연구 및 도입으로 인해 더 이상 디지털 기반의 비대면 교육은 낯선 모습으로 볼 수 없고, 그 시장은 점점 영역을 확장하고 있다.The digital education environment has developed in a variety of ways, with an increasing emphasis on personalized learning experiences. In addition, due to the active research and introduction of non-face-to-face education systems due to the recent pandemic (COVID-19), digital-based non-face-to-face education can no longer be viewed as unfamiliar, and the market is gradually expanding its scope.
또한, 최근 컴퓨팅 기술의 발전으로 딥러닝 또는 기계학습 기반의 자연어처리 알고리즘을 사용하는 챗봇 기술이 다양한게 등장하고 있으며, 이를 학습 영역에 활용하려는 다양한 시도가 발생하고 있다.In addition, with recent advances in computing technology, a variety of chatbot technologies using natural language processing algorithms based on deep learning or machine learning have emerged, and various attempts are being made to utilize them in the learning field.
그러나, 개인의 학습자는 학습 성향, 학습 방법, 학습 능력, 관심분야 등 다양한 변수를 가지고 있으며, 고성능의 자연어 처리 모듈을 사용하는 경우에도 개인별 맞춤형 학습 프로그램을 완벽히 제공하는 것은 여전히 어려운 일이다.However, individual learners have various variables such as learning tendencies, learning methods, learning abilities, and areas of interest, and even when using high-performance natural language processing modules, it is still difficult to provide a completely personalized learning program.
최근 디지털 교육환경에 챗봇을 도입하면서 일부 대화형 학습 방법이 소개된바 있으나, 이 또한 복잡한 교육상의 질문에 대해 정확하고 상황에 맞게, 그리고 관련성이 있는 답변을 제공하지는 못하며, 오로지 포괄적이고 반복적 학습에 의한 동일한 답변의 제공만이 이뤄지는 실정이다.Recently, some interactive learning methods have been introduced with the introduction of chatbots in the digital education environment, but these also cannot provide accurate, contextual, and relevant answers to complex educational questions, and are only suitable for comprehensive and iterative learning. The current situation is that only the same answer is provided.
즉, 학습에서의 질문은 일상 생활에서의 대화 방식과 비교하여 지식의 상호 교환이라는 관점에서 이뤄져야 하나, 이러한 관점이 반영되지 못하여 기존의 연구들은 난항을 겪고 있다.In other words, questions in learning should be asked from the perspective of mutual exchange of knowledge compared to conversation in everyday life, but existing studies are experiencing difficulties because this perspective is not reflected.
이에 따라, 학습자의 개인적 학습 성향과 성과를 반영하고 지속적으로 학습자를 추적하여 학습을 진행할 수 있는 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공에 대한 연구가 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for research on providing AI chatbot tutors to support personalized learning based on complete learning that can reflect the learner's personal learning tendencies and performance and continuously track the learner to progress learning.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버 및 방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a server and method for providing an AI chatbot tutor for supporting personalized learning based on complete learning.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버를 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is to provide an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning.
완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버는, 적어도 하나의 프로세서(processor) 및 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함할 수 있다.The AI chatbot tutor providing server for complete learning-based personalized learning support includes at least one processor and a memory that stores instructions that instruct the at least one processor to perform at least one step. It can be included.
적어도 하나의 단계는, 학습자 정보를 수집하는 단계, 학습자의 학습 수준에 적합한 학습 세션을 생성하기 위해 학습자의 현재 학습 수준을 평가하는 진단 평가를 수행하는 단계, 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제를 결정하는 단계, 결정된 학습 목표 및 학습 계획에 따라 학습을 진행하는 단계, 학습자의 학습 진도를 실시간으로 추적하여, 특정 학습 내용에서 학습자가 계속해서 진도가 나가지 않을 경우, 해당 부분을 진도 장벽으로 결정하고, 학습 진도 진행을 위한 추가 지원을 제공하는 단계, 학습자가 해당 주제를 완전히 이해한 것으로 판단된 경우, 다음 학습 주제로 넘어가도록 권장하는 알림을 생성할 수 있으며, 학습 세션을 종료하는 단계 및 학습자의 이해도 판단 결과를 기초로 학습자의 학습 성과를 분석하여, 학습자의 프로파일을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.At least one step includes collecting learner information, performing a diagnostic assessment to evaluate the learner's current learning level to create a learning session appropriate for the learner's learning level, and determining the learner's learning goals based on the results of the diagnostic assessment. Steps to determine recommended learning topics, steps to proceed with learning according to the determined learning goals and learning plan, and tracking the learner's learning progress in real time, and if the learner does not continue to progress in a specific learning content, Steps to determine progress barriers and provide additional support to progress the learning; If the learner is determined to have fully understood the topic, a notification can be created to encourage the learner to move on to the next learning topic; and ending the learning session. It may include a step of analyzing the learner's learning performance based on the step of determining the learner's understanding and updating the learner's profile.
또한, 진단 평가 및 학습 세션의 진행에 따라, 학습자의 학습 성과, 학습적 강점 및 약점을 분석한 리포트를 제공하는 사용자 인터페이스(UI)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to the progress of the diagnostic evaluation and learning session, it may include the step of creating a user interface (UI) that provides a report analyzing the learner's learning performance, learning strengths and weaknesses.
이때, 학습자의 학습 수준 판단을 위한 진단 평가는 수신된 학습자 정보를 기초로 학습자의 학습 수준을 추론하여 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제에서 문제를 추출하되, 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델을 사용하여, 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제 중 학습자 수준에 적합한 진단 평가 문제를 선별하고, 사용자 단말을 통해 학습자에게 제공하는 것을 특징으로 하고, 진단 평가는 적응형 퀴즈 방식 또는 분류 기반의 퀴즈 방식으로 진단 평가를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the diagnostic evaluation to determine the learner's learning level infers the learner's learning level based on the received learner information and extracts problems from the diagnostic evaluation problems stored in the learning data database (DB), and selects learning problems based on artificial intelligence. Using the model, diagnostic evaluation problems appropriate for the learner's level are selected from among the diagnostic evaluation problems stored in the learning data database (DB) and provided to the learner through the user terminal. Diagnostic evaluation is performed through an adaptive quiz method or classification. It may be characterized by performing a diagnostic evaluation using a quiz-based method.
한편, 수집된 학습자 정보를 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류하되, 연령, 경제적 배경, 문화적 배경, 언어 능력을 사회적 배경 카테고리로 분류하고, 학년, 관심과목, 학업성적, 학습목표, 전공, 선호과목, 목표직업, 연구관심사를 학업 목표 카테고리로 분류하고, 학습 스타일, 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법을 학습 습관 카테고리로 분류하는 단계를 더 포함하고, 사회적 배경 카테고리로 분류된 경제적 배경 및 문화적 배경의 평균으로부터 문화 경제적 지표를 산출하고, 언어능력과 연령변환점수의 평균으로부터 언어연령통합지표를 산출하되, 연령변환점수는 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정연령과 학습자의 연령의 차이로부터 결정되며, 산출된 문화 경제적 지표와 언어연령통합지표의 가중합으로부터 사회적 배경 점수를 산출하는 단계, 학년 변환 점수, 학업성적, 학습 목표 및 연구 관심사의 평균으로부터 학습 목표 점수를 산출하되, 학년 변환 점수는 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정 학년과 학습자의 학년의 차이로 결정되는 단계, 온라인학습친화도, 시간관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성 및 주요 학습 시간의 가중합으로부터 학습 습관 점수를 산출하는 단계, 산출된 사회적 배경 점수, 학습 목표 점수 및 학습습관점수의 가중합으로부터 학습자 정보 점수를 산출하는 단계, 산출된 학습자 정보 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 포함되는 학습자를 클러스터링 하여 학습자 그룹을 생성하는 단계 및 동일한 학습자 그룹으로 클러스터링된 학습자에게 동일한 진단 평가 문제를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the collected learner information is classified into at least one category according to attributes, with age, economic background, cultural background, and language ability classified into social background categories, and grade, subject of interest, academic performance, learning goals, major, and preference. Classify subjects, target occupations, and research interests into academic goal categories, and study habits by classifying learning style, group activity preference, online learning affinity, time management efficiency, learning speed, learning efficiency, study habits, main study time, and main study methods. It further includes a step of classifying into categories, calculates cultural economic indicators from the average of economic background and cultural background classified into social background categories, and calculates language age integration index from the average of language ability and age conversion scores. The score is determined from the difference between the appropriate age of the subject the learner wants to learn and the learner's age, and the step of calculating the social background score from the weighted sum of the calculated cultural economic index and language age integration index, grade conversion score, academic performance, The learning goal score is calculated from the average of the learning goals and research interests, but the grade conversion score is determined by the difference between the appropriate grade of the learning topic the learner wants to learn and the learner's grade, online learning friendliness, time management efficiency, and learning speed. , calculating a learning habit score from the weighted sum of learning efficiency and main learning time, calculating a learner information score from the weighted sum of the calculated social background score, learning goal score, and learning habit score, the calculated learner information score It may include the step of creating a learner group by clustering learners included within a predetermined error range and providing the same diagnostic evaluation problem to the learners clustered in the same learner group.
또한, 학습자의 학습 진행에서 발생한 학습 경로 데이터를 수집하는 단계, 수집된 학습 경로 데이터를 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류하되, 학습 세션당 상호 작용 수, 상호 작용당 평균 지속 시간, 학습 세션 총 소요 시간, 학습 세션 평균 소요 시간, 접근 학습 자료 수, 각 학습 자료별 소요 시간을 학습 참여 지표로 분류하고, 평가 점수, 정답 비율, 오답 비율, 응답 시간, 성적 추세를 학습 능력 지표로 분류하고, 피드백 수, 피드백 시간을 학습 피드백 지표 항목으로 분류하는 단계, 학습 세션당 상호작용수와 상호작용당 평균 지속 시간의 곱, 접근 학습 자료 수와 각 학습 자료별 소요 시간의 곱을 더한 값을, 학습세션총소요시간과 학습 세션 평균 소요 시간의 합으로 나누어 학습 참여 점수를 산출하는 단계, 정답 비율과 성적 추세의 합을 오답 비율과 응답시간의 합으로 나누어 학습 능력 점수를 산출하는 단계, 피드백수와 피드백 시간의 편균으로부터 학습 피드백 점수를 산출하는 단계, 산출된 학습 참여 점수, 학습 능력 점수 및 학습 피드백 점수의 가중합을 기초로 학습 경로 추천 점수를 산출하는 단계 및 산출된 학습 경로 추천 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 속하는 학습자들을 클러스터링 하여 학습자 경로 그룹을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, collecting learning path data generated from the learner's learning progress, classifying the collected learning path data into at least one category according to attributes, including the number of interactions per learning session, average duration per interaction, and total learning session. Time spent, average time spent on learning sessions, number of accessed learning materials, and time spent for each learning material are classified as learning participation indicators, and evaluation scores, percentage of correct answers, percentage of incorrect answers, response time, and grade trends are classified as learning ability indicators. The step of classifying the number of feedback and feedback time into learning feedback index items, the product of the number of interactions per learning session and the average duration per interaction, the product of the number of accessed learning materials and the time spent for each learning material, and the learning session. A step of calculating the learning participation score by dividing the total time required and the average time spent in the learning session; A step of calculating the learning ability score by dividing the sum of the correct answer rate and performance trend by the sum of the incorrect answer rate and response time; Number of feedback and feedback A step of calculating a learning feedback score from the average of time, a step of calculating a learning path recommendation score based on the weighted sum of the calculated learning participation score, learning ability score, and learning feedback score, and the calculated learning path recommendation score having a predetermined error It may include the step of creating a learner path group by clustering learners within the scope.
상기와 같은 본 발명에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버 및 방법을 이용할 경우에는 학습자의 개별적인 필요와 학습 스타일에 맞춘 개인화된 교육 경험을 제공할 수 있다.When using the AI chatbot tutor providing server and method for supporting personalized learning based on complete learning according to the present invention as described above, a personalized educational experience tailored to the individual needs and learning style of the learner can be provided.
또한, 학습자의 학습 성과에 대한 지속적인 모니터링 및 분석을 통한 효율적 학습 방향성 제시가 가능하며, 학습자의 만족도 및 학습 효과 향상이 가능하다.In addition, it is possible to suggest an efficient learning direction through continuous monitoring and analysis of the learner's learning performance, and it is possible to improve learner satisfaction and learning effectiveness.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버의 구동 환경을 나타낸 예시도이다.
도 2는 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버의 일 예를 도시한 예시도이다.
도 3은 RAG(Retrieval-Augmented Generation)를 통해 학습 세션에서 정확한 답변을 제공하기 위한 예시적인 알고리즘 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버의 예시적 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 1에 따른 체험형 교육 제공을 위한 상황별 커리큘럼 구현 서버에 대한 하드웨어 구성도이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.The above-described and other aspects, features and benefits of certain preferred embodiments of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
Figure 1 is an exemplary diagram showing the operating environment of an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example diagram showing an example of an AI chatbot tutor providing server for complete learning-based personalized learning support.
Figure 3 is an exemplary algorithm configuration diagram for providing accurate answers in a learning session through RAG (Retrieval-Augmented Generation).
Figure 4 is a flowchart showing an example operation of an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a hardware configuration diagram of a context-specific curriculum implementation server for providing experiential education according to Figure 1.
It should be noted that throughout the drawings, like reference numerals are used to illustrate identical or similar elements, features and structures.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, description of technical content that is well known in the technical field to which the present invention belongs and that is not directly related to the present invention will be omitted. This is to convey the gist of the present invention more clearly without obscuring it by omitting unnecessary explanation.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings. Additionally, the size of each component does not entirely reflect its actual size. In each drawing, identical or corresponding components are assigned the same reference numbers.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.At this time, it will be understood that each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams can be performed by computer program instructions. These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions. These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s). Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative execution examples it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.At this time, the term '~unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA (field-programmable gate array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and '~unit' refers to what role perform them. However, '~part' is not limited to software or hardware. The '~ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, as an example, '~ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided within the components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card.
본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특정 시스템의 예를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.In describing the embodiments of the present invention in detail, the main focus will be on the example of a specific system, but the main point claimed in this specification is that the scope disclosed in this specification is applicable to other communication systems and services with similar technical background. It can be applied within a range that does not deviate significantly, and this can be done at the discretion of a person with skilled technical knowledge in the relevant technical field.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버의 구동 환경을 나타낸 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing the operating environment of an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버(100)(이하, '서버(100)'라고 함)는 적어도 하나의 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)로부터 학습정보 및 학습자 정보를 수신하고, 학습자 단말(10)을 통해 학습자에게 완적학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1, the AI chatbot
여기서, 서버(100)는 적어도 하나의 외부 적어도 하나의 외부 데이터베이스(DB)(110, 111) 및 사용자 단말(10)과 유무선 네트워크로 연결될 수 있다.Here, the
여기서, 사용자 단말(10)은 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant)등 일 수 있다.Here, the
또한, 유무선 네트워크 방식은 블루투스(Bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 등 다양한 통신방법을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, wired and wireless network methods include Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, Near Field Communication (NFC), WLAN communication, Zigbee communication, Infrared Data Association (IrDA) communication, It may include various communication methods such as WFD (Wi-Fi Direct) communication, UWB (ultra-wideband) communication, Ant+ communication, WIFI communication, and RFID (Radio Frequency Identification) communication, but is not limited thereto.
한편, 서버(100)와 적어도 하나의 외부 적어도 하나의 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)가 상호 결합되어 하나의 시스템으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the
도 1을 참조하면, 서버(100)는 학습자 정보를 수집할 수 있다. 여기서 학습자 정보는 연령, 학년, 학습 스타일(예: 시각, 청각, 읽기/쓰기, 신체활동), 주제 관심 분야, 학업 기록, 학습 목표, 언어 능력, 사회 경제적 배경, 문화적 배경, 전공, 선호 과목, 목표 직업, 관심 연구 분야, 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율, 학습 속도, 학습 효율, 리더십, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, the
서버(100)는 수집된 학습자 정보를 정보의 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류할 수 있다. 그 다음, 서버(100)는 적어도 하나의 카테고리로 분류된 학습자 정보를 상호 결합하여 학습자 정보 점수를 산출할 수 있다.The
서버(100)는 학습자가 사용자 단말(10)을 통해 학습을 개시하면, 학습 방향을 소개하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 학습 방향은 이미 수행한 학습 내용을 보완하는 보완 학습, 이미 수행한 학습 내용을 다시 학습하는 반복 학습, 이미 수행한 학습 내용 외의 추가 내용을 학습하는 추가 학습 및 이미 수행한 학습의 내용에 대해 완벽 숙지될때까지 학습을 반복하고, 학습의 완성도를 평가하여 학습 성과를 측정하는 완전 학습이 있을 수 있다.When a learner starts learning through the
또한, 서버(100)는 학습 방향을 소개하는 인터페이스를 통해 학습 방향에 대한 전략과 방법에 대한 도움말을 제공할 수 있으며, 제공되는 도움말은 미리 생성되어 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)에 저장된 데이터를 사용할 수 있다.In addition, the
그 다음, 서버(100)는 학습 방향에 따른 학습을 시작하기 전에 학습자의 현재 학습 수준을 판단하기 위한 진단 평가를 수행할 수 있다.Next, the
여기서, 학습자의 학습 수준 판단을 위한 진단 평가는 수신된 학습자 정보를 기초로 학습자의 학습 수준을 추론하여 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)에 저장된 진단 평가 문제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델을 사용하여, 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)에 저장된 진단 평가 문제 중 학습자 수준에 적합한 진단 평가 문제를 선별하고, 사용자 단말(10)을 통해 학습자에게 제공하여 학습자의 학습 수준을 진단할 수 있다.Here, the diagnostic evaluation for determining the learner's learning level may infer the learner's learning level based on the received learner information and use diagnostic evaluation questions stored in the external database (DB) 110, 111. For example, the
이때, 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델은 심층 신경망(DNN), 합성곱 신경망(CNN), 순환 신경망(RNN), 제한된 볼츠만 머신(RBM), 심층 신뢰 네트워크(DBN), 양방향 순환 심층 신경망(BRDNN), 심층Q-네트워크(DQN) 또는 이러한 방법들의 조합 중 하나를 사용하여 미리 학습된 학습 모델일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.At this time, the artificial intelligence-based learning problem selection models are deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted Boltzmann machine (RBM), deep belief network (DBN), and bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN). ), a deep Q-network (DQN), or a pre-trained learning model using one of these methods, but is not limited to this.
한편, 서버(100)는 학습자의 학습 진단이 완료되면, 학습자의 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 수준을 결정하고, 결정된 학습자의 학습 수준에 따라 학습자의 학습 목표를 결정할 수 있다. 여기서 학습자의 학습 목표는 학습자의 학습 수준에 따라 학습 과목, 학습 시간, 학습 진도 및 학습 완성도를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 학습자가 학습 세션을 통해 달성하고자 하는 학습 목표를 의미할 수 있다.Meanwhile, when the learner's learning diagnosis is completed, the
서버(100)는 학습자의 학습 목표가 결정되면, 서버(100)는 학습 세션을 시작할 수 있다. 여기서, 학습 세션은 결정된 학습자의 학습 목표를 달성하기 위한 학습 내용 및 과정을 포함하는 것을 의미할 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 학습자의 학습 수준을 평가하기 위한 학습 자료로서 학습 세션 문제를 포함할 수 있다.Once the learner's learning goal is determined, the
학습 세션 문제는 학습자의 진단 평가 결과 및 학습자의 목표에 따라 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)로부터 학습 세션 문제를 수신하여, 사용자 단말(10)을 통해 제공될 수 있다.The learning session problem may be provided through the
또한, 서버(100)는 학습자의 학습 목표에 따라, 학습자의 학습 주제 및 학습 진도가 변경되는 경우, 학습자의 학습 주제 및 학습 진도에 따라 외부 데이터베이스(DB)(110, 111)로부터 학습 세션 문제를 수신하여, 사용자 단말(10)을 통해 학습자에게 제공할 수 있다.In addition, when the learner's learning topic and learning progress change according to the learner's learning goal, the
이를 통해, 서버(100)는 학습자가 학습 목표 달성을 위한 점진적 학습을 제공하고, 앞서 결정된 학습 방향에 따른 학습을 제공할 수 있다.Through this, the
그 다음, 서버(100)는 학습자가 학습 목표에 따른 학습을 진행할 때, 학습자의 학습 내용에 대한 질문 및 학습 세션 문제에 대한 답변을 실시간 학습 모니터링할 수 있다.Next, the
예를 들어, 서버(100)는 학습자가 사용자 단말(10)을 통해 학습을 수행할 때, 사용자 단말(10)과 상호작용을 통해 발생시키는 반응, 예컨대, 학습자의 로그인, 학습 세션, 학습 자료 진도율, 질문 또는 학습 세션 문제에 대한 답변, 다른 학습자와의 상호작용(예: 질문 및 답변을 포함), 학습 시간, 인공지능 기반 챗봇과의 상호 작용 내역을 통해 학습자의 학습 세션을 실시간 모니터링 할 수 있다. 또한, 이에 제한되지 않으며, 사용자 단말(10)의 인터페이스로서 터치, 앱 실행, 학습 도구 사용 여부를 분석하여 학삽자의 학습 세션을 실시간 모니터링할 수 있다.For example, when a learner performs learning through the
또한, 서버(100)는 학습자의 학습 세션 실시간 모니터링에 따라, 학습자의 학습 세션에 대한 실시간 피드백을 제공할 수 있다.Additionally, the
예를 들어, 서버(100)는 학습자의 학습 내용에 대한 질문 또는 답변에 따라 학습 내용 제공 또는 정답 제공과 같은 피드백을 제공할 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 학습 세션 진행 중 제공되는 학습 세션 문제에 대해서는 힌트를 제공할 수 있다. 여기서, 힌트는 학습 세션 문제에 대한 힌트로서 학습 세션 문제를 풀이하기 위한 직간접적 학습 내용이 될 수 있다.For example, the
또한, 서버(100)는 학습자가 학습 세션 문제를 모두 수행한 경우 학습 세션 문제의 풀이 오류에 대한 정답 및 해설을 제공하여, 학습자의 학습 방향을 확인하고, 정정할 수 있다.Additionally, when the learner completes all of the learning session problems, the
즉, 서버(100)는 학습자가 학습 세션을 진행하며 발생시키는 학습 상황과 학습 세션 문제의 해결에 따른 학습 결과를 반영하여 학습자 맞춤형 학습 옵션을 제공할 수 있고, 실시간 모니터링과 피드백을 제공함으로써 학습자의 학습 능률을 즉각적으로 향상시킬 수 있다.In other words, the
한편, 서버(100)는 학습자의 학습 방향에 따라 학습자의 학습 진도를 확인하고, 학습 세션을 종료할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 서버(100)는 학습자의 학습 방향이 완전 학습인 경우 이미 수행한 학습의 내용에 대해 완벽 숙지될 때 까지 학습을 반복하고, 학습의 완성도를 평가하여 학습 성과를 반복 측정하여, 학습자가 학습주제에 대한 완전한 이해가 있는 경우 해당 학습 세션을 종료할 수 있다. 여기서, 완전 학습은 서버(100)에 의해 미리 정해진 임계치 이상의 이해도를 의미하는 것일 수 있으며, 예컨대, 학습 세션 문제의 정답률이 80% 이상인 경우 또는 완전히 100%인 경우 학습자의 학습 방향에 따른 학습이 완료된 것으로 결정하고, 학습 세션을 종료할 수 있다.For example, if the learner's learning direction is complete learning, the
서버(100)는 학습 세션이 종료되면, 학습자의 학습 진행 상태, 학습 내용 및 학습자가 학습 세션에서 진행한 학습 세션 데이터를 학습자의 학습 경로로 저장할 수 있다.When a learning session ends, the
서버(100)는 학습자의 학습 성과를 분석하여 학습자 프로파일을 생성할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 학습자가 학습 세션동안 수행한 학습 방향, 학습 세션 문제, 학습 상황 및 학습 경로를 학습자 정보와 매핑하여 저장함으로써 학습자 프로파일을 생성할 수 있다.The
또한, 서버(100)는 생성된 학습자 프로파일을 학습자의 학습 세션동안 수행한 학습 방향, 학습 세션 문제, 학습 상황 및 학습 경로를 기초로 업데이트 할 수 있다.Additionally, the
이를 통해, 서버(100)는 학습자의 학습 반응 및 학습 선호도에 따라 학습 내용을 개선할 수 있으며, 학습자의 성향에 적합한 대화 스타일을 제공함으로써 학습자 친화적인 AI 챗봇을 제공할 수 있다.Through this, the
도 2는 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용AI 챗봇 튜터 제공 서버의 일 예를 도시한 예시도이다. 도 2를 참조하면, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용AI 챗봇 튜터 제공 서버(200)(이하, ‘서버(200)’라고 함)는 학습자 정보 수집부(210), 진단 평가부(220), 학습 세션부(230), 학습 성과 분석부(240), 학습 경로 추천부(250), 학습자 프로파일 관리부(260), 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270) 및 학습자 데이터 데이터베이스(DB)(280)를 포함할 수 있다.Figure 2 is an example diagram showing an example of an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning. Referring to Figure 2, the AI chatbot
학습자 정보 수집부(210)는 학습자 정보를 수집할 수 있다. 여기서 학습자 정보는 연령, 경제적 배경, 문화적 배경, 언어 능력, 학년, 관심과목, 학업성적, 학습목표, 전공, 선호과목, 목표직업, 연구관심사, 학습 스타일(예: 시각, 청각, 읽기/쓰기, 신체 활동), 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The learner
또한, 학습자 정보는 학습자 데이터베이스(DB)(280)에 미리 저장될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 학습자 정보가 학습자 데이터베이스(DB)(280)에 저장되어 있지 않은 경우 학습자 정보 수집부(210)는 학습자 데이터베이스(DB)(280)에 학습자 프로파일을 새롭게 생성하고 학습자 정보를 저장 및 관리할 수 있다.In addition, learner information may be stored in advance in the learner database (DB) 280, but is not limited to this, and if the learner information is not stored in the learner database (DB) 280, the learner information collection unit 210 A new learner profile can be created in the database (DB) 280 and learner information can be stored and managed.
학습자 정보 수집부(210)는 수집된 학습자 정보를 정보의 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류할 수 있다. 예를 들어, 학습자 정보 수집부(210)는 연령, 경제적 배경, 문화적 배경, 언어 능력을 사회적 배경 카테고리로 분류할 수 있다. 사회적 배경 카테고리는 학습자의 전반적인 교육 경험과 접근 방식에 영향을 미치는 요소를 포함할 수 있으며, 사회적 배경 카테고리에 포함되는 학습자 정보는 학습자의 개인적 및 기본적 성향으로서 시간이 지남에 따라 변경될 가능성이 적어, 학습자의 요구사항 및 잠재적 성과를 판단할 수 있는 정보일 수 있다.The learner
또한, 학습자 정보 수집부(210)는 학년, 관심과목, 학업성적, 학습목표, 전공, 선호과목, 목표직업, 연구관심사를 학업 목표 카테고리로 분류할 수 있다. 학업 지향 카테고리는 학습자의 학업 목표 및 목표 성과를 의미하며, 장기적인 성과와 관련된 지표가 포함될 수 있으며, 학습자 정보 수집부(210)는 학습자의 학습 경험을 맞춤화하기 위해 학업 지향 카테고리로 분류된 학습자 정보를 활용할 수 있다.Additionally, the learner
또한, 학습자 정보 수집부(210)는 학습 스타일(예: 시각, 청각, 읽기/쓰기, 신체 활동), 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법을 학습 습관 카테고리로 분류할 수 있다. 학습 습관 카테고리는 학습자가 학습 내용을 습득하고 상호작용 하는 방식과 능력을 나타내는 지표가 포함될 수 있다.In addition, the learner
학습자 정보 수집부(210)는 적어도 하나의 카테고리로 분류된 학습자 정보를 상호 결합하여 학습자 정보 점수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 학습자 정보 수집부(210)는 경제적 배경 및 문화적 배경의 평균을 기초로 문화 경제적 지표를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.The learner
이때, 경제적 배경은 가정 평균 소득, 가정 평균 교육 수준, 직업 등 경제적 요소를 기준으로 학습자에 의해 미리 결정될 수 있으며, 0 내지 1의 점수로 정량화될 수 있다. 또한, 문화적 배경은 인종, 출신 국가, 종교를 포함하는 학습자의 문화적 배경을 정량화한 것으로, 학습자에 의해 0 내지 1의 점수로 정량화될 수 있다.At this time, the economic background can be determined in advance by the learner based on economic factors such as average family income, average household education level, and occupation, and can be quantified with a score of 0 to 1. Additionally, cultural background is a quantification of the learner's cultural background including race, country of origin, and religion, and can be quantified by the learner with a score of 0 to 1.
한편, 학습자 정보 수집부(210)는 아래 수학식과 같이 학습자의 연령 및 언어 능력을 기초로 언어연령통합지표를 산출할 수 있다.Meanwhile, the learner
이때, 연령 변환 점수는 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정연령과 학습자의 연령의 차이로 아래 수학식과 같이 산출될 수 있다. 예를 들어, 대학교 1학년 학습 과목 'A'의 학습 적정 연령이 19세이고, 학습자의 연령이 18세인 경우 연령 변환 점수는 아래 수학식에 따라 0.95로 산출된다.At this time, the age conversion score can be calculated as the difference between the appropriate age of the learning topic the learner wants to learn and the learner's age, as shown in the equation below. For example, if the appropriate learning age for first-year university subject 'A' is 19 years old, and the learner's age is 18 years old, the age conversion score is calculated as 0.95 according to the equation below.
또한, 언어 능력은 0 내지 1로 정규화될 수 있으며, 학습자의 학습 시작 이전에 학습자 정보 수집부(210)에 의해 미리 수신될 수 있다. 일 예로, 언어 능력은 초급(0.3), 중급(0.6), 상급(0.9)와 같이 미리 정해진 척도로 결정될 수 있고, 예컨대, 언어 능력이 중급(0.6)이고, 연령 변환 점수가 0.95인 경우 언어연력통합지표는 아래 수학식과 같이 산출된다.Additionally, the language ability may be normalized to 0 to 1, and may be received in advance by the learner
이때, 학습자 정보 수집부(210)는 문화경제적 지표 및 언어연령통합지표의 가중합을 통해 사회적 배경 점수를 산출할 수 있다. 이때, 미리 정해진 가중치 w1 및 w2가 각 0.5인 경우, 사회적 배경 점수는 아래 수학식과 같이 산출된다.At this time, the learner
산출된 사회배경점수는 학습자의 기초 배경 및 문화적 배경을 반영한 점수로서 그 값이 클수록 학습자의 잠재된 학습 성장 능력이 높은 것으로 판단할 수 있으며, 값이 작을수록 학습자의 개선 사항이 다양하게 존재할 수 있음을 의미할 수 있다.The calculated social background score is a score that reflects the learner's basic background and cultural background. The larger the value, the higher the learner's potential learning growth ability, and the smaller the value, the more diverse the learner's improvement can be. It can mean.
또한, 학습자 정보 수집부(210)는 학업 지향 카테고리로 분류된 학년, 관심과목, 학업성적, 학습목표, 전공, 선호과목, 목표직업, 연구관심사를 기초로 학습 목표 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.In addition, the learner
여기서 학년변환점수는 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정학년과 학습자의 학년의 차이로 아래 수학식과 같이 산출될 수 있다. 예를 들어, 대학교 2학년 학습 과목 'A'에 대해, 대학교 3학년 학생이 수강하는 경우 학년변환점수는 아래 수학식에 따라 0.5로 산출된다.Here, the grade conversion score can be calculated as the difference between the appropriate grade of the learning topic the learner wants to learn and the learner's grade as shown in the equation below. For example, if a third-year university student takes the second-year university course 'A', the grade conversion score is calculated as 0.5 according to the equation below.
또한, 학업 성적은 최대-최소 정규화를 통해 0 내지 1의 값으로 정규화될 수 있으며, 예컨대, 학생의 학업성적이 3.0이고, 최대 학업성적이 4.5인 경우, 학업성적은 0.67로 정규화될 수 있다.Additionally, the academic grade can be normalized to a value of 0 to 1 through maximum-minimum normalization. For example, if a student's academic grade is 3.0 and the maximum academic grade is 4.5, the academic grade can be normalized to 0.67.
또한, 학습 목표는 SMART를 기준으로 정규화 될 수 있다. 여기서 SMART 기준은 구체성(Specific), 측정가능성(Measurable), 달성가능성(Achievable), 관련성(Relevant), 시간 제한(Time-Bound)로서, 달성 가능한 학습 목표에 대한 프레임워크를 나타내며, 구체적인 목표를 측정 가능한 기준을 통해, 가용 자원과 제약을 고려한 현실적 달성 가능성을 가지고, 중요한 다른 목표들과의 관련성을 가지며, 구체적인 시작 날짜와 일정을 포함하여 명확하게 정의된 일정이 존재하는지 여부를 판단하고, 미리 정해진 기준에 따라 0 내지 1로 정규화 될 수 있다. Additionally, learning objectives can be normalized based on SMART. Here, the SMART criteria are Specific, Measurable, Achievable, Relevant, and Time-Bound, which represent a framework for achievable learning goals and measure specific goals. The feasibility criteria determine whether there is a realistic possibility of achievement taking into account available resources and constraints, are related to other important goals, have a clearly defined schedule, including a specific start date and schedule, and are predetermined. It can be normalized to 0 to 1 depending on the standard.
또한, 연구 관심사는 학습자가 학습하는 분야에 대한 관심도로서 미리 정해진 기준에 따라 0 내지 1로 정규화될 수 있다. 예를 들어, '미분적분학'에 대해 관심이 없는 학습자는 연구 관심사가 0일수 있으며, 관심이 높은 학습자는 연구관심사가 1로 반영될 수 있다.Additionally, research interest is the learner's level of interest in the field he or she is learning and can be normalized to 0 to 1 according to predetermined standards. For example, a learner who is not interested in 'differential calculus' may have a research interest of 0, and a learner who is highly interested may have a research interest of 1.
학습자 정보 수집부(210)는 학습 습관 카테고리로 분류된 학습 스타일(예: 시각, 청각, 읽기/쓰기, 신체 활동), 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법을 상호 결합하여 학습 습관 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.The learner
여기서, 온라인 학습 친화도는 학습자의 온라인 학습에 대한 적응성을 포함하는 친화도를 의미할 수 있으며, 교수자, 학부모, 교육기관 관계자 또는 학습자 자신의 평가에 의해 0 내지 1로 미리 결정될 수 있다.Here, online learning affinity may mean affinity including the learner's adaptability to online learning, and may be predetermined as 0 to 1 by the evaluation of the instructor, parents, educational institution personnel, or the learner himself.
또한, 시간관리 효율성은 미리 정해진 학습 분량에 대해 미리 정해진 학습 기간의 준수 여부를 나타내는 것으로서, 0 내지 1로 산출될 수 있다. 일 예로, 10회의 학습 챕터에 대해 각 일주일간의 학습 기간이 주어졌고, 학습자가 정해진 일주일의 기간 내에 학습을 완료한 횟수가 7회라면, 시간관리 효율성은 0.7로 결정될 수 있다.Additionally, time management efficiency indicates compliance with a predetermined learning period for a predetermined amount of learning, and can be calculated as 0 to 1. For example, if a one-week learning period is given for each of the 10 learning chapters, and the number of times the learner completes the learning within a designated one-week period is 7, time management efficiency can be determined as 0.7.
또한, 학습 속도는 학습자가 동일한 학습 주제를 학습하는 학습자 집단의 평균 학습 시간 대비 학습을 빨리 마무리한 비율을 의미할 수 있으며, 예컨대, 동일한 학습 내용을 학습하는 학습자 집단의 평균 학습 완료 시간이 1시간일 때, 학습자의 학습완료 시간이 1시간 미만이 되는 경우 학습자의 학습 속도가 빠르다고 판단할 수 있으며, 예컨대, 10회의 학습중 학습자의 학습 속도가 5회 더 빠르게 판단된 경우, 학습 속도는 0내지 1의 값에서 0.5로 정량화될 수 있다.In addition, learning speed may refer to the rate at which a learner completes learning quickly compared to the average learning time of a group of learners learning the same learning topic. For example, the average learning completion time of a group of learners learning the same learning content is 1 hour. In this case, if the learner's learning completion time is less than 1 hour, the learner's learning speed can be judged to be fast. For example, if the learner's learning speed is judged to be faster 5 times out of 10 learning times, the learning speed is 0 to 0. It can be quantified from a value of 1 to 0.5.
또한 주요 학습 시간은 학습자가 가장 많이 학습하는 시간을 정량화한 것으로서, 학습자의 학습 패턴에 따라 학습자의 주요 학습시간의 표준편차가 0인경우 1의 값을 가지고, 표준편차가 0보다 크고 2보다 작은 경우 0.5, 표준편차가 2보다 크고 4보다 작은 경우 0.2의 값을 부여할 수 있다. 즉, 학습자가 학습할 수 있는 하루 중 시간을 2시간 단위로 시간 영역을 구분하고(예: 12~14시, 14~16시, 16~18시, ??), 구분된 시간영역이 매 학습때마다 달라지는 경우 주요 학습시간이 불규칙한 것으로 판단하여, 주요 학습시간에 부여되는 점수를 낮게 산출할 수 있다.In addition, the main learning time quantifies the time when the learner studies the most. Depending on the learner's learning pattern, it has a value of 1 when the standard deviation of the learner's main learning time is 0, and the standard deviation is greater than 0 and less than 2. In this case, a value of 0.5 can be given, and if the standard deviation is greater than 2 and less than 4, a value of 0.2 can be given. In other words, the time of the day when the learner can study is divided into time areas in 2-hour increments (e.g. 12-14:00, 14-16:00, 16-18:00, ??), and the divided time areas are used for each learning period. If it varies from time to time, the main learning time may be judged to be irregular, and the score given to the main learning time may be calculated low.
학습자 정보 수집부(210)는 산출된 사회적 배경 점수, 학습 목표 점수, 학습 습관 점수의 가중합을 통해 학습자 정보 점수를 산출할 수 있다.The learner
예를 들어, 산출된 사회적 배경 점수가 0.7, 학습 목표 점수가 0.6, 학습 습관 점수가 0.7이고, 미리 결정된 가중치 w1 내지 w3가 각 0.2, 0.5, 0.3일 때, 학습자 정보 점수는 아래와 같이 산출된다.For example, when the calculated social background score is 0.7, the learning goal score is 0.6, and the study habit score is 0.7, and the predetermined weights w1 to w3 are 0.2, 0.5, and 0.3, respectively, the learner information score is calculated as follows.
학습자 정보 점수는 0 내지 1의 값을 가질 수 있으며, 학습자 정보 점수가 높을수록 학습자가 학습을 수행할 수 있는 사회 및 경제적 배경이 유연한 것을 의미하고, 학습자의 학습 목표가 분명하여 학습에 대한 적극성이 높음을 의미하며, 학습자의 학습 습관이 개인 맞춤형 AI 기반 챗봇 튜터를 적용하여 학습하기 적합한 환경임을 의미할 수 있다.The learner information score can have a value of 0 to 1. A higher learner information score means that the social and economic background in which the learner can learn is flexible, and the learner's learning goal is clear and the learner's activeness in learning is high. This means that the learner's learning habits are a suitable environment for learning by applying a personalized AI-based chatbot tutor.
또한, 학습자 정보 수집부(210)는 산출된 학습자 정보 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 포함되는 학습자를 클러스터링 하여 학습자 그룹을 생성할 수 있다.Additionally, the learner
진단 평가부(220)는 학습자의 학습 수준에 적합한 학습 세션을 생성하기 위해 학습자의 학습 수준을 평가하는 진단 평가를 수행할 수 있다. 진단 편가부(220)는 수행된 진단 평가 결과로서 학습자의 학습적 강점과 약점을 분석하여 리포트를 제공할 수 있으며, 학습자의 학습에 따른 성과를 판단하기 위한 기초자료로 사용될 수 있다.The
예를 들어, 진단 평가부(220)는 학습자의 학습 수준 판단을 위한 진단 평가는 수신된 학습자 정보를 기초로 학습자의 학습 수준을 추론하여 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)에 저장된 진단 평가 문제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 진단 평가부(220)는 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델을 사용하여, 외부 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)에 저장된 진단 평가 문제 중 학습자 수준에 적합한 진단 평가 문제를 선별하고, 사용자 단말을 통해 학습자에게 제공하여 학습자의 학습 수준을 진단할 수 있다.For example, the
이때, 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델은 심층 신경망(DNN), 합성곱 신경망(CNN), 순환 신경망(RNN), 제한된 볼츠만 머신(RBM), 심층 신뢰 네트워크(DBN), 양방향 순환 심층 신경망(BRDNN), 심층Q-네트워크(DQN) 또는 이러한 방법들의 조합 중 하나를 사용하여 미리 학습된 학습 모델일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.At this time, the artificial intelligence-based learning problem selection models are deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted Boltzmann machine (RBM), deep belief network (DBN), and bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN). ), a deep Q-network (DQN), or a pre-trained learning model using one of these methods, but is not limited to this.
한편, 진단 평가부(220)는 학습자 정보 수집부(210)의 학습자 정보 분석에 기초하여, 동일한 학습자 그룹으로 클러스터링된 학습자에게 동일한 진단 평가 문제를 제공할 수 있다. 이를 통해, 학습자에 대한 사전 정보 없이도 동일한 수준의 학습자에게 적적한 수준의 진단 평가를 진행할 수 있따.Meanwhile, the
또한, 진단 평가부(220)는 학습자의 학습 수준을 평가하기 위한 평가로서 학습자에게 제시될 문제가 초급부터 상급까지 다양한 난이도로 구성되도록 진단 평가 문제를 선별할 수 있다. 예를 들어, 진단 평가부(220)는 퀴즈 테이블을 활용하여 문제를 선정할 수 있다.In addition, the
일 예로, 진단 편가부(220)는 적응형 퀴즈 방식 (Adaptive Quiz)을 적용할 수 있다. 적응형 퀴즈 방식은 처음에 중간 난이도의 문제를 제시하고, 학습자의 응답에 따라 난이도를 조절합니다. 예컨대, 진단 평가의 시작시에는 학습자에게 중간 난이도의 문제를 제시하고, 학습자의 응답이 정답인 경우 더 어려운 난이도의 문제를 제시하고, 학습자가 오답을 제시하면 보다 쉬운 난이도의 문제를 제시할 수 있다. 이러한 적응형 퀴즈 방식은 학습자의 수준을 빠르게 파악하고, 그에 맞는 문제를 제시함으로써 학습자의 현재 수준을 정확하게 평가할 수 있다.As an example, the
또한, 진단 평가부(220)는 분류 기반의 퀴즈 방식(Category based Quiz)을 통해 진단 평가를 수행할 수 있다. 분류 기반의 퀴즈 방식은 각 학습 주제나 분야별로 문제를 제시하여, 학습자의 강점과 약점을 주제별로 파악할 수 있다. 진단 평가부(220)는 진단 평가 시작시 각 학습 주제별로 몇 가지 기본 문제를 제시하고, 학습자의 응답에 따라 학습자가 특정 주제의 문제에서 약점을 보이면, 해당 주제의 추가 문제를 제시하고, 학습자가 특정 주제의 문제에서 강점을 보이면, 다른 주제로 넘어가는 방식으로 학습자를 평가하여, 학습자의 강점과 약점을 주제별로 정확하게 파악할 수 있다.Additionally, the
이러한 진단 평가 방법을 제공하기 위해 진단 평가부(220)는 퀴즈 테이블에 문제 난이도 칼럼을 추가할 수 있으며, 문제를 난이도 별로 분류할 수 있다. 또한, 진단 평가부(220)는 퀴즈 테이블과 섹션 테이블을 연결하여 문제가 어떤 주제에 속하는지 분류할 수 있고, 학습자의 응답을 분석하여 각 주제별로 약점과 강점을 파악할 수 있다.To provide this diagnostic evaluation method, the
또한, 진단 평가 진행을 위한 문제는 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)에 의해 난이도 및 학습 카테고리별로 미리 분류되어 있을 수 있으며, 이는 외부 데이터베이스로부터 수신될 수 있다. 또한, 이에 제한되지 않으며, 진단 평가를 위한 진단 평가 문제는 진단 평가부(220)가 각 학습자들의 진단 평가 진행 세션으로부터 학습한 학습 데이터를 사용하여, 각 학습자와 유사한 학습자 정보를 가진 학습자에게 제공하기 위해 직접 분류할 수 있다. 이때, 학습자 정보의 유사도는 코사인 유사도 또는 유클리드 유사도를 사용하여, 학습자 정보의 유사도를 판단할 수 있고, 유사한 학습자 정보를 가진 학습자에 대해서는 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)에 저장된 진단 평가 문제를 동일하게 제공할 수 있다. 이를 통해, 진단 평가부(220)는 유사한 학습자 정보를 가진 학습자들을 클러스터링 하여 학습자의 상대적 진단 평가 정보를 저장 및 관리할 수 있다.Additionally, problems for diagnostic evaluation may be pre-classified by difficulty level and learning category by the learning data database (DB) 270, which may be received from an external database. In addition, the problem is not limited to this, and the
진단 평가부(220)는 학습자의 진단 평가 데이터를 수집하여, 학습자의 응답 패턴을 저장할 수 있다. 예를 들어, 학습자의 응답 패턴은 정답, 오답, 미입력, 응답 시간 등이 포함될 수 있고, 학습자가 주관식 답안을 작성했을 경우 그 내용을 분석할 수 있다. 주관식 답안의 분석의 경우 잠재의미분석(LSA, Latent Semantic Analysis), Latent Dirichlet Allocation (LDA), BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers), Long Short-Term Memory (LSTM), 샴 네트워크(Siamese Networks)와 같은 의미론적 분석 알고리즘을 사용하여, 학습자의 답안과 정답을 비교하여 정답 여부를 판단할 수 있다.The
또한, 진단 평가부(220)는 학습자의 주제별 및 난이도별로 정답률을 산출함으로써 학습자의 강점 및 약점 학습 영역을 식별할 수 있다. 예를 들어, 인문학 학습 영역에서의 정답률이 0.8인 반면, 천체물리학 학습 영역에서의 정답률이 0.4인경우, 인문학 학습 영역을 강점, 천체물리학 학습 영역을 약점으로 식별할 수 있다.In addition, the
또한, 진단 평가부(220)는 학습자가 문제를 푸는 데 소요된 시간을 분석하여 학습자가 어떤 주제나 난이도에서 더 많은 시간을 소요했는지 파악할 수 있으며, 이를 이용하여 학습자의 강점 및 약점을 식별할 수 있다. 일 예로, 학습자의 인문학 학습 영역에서의 응답 시간이 평균 12초인 반면, 천체물리학 학습 영역에서의 응답 시간이 평균 60초인 경우, 인문학 학습 영역을 강점, 천체물리학 학습 영역을 약점으로 식별할 수 있다.In addition, the
진단 평가부(220)는 학습자의 진단 평가 결과를 사용하여 학습자의 사용자 단말에 표시하는 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 진단 평가부(220)는 학습자의 진단 평가 결과로서 정답 및 오답 문항, 정답률, 학습자의 강점 및 약점을 그래프 또는 차트로 시각화 된 자료, 학습자의 강점 또는 약점에 대한 추천 학습 자료 또는 주제를 나타내는 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 또한, 진단 평가부(220)는 생성된 사용자 인터페이스를 기초로 진단평가 리포트를 생성할 수 있다. 진단 평가 리포트는 진단평가를 수행할 당시의 학습자의 진단 평가 결과로서, 추후 학습자의 학습 성과와 비교할 수 있는 기준 자료가 될 수 있다.The
예를 들어, 진단 평가 결과는 아래 표와 같이 제공될 수 있다.For example, diagnostic evaluation results may be provided as shown in the table below.
또한, 진단 평가부(220)는 아래와 같이 진단 평가를 분석할 수 있다.Additionally, the
이를 통해, 진단 평가부(220)는 특정 학습자의 진단 평가를 분석하여, 학습자가 학습 주제 Z에 강점을 가지고 주제 Y에 약점을 가지는 것으로 판단할 수 있으며, 난이도가 높은 문제에서 낮은 정답률을 보였으므로, 고난이도의 문제풀이 방식의 학습 방법을 제공할 수 있는 솔루션을 생성할 수 있다.Through this, the
한편, 진단 평가부(220)는 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제를 결정할 수 있다. 여기서, 학습 목표는 학습자의 개인적인 필요와 진단 평가의 결과를 바탕으로 학습의 방향성을 제시하는 단계를 의미할 수 있다.Meanwhile, the
이때, 진단 평가부(220)는 학습자 프로파일을 분석할 수 있다. 예컨대, 진단 평가부(220)는 학습자 데이터 데이터베이스(DB)(280)에 저장된 학습자 정보 및 학습자 정보를 기초로 생성된 학습자 프로파일을 분석할 수 있다. 일 예로, 진단 평가부(220)는 학습자의 과거 학습 성과나 퀴즈 또는 테스트 결과를 확인하여 학습자의 기초 지식 수준을 파악함으로써 학습자의 과거 학습 프로파일을 확인할 수 있다. 또한, 진단 평가부(220)는 학습자 프로파일을 통해 학습자의 학습 스타일(시각적 학습자, 청각적 학습자 등) 및 학습에 대한 선호도나 관심사를 파악할 수 있다.At this time, the
그 다음, 진단 평가부(220)는 학습자의 진단 평가에서 다수의 오답을 제시한 영역 또는 약점으로 파악된 학습 영역을 식별하고, 학습자가 다수의 정답을 제시한 영역 또는 강점으로 파악된 학습 영역을 식별할 수 있다.Next, the
그 다음, 진단 평가부(220)는 학습자의 약점을 바탕으로 개선이 필요한 학습 주제 또는 영역에 대한 학습 목표를 제시할 수 있다. 예컨대, 진단 평가부(220)는 SMART 원칙을 적용하여 학습자의 학습 목표를 설정할 수 있다. 예를 들어, "다음 주(7일 이내)까지 약점인 주제 X에 대해 10개의 문제를 풀고, 80% 이상의 정확도로 해결하는 것"과 같이 구체적인 목표를 설정할 수 있다.Next, the
한편, 진단 평가부(220)는 학습자가 설정한 학습 목표에 대해 학습 목표 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.Meanwhile, the
여기서, 학습 목표 점수는 진단 평가부(220)에 의해 특정 학습자 별로 산출되는 것이며, 구체성은 학습자의 약점, 강점 및 학습분야, 추천 학습분야 항목이 구체적으로 산출된 경우 1, 그렇지 않은 경우 1보다 작고 0보다 큰 값으로 설정될 수 있으며, 측정 가능성은 예컨대, '문제 10개', '1개 챕터'와 같이 정량화 가능한 학습 방법인 경우 1로 표현되고, 달성 가능성은 0 내지 1의 값으로서, 교수자, 학부모 또는 학습자 스스로의 판단에 의해 미리 결정될 수 있다.Here, the learning goal score is calculated for each specific learner by the
또한, 관련성은 학습자의 학습 내용이 학습 목표와 얼마나 관련 있는 학습 내용인지에 의해 결정되며, 이는 교수자, 학부모 또는 학습자 스스로의 판단에 의해 미리 결정될 수 있다. In addition, relevance is determined by how relevant the learner's learning content is to the learning goal, and this can be determined in advance by the judgment of the instructor, parents, or the learner himself.
시간 제한은 진단 평가부(220)에 의해 결정되며, 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)에 저장된 각 학습 자료 및 문제의 난이도에 따라 자동으로 결정되며, 예컨대, 각 학습 주제에 대해 미리 정해진 최대 학습기간 대비 주어진 학습 기간의 비율로 산출될 수 있다. 예컨대, 각 학습 주제에 대해 미리 정해진 최대 학습기간이 7일이고, 진단 평가부(220)에 의해 주어진 학습 기간이 5일인 경우 시간 제한은 0.71로 산출될 수 있다.The time limit is determined by the
이때, 진단 평가부(220)는 학습자에게 제공한 추천 학습 주제를 결정할 수 있다. 일 예로, 진단 평가부(220)는 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 약점 영역에 따른 학습 주제 또는 자료를 추천하여 약점 기반 학습 주제를 결정할 수 있고, 학습자의 학습자의 학습 선호도 또는 관심사를 기초로 학습 자료를 추천할 수 있으며, 이때, 진단 평가부(220)는 동영상, 텍스트, 퀴즈, 실습 등 다양한 형태의 학습 자료를 제공하여 학습자의 관심을 유도하고, 학습 효과를 극대화할 수 있다.At this time, the
또한, 진단 평가부(220)는 진단 평가를 기초로 단계별 학습 계획을 제공할 수 있다. 예를 들어, 동일한 주제에 대한 학습을 진행하는 경우에도, 진단 평가부(220)는 단계별 학습 계획을 제시할 수 있다. 예컨대, 진단 평가부(220)는 "1주차: 주제 X의 기본 개념 학습", "2주차: 주제 X의 심화 내용 학습", "3주차: 주제 X 관련 퀴즈 및 테스트"와 같이 단계별 학습 계획을 제시할 수 있다.Additionally, the
단계별 학습 계획 제공을 통해 학습자는 자신의 학습 성과에 따른 성과 기반 학습을 수행할 수 있으며, 진단 평가를 바탕으로 학습의 방향성을 분명히 할 수 있으며, 이를 통해 AI 챗봇 튜터는 학습자에게 더욱 개인화된 학습 경험을 제공할 수 있다.By providing a step-by-step learning plan, learners can perform performance-based learning according to their own learning performance and clarify the direction of learning based on diagnostic evaluation. Through this, the AI chatbot tutor provides learners with a more personalized learning experience. can be provided.
학습 세션부(230)는 진단 평가부(220)에 의해 결정된 학습 목표 및 학습 계획에 따라 학습을 진행할 수 있다.The
예를 들어, 학습 세션부(230)는 진단 평가부(220)에 의해 결정된 단계별 학습 계획에 따라 각 학습 단계별로 학습 자료를 제공할 수 있다. 이때, 학습 세션부(230)는 학습데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 학습자의 학습에 적합한 학습 자료 및 문제를 추출하여 학습자에게 제공할 수 있다. For example, the
한편, 학습 세션부(230)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)의 학습 데이터를 기초로 학습 자료를 선정할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제에 맞는 학습 자료를 수집할 수 있다. 그 다음, 학습 세션부(230)는 학습자의 약점과 강점을 바탕으로, 학습자가 필요로 하는 학습 자료를 제공할 수 있으며, 이때, 학습자의 별도 자료 요청이 있는 경우 학습 세션부(230)에 의한 학습 자료 제공에 우선하여 학습자에게 학습 자료를 우선적으로 제공할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 학습 자료를 수신한 다음 학습자의 학습 목표, 학습 계획 및 학습의 난이도에 따라 학습 자료를 정렬하고 학습자에게 제공함으로써 학습 세션을 진행할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 수신한 학습 자료를 단계별로 모듈화 할 수 있다. 일 예로, 학습 분야 "A"에 대해 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 학습 자료를 수신한 경우, 학습 세션부(230)는 해당 내용의 난이도별, 학습 방식별(예: 시각, 청각, 활동 등), 학습 내용별(예: 문제 풀이, 진도별 학습, 중간 진단 평가 등) 학습 자료를 클러스터링하여 학습 자료를 모듈화 할 수 있다. For example, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습자에게 학습 진행과 동시에 학습 자료 또는 문제에 대한 질문과 그에 대한 답변을 제공하기 위한 챗봇 모듈을 제공할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습자가 학습 자료에 대한 질문이나 오류를 제기할 경우, 즉시 응답하여 학습 지원을 제공함으로써 학습 효율성을 담보할 수 있다.Additionally, the
이때, 학습 세션부(230)는 학습자에게 챗봇 학습 지원을 제공하기 위해 자연어처리(NLP), 자연어 이해(NLU), 자연어 생성(NLG), 기계학습, 강화학습, 감정 분석 알고리즘을 사용하여 학습자와 실시간 상호작용을 제공할 수 있고, 예컨대, Dialogflow, Microsoft Bot Framework, Rasa를 통해 학습자 지원용 챗봇을 구현할 수 있다.At this time, the
그 다음, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 진도를 추적할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 진도를 실시간으로 추적하며, 학습 진행 상황을 확인할 수 있다. 또한, 학습 세션부(230)는 특정 학습 내용에서 학습자가 계속해서 진도가 나가지 않을 경우, 해당 부분을 진도 장벽으로 결정하고, 학습 진도 진행을 위한 추가 지원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션부(230)는 해당 학습 내용에 대한 추가 자료를 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 수신하여 학습자에게 제공할 수 있으며, 이해를 돕기 위한 낮은 난이도의 문제를 제공할 수 있다.Next, the
이에 제한되지 않으며, 학습 세션부(230)는 학습 자료 확장 및 개선을 위해 학습자의 피드백을 수집할 수 있다. 예컨대, 학습자의 답변 또는 학습자가 챗봇과 대화하며 생성한 대화 로그를 분석하여, 동일 또는 유사한 학습자 정보를 가지는 학습자의 학습에 적용할 수 있다. 이를 통해, 학습자의 진도 장벽을 유연하게 극복하고 학습자료의 품질과 다양성을 개선할 수 있다.It is not limited to this, and the
또한, 학습 세션부(230)는 학습을 진행하며 발생하는 학습자의 질문 또는 답변에 따라 적절한 피드백과 힌트를 실시간으로 제공할 수 있다. 예컨대, 학습자가 정답 풀이 방식과 다른 풀이 방식을 통해 오답을 도출한 경우, 학습 세션부(230)는 곧바로 정답을 노출하지 않고, 학습자의 풀이 방식을 새롭게 제안함으로써 스스로 정답에 도달하게 유도할 수 있다.Additionally, the
이때, 학습 세션부(230)는 학습자의 진도를 주기적으로 확인할 수 있다. 여기서 학습 세션부(230)는 학습자가 현재 학습 단계에서의 모든 내용을 완전히 이해하였는지 판단할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습자의 특정 주제 학습 후 다양한 형태의 평가를 통해 학습자의 이해를 확인할 수 있다. 일 예로, 학습자의 학습 방향이 완전학습인 경우, 학습자의 학습 내용에 대한 정확도, 응용능력, 깊이 및 자기 평가를 통해 완전 학습을 수행하였는지 판단할 수 있다. For example, the
예컨대, 정확도 기반의 평가는 학습 세션부(230)가 학습자의 응답을 실시간으로 평가하고 피드백을 제공하면서, 학습자의 학습 내용에 기반한 문제 풀이 결과를 분석하여 학습자의 학습 내용의 정확한 이해 여부를 판단할 수 있다. 이러한 정확도 기반의 평가는 구형 방식이 간단한 반면 학습자의 성취도를 정량적, 직접적으로 파악할 수 있는 장점이 있다.For example, in accuracy-based evaluation, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 진행 속도 및 반복 횟수를 분석하여 학습자가 특정 주제 또는 내용을 이해하는데 소요된 학습 시간과 반복 횟수를 측정함으로써 학습자의 이해도를 측정할 수 있다. 이는 학습 과정에서 학습자의 강점 또는 약점을 파악하는 지표로 사용될 수 있다.In addition, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습자에게 제공되는 AI 기반 튜터를 기초로 학습 내용에 대한 질문을 제시하고, 그에 대한 응답을 분석함으로써 학습자의 이해도를 파악할 수 있다. 이는 앞서 언급한 자연어 처리(NLP)와 같은 학습자의 답변을 의미론적 분석할 수 있는 알고리즘을 사용함으로써 구현 가능하다.In addition, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습자의 자가 평가를 통해 학습자의 이해도를 평가할 수 있다. 이는 학습자의 자가 평가인 만큼 학습자의 자기 인식 능력과 실제 성과 사이의 차이를 파악할 수 있는 지표가 될 수 있다.Additionally, the
또한, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 로그, 응답 패턴, 응답 시간, AI 튜터 사용 시간을 종합적으로 분석함으로써 학습자의 이해도 및 학습 패턴을 분석할 수 있다.Additionally, the
한편, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 패턴에 따라 학습자 맞춤형 학습 옵션을 제공할 수 있다. 예컨대, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 진행 현황 및 이해도를 기초로 학습자에게 맞춤형 학습 자료를 제공할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 학습자가 텍스트 기반의 자료로 학습을 진행하며 잦은 진도 장벽을 겪는 경우 비디오 또는 음성 자료 기반의 학습 자료를 제공할 수 있다. 또한, 학습자가 약점인 주제에서 학습 진도에 어려움을 겪거나 진도 장벽을 겪는 경우 해당 학습 내용에 대한 추가적인 설명 또는 자료를 AI 챗봇 기반으로 제공할 수 있으며, 학습자의 학습 성과 대비 제공되는 평가 문제에서 학습자가 다수의 오답을 제시하는 경우 난이도를 조절하여 보다 낮은 평가 문제를 제공할 수 있다.For example, if a learner learns with text-based materials and experiences frequent progress barriers, video or audio-based learning materials can be provided. In addition, if a learner has difficulty progressing in a topic in which he or she is weak or experiences a progress barrier, additional explanations or materials about the learning content can be provided based on an AI chatbot, and the learner can be evaluated based on the evaluation questions provided compared to the learner's learning performance. If a number of incorrect answers are given, the difficulty level can be adjusted to provide a lower evaluation problem.
한편, 학습자가 제공된 학습 자료를 완전히 이해하거나, 특정 주제에 깊은 관심을 가지는 것으로 판단되면, 학습 세션부(230)는 해당 주제와 관련된 다른 주제를 제공하거나 관련 도서를 추천하는 등 추가 활동을 제안할 수 있다.Meanwhile, if it is determined that the learner fully understands the provided learning materials or is deeply interested in a specific topic, the
학습 세션부(230)는 이에 따라 학습자에게 학습 옵션을 제공하고, 학습자의 선택에 따라 학습 옵션을 제공할 수 있다.Accordingly, the
학습 세션부(230)는 학습자가 현재 학습중인 내용을 이해하고 있는지 판단하여 학습자의 진도를 추적할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션부(230)는 학습자가 학습 데이터 데이터베이스(DB)(270)로부터 수신하여 학습하는 학습 내용에 대한 특정 세션 및 챕터의 내용과 관련된 평가 문제를 제시하고, 학습자가 해당 문제를 풀어내는 경우 해당 세션 및 챕터의 이해를 완료한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 학습자의 이해를 판단하기 위한 평가 문제는 주관식, 객관식, 단답형, 다중 선택형 등 다양한 유형의 문제로 구성될 수 있다.The
이때, 학습 세션부(230)는 학습자가 해당 주제를 완전히 이해한 것으로 판단된 경우, 다음 학습 주제로 넘어가도록 권장하는 알림을 생성할 수 있으며, 반면, 학습자가 해당 주제를 완전히 이해하지 못한 경우, 추가 자료나 설명을 제공하거나, 해당 주제를 다시 학습하도록 권장하는 알림을 생성할 수 있다.At this time, if it is determined that the learner fully understands the topic, the
이때, 학습 세션부(230)는 학습자의 학습 진도 확인 내역 및 평가 문제 풀이 내역을 학습자 데이터 데이터베이스(DB)(280)에 저장된 학습자 프로파일에 저장하거나 업데이트 할 수 있다. 이를 통해, 학습 세션부(230)는 학습자의 연속 학습을 가능하게 하며, 학습자의 학습 진도와 이해도를 추적하고, 필요한 경우 추가 지원을 추가적인 절차 없이 제공할 수 있다.At this time, the
학습 성과 분석부(240)는 학습자의 학습 세션 진행에 따른 학습 성과를 분석할 수 있다. 예컨대, 학습 성과 분석부(240)는 앞서 학습 세션부(230)이 학습자의 이해도 판단 결과를 기초로 학습자의 학습 성과를 분석할 수 있다. 예컨대, 학습 성과 분석부(240)는 정확도 기반 평가, 학습 진행 속도 및 반복 횟수 분석 평가, 학습자에게 제공되는 AI 기반 튜터를 기초로 학습 내용에 대한 질문 평가, 학습자 자가 평가, 학습 패턴 평가를 기초로 학습자의 성과를 분석할 수 있다.The learning
이때, 학습 성과 분석부(240)는 학습자의 이해도를 판단하기 위한 평가 문제의 유형(예: 객관식, 주관식, 단답형 등)에 따라 가중치에 차등을 두어 학습자의 이해도를 다르게 판단할 수 있다. 예컨대, 객관식의 경우 0.3, 단답형의 경우 0.5, 주관식의 경우 0.9의 가중치를 부여하여 학습자의 이해도를 판단할 수 있다. 일 예로, 학습자가 복잡한 주관식 문제나 단답형 문제를 정확하게 답했다면, 해당 주제에 대한 깊은 이해를 가지고 있는 것으로 결정할 수 있다.At this time, the learning
또한, 학습 성과 분석부(240)는 학습자의 평가 문제 풀이 시간을 기초로 학습자의 이해도를 추가적으로 판단할 수 있다. 예컨대, 평가 문제를 미리 정해진 시간보다 빠르게 완료하였다면, 충분한 시간을 들여서 문제를 고민하지 않았거나 주제에 대한 확신이 없는 것으로 판단하여, 평가에 반영하지 않을 수 있다.Additionally, the learning
또한, 학습 성과 분석부(240)는 학습자 데이터 데이터베이스(DB)(280)의 학습자 프로파일로부터 학습자의 과거 평가 이력과 비교함으로써 학습자를 평가할 수 있다. 예를 들어, 동일한 학습 주제에 대해서도, 학습자의 이전 평가 문제 결과와 현재 평가 문제의 풀이를 비교할 수 있으며, 일 예로, 학습자의 성적이 지속적으로 향상되고 있다면, 해당 주제에 대한 이해도가 높아지고 있다고 판단할 수 있다. 또한, 학습 성과 분석부(240)는 AI 챗봇 튜터의 알고리즘에 통합되어, 평가 문제의 추출 정확도를 향상시키고 학습자에게 적절한 피드백을 제공할 수 있다.Additionally, the learning
학습 성과 분석부(240)는 학습자 정보, 학습자의 학습 주제, 학습 진행 상태, 평가 문제, 피드백, 학습 패턴을 포함하는 학습자의 학습 경로를 저장할 수 있다. 이는 학습자가 다음 학습 세션에서 동일한 학습 환경에서 학습을 진행할 수 있게 하며, 개인화된 학습 경험을 제공할 수 있다.The learning
예를 들어, 학습 성과 분석부(240)는 학습자 정보, 학습자의 학습 주제, 학습 진행 상태, 평가 문제, 피드백, 학습 패턴을 학습 경로로 결정하여, 학습자 학습 정보를 모델링할 수 있다.For example, the learning
예를 들어, 학습 성과 분석부(240)는 학습 세션부(230)에 의한 학습 세션의 진행에서 발생하는 학습자의 학습 이력을 실시간으로 모니터링하려 수집할 수 있다. 이처럼 학습자의 학습 패턴을 포함하는 학습 경로를 학습자 개인별로 저장하고, 학습자가 다시 학습을 재개하는 경우, 미리 저장된 학습자별 학습 경로에 따른 학습을 제공함으로써 학습자에게 동일한 환경에서의 학습 경험을 제공할 수 있고, 학습자는 이전 학습 세션의 마지막 상태에서부터 학습을 재개함으로써 학습의 연속성을 확보할 수 있다.For example, the learning
학습 성과 분석부(240)는 학습자의 학습 경로를 기초로 학습자의 학습 성향을 분석할 수 있다. 학습 성과 분석부(240)는 학습 경로 데이터를 분석하여 학습자의 강점, 약점, 학습 스타일 등을 파악할 수 있으며, 이를 기초로 "AI 챗봇 튜터"는 학습자의 학습 경로를 효과적으로 저장하고 관리할 수 있으며, 학습자에게 개인화된 학습 경험을 제공할 수 있다.The learning
한편, 학습 경로 추천부(250)는 학습자의 학습 진행에서 발생한 학습 경로 데이터를 수집하여, 학습자에 대한 추천 학습 경로를 생성하여 학습자에게 제공할 수 있다.Meanwhile, the learning
예를 들어, 학습 경로 데이터는 구체적으로, 학습 세션당 상호작용 수, 상호작용당 평균 지속시간, 평가 점수, 정답 비율, 오답 비율, 응답시간, 성적 추세, 학습 세션 총 소요시간, 학습 세션 평균 소요 시간, 접근 학습 자료 수, 각 학습 자료별 소요 시간, 피드백 횟수 및 피드백 시간을 포함할 수 있다.For example, learning path data may specifically include: number of interactions per learning session, average duration per interaction, assessment score, percent correct, percent incorrect, response time, performance trends, total time spent in learning sessions, and average duration of learning sessions. It can include time, number of accessed learning materials, time spent for each learning material, number of feedbacks, and feedback time.
이때, 학습 경로 추천부(250)는 학습 경로 데이터를 그 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류할 수 있다.At this time, the learning
예를 들어, 학습 경로 추천부(250)는 학습 세션당 상호 작용 수, 상호 작용당 평균 지속 시간, 학습 세션 총 소요 시간, 학습 세션 평균 소요 시간, 접근 학습 자료 수, 각 학습 자료별 소요 시간을 학습 참여 지표로 분류할 수 있다. 학습 참여 지표는 AI 튜터를 사용한 학습에서 학습 자료에 대한 학습자의 참여 및 상호 작용 수준을 반영할 수 있다.For example, the learning
또한, 학습 경로 추천부(250)는 평가 점수, 정답 비율, 오답 비율, 응답 시간, 성적 추세를 학습 능력 지표로 분류할 수 있다. 학습 능력 지표는 학습자의 학업 성취도, 자료에 대한 이해 또는 학습의 강점 또는 약점을 나타낼 수 있는 지표가 포함될 수 있다.Additionally, the learning
또한, 학습 경로 추천부(250)는 피드백 수, 피드백 시간을 학습 피드백 지표 항목으로 분류할 수 있다. 학습 피드백 지표 항목은 학습 경험에 대한 입력이나 반응을 제공하는 측면에서 학습자의 반응성과 시스템과의 상호작용을 나타내며, 학습 내용에 대한 학습자의 피드백이 포함될 수 있다.Additionally, the learning
학습 경로 추천부(250)는 학습 경로 데이터를 상호 결합하여 학습 경로 추천 점수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 학습 경로 추천부(250)는 학습 세션당 상호작용수와 상호작용당 평균 지속시간의 곱, 접근 학습 자료수와 각 학습 자료별 소요 시간의 곱을 더한 값을, 학습세션총소요시간과 학습 세션 평균 소요 시간의 합으로 나누어 학습 참여 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.The learning
여기서 학습 세션당 상호작용수는 학습자가 학습 세션을 완료하는데 수행하는 상호작용 개수를 의미하고, 상호작용당 평균 지속시간은 개별 상호작용의 지속 시간의 평균을 의미하며, 접근 학습자료수는 학습자가 학습 세션을 진행하면서 접근한 학습 자료의 개수를 총합을 의미하고, 각 학습 자료별 소요시간은 학습자가 접근한 학습 자료에서 소비하는 시간을 의미할 수 있다. 또한, 학습 세션 총 소요시간은 학습자가 학습중인 학습 세션을 완료하는데 소요된 총 시간을 의미하며, 평균 세션시간은 학습자가 학습중인 학습 세션을 완료하는데 소요된 다른 학습자들의 평균 소요 시간을 의미한다. 또한, 상호작용은 AI 챗봇 튜터를 사용하여 시스템과 상호작용하는 활동을 모두 의미할 수 있으며, 예컨대, 학습 자료 클릭, 질문, 답변 응답, 자료 탐색, 토론 참여, 메모 작성, 검색 수행, 시청각자료의 재생 및 탐색, 북마크, 자료 다운로드 등을 포함할 수 있다.Here, the number of interactions per learning session refers to the number of interactions the learner performs to complete the learning session, the average duration per interaction refers to the average duration of individual interactions, and the number of accessed learning materials refers to the number of interactions the learner performs to complete the learning session. It refers to the total number of learning materials accessed during a learning session, and the time required for each learning material may refer to the time the learner spends on the accessed learning materials. In addition, the total learning session time refers to the total time taken to complete the learning session in which the learner is learning, and the average session time refers to the average time taken by other learners to complete the learning session in which the learner is learning. Additionally, interaction can refer to any activity that involves interacting with the system using the AI chatbot tutor, such as clicking on learning materials, asking questions, responding to answers, exploring materials, participating in discussions, taking notes, performing searches, and viewing audio-visual materials. This can include playback and navigation, bookmarking, data downloading, etc.
예컨대, 학습 세션당 상호작용수가 25회이고, 미리 정해진 최대 학습 세션당 상호작용수가 100회이며, 상호작용당 평균 지속 시간이 4분이고, 미리 정해진 최대 학습 세션당 상호작용수가 60분이며, 접근 학습자료수가 10개이며, 미리 정해진 최대 접근 학습자료수가 15개이고, 각 학습자료별 소요시간이 6분이고, 미리 정해진 최대 각 학습자료별 소요 시간이 60분이며, 학습세션총소요시간이 90분이고 미리 정해진 최대 학습 세션 총소요시간이 120분이며, 평균 세션시간이 60분이고 미리 정해진 평균 세션시간이 90분일 때, 학습 참여 점수는 아래와 같이 산출된다.For example, the number of interactions per learning session is 25, the predetermined maximum number of interactions per learning session is 100, the average duration per interaction is 4 minutes, the predetermined maximum number of interactions per learning session is 60 minutes, and the approach learning The number of materials is 10, the predetermined maximum number of accessible learning materials is 15, the time required for each learning material is 6 minutes, the predetermined maximum time required for each learning material is 60 minutes, and the total learning session time is 90 minutes. When the maximum total learning session time is 120 minutes, the average session time is 60 minutes, and the predetermined average session time is 90 minutes, the learning participation score is calculated as follows.
즉, 산출된 학습 참여 점수를 분석하면 다양한 자료와 자주 상호작용하지만 상호작용 및 자료당 소요되는 시간이 상대적으로 짧다는 것을 시사할 수 있고, 이는 학습자는 광범위한 학습 자료를 탐색하지만 학습에 깊게 참여하지 않음을 알 수 있으며, 학습 경로 추천부(250)는 학습자의 보다 깊은 이해를 위해 각 자료에 더 많은 시간을 할애하도록 권장하고 이해력과 기억력을 향상시키기 위해 더 오랜 참여가 필요한 활동을 제공하는 학습 경로를 추천할 수 있다.In other words, analyzing the calculated learning participation scores can suggest that although learners interact frequently with a variety of materials, the time spent per interaction and material is relatively short, which means that learners explore a wide range of learning materials but do not participate deeply in learning. It can be seen that the learning
학습 경로 추천부(250)는 학습 능력 지표로 분류된 정답 비율, 오답 비율, 응답 시간, 성적 추세를 상호 결합하여 학습 능력 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.The learning
여기서, 평가 점수는 학습 세션에서 학습자의 성과를 측정하기 위한 평가 문제의 정답 비율을 의미할 수 있고, 오답율은 학습 세션에서 학습자의 성과를 측정하기 위한 평가 문제의 오답비율을 의미할 수 있으며, 응답 시간은 학습자가 평가 문제에 응답하는 평균 시간을 의미할 수 있으며, 성적 추세는 시간 경과에 따른 학습자의 정답비율의 증가 또는 감소를 측정한 것으로써, 선형 회귀에 의한 기울기를 산출함으로써 측정될 수 있다.Here, the evaluation score may refer to the percentage of correct answers in the evaluation questions to measure the learner's performance in the learning session, and the incorrect answer rate may refer to the percentage of incorrect answers in the evaluation questions to measure the learner's performance in the learning session. Response time can refer to the average time a learner takes to respond to an assessment question, and performance trend is a measure of the increase or decrease in the learner's percentage of correct answers over time and can be measured by calculating the slope through linear regression. there is.
예를 들어, 학습자의 정답율이 0.8, 오답율이 0.2, 응답 시간이 45초이고 미리 정해진 최대 응답시간이 60초, 성적추세가 0.05이며, 아래 수학식과 같이 학습 능력 점수가 산출된다.For example, if the learner's correct answer rate is 0.8, the incorrect answer rate is 0.2, the response time is 45 seconds, the predetermined maximum response time is 60 seconds, and the grade trend is 0.05, the learning ability score is calculated as shown in the equation below.
산출된 학습 능력 점수는 학습자의 강점 및 약점을 분석하는 지표로 사용될 수 있으며, 0.89의 값은 학습 능력이 높고 학습 추세가 상승 추세를 가리키고 있어, 학습자의 학습 성과가 지속 증가하는 양상을 나타냄을 의미한다 또한, 이 경우 고난이도의 평가 문제를 제공함으로써 응답 시간을 개선할 수 있도록 학습 경로를 추천할 수 있다.The calculated learning ability score can be used as an indicator to analyze the learner's strengths and weaknesses, and a value of 0.89 indicates that the learning ability is high and the learning trend is upward, indicating that the learner's learning performance is continuously increasing. Additionally, in this case, a learning path can be recommended to improve response time by providing high-difficulty evaluation problems.
또한, 학습 경로 추천부(250)는 학습 피드백 지표로 분류된 피드백 수, 피드백 시간을 상호 결합하여, 학습 피드백 점수를 아래 수학식과 같이 산출할 수 있다.Additionally, the learning
여기서, 피드백 수는 학습자가 AI 챗봇 튜터를 사용하며 제출한 피드백 개수를 의미할 수 있으며, 여기서 피드백은 과제 또는 평가 문제에 대한 응답, 학습 내용 평가, AI 챗봇 튜터를 이용한 대화형 응답, 토론, 설문조사, 문제해결, 학습 일지와 같이 AI 챗봇 튜터를 사용한 학습 세션을 진행하며 발생시킨 학습 관련 피드백이 포함될 수 있다. 또한, 피드백 시간은 각 피드백 활동에 소요된 평균 시간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특정 학습 세션에 대한 피드백 수가 15개이며 미리 정해진 최대 피드백수가 30개이고, 피드백 시간이 6초이며, 미리 정해진 최대 피드백 시간이 60초일 때, 학습 피드백 점수는 아래와 같이 산출된다.Here, the number of feedbacks may refer to the number of feedbacks submitted by the learner while using the AI chatbot tutor, where feedback refers to responses to assignments or evaluation problems, evaluation of learning content, interactive responses using the AI chatbot tutor, discussions, and surveys. Learning-related feedback generated while conducting a learning session using an AI chatbot tutor, such as research, problem solving, and learning logs, may be included. Additionally, feedback time may refer to the average time spent on each feedback activity. For example, when the number of feedbacks for a specific learning session is 15, the predetermined maximum number of feedbacks is 30, the feedback time is 6 seconds, and the predetermined maximum feedback time is 60 seconds, the learning feedback score is calculated as follows.
이때, 산출된 피드백 수는 학습자가 높은 피드백을 제공하고 있으나, 피드백에 많은 시간을 할애하지 않는 것을 나타낼 수 있으며, 학습 경로 추천부(250)는 학습자에게 보다 상세한 학습 피드백을 제공할 수 있는 학습 경로를 추천할 수 있다.At this time, the calculated number of feedback may indicate that the learner is providing high feedback, but does not spend much time on feedback, and the learning
한편, 학습 경로 추천부(250)는 "학습 참여 점수", "학습 능력 점수" 및 "학습 피드백 점수"를 상호 결합하여 학습 경로 추천 점수를 산출할 수 있다.Meanwhile, the learning
예컨대, 학습 참여 점수가 0.6, 학습 능력 점수가 0.5, 학습 피드백 점수가 0.4 이며, 미리 정해진 가중치 w1 내지 w3가 각 0.5, 0.3, 0.2일 때, 학습 경로 추천 점수는 아래와 같이 산출된다.For example, when the learning participation score is 0.6, the learning ability score is 0.5, and the learning feedback score is 0.4, and the predetermined weights w1 to w3 are 0.5, 0.3, and 0.2, respectively, the learning path recommendation score is calculated as follows.
즉, 학습 참여 점수는 학습자의 참여 정도를 나타내고, 학습 능력 점수는 학습 자료에 대한 이해력과 효과적인 학습 방법 수행여부를 나타내고, 학습 피드백 점수는 학습자의 적극적인 피드백 제공 여부를 나타낼 수 있다. 따라서, 높은 학습 경로 추천 점수는 학습자의 학습 프로파일에 따른 학습 성향을 나타낼 수 있고, 학습 경로 추천 점수가 높을수록 학습자의 강점 분야에 고차원의 학습 자료를 제공하는 학습 경로를 추천할 수 있다.In other words, the learning participation score indicates the learner's degree of participation, the learning ability score indicates understanding of learning materials and effective learning methods, and the learning feedback score indicates whether the learner actively provides feedback. Therefore, a high learning path recommendation score can indicate the learning tendency according to the learner's learning profile, and the higher the learning path recommendation score, the more likely it is to recommend a learning path that provides high-level learning materials in the learner's strengths.
또한, 학습 경로 추천부(250)는 산출된 학습 경로 추천 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 속하는 학습자들을 클러스터링 하여 학습자 경로 그룹을 생성할 수 있다.Additionally, the learning
즉, 학습 경로 추천부(250)는 학습 경로 추천 점수가 유사한 학습자들은 동일한 학습 경로에 효과적인 것으로 판단하여, 학습자의 학습 경로를 다른 학습자와 유사하게 결정할 수 있다. 이를 통해, 학습자는 자신의 학습 능력에 적합한 학습 경로에 따라 효과적인 학습을 경험할 수 있다.That is, the learning
학습자 프로파일 관리부(260)는 학습자의 학습 세션 수행 내역을 분석하여 학습자에게 제공하기 위한 프로파일을 생성하여, 학습자 데이터 데이터베이스(DB)(280)에 학습자 프로파일을 생성 또는 갱신할 수 있다. 예를 들어, 학습자 프로파일 관리부(260)는 학습자 프로파일이 생성되어 있는 경우 학습자 프로파일을 갱신할 수 있으며, 학습자 프로파일이 생성되어 있지 않은 경우 새롭게 학습자 프로파일을 생성하여 관리할 수 있다.The learner
예컨대, 학습자의 학습 세션 이후 학습자의 학습 성과는 다음과 같이 분석될 수 있다.For example, the learner's learning performance after the learner's learning session can be analyzed as follows.
이와 같은 학습자의 학습 내역은 학습자 프로파일에 정리될 수 있으며, 딥러닝 기반 학습 모델을 사용하여, 학습자의 학습 내용을 동일한 구분으로 클러스터링하여 학습자 프로파일을 생성할 수 있다.Such a learner's learning history can be organized in a learner profile, and using a deep learning-based learning model, a learner profile can be created by clustering the learner's learning content into the same category.
또한, 학습자 프로파일 관리부(260)는 단계적으로 학습자의 학습 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 학습 세션 중 학습자의 반응, 질문, 피드백 및 평가 문제의 점수를 실시간으로 수집하고, 학습자의 선호하는 학습 방식 (예: 시각적 학습, 청각적 학습 등) 및 사용자 인터페이스 (UI) 선호도를 파악하기 위한 설문조사나 질문을 수행할 수 있다.Additionally, the learner
그 다음, 학습자 프로파일 관리부(260)는 수집된 데이터를 분석하여 학습자의 현재 학습 수준, 약점 및 강점, 학습 스타일을 분석하고, 반복적인 오류나 특정 주제에 대한 어려움을 식별하여 학습자의 약점 영역을 파악할 수 있다.Next, the learner
또한, 학습자 프로파일 관리부(260)는 분석된 데이터를 바탕으로 학습자 프로파일을 주기적으로 갱신할 수 있다(예: 매 피드백 발생시/매 상호작용 발생시/매 3분 간격 등). 이를 통해, 학습자 프로파일 관리부(260)는 학습 경로, 추천 학습 자료 및 학습 방식을 최적화하여 제공할 수 있다.Additionally, the learner
도 3은 RAG(Retrieval-Augmented Generation)를 통해 학습 세션에서 정확한 답변을 제공하기 위한 예시적인 알고리즘 구성도이다.Figure 3 is an exemplary algorithm configuration diagram for providing accurate answers in a learning session through RAG (Retrieval-Augmented Generation).
도 1 및 도 3을 참조하면, 서버(100)는 학습자의 질문에 대하여 실시간으로 답변할 수 있는 AI 기반의 챗봇 튜터를 제공할 수 있다. 예를 들어, RAG(Retriever-Augmented Generation) 기술은 특히 학습자의 질문에 대해 높은 정확성과 관련성으로 답변하도록 설계된 챗봇 시스템을 구축할 수 있으며, 자연어 처리의 두 가지 주요 구성 요소인 검색 모델과 생성 모델의 장점을 결합하여 도출될 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 학습자가 학습 내용 관련 질문을 하는 경우 LangChain 프레임워크를 사용하는 대규모 텍스트 모음을 검색하여 학습자의 질문에 대한 답변이 포함될 수 있는 가장 관련성이 높은 문구 또는 절을 검색할 수 있다. 이때, 서버(100)는 답변과 관련된 데이터를 보관하는 데이터베이스로부터 질문과 맥락상 유사한 문서를 검색할 수 있으며, 이는 예컨대 DPR(Dense Passage Retrieval)과 같은 모델이 사용될 수 있다. Referring to Figures 1 and 3, the
또한, 서버(100)는 검색된 문서로부터 상황에 적합한 답변을 생성할 수 있다. 이때, 서버(100)는 언어모델(LLM)이 제공하는 상황(Context)기반 언어를 사용하여 수신한 정보를 합성하고 학습자의 질문에 적합한 답변을 생성할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 BART 또는 T5와 같은 트랜스포머 기반의 모델을 사용할 수 있다.Additionally, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버의 예시적 동작을 나타낸 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart showing an example operation of an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, 서버(100)는 학습자 정보를 수집할 수 있다(S410). 또한, 서버(100)는 학습자 정보를 수집하면, 수집된 학습자 정보를 정보의 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류할 수 있다. 그 다음, 서버(100)는 적어도 하나의 카테고리로 분류된 학습자 정보를 상호 결합하여 학습자 정보 점수를 산출할 수 있다.Referring to Figures 1 and 4, the
그 다음, 서버(100)는 학습자의 학습 수준에 적합한 학습 세션을 생성하기 위해 학습자의 학습 수준을 평가하는 진단 평가를 수행할 수 있다(S420). 서버(100)는 수행된 진단 평가 결과로서 학습자의 학습적 강점과 약점을 분석하여 리포트를 제공할 수 있으며, 학습자의 학습에 따른 성과를 판단하기 위한 기초자료로 사용될 수 있다.Next, the
예를 들어, 서버(100)는 학습자의 학습 수준 판단을 위한 진단 평가는 수신된 학습자 정보를 기초로 학습자의 학습 수준을 추론하여 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델을 사용하여, 외부 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제 중 학습자 수준에 적합한 진단 평가 문제를 선별하고, 사용자 단말을 통해 학습자에게 제공하여 학습자의 학습 수준을 진단할 수 있다.For example, the
그 다음, 서버(100)는 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제를 결정할 수 있다(S430). 여기서, 학습 목표는 학습자의 개인적인 필요와 진단 평가의 결과를 바탕으로 학습의 방향성을 제시하는 단계를 의미할 수 있다.Next, the
서버(100)는 진단 평가부(220)에 의해 결정된 학습 목표 및 학습 계획에 따라 학습을 진행할 수 있다(S440).The
예를 들어, 서버(100)는 진단 평가 결과에 의해 결정된 단계별 학습 계획에 따라 각 학습 단계별로 학습 자료를 제공할 수 있다. 이때, 서버(100)는 학습데이터 데이터베이스(DB)로부터 학습자의 학습에 적합한 학습 자료 및 문제를 추출하여 학습자에게 제공할 수 있다. For example, the
한편, 서버(100)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)의 학습 데이터를 기초로 학습 자료를 선정할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)로부터 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제에 맞는 학습 자료를 수집할 수 있다. 그 다음, 서버(100)는 학습자의 약점과 강점을 바탕으로, 학습자가 필요로 하는 학습 자료를 제공할 수 있으며, 이때, 학습자의 별도 자료 요청이 있는 경우 서버(100)에 의한 학습 자료 제공에 우선하여 학습자에게 학습 자료를 우선적으로 제공할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 서버(100)는 학습 데이터 데이터베이스(DB)로부터 학습 자료를 수신한 다음 학습자의 학습 목표, 학습 계획 및 학습의 난이도에 따라 학습 자료를 정렬하고 학습자에게 제공함으로써 학습 세션을 진행할 수 있다(S450).In addition, the
그 다음, 서버(100)는 학습자의 학습 진도를 추적할 수 있다(S460). 예를 들어, 서버(100)는 학습자의 학습 진도를 실시간으로 추적하며, 학습 진행 상황을 확인할 수 있다. 또한, 서버(100)는 특정 학습 내용에서 학습자가 계속해서 진도가 나가지 않을 경우, 해당 부분을 진도 장벽으로 결정하고, 학습 진도 진행을 위한 추가 지원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 해당 학습 내용에 대한 추가 자료를 학습 데이터 데이터베이스(DB)로부터 수신하여 학습자에게 제공할 수 있으며, 이해를 돕기 위한 낮은 난이도의 문제를 제공할 수 있다.Next, the
이때, 서버(100)는 학습자가 해당 주제를 완전히 이해한 것으로 판단된 경우, 다음 학습 주제로 넘어가도록 권장하는 알림을 생성할 수 있으며, 학습 세션을 종료할 수 있다(S470). 반면, 학습자가 해당 주제를 완전히 이해하지 못한 경우, 추가 자료나 설명을 제공하거나, 해당 주제를 다시 학습하도록 권장하는 알림을 생성할 수 있다.At this time, if it is determined that the learner fully understands the topic, the
이때, 서버(100)는 학습자의 학습 진도 확인 내역 및 평가 문제 풀이 내역을 학습자 데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 학습자 프로파일에 저장하거나 업데이트 할 수 있다. 이를 통해, 서버(100)는 학습자의 연속 학습을 가능하게 하며, 학습자의 학습 진도와 이해도를 추적하고, 필요한 경우 추가 지원을 추가적인 절차 없이 제공할 수 있다.At this time, the
서버(100)는 학습자의 학습 세션 진행에 따른 학습 성과를 분석할 수 있다(S480). 예컨대, 서버(100)는 앞서 학습자의 이해도 판단 결과를 기초로 학습자의 학습 성과를 분석할 수 있다. 예컨대, 서버(100)는 정확도 기반 평가, 학습 진행 속도 및 반복 횟수 분석 평가, 학습자에게 제공되는 AI 기반 튜터를 기초로 학습 내용에 대한 질문 평가, 학습자 자가 평가, 학습 패턴 평가를 기초로 학습자의 성과를 분석할 수 있다.The
그 다음, 서버(100)는 학습자의 학습 세션 수행 내역을 분석하여 학습자에게 제공하기 위한 프로파일을 생성하여, 학습자 데이터 데이터베이스(DB)에 학습자 프로파일을 생성 또는 갱신할 수 있다. 예를 들어, 서버(100)는 학습자 프로파일이 생성되어 있는 경우 학습자 프로파일을 갱신할 수 있으며, 학습자 프로파일이 생성되어 있지 않은 경우 새롭게 학습자 프로파일을 생성하여 관리할 수 있다. 또한, 서버(100)는 분석된 데이터를 바탕으로 학습자 프로파일을 주기적으로 갱신할 수 있다(예: 매 피드백 발생시/매 상호작용 발생시/매 3분 간격 등). 이를 통해, 서버(100)는 학습 경로, 추천 학습 자료 및 학습 방식을 최적화하여 제공할 수 있다.Next, the
도 5는 1에 따른 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버에 대한 하드웨어 구성도이다.Figure 5 is a hardware configuration diagram of an AI chatbot tutor providing server for complete learning-based personalized learning support according to 1.
도 5를 참조하면, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버(500)는, 적어도 하나의 프로세서(processor, 510) 및 적어도 하나의 프로세서(510)가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory, 520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the AI chatbot
여기서 적어도 하나의 프로세서(510)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(520) 및 저장 장치(560) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Here, the at least one
또한, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버(500)는, 무선 네트워크를 통해 통신을 수행하는 송수신 장치(transceiver, 530)를 포함할 수 있다. 또한, 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버 (500)는 입력 인터페이스 장치(540), 출력 인터페이스 장치(550), 저장 장치(560) 등을 더 포함할 수 있다. 완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버(500)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus, 570)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In addition, the AI chatbot
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on a computer-readable medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the computer software art.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer-readable media may include hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions may include machine language code such as that created by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The above-described hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다. Additionally, the above-described method or device may be implemented by combining all or part of its components or functions, or may be implemented separately.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 필드로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and field of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.
Claims (5)
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 단계는,
학습자 정보를 수집하는 단계;
상기 학습자의 학습 수준에 적합한 학습 세션을 생성하기 위해 상기 학습자의 현재 학습 수준을 평가하는 진단 평가를 수행하는 단계;
상기 진단 평가 결과를 기초로 학습자의 학습 목표와 추천 학습 주제를 결정하는 단계;
결정된 상기 학습 목표 및 학습 계획에 따라 학습을 진행하는 단계;
상기 학습자의 학습 진도를 실시간으로 추적하여, 특정 학습 내용에서 상기 학습자가 계속해서 진도가 나가지 않을 경우, 해당 부분을 진도 장벽으로 결정하고, 상기 학습 진도 진행을 위한 추가 지원을 제공하는 단계;
상기 학습자가 상기 해당 주제를 완전히 이해한 것으로 판단된 경우, 다음 학습 주제로 넘어가도록 권장하는 알림을 생성하고, 학습 세션을 종료하는 단계; 및
상기 학습자의 이해도 판단 결과를 기초로 학습자의 학습 성과를 분석하여, 상기 학습자의 프로파일을 갱신하는 단계;를 포함하고,
학습자의 학습 진행에서 발생한 학습 경로 데이터를 수집하는 단계;
수집된 상기 학습 경로 데이터를 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류하되, 학습 세션당 상호 작용 수, 상호 작용당 평균 지속 시간, 학습 세션 총 소요 시간, 학습 세션 평균 소요 시간, 접근 학습 자료 수, 각 학습 자료별 소요 시간을 학습 참여 지표로 분류하고, 평가 점수, 정답 비율, 오답 비율, 응답 시간, 성적 추세를 학습 능력 지표로 분류하고, 피드백 수, 피드백 시간을 학습 피드백 지표 항목으로 분류하는 단계;
상기 학습 세션당 상호작용수와 상기 상호작용당 평균 지속 시간의 곱, 상기 접근 학습 자료 수와 상기 각 학습 자료별 소요 시간의 곱을 더한 값을, 학습세션총소요시간과 학습 세션 평균 소요 시간의 합으로 나누어 학습 참여 점수를 산출하는 단계;
상기 정답 비율과 상기 성적 추세의 합을 상기 오답 비율과 응답시간의 합으로 나누어 학습 능력 점수를 산출하는 단계;
피드백수와 피드백 시간의 평균으로부터 학습 피드백 점수를 산출하는 단계;
산출된 상기 학습 참여 점수, 상기 학습 능력 점수 및 상기 학습 피드백 점수의 가중합을 기초로 학습 경로 추천 점수를 산출하는 단계; 및
산출된 학습 경로 추천 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 속하는 학습자들을 클러스터링 하여 학습자 경로 그룹을 생성하는 단계;를 포함하고,
수집된 상기 학습자 정보를 속성에 따라 적어도 하나의 카테고리로 분류하되, 연령, 경제적 배경, 문화적 배경, 언어 능력을 사회적 배경 카테고리로 분류하고, 학년, 관심과목, 학업성적, 학습목표, 전공, 선호과목, 목표직업, 연구관심사를 학업 목표 카테고리로 분류하고, 학습 스타일, 그룹 활동 선호도, 온라인 학습 친화도, 시간 관리 효율성, 학습 속도, 학습 효율성, 학습 습관, 주요 학습 시간, 주요 학습 방법을 학습 습관 카테고리로 분류하는 단계;를 더 포함하고,
상기 사회적 배경 카테고리로 분류된 상기 경제적 배경 및 상기 문화적 배경의 평균으로부터 문화 경제적 지표를 산출하고, 상기 언어능력과 연령변환점수의 평균으로부터 언어연령통합지표를 산출하되, 상기 연령변환점수는 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정연령과 학습자의 연령의 차이로부터 결정되되, 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정연령이 상기 학습자의 연령보다 크거나 같은 경우 상기 연령변환점수는 ()로 결정되고, 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정연령이 상기 학습자의 연령보다 작은 경우 상기 연령변환점수는 ()로 결정되고, 산출된 상기 문화 경제적 지표와 언어연령통합지표의 가중합으로부터 사회적 배경 점수를 산출하는 단계;
학년 변환 점수, 상기 학업성적, 상기 학습 목표 및 상기 연구 관심사의 평균으로부터 학습 목표 점수를 산출하되, 상기 학년 변환 점수는 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정 학년과 학습자의 학년의 차이로 결정되며, 상기 학년 변환 점수는 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정 학년이 상기 학습자의 학년보다 크거나 같은 경우 상기 학년 변환 점수는 ()으로 결정되고, 상기 학습자가 학습하려는 학습주제의 적정 학년이 상기 학습자의 학년보다 작은 경우 상기 학년 변환 점수는 ()으로 결정하는 단계;
상기 온라인학습친화도, 상기 시간관리 효율성, 상기 학습 속도, 상기 학습 효율성 및 상기 주요 학습 시간의 가중합으로부터 학습 습관 점수를 산출하는 단계;
산출된 상기 사회적 배경 점수, 상기 학습 목표 점수 및 상기 학습습관점수의 가중합으로부터 학습자 정보 점수를 산출하는 단계;
산출된 상기 학습자 정보 점수가 미리 정해진 오차범위 내에 포함되는 학습자를 클러스터링 하여 학습자 그룹을 생성하는 단계; 및
동일한 학습자 그룹으로 클러스터링된 학습자에게 동일한 진단 평가 문제를 제공하는 단계;를 더 포함하고,
상기 성적 추세는 시간 경과에 따른 학습자의 정답비율의 증가 또는 감소를 측정한 것으로써, 선형 회귀에 의한 기울기를 산출함으로써 측정되고,
상기 학습 세션당 상호작용수와 상기 상호작용당 평균 지속 시간의 곱에서 상호작용은 상기 AI 챗봇 튜터를 사용하여 시스템과 상호작용 활동으로서 학습 자료 클릭, 질문, 답변 응답, 자료 탐색, 토론 참여, 메모 작성, 검색 수행, 시청각자료의 재생 및 탐색, 북마크, 자료 다운로드를 포함하고,
상기 온라인학습친화도는 상기 학습자의 온라인 학습에 대한 적응성을 포함하는 친화도를 나타내고, 상기 시간관리 효율성은 미리 정해진 학습 분량에 대해 미리 정해진 학습 기간의 준수 여부를 나타내고, 상기 학습 속도는 상기 학습자가 동일한 학습 주제를 학습하는 학습자 집단의 평균 학습 시간대비 상기 학습자가 학습을 빨리 마무리한 비율을 나타내고, 상기 주요 학습 시간은 상기 학습자가 가장 많이 학습하는 시간을 정량화하여 나타낸 것을 의미하는 것을 특징으로 하는,
완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버.
As an AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning,
at least one processor; and
a memory storing instructions that instruct the at least one processor to perform at least one step;
The at least one step is,
Collecting learner information;
performing a diagnostic assessment to evaluate the learner's current learning level to create a learning session appropriate for the learner's learning level;
determining the learner's learning goal and recommended learning topic based on the diagnostic evaluation results;
Proceeding with learning according to the determined learning goals and learning plan;
Tracking the learner's learning progress in real time, and if the learner does not continue to progress in specific learning content, determining that part as a progress barrier and providing additional support for the learning progress;
If it is determined that the learner fully understands the topic, generating a notification encouraging the learner to move on to the next learning topic and terminating the learning session; and
Comprising: analyzing the learner's learning performance based on the result of determining the learner's level of understanding, and updating the learner's profile;
Collecting learning path data generated from the learner's learning progress;
Classify the collected learning path data into at least one category according to attributes, including the number of interactions per learning session, average duration per interaction, total time spent on learning sessions, average time spent on learning sessions, number of accessed learning materials, etc. Classifying the time required for each learning material as a learning participation indicator, classifying the evaluation score, percentage of correct answers, percentage of incorrect answers, response time, and grade trend as learning ability indicators, and classifying the number of feedback and feedback time as learning feedback indicator items;
The product of the number of interactions per learning session and the average duration per interaction, the product of the number of accessed learning materials and the time required for each learning material, the sum of the total time spent in a learning session and the average time spent in a learning session. Calculating a learning participation score by dividing by;
calculating a learning ability score by dividing the sum of the correct answer rate and the grade trend by the sum of the incorrect answer rate and response time;
Calculating a learning feedback score from the average of the number of feedbacks and feedback times;
calculating a learning path recommendation score based on a weighted sum of the calculated learning participation score, the learning ability score, and the learning feedback score; and
A step of creating a learner path group by clustering learners whose calculated learning path recommendation score falls within a predetermined error range,
The collected learner information is classified into at least one category according to attributes, with age, economic background, cultural background, and language ability classified into social background categories, grade, subject of interest, academic performance, learning goals, major, and preferred subjects. , target occupation, and research interests are classified into academic goal categories, and learning style, group activity preference, online learning affinity, time management efficiency, learning speed, learning efficiency, study habits, main study time, and main study method are categorized into study habit categories. It further includes a step of classifying,
A cultural economic index is calculated from the average of the economic background and the cultural background classified into the social background category, and a language age integration index is calculated from the average of the language ability and age conversion score. The age conversion score is calculated when the learner It is determined from the difference between the appropriate age of the learning topic to be learned and the learner's age. If the appropriate age of the learning topic the learner wants to learn is greater than or equal to the learner's age, the age conversion score is ( ), and if the appropriate age of the learning topic that the learner wants to learn is less than the learner's age, the age conversion score is ( ) and calculating a social background score from the weighted sum of the cultural economic index and the language-age integration index calculated;
A learning goal score is calculated from the grade conversion score, the academic performance, the learning goal, and the average of the research interests, and the grade conversion score is determined by the difference between the appropriate grade of the learning topic the learner wants to learn and the learner's grade, The grade conversion score is (if the appropriate grade of the learning topic that the learner wants to learn is greater than or equal to the learner's grade) ), and if the appropriate grade of the learning topic that the learner wants to study is less than the learner's grade, the grade conversion score is ( ) step of determining;
Calculating a learning habit score from a weighted sum of the online learning affinity, the time management efficiency, the learning speed, the learning efficiency, and the main learning time;
calculating a learner information score from a weighted sum of the calculated social background score, the learning goal score, and the learning habit score;
Creating a learner group by clustering learners whose calculated learner information score is within a predetermined error range; and
It further includes providing the same diagnostic assessment problem to learners clustered into the same learner group,
The grade trend is a measure of the increase or decrease in the learner's percentage of correct answers over time, and is measured by calculating the slope through linear regression,
From the product of the number of interactions per learning session and the average duration per interaction, the interaction is an interaction activity with the system using the AI chatbot tutor, such as clicking on learning materials, asking questions, responding to answers, exploring materials, participating in discussions, and taking notes. Includes creating, performing searches, playing and browsing audiovisual materials, bookmarking, and downloading materials;
The online learning affinity represents the learner's affinity including adaptability to online learning, the time management efficiency represents compliance with a predetermined learning period for a predetermined amount of learning, and the learning speed refers to the learner's ability to learn online. Characterized in that it represents the ratio of the learner completing learning quickly compared to the average learning time of a group of learners learning the same learning topic, and the main learning time is a quantification of the learner's most learning time,
AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning.
상기 진단 평가 및 상기 학습 세션의 진행에 따라, 상기 학습자의 학습 성과, 학습적 강점 및 약점을 분석한 리포트를 제공하는 사용자 인터페이스(UI)를 생성하는 단계;를 포함하는,
완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버.
In claim 1,
Including, generating a user interface (UI) that provides a report analyzing the learner's learning performance, learning strengths and weaknesses, according to the diagnostic evaluation and progress of the learning session.
AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning.
상기 진단 평가를 수행하는 단계는,
학습자의 학습 수준 판단을 위한 진단 평가는 수신된 학습자 정보를 기초로 학습자의 학습 수준을 추론하여 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제에서 문제를 추출하되, 인공지능 기반의 학습 문제 선별 모델을 사용하여, 상기 학습데이터 데이터베이스(DB)에 저장된 진단 평가 문제 중 학습자 수준에 적합한 진단 평가 문제를 선별하고, 사용자 단말을 통해 학습자에게 제공하는 것을 특징으로 하고,
상기 진단 평가는 적응형 퀴즈 방식 또는 분류 기반의 퀴즈 방식으로 진단 평가를 수행하는 것을 특징으로 하는,
완전학습 기반의 개인 맞춤형 학습 지원용 AI 챗봇 튜터 제공 서버.In claim 1,
The step of performing the diagnostic evaluation is,
Diagnostic evaluation to determine the learner's learning level infers the learner's learning level based on the received learner information and extracts problems from the diagnostic evaluation problems stored in the learning data database (DB), using an artificial intelligence-based learning problem selection model. Characterized in that, among the diagnostic evaluation problems stored in the learning data database (DB), diagnostic evaluation problems appropriate for the learner's level are selected and provided to the learner through the user terminal,
The diagnostic evaluation is characterized in that the diagnostic evaluation is performed using an adaptive quiz method or a classification-based quiz method.
AI chatbot tutor providing server for personalized learning support based on complete learning.
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2023
- 2023-11-30 KR KR1020230171113A patent/KR102648139B1/en active IP Right Grant
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