KR20210026234A - Ai-based apparatus and method for providing customized mathematics education service - Google Patents

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KR20210026234A
KR20210026234A KR1020190106732A KR20190106732A KR20210026234A KR 20210026234 A KR20210026234 A KR 20210026234A KR 1020190106732 A KR1020190106732 A KR 1020190106732A KR 20190106732 A KR20190106732 A KR 20190106732A KR 20210026234 A KR20210026234 A KR 20210026234A
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Abstract

The present invention relates to a device and method for providing a user-customized math education service based on artificial intelligence. According to one embodiment of the present invention, the device includes: a first data analysis unit which selects a verification problem based on prior information set by an external input approved by a user and provides a selected verification problem to a user terminal; a curriculum generator which determines a learning level of a user based on a correct answer to the verification problem, and determines a curriculum suitable for a determined learning level; a second data analysis unit which analyzes the correct answer to the problem provided according to a curriculum, a solution process, and a solution time when the curriculum determined by an external input approved by the user is provided to the user terminal; and a problem type determination unit which determines a type of the next problem based on whether the problem analyzed through the second data analysis unit is correct or not, the solution process, and the solution time.

Description

인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치 및 방법{AI-BASED APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING CUSTOMIZED MATHEMATICS EDUCATION SERVICE}Device and method for providing customized math education service based on artificial intelligence {AI-BASED APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING CUSTOMIZED MATHEMATICS EDUCATION SERVICE}

본 발명은 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 풀이 과정을 분석하여 사용자의 부족한 수학적 개념을 파악함으로써, 사용자의 현재 학습 능력에 맞는 수학 교육 프로그램을 제공할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence, and in more detail, by analyzing the user's solving process and grasping the user's insufficient mathematical concept, mathematics suitable for the user's current learning ability. It relates to an apparatus and method capable of providing an educational program.

최근 중학생 및 고등학생을 대상으로 학습 능력을 조사한 결과에 따르면, 전체 중학생 및 고등학생 중 10%는 수학 과목과 관련하여 기초 학력이 미달인 수준인 것으로 확인되고 있다. 구체적으로, 기초 학력 미달이란 기초 학력 평가 점수가 20점 미만으로 학교에서 진행되는 교과 과정에 대한 이해가 전무하고, 공부 습관이 형성되지 않은 것으로 확인되었다.According to the results of a recent study of junior high and high school students' learning ability, 10% of all middle and high school students are found to have underachievers in terms of mathematics subjects. Specifically, it was confirmed that the basic academic ability evaluation score was less than 20 points, so there was no understanding of the curriculum in the school, and no study habits were formed.

이러한 조사 결과를 반영하듯 현재 중학생 및 고등학생들을 위한 수학 교육 프로그램들이 다양하게 개발되고 있다. 다만, 대부분 종래에 개발된 수학 교육 프로그램들은 수학이라는 과목 자체가 학생들의 성적 편차가 큰 과목이고 나선형 교육이 필요한 과목이라는 점을 제대로 반영하지 못하고 있다.As reflecting these findings, various mathematics education programs for middle and high school students are currently being developed. However, most of the previously developed mathematics education programs do not properly reflect that the subject of mathematics itself is a subject with a large student's grade difference and a subject requiring spiral education.

예를 들어, 기존의 수학 교육 프로그램들은 모든 학생들에게 일정 난이도에 해당하는 문제를 일괄적으로 제공하고 있어 학생들의 수준을 적절히 반영하지 못하는 문제가 있다. 또한, AI나 빅데이터를 활용한 수학 프로그램도 단순히 정답과 풀이 시간으로 학생을 판단하는 경우가 대부분이어서 학생들을 정확히 파악하기 어려운 부분이 있다.For example, existing mathematics education programs provide problems corresponding to a certain level of difficulty to all students, so there is a problem that they do not adequately reflect the level of students. In addition, in mathematics programs using AI or big data, it is difficult to accurately identify students because most of them simply judge students based on the correct answer and solution time.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0065286호 (2001.07.11)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0065286 (2001.07.11)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자의 풀이 과정과 시간을 기초로 오답 원인을 분석함으로써, 사용자의 현재 학습 수준에 맞춘 문제 제공뿐만 아니라 개별 학생에게 필요한 개념 학습 커리큘럼의 제공이 가능하며, 보호자에 의한 모니터링 및 관리가 이루어질 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problem, and by analyzing the cause of the incorrect answer based on the user's solution process and time, it is not only possible to provide a problem tailored to the user's current learning level, but also to provide a conceptual learning curriculum necessary for individual students. It is possible, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for monitoring and management by a guardian.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치는, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 선별된 검증 문제를 사용자 단말로 제공하는 제 1 데이터 분석부, 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 사용자의 학습 수준을 판단하고, 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 커리큘럼 생성부, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 결정된 커리큘럼이 사용자 단말로 제공되면, 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 제 2 데이터 분석부 및 제 2 데이터 분석부를 통해 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 문제유형 판단부를 포함할 수 있다.An apparatus for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention selects a verification problem based on pre-information set by an external input authorized by a user, and selects the selected verification problem at a user terminal. The first data analysis unit provided as a first data analysis unit, a curriculum generation unit that determines the learning level of the user based on the result of correct answer to the verification problem, and determines a curriculum suitable for the determined learning level, and a curriculum determined by an external input authorized by the user If provided to this user terminal, the second data analysis unit that analyzes the correct answer of the problem provided according to the curriculum, the solution process and the solution time, and whether the problem analyzed through the second data analysis unit is correct, the solution process and the solution time It may include a problem type determination unit that determines the type of the next problem on the basis of.

본 발명의 일 실시 예에 따른 문제유형 판단부는, 제 2 데이터 분석부를 통해 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단된 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정할 수 있다.The problem type determination unit according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the solution to the problem is a correct answer or an incorrect answer through the second data analysis unit, determines whether the solution time and the length of the solution equation are within a predetermined error range. And, based on the determined result, the type of the next problem can be determined.

본 발명의 일 실시 예에 따른 문제유형 판단부는, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 문제에 대한 풀이 속도를 기준으로 선수학습(Prerequisite Learning)을 위한 개념 설명의 제공 여부를 결정할 수 있다.The problem type determination unit according to an embodiment of the present invention determines that the solution to the problem is an incorrect answer, and when it is determined that the solution time and the length of the solution formula are outside a predetermined error range, based on the solution speed for the problem. You can decide whether to provide a conceptual explanation for prerequisite learning.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치는, 제 2 데이터 분석부를 통해 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 제 3 데이터 분석부를 더 포함할 수 있다. 이때, 오답 원인에는, 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 문제에 대한 수리적 이해 부족이 포함될 수 있다.In the apparatus for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the solution to the problem is an incorrect answer through the second data analysis unit, the cause of the incorrect answer is based on the solution process and the solution time. It may further include a third data analysis unit that analyzes. At this time, the cause of the incorrect answer may include a lack of concept for solving a problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법은, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 선별된 검증 문제를 사용자 단말로 제공하는 단계, 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 사용자의 학습 수준을 판단하고, 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 단계, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 결정된 커리큘럼이 사용자 단말로 제공되면, 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 단계 및 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method of providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention selects a verification problem based on pre-information set by an external input authorized by a user, and selects the selected verification problem at a user terminal. Determining the learning level of the user based on the result of the correct answer to the verification problem and determining the curriculum suitable for the determined learning level, when the curriculum determined by the external input authorized by the user is provided to the user terminal , Analyzing the correct answer of the problem provided according to the curriculum, the solving process and the solution time, and determining the type of the next problem based on the correct answer of the analyzed problem, the solution process and the solution time.

본 발명의 일 실시 예에 따른 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계, 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계 및 판단된 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정할 수 있다.Determining the type of the next problem based on whether or not the analyzed problem is correct according to an embodiment of the present invention, a solution process, and a solution time, and when it is confirmed that the solution to the problem is a correct answer or an incorrect answer, the solution time and the solution formula The next problem type may be determined based on the step of determining whether the length of is within a predetermined error range and the determined result.

본 발명의 일 실시 예에 따른 풀이 시간 및 풀이 식의 길이에 대한 판단 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계는, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 문제에 대한 풀이 속도를 기준으로 선수학습을 위한 개념 설명의 제공 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of determining the type of the next problem based on the determination result of the solution time and the length of the solution equation according to an embodiment of the present invention, it is confirmed that the solution to the problem is an incorrect answer, and the solution time and the length of the solution equation If it is determined that is out of a predetermined error range, determining whether to provide a conceptual explanation for prerequisite learning based on the speed of solving the problem.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법은, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 해당 문제에 대한 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 오답 원인에는, 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 문제에 대한 수리적 이해 부족이 포함될 수 있다.In the method of providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the solution to a problem is an incorrect answer, the cause of the incorrect answer is analyzed based on the solution process and the solution time for the corresponding problem. It may further include the step of. At this time, the cause of the incorrect answer may include a lack of concept for solving a problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 장치 및 방법에 따르면, 학생들의 학습 수준에 맞춘 교육 프로그램을 제공함으로써, 자기주도적 학습이 이루어지고 바람직한 공부 습관이 형성될 수 있는 환경을 제공해줄 수 있다. 또한, 학생들이 흥미를 잃지 않고 지속적으로 교육에 참여할 수 있도록 학습 의욕을 고취시킬 수 있고, 보호자가 학생들의 현재 상태 및 수준을 정확하게 모니터링하고 관리할 수 있는 환경을 제공해줄 수 있다.According to the apparatus and method provided as an embodiment of the present invention, by providing an educational program tailored to the learning level of students, it is possible to provide an environment in which self-directed learning can be performed and desirable study habits can be formed. In addition, it can inspire students to learn so that they can continue to participate in education without losing interest, and it can provide an environment in which guardians can accurately monitor and manage students' current status and level.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수학 교육 서비스의 제공 과정을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 문제의 풀이에 대한 분석 및 문제 유형 결정 과정을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a process of providing a mathematics education service according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of providing a user-customized math education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of analyzing a problem solving and determining a problem type according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. Terms used in the present invention have selected general terms that are currently widely used as possible while taking functions of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "... unit" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. In addition, when a part is said to be "connected" with another part throughout the specification, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being connected "with another configuration in the middle".

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치(100)를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus 100 for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치(100)는, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 선별된 검증 문제를 사용자 단말(200)로 제공하는 제 1 데이터 분석부(110), 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 사용자의 학습 수준을 판단하고, 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 커리큘럼 생성부(120), 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 결정된 커리큘럼이 사용자 단말(200)로 제공되면, 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 제 2 데이터 분석부(130) 및 제 2 데이터 분석부(130)를 통해 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 문제유형 판단부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the apparatus 100 for providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention selects a verification problem based on pre-information set by an external input authorized by a user. And, the first data analysis unit 110 that provides the selected verification problem to the user terminal 200, determines the learning level of the user based on the result of the correct answer to the verification problem, and determines a curriculum suitable for the determined learning level When the curriculum determined by the external input authorized by the user is provided to the user terminal 200, the second data analysis that analyzes whether the problem provided according to the curriculum is answered correctly, the solution process, and the solution time The unit 130 and the second data analysis unit 130 may include a problem type determination unit 140 that determines the type of the next problem based on whether or not the problem analyzed by the second data analysis unit 130 is a correct answer, a solution process, and a solution time.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 데이터 분석부(110)는 사용자 단말(200)과의 유무선 통신을 통해 사전 정보 및 사전 정보를 기초로 하는 검증 문제를 제공할 수 있다. 이때, 사전 정보에는 사용자(e.g. 학생)의 연령, 성적, 기간 목표, 주당 공부 횟수, 일일 공부 단위(e.g. 시간, 문제 등) 등이 포함될 수 있다. 즉, 제 1 데이터 분석부(110)는 최초 사용자에 대하여 사용자 단말(200)을 통해 전술한 사전 정보를 제공하고, 입력된 사전 정보를 전달받아 사용자의 현재 학습 수준을 분석할 수 있다. 제 1 데이터 분석부(110)는 사용자의 분석된 현재 학습 수준에 맞는 검증 문제를 선별하여 다시 사용자 단말(200)을 통해 최초 사용자에게 제공할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)는 이러한 제 1 데이터 분석부(110)의 동작을 통해 사용자 별 맞춤 커리큘럼을 결정하기 위한 최초 사용자의 학습 수준 검사를 수행할 수 있다.The first data analysis unit 110 according to an embodiment of the present invention may provide a pre-information and a verification problem based on the pre-information through wired/wireless communication with the user terminal 200. In this case, the dictionary information may include the user's (e.g. student)'s age, grade, period goal, number of study per week, daily study unit (e.g. time, problem, etc.). That is, the first data analysis unit 110 may provide the above-described dictionary information to the first user through the user terminal 200, receive the input dictionary information, and analyze the user's current learning level. The first data analysis unit 110 may select a verification problem suitable for the analyzed current learning level of the user and provide it to the first user through the user terminal 200 again. As described above, the apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may perform the first user's learning level check to determine a customized curriculum for each user through the operation of the first data analysis unit 110.

본 발명의 일 실시 예에 따른 커리큘럼 생성부(120)는 제 1 데이터 분석부(110) 또는 후술할 제 3 데이터 분석부(150)의 분석 결과를 기초로 최초 사용자 또는 기존 사용자에게 알맞은 커리큘럼을 결정할 수 있다. 여기서 커리큘럼은 학습이 필요한 수학적 개념 및 해당 개념의 학습을 위한 학습 목표 및 방식을 포괄적으로 지칭한다. 예를 들어, 최초 사용자에 대한 커리큘럼으로서, 최초 학습을 시작하기 위해 선별된 수학적 개념을 기준으로 학습 시간은 어느 정도로 진행할지(e.g. 50분, 1시간, 80분 등), 한번 학습 시에 몇 개의 문제를 풀이할지(e.g. 10문제, 15문제, 20문제 등) 등이 결정될 수 있다. 또한, 최초 사용자에 대한 커리큘럼으로서, 최초 사용자의 학습 수준에 맞추어 수학적 개념에 대한 설명만을 제공할지, 설명 및 문제를 함께 제공할지, 문제의 유형 및 난이도를 어떻게 조절할지, 학습을 위한 프로세스는 어떻게 진행할지(e.g. 교과 과정 순서대로 진행, 선행 개념들을 선별하여 진행 등) 등이 결정될 수 있다.The curriculum generation unit 120 according to an embodiment of the present invention determines a curriculum suitable for the first user or an existing user based on the analysis result of the first data analysis unit 110 or the third data analysis unit 150 to be described later. I can. Here, the curriculum comprehensively refers to the mathematical concepts that require learning and the learning goals and methods for learning the concepts. For example, as a curriculum for first-time users, based on the mathematical concept selected to start learning for the first time, how long the learning time will proceed (eg 50 minutes, 1 hour, 80 minutes, etc.), and how many Whether to solve the problem (eg 10 questions, 15 questions, 20 questions, etc.) can be decided. Also, as a curriculum for first-time users, whether to provide only explanations of mathematical concepts according to the level of learning of the first users, whether to provide explanations and problems together, how to adjust the type and difficulty of problems, and how the process for learning proceeds. Whether to do it (eg proceed in the order of the curriculum, proceed by selecting the preceding concepts, etc.) may be determined.

이와 같이 커리큘럼 생성부(120)를 통해 사용자에게 알맞은 커리큘럼이 자동으로 생성될 수 있을 뿐만 아니라 사용자 단말(200)을 통해 사용자 스스로 커리큘럼을 생성, 수정 및 변경할 수 있다. 여기서 사용자는 학습을 수행하는 학생뿐만 아니라 학생의 보호자 및 교사 등 학생의 교육을 관리하는 관계자는 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 학생의 교사가 판단 시, 커리큘럼 생성부(120)를 통해 자동으로 생성된 커리큘럼이 학생에 적합하지 않은 경우에는 학생의 교사는 사용자 단말(200)을 통해 커리큘럼을 학생의 현재 학습 수준에 맞추어 수정할 수 있다. 이와 같은 수정 및 변경 등을 통해 커리큘럼 생성부(120)를 통해 자동으로 생성된 커리큘럼의 정확도를 보완할 수 있다.In this way, not only the curriculum suitable for the user can be automatically generated through the curriculum generation unit 120, but also the user can create, modify, and change the curriculum by himself/herself through the user terminal 200. Here, the user may include not only the student performing the learning, but also all persons concerned with managing the student's education, such as a guardian of the student and a teacher. For example, when a student's teacher determines, if the curriculum automatically generated through the curriculum generation unit 120 is not suitable for the student, the student's teacher uses the user terminal 200 to transfer the curriculum to the student's current learning level. It can be modified to suit. Through such modifications and changes, the accuracy of the curriculum automatically generated through the curriculum generator 120 may be supplemented.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 데이터 분석부(130)는, 사용자 단말(200)을 통해 풀이된 수학 문제 별로 정답 또는 오답을 분석하고, 해당 수학 문제의 풀이 과정 및 시간 등을 분석할 수 있다. 여기서 풀이 과정이란 문제의 풀이를 위해 사용자가 입력한 수식, 글자 등의 모든 정보를 지칭한다. 예를 들어, 커리큘럼 과정에서 제공되는 일 문제에 대한 풀이 및 답이 사용자 단말(200)을 통해 입력되면, 제 2 데이터 분석부(130)는 해당 문제의 답이 정답인지 또는 오답인지 여부를 확인할 수 있다. 이와 동시에, 제 2 데이터 분석부(130)는 해당 문제의 풀이를 위해 사용자가 입력한 수식들의 길이, 내용 및 답을 결정하기까지 소요된 시간 등을 분석할 수 있다. The second data analysis unit 130 according to an embodiment of the present invention may analyze a correct answer or an incorrect answer for each mathematical problem solved through the user terminal 200, and analyze the process and time of solving the corresponding mathematical problem. have. Here, the solution process refers to all information such as equations and letters entered by the user to solve the problem. For example, when a solution and an answer to a problem provided in the curriculum are input through the user terminal 200, the second data analysis unit 130 can check whether the answer to the corresponding problem is a correct answer or an incorrect answer. have. At the same time, the second data analysis unit 130 may analyze the length, content, and time taken to determine an answer of the equations input by the user for solving the corresponding problem.

본 발명의 일 실시 예에 따른 문제유형 판단부(140)는, 제 2 데이터 분석부(130)의 분석 결과를 기초로 커리큘럼 상에서 풀이가 완료된 문제 다음에 제공될 문제의 유형을 결정할 수 있다. 즉, 동일한 수학적 개념을 사용한 문제라고 하더라도 해당 개념의 활용 범위 및 정도에 따라 문제의 체감 난이도는 달라질 수 있으므로, 이를 적절하게 반영하여 사용자에게 알맞은 문제를 제공하기 위해서 문제유형 판단부(140)는 실시간으로 사용자가 풀어야 할 다음 문제의 유형을 분석 및 결정할 수 있다. 예를 들어, 문제유형 판단부(140)는 제 2 데이터 분석부(130)를 통해 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단된 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정할 수 있다.The problem type determination unit 140 according to an embodiment of the present invention may determine a type of problem to be provided after a problem solved in a curriculum based on an analysis result of the second data analysis unit 130. That is, even if the problem is using the same mathematical concept, the difficulty of experiencing the problem may vary depending on the scope and degree of use of the concept, and thus the problem type determination unit 140 is used in real time in order to appropriately reflect this and provide a suitable problem to the user. The user can then analyze and determine the types of problems to be solved. For example, if the problem type determination unit 140 determines that the solution to the problem is the correct answer or the incorrect answer through the second data analysis unit 130, the solution time and the length of the solution equation are included within a predetermined error range. Whether or not, it is possible to determine the type of the next problem based on the determined result.

구체적으로, 문제에 대한 풀이가 정답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내인 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 커리큘럼에 의해 기 예정된 다음 문제를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 소정의 오차 범위는 해당 문제에 대한 전체 사용자의 풀이 시간과 풀이 식의 길이를 백분위 평균한 데이터베이스를 기준으로 설정된 값을 말한다. 예를 들어, 현재 사용자의 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 전체 사용자의 백분위 평균 대비 80% 이내인 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 문제유형의 변경 없이 커리큘럼에 의해 기 예정된 다음 문제를 그대로 사용자 단말(200)로 전달할 수 있다.Specifically, when it is confirmed that the solution to the problem is the correct answer, and when it is determined that the solution time and the length of the solution formula are within a predetermined error range, the problem type determination unit 140 provides the user with the next problem previously scheduled by the curriculum. can do. In this case, the predetermined error range refers to a value set based on a database obtained by averaging the percentile average of the solving time of all users and the length of the solution equation for the corresponding problem. For example, if it is determined that the current user's solution time and the length of the solution formula are within 80% of the percentile average of all users, the problem type determination unit 140 solves the next problem previously scheduled by the curriculum without changing the problem type. It can be delivered to the user terminal 200 as it is.

반면, 문제에 대한 풀이가 정답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 사용자에게 제공될 다음 문제를 현재 분석된 문제와 유사한 유형의 문제로 변경하여 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 현재 사용자의 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 전체 사용자의 백분위 평균 대비 80% 밖인 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 커리큘럼에 의해 기 예정된 다음 문제를 그대로 사용자 단말(200)로 전달하는 것이 아닌 풀이된 문제와 유사한 유형의 문제를 선별하여 사용자 단말(200)로 전달할 수 있다. 또한, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내인 것으로 판단되는 경우에도, 문제유형 판단부(140)는 사용자에게 제공될 다음 문제를 현재 분석된 문제와 유사한 유형의 문제로 변경하여 사용자에게 제공할 수 있다. On the other hand, if it is determined that the solution to the problem is the correct answer, and it is determined that the solution time and the length of the solution formula are outside a predetermined error range, the problem type determination unit 140 determines the next problem to be provided to the user with the currently analyzed problem. You can change it to a similar type of problem and present it to the user. For example, if it is determined that the current user's solution time and the length of the solution formula are 80% out of the percentile average of all users, the problem type determination unit 140 accepts the next problem previously scheduled by the curriculum as it is the user terminal 200. It is possible to select a type of problem similar to the solved problem that is not transmitted to the user terminal 200 and transmit it to the user terminal 200. In addition, even when it is confirmed that the solution to the problem is an incorrect answer, and when it is determined that the solution time and the length of the solution formula are within a predetermined error range, the problem type determination unit 140 analyzes the next problem to be provided to the user. It can be changed to a type of problem similar to the problem and presented to the user.

한편, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 문제유형 판단부(140)는 사용자의 전체 사용자 대비 상대적인 풀이 속도가 어디에 위치하는지를 추가적으로 판단할 수 있다. 이러한 풀이 속도 판단은 사용자가 문제를 풀이하지 않고 임의로 답을 입력하는 경우(i.e. 전체 사용자 대비 상대적으로 빠른 속도로 문제를 푸는 경우) 또는 문제의 개념 및 내용을 전혀 이해하지 못해 답 입력이 상당히 지연되는 경우(i.e. 전체 사용자 대비 상대적으로 느린 속도로 문제를 푸는 경우) 등을 구분하여 사용자의 현재 문제 풀이 수준을 정확히 파악하기 위해서 수행된다. 예를 들어, 풀이 속도가 소정의 오차 범위 밖에서 상대적으로 빠른 속도에 해당되는 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 사용자에게 제공될 다음 문제를 현재 분석된 문제와 유사한 유형의 문제로 변경하여 사용자에게 제공할 수 있다. 풀이 속도가 소정의 오차 범위 밖에서 상대적으로 느린 속도에 해당되는 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 사용자에게 제공될 다음 문제를 선수학습(Prerequisite Learning)의 개념을 포함하는 문제로 변경하여 사용자에게 제공할 수 있다.On the other hand, when it is determined that the solution to the problem is an incorrect answer, and when it is determined that the solution time and the length of the solution formula are outside a predetermined error range, the problem type determination unit 140 locates where the solving speed relative to the total users of the user is located. You can additionally determine whether or not. This determination of solving speed is a case in which the user does not solve a problem and enters an answer randomly (ie, solves a problem at a relatively high speed compared to all users), or when the concept and content of the problem is not understood at all, the answer input is significantly delayed. It is performed to accurately grasp the user's current problem solving level by classifying cases (ie, solving a problem at a relatively slow speed compared to all users). For example, if it is determined that the solving speed corresponds to a relatively high speed outside a predetermined error range, the problem type determination unit 140 changes the next problem to be provided to the user to a problem of a type similar to the currently analyzed problem. It can be provided to the user. If it is determined that the solving speed corresponds to a relatively slow speed outside a predetermined error range, the problem type determination unit 140 changes the next problem to be provided to the user to a problem including the concept of prerequisite learning, Can be provided to.

또한, 문제유형 판단부(140)는 선수학습의 개념을 포함하는 문제의 답이 정답인지 오답인지 여부 등을 판단하여 이와 유사한 문제를 제공할 것인지 또는 선수학습 이전의 선수학습의 개념을 포함하는 문제를 제공할 것인지를 결정할 수 있다. 이와 같이 선수학습의 개념을 포함하는 문제의 풀이를 분석하여 사용자가 현재 문제 풀이를 위한 수학적 개념이 정립되어 있는지 여부를 파악함으로써, 보다 정밀한 커리큘럼을 사용자에게 제공할 수 있다. 만약 문제 풀이의 가장 기본이 되는 선수학습의 개념 문제에 대한 답이 오답인 것으로 판단되면, 문제유형 판단부(140)는 수학 문제가 아닌 선수학습을 위한 개념 설명을 사용자에게 제공하고, 전술한 문제 풀이의 확인 및 분석 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.In addition, the problem type determination unit 140 determines whether the answer to a problem including the concept of prerequisite is correct or incorrect, and provides a similar problem or a problem including the concept of prerequisite learning prior to prerequisite learning. You can decide whether to provide it. In this way, by analyzing the solution of a problem including the concept of prerequisite learning to determine whether the user currently has a mathematical concept for solving the problem, a more precise curriculum can be provided to the user. If it is determined that the answer to the concept problem of prerequisite learning, which is the most basic of problem solving, is an incorrect answer, the problem type determination unit 140 provides the user with a conceptual explanation for prerequisite learning, not a math problem, and the above-described problem The solution confirmation and analysis process can be repeatedly performed.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치(100)는, 제 2 데이터 분석부(130)를 통해 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 제 3 데이터 분석부(150)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제 3 데이터 분석부(150)의 동작은 사용자에 의한 문제 풀이가 완전히 완료되고 커리큘럼이 종료된 이후에 사용자의 다음 학습을 위한 솔루션을 제공하기 위해서 수행된다. 즉, 커리큘럼에 따라 사용자의 학습이 완료되면, 제 3 데이터 분석부(150)는 커리큘럼 수행 과정에서 분석된 정보들을 최종적으로 분석하여 다음 학습을 위한 커리큘럼 결정 과정에 반영할 수 있다.Referring to FIG. 1, in the apparatus 100 for providing a user-customized math education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, it is determined that the solution to a problem is an incorrect answer through the second data analysis unit 130. If confirmed, a third data analysis unit 150 for analyzing the cause of the incorrect answer based on the solution process and the solution time may be further included. At this time, the operation of the third data analysis unit 150 is performed to provide a solution for the user's next learning after the problem solving by the user is completely completed and the curriculum is finished. That is, when the user's learning is completed according to the curriculum, the third data analysis unit 150 may finally analyze the information analyzed in the curriculum execution process and reflect it in the curriculum determination process for the next learning.

예를 들어, 제 3 데이터 분석부(150)는 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 문제에 대한 수리적 이해 부족의 4가지 오답 원인을 분석할 수 있다. 문제의 풀이를 위한 개념 부족은 풀이 과정에서 사용된 수학적 개념 자체가 잘못된 경우를 말한다. 단순 계산 실수는 풀이 과정에서 아용된 수식의 사칙연산이 틀린 경우를 말한다. 문제에 대한 언어적 이해 부족은 풀이 시간이 소정의 시간 이상 소요되었으나 풀이 과정에서 풀이 식을 완성하지 못한 경우를 말한다. 문제에 대한 수리적 이해 부족은 풀이 과정에서 사용된 수학적 개념이 문제 풀이에 필요한 수학적 개념과 다른 경우를 말한다. 이와 같은 각각의 오답 원인의 분석은 풀이 과정 및 시간에 대한 전문가에 의한 평가를 기초로 머신러닝을 이용한 학습 과정을 통해 수행될 수 있다.For example, the third data analysis unit 150 is based on the solving process and solving time, based on the four kinds of lack of concept for solving a problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem. You can analyze the cause of the incorrect answer. The lack of concept for solving a problem refers to a case in which the mathematical concept itself used in the solution process is wrong. A simple calculation mistake refers to a case where the four arithmetic operations of the formula used in the solution process are incorrect. Lack of linguistic understanding of a problem refers to a case in which the solution time has been taken for a predetermined time or longer, but the solution formula is not completed during the solution process. Lack of mathematical understanding of a problem refers to a case where the mathematical concept used in the solution process is different from the mathematical concept required for solving the problem. The analysis of the cause of each incorrect answer may be performed through a learning process using machine learning based on an expert's evaluation of a solution process and time.

또한, 제 3 데이터 분석부(150)는 다음 학습을 위한 커리큘럼 생성에 반영할 수 있도록 4가지 중 하나로 분석된 오답 원인을 커리큘럼 결정부로 전달할 수 있다. 오답 원인이 문제의 풀이를 위한 개념 부족인 것으로 판단된 경우, 제 3 데이터 분석부(150)는 부족한 개념에 대한 확인하고 수학 용어 설명을 제시하는 과정 및 이전 커리큘럼과 동일 문제가 다시 제시되는 과정이 다음 커리큘럼에 반영될 수 있도록 관련 조건정보를 커리큘럼 생성부(120)에 전달할 수 있다. 오답 원인이 단순 계산 실수인 것으로 판단된 경우, 제 3 데이터 분석부(150)는 이전 커리큘럼과 동일 문제가 다시 제시되는 과정이 다음 커리큘럼에 반영될 수 있도록 관련 조건정보를 커리큘럼 생성부(120)에 전달할 수 있다. 오답 원인이 문제에 대한 언어적 이해 부족인 것으로 판단된 경우, 제 3 데이터 분석부(150)는 유사 유형 문제 및 해당 문제의 풀이 과정이 제시된 이후에 제시된 유사 유형 문제와 동일 문제가 다시 제시되는 과정이 다음 커리큘럼에 반영될 수 있도록 관련 조건정보를 커리큘럼 생성부(120)에 전달할 수 있다. 오답 원인이 문제에 대한 수리적 이해 부족인 것으로 판단된 경우, 제 3 데이터 분석부(150)는 유사 유형 문제가 반복적으로 제시되는 과정이 다음 커리큘럼에 반영될 수 있도록 관련 조건정보를 커리큘럼 생성부(120)에 전달할 수 있다.In addition, the third data analysis unit 150 may transmit a cause of an incorrect answer analyzed as one of four to the curriculum decision unit so that it can be reflected in the creation of a curriculum for next learning. When it is determined that the cause of the incorrect answer is a lack of concept for solving a problem, the third data analysis unit 150 checks the insufficient concept and presents a mathematical terminology explanation and the process of presenting the same problem as the previous curriculum again. Related condition information may be transmitted to the curriculum generator 120 so that it may be reflected in the next curriculum. When it is determined that the cause of the incorrect answer is a simple calculation error, the third data analysis unit 150 transmits the relevant condition information to the curriculum generation unit 120 so that the process in which the same problem as the previous curriculum is presented again can be reflected in the next curriculum. I can deliver. When it is determined that the cause of the incorrect answer is a lack of linguistic understanding of the problem, the third data analysis unit 150 is a process in which the similar type problem and the same problem presented after the similar type problem and the solving process for the corresponding problem are presented. The related condition information may be transmitted to the curriculum generator 120 so that it can be reflected in the next curriculum. When it is determined that the cause of the incorrect answer is a lack of mathematical understanding of the problem, the third data analysis unit 150 generates the relevant condition information so that the process in which the similar type problem is repeatedly presented can be reflected in the next curriculum. ).

한편, 도 1을 참조하면, 사용자 단말(200)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)와 유무선 네트워크 통신이 가능한 단말로서, 스마트폰, 스마트워치, PMP(ortable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 데스크탑(Desktop) PC, 랩탑(Laptop) PC, 태블릿(Tablet) PC 등을 포함한다. 이때, 사용자 단말(200)의 사용자는 학습을 수행하는 학생뿐만 아니라 학생의 학부모, 교사 등 학생의 교육 과정을 관리할 수 있는 관계자를 모두 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)를 통해 학습 커리큘럼이 수행되면, 제 3 데이터 분석부(150)에 의해 수행 결과는 평가서 형태로 정리되어 사용자 단말(200)을 통해 학부모 또는 교사에게 제공될 수 있다. 또한, 교사는 사용자 단말(200)을 통해 학생이 풀이한 문제, 풀이 과정 및 시간을 모두 확인할 수 있으며, 다음 학습을 위한 커리큘럼도 사용자의 학습 수준에 맞추어 수정할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 1, the user terminal 200 is a terminal capable of communicating with the device 100 according to an embodiment of the present invention over a wired or wireless network, and includes a smartphone, a smart watch, an ortable multimedia player (PMP), and a PDA. Personal Digital Assistants), Desktop PCs, Laptop PCs, and Tablet PCs. In this case, the user of the user terminal 200 includes not only the student performing the learning, but also all the related persons who can manage the student's curriculum, such as the student's parents and teachers. For example, when a learning curriculum is performed through the device 100 according to an embodiment of the present invention, the result of the execution by the third data analysis unit 150 is arranged in the form of an evaluation form, and the parent through the user terminal 200 Or it can be provided to the teacher. In addition, the teacher can check all of the problems solved by the student, the solving process, and the time through the user terminal 200, and the curriculum for the next learning can also be modified according to the learning level of the user.

도 2는 수학 교육 서비스의 제공 과정을 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing a process of providing a mathematics education service.

도 2를 참조하면, 먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)를 통해 구동되는 학습 프로그램이 최초 실행되면(S11), 최초 사용자에 대한 학습 수준 검사가 실시될 수 있다(S12). 학습 수준 검사를 통해 최초 사용자의 학습 능력이 파악되면, 자동 또는 수동으로 최초 사용자에 대한 커리큘럼이 결정될 수 있다. 학습 수준 검사가 완료된 이후 학습 프로그램이 재실행되면(S20), 기 결정된 커리큘럼이 사용자에게 제공될 수 있다(S30). 사용자는 사용자 단말(200)을 통해 커리큘럼에 따라 제공되는 문제를 풀이할 수 있는데, 이 과정에서 문제 하나하나에 대하여 정답 여부, 풀이 과정 및 시간 등이 분석될 수 있다.Referring to FIG. 2, first, when a learning program driven through the device 100 according to an embodiment of the present invention is first executed (S11), a learning level test for the first user may be performed (S12). When the learning ability of the first user is determined through the learning level test, the curriculum for the first user may be determined automatically or manually. When the learning program is re-executed after the learning level test is completed (S20), a predetermined curriculum may be provided to the user (S30). The user can solve a problem provided according to the curriculum through the user terminal 200, and in this process, whether each problem is answered correctly, a solution process and time, etc. can be analyzed.

만약 문제의 답이 정답인 것으로 분석되면(S42), 풀이 시간 및 풀이 식 길이가 소정의 오차 범위 내인지가 판단될 수 있다(S42). 풀이 시간 및 풀이 식 길이가 소정의 오차 범위 내인 경우에는 커리큘럼에 기 예정된 다음 문제가 제공되고(S43), 소정의 오차 범위 밖인 경우에는 풀이된 문제와 유사 유형의 문제가 제공될 수 있다(S44). 문제의 답이 오답인 것으로 분석되는 경우에도(S42), 풀이 시간 및 풀이 길이가 소정의 오차 범위 내인지가 판단될 수 있다(S51). 풀이 시간 및 풀이 식 길이가 소정의 오차 범위 내인 경우에는 풀이된 문제와 유사 유형의 문제가 제공되고(S52), 소정의 오차 범위 밖인 경우에는 풀이 속도가 전체 사용자 대비 상대적으로 빠른지 여부가 판단될 수 있다(S53).If the answer to the problem is analyzed to be the correct answer (S42), it may be determined whether the solution time and the length of the solution formula are within a predetermined error range (S42). When the solution time and the length of the solution formula are within a predetermined error range, the next problem previously scheduled in the curriculum is provided (S43), and when outside the predetermined error range, a similar type of problem to the solved problem may be provided (S44). . Even when the answer to the problem is analyzed to be an incorrect answer (S42), it may be determined whether the solution time and the solution length are within a predetermined error range (S51). If the solving time and the length of the solution formula are within a predetermined error range, a problem similar to the solved problem is provided (S52), and if it is outside the predetermined error range, it can be determined whether or not the solving speed is relatively fast compared to all users. Yes (S53).

풀이 속도가 전체 사용자 대비 상대적으로 빠른 것으로 판단된 경우에는, 풀이된 문제와 유사 유형의 문제가 제공될 수 있다(S52). 풀이 속도가 전체 사용자 대비 상대적으로 느린 것으로 판단된 경우에는, 선수학습 개념 문제가 단계별로 사용자에게 제공될 수 있다(S60). 이때, 선수학습 개념 문제에 대한 풀이 과정을 전반적으로 분석하여 선수학습 개념 설명을 제공할지 여부가 결정되고, 결정된 결과에 따라 선수학습 개념 설명이 사용자에게 제공될 수도 있다(S70). 전술한 과정을 거쳐 최종적으로 커리큘럼 학습이 완료되면, 풀이 과정 및 시간 등을 기초로 문제별 오답 원인이 분석될 수 있다(S80). 이때, 문제 별 오답 원인은 필요 개념 부족, 단순 계산 실수, 언어 이해 부족, 수리 이해 부족의 4가지로 분석되고, 분석된 결과는 다음 학습의 커리큘럼 생성에 반영될 수 있다.When it is determined that the solving speed is relatively faster than that of all users, a problem similar to the solved problem may be provided (S52). When it is determined that the solving speed is relatively slow compared to all users, the prerequisite concept problem may be provided to the user step by step (S60). At this time, it is determined whether to provide a description of the concept of prerequisite by analyzing the overall process of solving the problem of the concept of prerequisite learning, and a description of the concept of prerequisite learning may be provided to the user according to the determined result (S70). When curriculum learning is finally completed through the above-described process, the cause of the incorrect answer for each problem may be analyzed based on the solution process and time (S80). At this time, the causes of incorrect answers for each problem are analyzed into four categories: lack of necessary concepts, simple calculation mistakes, lack of language understanding, and lack of mathematical understanding, and the analyzed results can be reflected in the creation of the curriculum for the next learning.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법을 나타낸 순서도, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 문제의 풀이에 대한 분석 및 문제 유형 결정 과정을 나타낸 순서도이다.3 is a flow chart showing a method of providing a user-customized mathematics education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a process of analyzing and determining a problem type for solving a problem according to an embodiment of the present invention. Is a flow chart showing.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법은, 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 선별된 검증 문제를 사용자 단말(200)로 제공하는 단계(S100), 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 사용자의 학습 수준을 판단하고, 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 단계(S200), 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 결정된 커리큘럼이 사용자 단말(200)로 제공되면, 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 단계(S300) 및 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a method of providing a user-customized math education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention selects and selects a verification problem based on pre-information set by an external input authorized by a user. Providing the verified verification problem to the user terminal 200 (S100), determining a user's learning level based on the correct answer result for the verification problem, and determining a curriculum suitable for the determined learning level (S200), the user When the curriculum determined by the external input authorized from is provided to the user terminal 200, the step of analyzing the correct answer of the problem provided according to the curriculum, the solution process and the solution time (S300), and whether the analyzed problem is correct, and the solution It may include determining the type of the next problem based on the process and solution time (S400).

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계(S400)는, 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계(S410) 및 판단된 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.4, the step of determining the type of the next problem based on whether or not the analyzed problem is the correct answer, the solution process, and the solution time according to an embodiment of the present invention (S400), the solution to the problem is a correct answer or an incorrect answer. When it is confirmed that the solution time and the length of the solution equation are within a predetermined error range (S410), and determining the type of the next problem based on the determined result (S420) may be included. have.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀이 시간 및 풀이 식의 길이에 대한 판단 결과를 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계(S420)는, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 문제에 대한 풀이 속도를 기준으로 선수학습을 위한 개념 설명의 제공 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step (S420) of determining the type of the next problem based on the determination result of the solution time and the length of the solution equation according to an embodiment of the present invention, it is confirmed that the solution to the problem is an incorrect answer, and the solution time And when it is determined that the length of the solution equation is outside a predetermined error range, determining whether to provide a conceptual explanation for prerequisite learning based on the speed of solving the problem.

또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법은, 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 해당 문제에 대한 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다. 이때, 오답 원인에는, 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 문제에 대한 수리적 이해 부족이 포함될 수 있다.In addition, referring to FIG. 3, in the method of providing a user-customized math education service based on artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the solution to a problem is an incorrect answer, the solution process and solution for the corresponding problem It may further include analyzing the cause of the incorrect answer based on time (S500). At this time, the cause of the incorrect answer may include a lack of concept for solving a problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem.

본 발명의 일 실시 예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 장치(100)에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여, 전술한 장치(100)에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.In connection with the method according to an embodiment of the present invention, the contents of the apparatus 100 described above may be applied. Accordingly, with respect to the method, descriptions of the same contents as those of the above-described apparatus 100 have been omitted.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

100: 수학 교육 서비스를 제공하는 장치
110: 제 1 데이터 분석부 120: 커리큘럼 생성부
130: 제 2 데이터 분석부 140: 문제유형 판단부
150: 제 3 데이터 분석부
200: 사용자 단말100: Devices that provide mathematics education services
110: first data analysis unit 120: curriculum generation unit
130: second data analysis unit 140: problem type determination unit
150: third data analysis unit
200: user terminal

Claims (8)

인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 장치로서,
사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 상기 선별된 검증 문제를 사용자 단말로 제공하는 제 1 데이터 분석부;
상기 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 상기 사용자의 학습 수준을 판단하고, 상기 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 커리큘럼 생성부;
상기 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 상기 결정된 커리큘럼이 상기 사용자 단말로 제공되면, 상기 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 제 2 데이터 분석부; 및
상기 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 문제유형 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 장치.
As a device that provides user-customized math education services based on artificial intelligence,
A first data analysis unit that selects a verification problem based on prior information set by an external input authorized by a user and provides the selected verification problem to a user terminal;
A curriculum generation unit determining a learning level of the user based on a result of a correct answer to the verification problem and determining a curriculum suitable for the determined learning level;
When the determined curriculum is provided to the user terminal by an external input authorized by the user, a second data analysis unit analyzes whether or not a problem provided according to the curriculum is answered correctly, a solution process, and a solution time; And
And a problem type determination unit determining a type of a next problem based on whether the analyzed problem is answered correctly, a solution process, and a solution time.
 제 1 항에 있어서,
상기 문제유형 판단부는,
상기 제 2 데이터 분석부를 통해 상기 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 상기 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 판단된 결과를 기초로 상기 다음 문제의 유형을 결정하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 장치.
The method of claim 1,
The problem type determination unit,
When it is confirmed that the solution to the problem is the correct answer or the incorrect answer through the second data analysis unit, it is determined whether the solution time and the length of the solution equation are within a predetermined error range, and based on the determined result, the An apparatus for providing a mathematics education service, characterized in determining the type of the next problem.
 제 2 항에 있어서,
상기 문제유형 판단부는,
상기 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 상기 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 상기 문제에 대한 풀이 속도를 기준으로 선수학습(Prerequisite Learning)을 위한 개념 설명의 제공 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 장치.
The method of claim 2,
The problem type determination unit,
When it is determined that the solution to the problem is an incorrect answer, and it is determined that the solution time and the length of the solution formula are outside a predetermined error range, the concept for prerequisite learning is explained based on the solution speed for the problem. Apparatus for providing a mathematics education service, characterized in that determining whether or not to provide.
 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 데이터 분석부를 통해 상기 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 상기 문제에 대한 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 제 3 데이터 분석부를 더 포함하며,
상기 오답 원인에는, 상기 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 상기 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 상기 문제에 대한 수리적 이해 부족이 포함되는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 장치.
The method of claim 1,
When it is confirmed that the solution to the problem is an incorrect answer through the second data analysis unit, further comprising a third data analysis unit for analyzing the cause of the incorrect answer based on a solution process and a solution time for the problem
The cause of the incorrect answer includes a lack of concept for solving the problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem.
 인공지능 기반의 사용자 맞춤형 수학 교육 서비스를 제공하는 방법으로서,
사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 설정된 사전 정보를 기초로 검증 문제를 선별하고, 상기 선별된 검증 문제를 사용자 단말로 제공하는 단계;
상기 검증 문제에 대한 정답 결과를 기초로 상기 사용자의 학습 수준을 판단하고, 상기 판단된 학습 수준에 맞는 커리큘럼을 결정하는 단계;
상기 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 상기 결정된 커리큘럼이 상기 사용자 단말로 제공되면, 상기 커리큘럼에 따라 제공되는 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 분석하는 단계; 및
상기 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 방법.
As a method of providing customized math education services based on artificial intelligence,
Selecting a verification problem based on dictionary information set by an external input authorized by a user, and providing the selected verification problem to a user terminal;
Determining a learning level of the user based on a result of a correct answer to the verification problem, and determining a curriculum suitable for the determined learning level;
If the determined curriculum is provided to the user terminal by an external input authorized by the user, analyzing whether a problem provided according to the curriculum is answered correctly, a solution process, and a solution time; And
And determining the type of the next problem based on whether or not the analyzed problem is answered correctly, a solution process, and a solution time.
 제 5 항에 있어서,
상기 분석된 문제의 정답 여부, 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 다음 문제의 유형을 결정하는 단계는,
상기 문제에 대한 풀이가 정답 또는 오답인 것으로 확인되면, 상기 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단된 결과를 기초로 상기 다음 문제의 유형을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 방법.
The method of claim 5,
Determining the type of the next problem based on whether the analyzed problem is the correct answer, a solution process, and a solution time,
If it is confirmed that the solution to the problem is a correct answer or an incorrect answer, determining whether the solution time and the length of the solution equation are within a predetermined error range; And
And determining the type of the next problem based on the determined result.
 제 6 항에 있어서,
상기 판단된 결과를 기초로 상기 다음 문제의 유형을 결정하는 단계는,
상기 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되고, 상기 풀이 시간 및 풀이 식의 길이가 소정의 오차 범위 밖인 것으로 판단된 경우, 상기 문제에 대한 풀이 속도를 기준으로 선수학습(Prerequisite Learning)을 위한 개념 설명의 제공 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 방법.
The method of claim 6,
Determining the type of the next problem based on the determined result,
When it is determined that the solution to the problem is an incorrect answer, and it is determined that the solution time and the length of the solution formula are outside a predetermined error range, the concept for prerequisite learning is explained based on the solution speed for the problem. Method for providing a mathematics education service comprising the step of determining whether or not to provide.
 제 5 항에 있어서,
상기 문제에 대한 풀이가 오답인 것으로 확인되면, 상기 문제에 대한 풀이 과정 및 풀이 시간을 기초로 오답 원인을 분석하는 단계를 더 포함하며,
상기 오답 원인에는, 상기 문제의 풀이를 위한 개념 부족, 단순 계산 실수, 상기 문제에 대한 언어적 이해 부족 및 상기 문제에 대한 수리적 이해 부족이 포함되는 것을 특징으로 하는 수학 교육 서비스를 제공하는 방법.The method of claim 5,
If it is confirmed that the solution to the problem is an incorrect answer, further comprising analyzing the cause of the incorrect answer based on a solution process and a solution time for the problem,
The cause of the incorrect answer includes a lack of concept for solving the problem, a simple calculation mistake, a lack of linguistic understanding of the problem, and a lack of mathematical understanding of the problem.
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