WO2017078269A1 - 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법 - Google Patents

필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법 Download PDF

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WO2017078269A1
WO2017078269A1 PCT/KR2016/010593 KR2016010593W WO2017078269A1 WO 2017078269 A1 WO2017078269 A1 WO 2017078269A1 KR 2016010593 W KR2016010593 W KR 2016010593W WO 2017078269 A1 WO2017078269 A1 WO 2017078269A1
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WO
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math
icon
area
exercise book
equation
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/010593
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English (en)
French (fr)
Inventor
박혜정
김세헌
Original Assignee
주식회사 터치앤에듀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06—Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/02—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for mathematics

Definitions

  • the present invention discloses an apparatus and method for learning mathematics using handwritten mathematical recognition, which enables a learner to practice a solution to a math problem and to correct an incorrect solution without the help of a tutor.
  • a learner accesses a learning site, selects a desired learning unit, learns the concepts and principles of a formula provided in the corresponding learning unit, and answers the mathematical problems presented in the corresponding learning unit. You can enter In the learning system linked to the learning site, the learner checks whether the answer entered for each math problem is correct or incorrect, and shows the result to the learner.
  • a mathematical learning method using the handwritten mathematical recognition includes the steps of determining the solving grade of the mathematical problem; Displaying a math learning screen including a math problem, a solution process of the math problem, and a plurality of function icons on a display; Emphasizing an Nth blank among one or more blanks included in the solution of the mathematical problem; Recognizing a formula written in an input area of the math learning screen; Determining whether the recognized equation matches the equation of the previously stored pool; And emphasizing an N + 1 th blank among the one or more blanks according to the determination result.
  • At least one of the number of spaces, the placement position, and the area included in the solution of the mathematical problem is determined according to the determined solution grade.
  • the input area is an area excluding an area where the plurality of function icons are displayed.
  • the recognized equation is displayed to fit the size of the Nth blank.
  • Changing at least one of a border color, a border thickness, a border type, a shadow, and a blinking pattern of the blank is Changing at least one of a border color, a border thickness, a border type, a shadow, and a blinking pattern of the blank.
  • the method may further include outputting a notification signal informing that the solving process is incorrect.
  • the outputting of the notification signal may include: emphasizing the recognized equation; Emphasizing the N-th blank in which the recognized equation is displayed; And displaying an icon around the recognized equation.
  • the plurality of function icons may include a list icon for displaying a math learning list, one or more exercise book icons for displaying a exercise book, a best answer icon for displaying a best answer for the math problem, an initialization icon for initializing the math learning screen, Difficulty level down adjustment icon for displaying a math problem easier than the math problem, Difficulty level up icon for displaying a math problem that is more difficult than the math problem, Cue icon for displaying clues related to the math problem, Other A bookmark icon for easy access later if you want to see it again in time, a previous math problem display icon for displaying the previous math problem of the math problem, and a next math problem for the next math problem Mathematical Problem Sign Icon It comprises at least one.
  • the exercise book icon is dragged in the first direction, overlapping the exercise book area for writing the solution to the mathematics problem; If the exercise book area is dragged in a second direction, displaying the exercise book area; And storing the content written in the exercise book area in a written state.
  • the exercise book area has a size larger than the size of the display.
  • the exercise book area is moved along the position of the touched point when the position of the touched point is moved while the exercise book icon for displaying the exercise book area or the exercise book area is touched.
  • the exercise book area includes at least one of an undo icon and a delete icon, and each time the undo icon is selected by a user, the exercise book area is sequentially deleted from the last stroke input among contents written in the exercise book area. When the icon is selected, the entire contents written in the exercise book area are deleted at once.
  • Overly displaying the exercise book area includes deactivating an equation recognition function that has been activated, and undisplaying the exercise book area includes activating an equation recognition function that has been deactivated.
  • Overly displaying the best answer area includes superposing the best answer of the mathematical problem on the one or more blanks.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a mathematics learning apparatus using handwritten mathematical recognition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a mathematical problem and a solution thereof.
  • 3 and 4 are diagrams illustrating examples of mathematics learning screens displayed when a higher grade is selected among course grades for solving a math problem.
  • 5 to 7 are diagrams illustrating another example of mathematics learning screens displayed when a higher grade is selected from among course grades for solving a math problem.
  • FIGS. 8 to 10 are diagrams illustrating mathematics learning screens displayed when a median grade is selected among the grading process grades of a math problem.
  • 11 to 18 are diagrams illustrating mathematics learning screens displayed when a lower grade is selected among course grades for solving a math problem.
  • 19 is a flowchart illustrating a mathematics learning method using handwritten mathematical recognition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a mathematics learning apparatus 100 (hereinafter, referred to as a "math learning apparatus") using handwritten mathematical recognition according to an embodiment of the present invention.
  • the mathematics learning apparatus 100 includes an input unit 110, an output unit 120, a formula recognition unit 130, a storage unit 140, a power supply unit 150, a control unit 160, and a communication unit 170. ).
  • the input unit 110 receives various information from the learner.
  • the input unit 110 receives learner information.
  • Learner information includes at least one of name, age and grade.
  • the input unit 110 receives setting information related to mathematics learning.
  • the setting information may be, for example, the grading grade information of a mathematical problem.
  • the input unit 110 receives various commands from the learner. For example, a command for executing a math learning application, a command for selecting a solution level of a math problem, and a math learning end command may be input.
  • a command for executing a math learning application a command for selecting a solution level of a math problem
  • a math learning end command may be input.
  • the types of commands input from the learner are not limited to those illustrated.
  • the input unit 110 includes input means such as a touch feed and a touch panel.
  • the touch panel includes a resistive touch panel, a capacitive touch panel, an ultrasonic touch panel, or an infrared touch panel.
  • the touch panel is stacked on the display 121 of the output unit 120 to be described later to form a touch screen. In the following description, a case in which the touch panel of the input unit 110 is stacked on the display 121 of the output unit 120 to be described later to configure a touch screen will be described as an example.
  • the output unit 120 outputs the command processing result as at least one of a visual signal and an audio signal.
  • the output unit 120 includes at least one of a display 121 for outputting a visual signal and a speaker 122 for outputting an audio signal.
  • the display 121 is a flat panel display, a flexible display, an opaque display, a transparent display, an electronic paper (E-paper), or any form well known in the art. It may be provided as.
  • the output unit 120 may further include any type of output means well known in the art to which the present invention pertains, in addition to the display 121 and the speaker 122.
  • the electronic device may further include at least one of a vibrator for outputting a tactile signal such as a vibration and a light emitting device for outputting an optical signal.
  • the equation recognizer 130 recognizes the equation written by the learner on the touch panel.
  • the equation recognition unit 130 may use one of various equation recognition methods.
  • the equation recognition unit 130 may use a handwritten equation recognition method using a sequential block model (SBM).
  • the equation recognition unit 130 may receive an equation from a learner, analyze the location information of each letter constituting the equation, and then recognize the equation as an independent equation through grouping based on adjacency between the letters.
  • the equation recognition unit 130 may use another equation recognition method in addition to the illustrated equation recognition method.
  • the equation recognized by the equation recognition unit 130 is provided to the controller 160 to be described later.
  • the storage unit 140 may be a non-volatile memory, a volatile memory, an internal memory, a removable external memory, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or any type of computer readable well known in the art. It may include a recording medium. Examples of the external memory include an SD card (Secure Digital Card), a mini SD card, and a micro SD card.
  • SD card Secure Digital Card
  • mini SD card a mini SD card
  • micro SD card Secure Digital Card
  • the storage unit 140 as described above stores a math learning application and a math problem database.
  • the math learning application may be provided in the form of a mobile application and / or a web application.
  • the Math Problems Database contains various types of math problems and a solution process for each math problem. 2 illustrates a mathematical problem 210 and a solution 220 thereof. 2, it can be seen that the solution process for the math problem 210 includes a total of four steps 221, 222, 223, and 224. The equation of each step may be compared with the equation recognized by the equation recognizer 130.
  • the math problem database may be implemented separately from the math learning application or may be implemented to be included in the math learning application.
  • a math learning application and / or a math problem database stored in the storage 140 may be continuously updated.
  • the external memory in which the existing math learning application and / or the math problem database is stored may be replaced with the external memory in which the new math learning application and / or the math problem database is stored.
  • the math learning application and / or the math problem database can be updated.
  • a new math learning application and / or a math problem database may be downloaded from an external device through a wired or wireless network, and stored in the storage unit 140.
  • the existing math learning application and / or math problem database that existed may be replaced with the new math learning application and / or math problem database that was downloaded.
  • the storage 140 stores various data in addition to the math learning application or the math problem database. For example, learner information received from the learner, a learning process (ie, a recognized equation) written by the learner during math learning, and an evaluation result of evaluating the learner's math learning level are stored.
  • the power supply unit 150 supplies power to each component of the mathematics learning apparatus 100.
  • the power supply unit 150 may be charged in various ways. For example, the power supply unit 150 may be charged by receiving power from a commercial power source through a cable connected to a commercial power source (not shown). As another example, the power supply unit 150 may be charged by receiving power according to a wireless power transmission technology from a wireless charging device (not shown) electrically connected to a commercial power source.
  • the controller 160 connects and controls the components in the math learning apparatus 100. Specifically, when a math learning application execution command is input, the controller 160 drives the math learning application stored in the storage 140.
  • the controller 160 determines the solving grade of the math problem.
  • the solution grade may be determined, for example, as one of upper, middle, and lower grades.
  • the controller 160 determines a pooling grade for the current mathematics learning by referring to the pooling grade used during the previous mathematics learning.
  • the controller 160 determines a solving grade based on an evaluation result of evaluating a learner's mathematics learning level. In this case, the controller 160 may refer only to the evaluation result of the previous mathematics learning, or may refer to the evaluation result so far.
  • the controller 160 determines the pool grade selected by the learner as the pool grade for current mathematics learning.
  • the controller 160 configures a mathematics learning screen corresponding to the information selected or input by the learner. Specifically, when the learner sequentially selects items such as grade, semester, unit, and unit in the initial screen of the math learning application, the controller 160 configures the math learning screen corresponding to the selected items.
  • the math learning screen includes a math problem, a solution process for the math problem, and a plurality of function icons.
  • the math problem is arranged at the top of the math learning screen, for example.
  • the location where the math problem is placed is fixed or implemented to be changed by the learner.
  • the solving process for a math problem is arranged at the bottom of the math problem, for example.
  • a solving process of a kind corresponding to the previously determined solving grade is displayed at the bottom of the math problem.
  • each step of the pooling process is all blank, or the entire pooling process is only one blank or the blank itself is not displayed.
  • the determined pool is in the middle or lower grade, the number of spaces displayed, the placement position of the spaces, and the area of the spaces are different for each stage of the pooling process.
  • the determined pool is a median grade
  • two blanks are displayed for each step of the pooling process, and each blank is placed in the area where it is difficult to derive the correct answer.
  • the determined pool is a lower grade
  • one space is displayed for each step of the pooling process, and each space is disposed at a portion where the correct answer is easy to derive.
  • the plurality of function icons are disposed along one side corner of the math learning screen.
  • Function icons include a list icon for displaying math learning lists (see 330 in FIG. 3), a exercise book icon for displaying exercise books (see 340 in FIG. 3), and a best answer icon for displaying best answers for math problems (FIG. 3, 350), an initialization icon for initializing the math learning screen (see 360 in FIG. 3), a difficulty downward adjustment icon (see 370 in FIG. 3) for displaying a math problem easier than the math problem currently displayed, and a math problem currently displayed. Difficulty upscaling icon (see 380 in FIG.
  • clue icon e.g., mathematical concepts, explanation of the solution process, etc.
  • the Favorites icon 335 to easily navigate back later if you want to see the math problem currently displayed at a different time. Can be mentioned.
  • previous math problem display icon and the next math problem display icon may be further included.
  • the previous math problem display icon is selected, the previous math problem of the currently displayed math problem among the math problems included in the math problem set is displayed on the screen.
  • the next math problem display icon is selected, the next math problem of the math problem currently displayed in the Math Problems included in the math problem set is displayed on the screen.
  • the type and / or number of function icons actually displayed on the screen among the function icons as described above may be preset by the learner.
  • an area except for an area where function icons are displayed may be understood as an input area.
  • the input area refers to an area in which a learner can write a solution process for the math problem.
  • the controller 160 determines whether the equations recognized by the equation recognition unit 130 and the equations of the pre-stored pooling process coincide with each other. As a result of the determination, when the recognized equation does not coincide with the previously stored equation, the controller 160 outputs a notification signal indicating that the solution is incorrect.
  • the notification signal may be output as a visual signal.
  • the controller 160 visually emphasizes the recognized equation.
  • a method of changing at least one of a recognized color, a letter thickness, a letter size, a letter size, a letter shape, and a blinking pattern may be used as an emphasis method.
  • the controller 160 displays an icon around the recognized equation.
  • the shape of the icon may be provided in various ways, and the learner may previously select the shape of the icon according to his or her taste.
  • the controller 160 may visually emphasize the blank in which the recognized equation is displayed.
  • a method of changing at least one of a border color, a border thickness, a border type, a shadow, and a blinking pattern of the corresponding blank may be used as the emphasis method.
  • the notification signal may be output as an audio signal.
  • the notification sound may be output through the speaker 122.
  • the type of notification sound may be provided in various ways, and the learner may select a type of notification sound suitable for his or her taste in advance.
  • the controller 160 may evaluate the learner's math learning level when the math learning is completed.
  • the evaluation result is generated by analyzing the time taken by the learner to input all the solving procedures of the math problem and / or the number of times of incorrect input of the solving procedure.
  • the generated evaluation result may be stored in the storage 140 described above. The stored evaluation results can be referenced to determine the grading grade at the next math lesson.
  • the communication unit 170 communicates with an external device (not shown) through a wired or wireless network.
  • the communicator 170 receives a math learning application application from an external device.
  • the communication unit 170 supports a wired communication method and / or a wireless communication method.
  • Wireless communication methods include Wireless Broadband Internet, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE), Ultra Wide Band, UWB) and Near Field Communication (NFC) are examples.
  • the mathematics learning device 100 may be a wired or wireless communication device possessed by the learner.
  • Wired and wireless communication devices include personal computers (PCs), cellular phones, PCS phones (Personal Communication Service phones), and mobile terminals of synchronous / asynchronous IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000).
  • PCs personal computers
  • cellular phones Portable Cellular Networks
  • PCS phones Personal Communication Service phones
  • mobile terminals of synchronous / asynchronous IMT-2000 International Mobile Telecommunication-2000.
  • Palm Personal Computer (PDA), Personal Digital Assistant (PDA), WAP phone (Wireless Application Protocao phone), mobile game machine, smartphone (tablet) and tablet (tablet) for example, Palm Personal Computer (PDA), Personal Digital Assistant (PDA), WAP phone (Wireless Application Protocao phone), mobile game machine, smartphone (tablet) and tablet (tablet) .
  • PDA Palm Personal Computer
  • PDA Personal Digital Assistant
  • WAP phone Wireless Application Protocao phone
  • the wired / wireless communication device as illustrated may be a wearable device that can be worn on a body such as a learner's head, face, arms, wrists, fingers, thighs, or ankles.
  • the wearable device may be implemented in the form of a patch that can be attached to a body part, in the form of a band, in the form of a helmet, or in the form of glasses.
  • 3 and 4 illustrate examples of mathematics learning screens displayed when an upper grade is selected among the solved grades of a math problem.
  • the math learning screen 300 includes a math problem and a plurality of function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390.
  • a math problem is disposed above the screen, and a plurality of function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 are disposed along the perimeter of the screen.
  • the math problem and / or the arrangement positions of the plurality of function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 are not necessarily limited thereto, and the arrangement positions may be variously changed.
  • the learner may be configured to change the placement of the math problem and / or the plurality of function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 in advance.
  • Detailed descriptions of the respective function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 will be described later with reference to FIGS. 11 to 17.
  • an area except for the function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 may be understood as an input area.
  • the input area is an area where a learner can take a solution to a math problem. Accordingly, the fact that an area except for the function icons 330, 340, 350, 360, 370, 380, and 390 is an input area means that an area where a mathematical problem is displayed also corresponds to an input area.
  • FIG. 3 illustrates a case in which the solving of a math problem is not displayed on the mathematics learning screen 300.
  • the learner may directly write a solving process of a mathematical problem in the input area.
  • the notification signal is visually output by displaying a pencil icon 310 around the recognized equation.
  • 5 to 7 are diagrams illustrating another example of mathematics learning screens displayed when an upper grade is selected among the solved grades of a math problem.
  • FIG. 5 illustrates a case in which a solving process is displayed on the mathematics learning screen 300.
  • each step of the solution process may be blank.
  • the first space 322A corresponding to the first step is highlighted among the plurality of spaces 322A, 322B, 322C, and 322D.
  • a method of emphasizing a blank a method of changing at least one of a blank border color, a border thickness, a border type, a shadow, and a blinking pattern is used.
  • FIG. 5 shows that the first blank 322A is emphasized by displaying the type of the edge of the first blank 322A by a dotted line.
  • the written formula is recognized.
  • the recognized equation is displayed in the first space 322A after being sized to fit the size of the first space 322A, as shown in FIG. At this time, if the recognized equation and the previously stored equations coincide with each other, as shown in FIG. 6, the highlighting of the first blank 322A is released and the border of the first blank 322A is solid.
  • the second space 322B is highlighted so that the edge of the second space 322B is indicated by a dashed-dotted line.
  • the written formula is recognized, and the recognized formula is resized to fit the size of the second space 322B, and then It is displayed inside 2 blanks 322B.
  • a notification signal indicating that the solving process is wrong is output.
  • the notification signal is visually output by displaying the shape of the edge of the second space 322B by a dashed-dotted line.
  • the notification signal may be visually output.
  • FIGS. 8 to 10 are diagrams illustrating mathematics learning screens displayed when a median grade is selected among the solving grades of a math problem.
  • FIG. 8 illustrates a case in which a solving process is displayed on the mathematics learning screen 300.
  • the solution process shown in FIG. 8 is similar to the solution process shown in FIG. 5 in that it includes a plurality of blanks 324A, 324B, 324C, and 324D.
  • FIG. 5 illustrates that a learner must input a complete equation for each step of the solving process
  • FIG. 8 illustrates that the learner only needs to input some equations for each step of the solving process. Accordingly, the learner may input the solving process more easily than the math learning screen 300 of FIG. 5.
  • the written formula is recognized.
  • the recognized equation is displayed inside the first space 324A after being sized to fit the size of the first space 324A, as shown in FIG. At this time, if the recognized equation and the pre-stored equation of the equation coincide with each other, as shown in FIG. 9, the highlighting of the first blank 324A is released and the border of the first blank 324A is displayed as a solid line.
  • the second blank 324B is highlighted so that the edge of the second blank 324B is indicated by a dashed-dotted line.
  • the written formula is recognized and the recognized formula is sized to fit the size of the second blank 324B. Thereafter, it is displayed inside the second space 324B.
  • a notification signal indicating that the solving process is wrong is output.
  • the notification signal is visually output by displaying the recognized mathematical characters by dotted lines instead of solid lines.
  • 11 to 18 are diagrams illustrating mathematics learning screens displayed when a lower grade is selected among the solving grades of a math problem.
  • FIG. 11 illustrates a case in which a solving process is displayed on the mathematics learning screen 300.
  • the solution shown in FIG. 11 is similar to the solution shown in FIG. 8 in that it includes a plurality of blanks 326A, 326B, 326C, and 326D.
  • FIG. 8 illustrates that the learner must input some equations in each step of the solving process
  • FIG. 11 illustrates that the learner only needs to input numbers in each step of the solving process. Therefore, the learner may input the solving process more easily than the math learning screen 300 of FIG. 8.
  • the exercise book area in which the exercise process can be practiced ( 342 is displayed superimposed on this math problem and solving process.
  • the exercise book area 342 is displayed opaque or translucent. In this case, the transparency of the exercise book area 342 may be set by the learner in advance, and the set value may be implemented to be changed during the math learning process.
  • the learner can practice the solving process by writing a formula in the exercise book area 342 as shown in FIG. 13.
  • an undo icon 344 and a delete icon 346 are disposed at one side of the exercise book area 342. Each time the undo icon 344 is selected, the undo icon 344 is deleted in order from the last stroke inputted among the equations written in the exercise book area 342. In contrast, when the delete icon 346 is selected, all of the formulas written in the exercise book area 342 are deleted at once.
  • FIG. 13 illustrates a case in which the exercise book area 342 is displayed in translucent black
  • the transparency and / or the color of the exercise book area 342 may be set in advance by the learner according to his / her taste, and the set value may be mathematical learning. It can be implemented to be changed during the process. For example, if the learner touches any of the exercise book areas 342, a menu for changing the transparency and / or color of the exercise book area 342 may be displayed, and the learner may desire transparency through the displayed menu. And / or color.
  • the exercise book icon 340 of FIG. 14 is moved to the right side and the lower side of the exercise book icon 340 of FIG. 13. Nevertheless, it can be seen that the longitudinal length of the exercise book area 342 shown in FIG. 14 is the same as the longitudinal length of the exercise book area 342 shown in FIG. 13. This means that the size of the exercise book area 342 is much larger than the size of the display 121. As such, the exercise book area 342 having a size larger than the size of the display 121 is provided, but the implementation of the exercise book area 342 can be freely moved so that the learner is not limited to the size of the display 121 and the exercise book area ( The formula can be freely written in 342. In addition, even though it becomes difficult to identify the math problem due to the formula written in the exercise book area 342, the learner may move the position of the exercise book area 342 to check the math problem.
  • the exercise book area 342 when the exercise book area 342 is dragged in the second direction (for example, from left to right direction), the exercise book area 342 that has been overlapped is disappeared. At this time, the formula written in the exercise book area 342 is stored in the storage 140 as it is written. Therefore, when the exercise book icon 340 is dragged again in the first direction, the exercise book handwritten formula is displayed in the exercise book area 342.
  • One or more such exercise book icons 340 may be arranged, and the number of exercise book icons 340 displayed on the screen may be changed by a learner.
  • the model answer icon 350 is activated.
  • the best answer icon 350 is dragged in the first direction, as shown in FIG. 18, the best answer area 352 including the best answer is overlaid on the math problem and the solution process.
  • the best answer for each blank is superimposed on that blank.
  • the number '-7' which is a model answer for the second blank 326B
  • the number '7' which is a model answer for the third blank 326C
  • 18 is a third vinca that the correct answer is described
  • FIG. 18 illustrates a case in which the best answer area 352 is displayed in translucent black, but the transparency and / or color of the best answer area 352 may be set in advance by the learner according to his / her taste. It can be implemented to be changeable during the math learning process. For example, if a learner touches any of the best answer areas 352, a menu may be displayed to change the transparency and / or color of the best answer area 352, and the learner may display a menu through the displayed menu. You can specify the transparency and / or color you want.
  • 19 is a flowchart illustrating a mathematics learning method according to an embodiment of the present invention.
  • a step (not shown) of receiving information on items such as a grade, a semester, a unit, and a unit from a learner may be added.
  • the solution grade of the math problem is determined (S705).
  • the pool grade may be determined as one of a higher grade, a median grade, and a lower grade.
  • the step S705 determines a pooling grade for current mathematics learning based on a pooling grade used during previous mathematics learning, an evaluation result of evaluating a learner's mathematics learning level, or a pooling grade selected by the learner. It includes a step.
  • the math learning screen 300 corresponding to the information selected or input by the learner is displayed, and the math learning screen 300 including the solving process of the type corresponding to the grading level determined in step S705 is displayed (S710).
  • the learner selected the sixth grade, the sixth semester, the equation, and the first-order equation as the grade, semester, unit, and subsection, respectively.
  • the math learning screen 300 of FIG. 11 is displayed.
  • N is a natural number of 1 or more.
  • the N-th blank of the solving process is highlighted and the equation recognition function is activated.
  • step S720 when the function icon is selected, the equation recognition function that was activated in step S715 is deactivated, and the operation corresponding to the selected function icon is executed (S725).
  • the math learning list is displayed on the screen.
  • the exercise book icon 340 is selected in FIG. 11, as shown in FIG. 13, the exercise book area 342, which can practice the solving process, is displayed on the screen.
  • the difficulty level adjustment icon 370 is selected in FIG. 11, a math problem lower in difficulty than the currently displayed math problem is displayed on the screen.
  • the difficulty level adjusting icon 380 is selected, a math problem higher in difficulty than the currently displayed math problem is displayed on the screen.
  • the equation written in the input area is recognized by the equation recognition unit 130 (S730).
  • the recognized equation is scaled to fit the size of the first space 326A and then displayed inside the first space 326A.
  • a notification signal indicating that the pooling process is incorrect is output as at least one of a visual signal, a tactile and an audio signal (S740).
  • a method of outputting a notification signal as a visual signal a method of visually emphasizing a recognized equation, a method of displaying an icon around the recognized equation, a method of visually emphasizing a blank space in which the recognized equation is displayed, etc. For example.
  • step S735 when the previously stored equation and the recognized equation coincide with each other, the highlighting of the N-th blank is released and the N + 1 th blank is highlighted (S745). That is, as shown in FIG. 16, the highlight display of the first blank 326A is released and the second blank 326B is highlighted.
  • step S750 when the solution of the mathematical problem is more than the reference value, the best answer icon 350 is activated as shown in FIG. 17 (S755).
  • the best answer area 352 is overlaid on the screen as shown in FIG. 18, or the best answer area that has been displayed is released (S760).
  • step S765 when the solving of the corresponding math problem is not completed (for example, when the answer of the math problem is not recognized), the process is performed again from step S720.
  • step S765 when the solving of the math problem is completed (for example, when the answer to the math problem is recognized), it is determined whether mathematics learning is completed (S770).
  • step S770 when the mathematics learning is not completed, the process of determining the grading of the mathematics problem is determined again (S705) or displaying the mathematics learning screen (S710).
  • step S710 When the step S710 is executed again, a math learning screen including the same math problem or the next math problem that the learner solved just before may be displayed.
  • the mathematics learning screen may be automatically displayed or may be displayed when a command is input from a learner. Whether to automatically display the math learning screen may be set by the learner in advance.
  • step S770 when the mathematics learning is completed, the solving process recognized during the mathematics learning is stored, and the learner's mathematics learning level is evaluated based on the stored solving process (S775).
  • the evaluation result at step S775 may be referred to to determine the grading level in the next math learning.
  • embodiments of the present invention have been described above.
  • embodiments of the present invention may be implemented via a medium including computer readable code / instruction for controlling at least one processing element of the above-described embodiment, for example, through a computer readable medium.
  • the media may correspond to media / media that enable the storage and / or transmission of the computer readable code.
  • the computer readable code can be recorded on a medium as well as transmitted via the Internet, for example, the magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical It may include a recording medium such as a recording medium (eg, CD-ROM, Blu-Ray, DVD), and a transmission medium such as a carrier wave. Since the media may be distributed networks, computer readable code may be stored / transmitted and executed in a distributed fashion. Further further, by way of example only, the processing element may comprise a processor or a computer processor, and the processing element may be distributed and / or included in one device.
  • the magnetic storage medium eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.
  • optical It may include a recording medium such as a recording medium (eg, CD-ROM, Blu-Ray, DVD), and a transmission medium such as a carrier wave. Since the media may be distributed networks, computer readable code may be stored / transmitted and executed in a distributed fashion.
  • the processing element may comprise a processor or

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Abstract

학습자가 수학 문제의 풀이 과정을 연습할 수 있으며, 지도교사의 도움 없이도 잘못된 풀이 과정을 스스로 교정할 수 있는 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법이 개시된다.

Description

필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법
필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법이 개시된다. 더욱 상세하게는 학습자가 수학 문제에 대한 풀이 과정을 연습할 수 있으며, 지도교사의 도움 없이도 잘못된 풀이 과정을 스스로 교정할 수 있는 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법이 개시된다.
수학은 공식을 암기하기에 앞서 기본적인 개념과 원리를 이해해야한다. 그리고 공식의 개념과 원리에 대한 이해를 바탕으로, 여러 유형의 문제를 직접 풀이해봄으로써, 응용력을 키울 수 있다.
수학을 학습하는데 있어, 과거에는 공식의 개념과 원리, 여러 유형의 문제 등이 수록되어 있는 학습교재가 주로 이용되었다면, 최근에는 이러한 학습교재를 학습 사이트에 게재하거나 학습자의 컴퓨터 장치로 제공하는 전자 학습 방법이 주로 이용되고 있다.
종래의 전자 학습 방법에 따르면, 학습자는 학습 사이트에 접속하여 자신이 원하는 학습 단원을 선택하고, 해당 학습 단원에서 제공되는 공식의 개념 및 원리를 익힌 다음, 해당 학습 단원에서 제시되는 수학 문제들의 답을 입력할 수 있다. 학습 사이트에 연동된 학습 시스템에서는 학습자가 수학 문제마다 입력한 답이 정답인지 오답인지를 확인하고, 그 결과를 학습자에게 보여준다.
그러나 종래의 전자 학습 방법에 따르면, 수학 문제 채점을 용이하게 하기 위하여, 거의 대부분의 수학 문제가 객관식 문제 또는 단답형의 주관식 문제로 제시되고 있다. 따라서 학습자가 수학 문제에 대한 풀이 과정을 연습하기에는 한계가 있다.
학습자가 수학 문제의 풀이 과정을 연습할 수 있으며, 지도교사의 도움 없이도 잘못된 풀이 과정을 스스로 교정할 수 있는 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치 및 방법이 개시된다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 일 실시 예에 따른 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법은 수학 문제의 풀이 등급을 결정하는 단계; 상기 수학 문제, 상기 수학 문제의 풀이 과정 및 복수의 기능 아이콘을 포함하는 수학 학습 화면을 디스플레이를 통해 표시하는 단계; 상기 수학 문제의 풀이 과정에 포함된 하나 이상의 빈칸 중에서 N번째 빈칸을 강조하는 단계; 상기 수학 학습 화면의 입력 영역에 필기된 수식을 인식하는 단계; 상기 인식된 수식이 기 저장된 풀이 과정의 수식과 일치하는지를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 하나 이상의 빈칸 중에서 N+1번째 빈칸을 강조하는 단계를 포함한다.
상기 수학 문제의 풀이 과정에 포함된 빈칸의 개수, 배치 위치 및 면적 중 적어도 하나는 상기 결정된 풀이 등급에 따라 결정된다.
상기 결정된 풀이 과정 등급이 하위 등급일수록 상기 빈칸의 개수가 증가한다.
상기 결정된 풀이 과정 등급이 하위 등급일수록 상기 빈칸의 면적이 감소한다.
상기 입력 영역은 상기 복수의 기능 아이콘이 표시된 영역을 제외한 영역이다.
상기 인식된 수식은 상기 N번째 빈칸의 크기에 맞게 표시된다.
상기 빈칸의 테두리 색상, 테두리 굵기, 테두리 종류, 음영 및 점멸 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함한다.
상기 판단 결과에 따라, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
상기 알림 신호를 출력하는 단계는, 상기 인식된 수식을 강조하는 단계; 상기 인식된 수식이 표시되어 있는 상기 N번째 빈칸을 강조하는 단계; 및 상기 인식된 수식의 주변에 아이콘을 표시하는 단계 중 적어도 포함한다.
상기 복수의 기능 아이콘은 수학 학습 목록을 표시하기 위한 목록 아이콘, 연습장을 표시하기 위한 하나 이상의 연습장 아이콘, 상기 수학 문제의 모범 답안을 표시하기 위한 모범 답안 아이콘, 상기 수학 학습 화면을 초기화하는 초기화 아이콘, 상기 수학 문제보다 쉬운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 하향 조절 아이콘, 상기 수학 문제보다 어려운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 상향 조절 아이콘, 상기 수학 문제와 관련된 단서를 표시하기 위한 단서 아이콘, 상기 수학 문제를 다른 시간에 다시 보기를 원하는 경우 나중에 쉽게 바로 찾아갈 수 있도록 하기 위한 즐겨찾기 아이콘, 상기 수학 문제의 이전 수학 문제를 표시하기 위한 이전 수학 문제 표시 아이콘, 및 상기 수학 문제의 다음 수학 문제를 표시하기 위한 다음 수학 문제 표시 아이콘 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 연습장 아이콘이 제1 방향으로 드래그되면, 상기 수학 문제에 대한 풀이 과정을 필기할 수 있는 연습장 영역을 중첩 표시하는 단계; 상기 연습장 영역이 제2 방향으로 드래그되면, 상기 연습장 영역을 표시 해제하는 단계; 및 상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용을 필기된 상태로 저장하는 단계를 포함한다.
상기 연습장 영역은 상기 디스플레이의 크기보다 큰 크기를 갖는다.
상기 연습장 영역은 상기 연습장 영역을 표시하기 위한 연습장 아이콘 또는 상기 연습장 영역이 터치된 상태에서 상기 터치된 지점의 위치가 이동되는 경우, 상기 터치된 지점의 위치를 따라 이동된다.
상기 연습장 영역은 실행 취소 아이콘 및 삭제 아이콘 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 실행 취소 아이콘이 사용자에 의해 선택될 때마다 상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용 중에서 가장 나중에 입력된 획부터 차례로 삭제되며, 상기 삭제 아이콘이 선택되는 경우, 상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용 전체가 한꺼번에 삭제된다.
상기 연습장 영역을 중첩 표시하는 단계는 활성화되었던 수식 인식 기능을 비활성화하는 단계를 포함하고, 상기 연습장 영역을 표시 해제하는 단계는 비활성화되었던 수식 인식 기능을 활성화하는 단계를 포함한다.
상기 수학 문제에 대한 풀이 과정이 기준치 이상 진행된 경우, 상기 모범 답안 아이콘을 활성화시키는 단계; 상기 모범 답안 아이콘이 제1 방향으로 드래드되면, 상기 수학 문제의 풀이 과정이 포함된 모범 답안 영역을 중첩 표시하는 단계; 및 상기 모범 답안 영역이 제2 방향으로 드래그되면, 상기 모범 답안 영역을 표시 해제하는 단계를 포함한다.
상기 모범 답안 영역을 중첩 표시하는 단계는 상기 수학 문제의 모범 답안을 상기 하나 이상의 빈칸에 중첩 표시하는 단계를 포함한다.
학습자가 수학 문제에 대한 풀이 과정을 입력 영역에 필기하면, 필기된 풀이 과정 중에서 잘못된 부분에 대한 알림 신호가 학습자에게 실시간으로 제공되므로, 학습자는 지도교사의 도움 없이도 잘못된 풀이 과정을 스스로 교정할 수 있다.
수학 문제의 풀이 과정 등급들 중에서 결정된 풀이 과정 등급에 기초하여, 서로 다른 종류의 입력 영역이 표시되므로, 학습자는 자신의 수준에 맞추어 수학 문제의 풀이 과정을 연습할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 수학 문제 및 그에 대한 풀이 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 수학 문제의 풀이 과정 등급들 중에서 상위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 5 내지 도 7은 수학 문제의 풀이 과정 등급들 중에서 상위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들의 다른 예를 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 10은 수학 문제의 풀이 과정 등급들 중에서 중위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들을 도시한 도면들이다.
도 11 내지 도 18은 수학 문제의 풀이 과정 등급들 중에서 하위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들을 도시한 도면들이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 출입문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 장치(100)(이하, '수학 학습 장치'라 한다)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 수학 학습 장치(100)는 입력부(110), 출력부(120), 수식 인식부(130), 저장부(140), 전원부(150), 제어부(160) 및 통신부(170)를 포함한다.
입력부(110)는 학습자로부터 각종 정보를 입력받는다. 일 예로, 입력부(110)는 학습자 정보를 입력받는다. 학습자 정보는 이름, 나이 및 학년 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 예로, 입력부(110)는 수학 학습과 관련된 설정 정보를 입력받는다. 설정 정보로 수학 문제의 풀이 등급 정보를 예로 들 수 있다.
또한, 입력부(110)는 학습자로부터 각종 명령을 입력받는다. 예를 들면, 수학 학습 어플리케이션 실행 명령, 수학 문제의 풀이 등급을 선택하는 명령 및 수학 학습 종료 명령 등을 입력받을 수 있다. 그러나 학습자로부터 입력받는 명령의 종류가 예시된 것들로 한정되는 것은 아니다.
학습자로부터 각종 정보 및/또는 명령을 입력받기 위하여 입력부(110)는 터채 피드 및 터치 패널 등의 입력 수단을 포함한다. 터치 패널은 저항막 방식의 터치 패널, 정전용량 방식의 터치 패널, 초음파 방식의 터치 패널, 또는 적외선 방식의 터치 패널을 포함한다. 이러한 터치 패널은 후술될 출력부(120)의 디스플레이(121)에 적층되어 터치 스크린(touch screen)을 구성한다. 이하의 설명에서는 입력부(110)의 터치 패널이 후술될 출력부(120)의 디스플레이(121)에 적층되어 터치 스크린을 구성하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
출력부(120)는 명령 처리 결과를 시각적 신호 및 청각적 신호 중 적어도 하나로 출력한다. 이를 위하여 출력부(120)는 시각적 신호를 출력하기 위한 디스플레이(121) 및 청각적 신호를 출력하기 위한 스피커(122) 중 적어도 하나를 포함한다. 디스플레이(121)는 평판 디스플레이(Flat panel display), 연성 디스플레이(Flexible display), 불투명 디스플레이, 투명 디스플레이, 전자종이(Electronic paper, E-paper), 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태로 제공될 수 있다.
출력부(120)는 디스플레이(121) 및 스피커(122) 외에도 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 출력 수단을 더 포함하여 구성될 수도 있다. 예를 들면, 진동 등의 촉각적 신호를 출력하기 위한 진동자, 광 신호를 출력하기 위한 발광 소자 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
수식 인식부(130)는 학습자가 터치 패널 상에 필기한 수식을 인식한다. 이를 위해 수식 인식부(130)는 다양한 수식 인식 방법 중 하나를 사용할 수 있다. 일 예로, 수식 인식부(130)는 순차적 블록 모델(Sequential Block Model, SBM)을 이용한 필기체 수식 인식 방식을 사용할 수 있다. 다른 예로, 수식 인식부(130)는 학습자로부터 수식을 입력 받아 수식을 이루는 각 문자의 위치정보를 분석한 뒤 문자 사이의 인접성을 기준으로 그룹화하는 과정을 거쳐 독립된 수식으로 인식할 수도 있다. 수식 인식부(130)는 예시된 수식 인식 방법 외에도 다른 수식 인식 방법을 사용할 수도 있다. 수식 인식부(130)에서 인식된 수식은 후술될 제어부(160)로 제공된다.
저장부(140)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 내장형 메모리, 착탈 가능한 외장형 메모리, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함할 수 있다. 외장형 메모리로는 SD 카드(Secure Digital Card), 미니 SD 카드, 및 마이크로 SD 카드를 예로 들 수 있다.
상술한 바와 같은 저장부(140)는 수학 학습 어플리케이션 및 수학 문제 데이터베이스를 저장한다. 수학 학습 어플리케이션은 모바일 어플리케이션(Mobile Application) 및/또는 웹 어플리케이션(Web Application, Web App)의 형태로 제공될 수 있다. 수학 문제 데이터베이스는 다양한 유형의 수학 문제 및 각 수학 문제에 대한 풀이 과정을 포함한다. 도 2는 수학 문제(210) 및 그에 대한 풀이 과정(220)을 예시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 수학 문제(210)에 대한 풀이 과정은 총 4개의 단계(221, 222, 223, 224)를 포함하는 것을 알 수 있다. 각 단계의 수식은 수식 인식부(130)에 의해 인식된 수식과 비교될 수 있다. 수학 문제 데이터베이스는 수학 학습 어플리케이션과 별도로 구현될 수도 있고, 수학 학습 어플리케이션에 포함되도록 구현될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 저장부(140)에 저장된 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스는 지속적으로 갱신될 수 있다. 예를 들어, 저장부(140)가 착탈 가능한 외장형 메모리로 구현되는 경우, 기존의 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스가 저장된 외장형 메모리를 새로운 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스가 저장된 외장형 메모리로 교체함으로써, 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스를 갱신할 수 있다. 다른 예로, 저장부(140)가 착탈 가능한 외장형 메모리 외의 것으로 구현되는 경우, 새로운 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스는 유무선 네트워크를 통해 외부 장치로부터 다운로드될 수 있으며, 저장부(140)에 저장되어 있던 기존의 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스는 다운로드된 새로운 수학 학습 어플리케이션 및/또는 수학 문제 데이터베이스로 대체될 수 있다.
한편, 저장부(140)는 수학 학습 어플리케이션이나 수학 문제 데이터베이스 외에도 다양한 데이터들을 저장한다. 예를 들면, 학습자로부터 입력받은 학습자 정보, 수학 학습 중에 학습자가 필기한 풀이 과정(즉, 인식된 수식) 및 학습자의 수학 학습 수준을 평가한 평가 결과 등을 저장한다.
전원부(150)는 수학 학습 장치(100)의 각 구성요소들로 전원을 공급한다. 전원부(150)는 다양한 방식으로 충전될 수 있다. 일 예로, 전원부(150)는 상용 전원(도시되지 않음)과 연결된 케이블을 통해 상용 전원으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 다른 예로, 전원부(150)는 상용 전원과 전기적으로 연결된 무선 충전 장치(도시되지 않음)로부터 무선전력전송기술에 따라 전력을 공급받아 충전될 수 있다.
제어부(160)는 수학 학습 장치(100) 내의 구성요소들을 서로 연결하고 제어한다. 구체적으로, 수학 학습 어플리케이션 실행 명령이 입력되면, 제어부(160)는 저장부(140)에 저장되어 있는 수학 학습 어플리케이션을 구동한다.
이후, 제어부(160)는 수학 문제의 풀이 등급을 결정한다. 풀이 등급은 예를 들어, 상위, 중위, 하위 등급 중 하나로 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어부(160)는 이전의 수학 학습 중에 사용되었던 풀이 등급을 참조하여, 현재의 수학 학습을 위한 풀이 등급을 결정한다. 다른 실시 예에 따르면, 제어부(160)는 학습자의 수학 학습 수준을 평가한 평가 결과에 기초하여 풀이 등급을 결정한다. 이 때, 제어부(160)는 이전의 수학 학습에 대한 평가 결과만을 참조할 수도 있고, 현재까지의 평가 결과를 종합적으로 참조할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 제어부(160)는 학습자가 선택한 풀이 등급을 현재의 수학 학습을 위한 풀이 등급으로 결정한다.
풀이 등급이 결정되면, 제어부(160)는 학습자가 선택하거나 입력한 정보에 해당하는 수학 학습 화면을 구성한다. 구체적으로, 학습자가 수학 학습 어플리케이션의 초기 화면에서 학년, 학기, 단원 및 소단원 등의 항목들을 차례로 선택하는 경우, 제어부(160)는 선택된 항목들에 해당하는 수학 학습 화면을 구성한다.
실시 예에 따르면, 수학 학습 화면은 수학 문제, 수학 문제에 대한 풀이 과정 및 복수의 기능 아이콘을 포함한다.
수학 문제는 예를 들어, 수학 학습 화면의 위쪽에 배치된다. 수학 문제가 배치되는 위치는 고정되거나, 학습자에 의해 변경되도록 구현된다.
수학 문제에 대한 풀이 과정은 예를 들어, 수학 문제의 하단에 배치된다. 실시 예에 따르면, 수학 문제의 하단에는 앞서 결정된 풀이 등급에 대응하는 종류의 풀이 과정이 표시된다. 구체적으로, 결정된 풀이 등급이 상위 등급인 경우, 풀이 과정의 각 단계가 모두 빈칸으로 표시되거나 풀이 과정 전체가 하나의 빈칸으로 표시되거나 빈칸 자체가 표시되지 않는다. 만약 결정된 풀이 등급이 중위 등급 또는 하위 등급인 경우, 풀이 과정의 각 단계마다 표시되는 빈칸의 개수, 빈칸의 배치 위치 및 빈칸의 면적은 달라지게 된다. 예를 들어, 결정된 풀이 등급이 중위 등급인 경우, 풀이 과정의 각 단계마다 2개의 빈칸이 표시되며, 각각의 빈칸은 정답 도출이 어려운 부분에 배치된다. 이에 비해, 결정된 풀이 등급이 하위 등급인 경우, 풀이 과정의 각 단계마다 1개의 빈칸이 표시되며, 각각의 빈칸은 정답 도출이 쉬운 부분에 배치된다.
복수의 기능 아이콘은 예를 들어, 수학 학습 화면의 일측 모서리를 따라 배치된다. 기능 아이콘으로는 수학 학습 목록을 표시하기 위한 목록 아이콘(도 3의 330 참조), 연습장을 표시하기 위한 연습장 아이콘(도 3의 340 참조), 수학 문제의 모범 답안을 표시하기 위한 모범 답안 아이콘(도 3의 350 참조), 수학 학습 화면을 초기화하는 초기화 아이콘(도 3의 360 참조), 현재 표시된 수학 문제보다 쉬운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 하향 조절 아이콘(도 3의 370 참조), 현재 표시된 수학 문제보다 어려운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 상향 조절 아이콘(도 3의 380 참조), 현재 표시된 수학 문제와 관련된 단서(예를 들어, 수학 개념, 풀이 과정 설명 등)를 표시하기 위한 단서 아이콘(도 3의 390 참조), 및 현재 표시된 수학 문제를 다른 시간에 다시 보기를 원하는 경우 나중에 쉽게 바로 찾아갈 수 있도록 하기 위한 즐겨찾기 아이콘(335)을 예로 들 수 있다.
예시된 것들 외에도, 이전 수학 문제 표시 아이콘 및 다음 수학 문제 표시 아이콘 등이 더 포함될 수도 있다. 이전 수학 문제 표시 아이콘이 선택되면, 수학 문제 세트에 포함되어 있는 수학 문제들 중에서 현재 표시된 수학 문제의 이전 수학 문제가 화면에 표시된다. 반대로, 다음 수학 문제 표시 아이콘이 선택되면, 수학 문제 세트에 포함되어 있는 수학 문제들 주에서 현재 표시된 수학 문제의 다음 수학 문제가 화면에 표시된다.
상술한 바와 같은 기능 아이콘들 중에서 화면에 실제로 표시되는 기능 아이콘의 종류 및/또는 개수는 학습자에 의해 사전에 설정될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 수학 학습 화면에서 기능 아이콘들이 표시되어 있는 영역을 제외한 영역은 입력 영역인 것으로 이해될 수 있다. 입력 영역은 학습자가 상기 수학 문제에 대한 풀이 과정을 필기할 수 있는 영역을 말한다. 수학 학습 화면에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 3 내지 도 17을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 제어부(160)는 수식 인식부(130)에서 인식된 수식과 기 저장된 풀이 과정의 수식이 서로 일치하는지를 판단한다. 판단 결과, 인식된 수식과 기 저장된 풀이 과정의 수식이 서로 일치하지 않는 경우, 제어부(160)는 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호를 출력한다.
일 실시 예에 따르면, 알림 신호는 시각적 신호로 출력될 수 있다. 일 예로, 제어부(160)는 인식된 수식을 시각적으로 강조한다. 이 때, 강조 방법으로는 인식된 수식의 글자 색상, 글자 굵기, 글자 크기, 글자 모양 및 점멸 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 방법이 사용될 수 있다. 다른 예로, 제어부(160)는 인식된 수식의 주변에 아이콘을 표시한다. 이 때, 아이콘의 모양은 다양하게 제공될 수 있으며, 학습자는 자신의 취향에 맞는 아이콘의 모양을 사전에 선택할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(160)는 인식된 수식이 표시되어 있는 빈칸을 시각적으로 강조할 수도 있다. 이 때, 강조 방법으로는 해당 빈칸의 테두리 색상, 테투리 굵기, 테두리 종류, 음영 및 점멸 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 방법이 사용될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 알림 신호는 청각적 신호로 출력될 수도 있다. 구체적으로, 스피커(122)를 통해 알림음이 출력될 수도 있다. 이 때, 알림음의 종류는 다양하게 제공될 수 있으며, 학습자는 자신의 취향에 맞는 알림음의 종류를 사전에 선택할 수 있다.
이외에도, 제어부(160)는 수학 학습이 종료되는 경우, 학습자의 수학 학습 수준을 평가할 수도 있다. 예를 들어, 학습자가 수학 문제의 풀이 과정을 모두 입력하는데 걸린 시간 및/또는 풀이 과정을 잘못 입력한 횟수 등을 분석하여, 평가 결과를 생성한다. 생성된 평가 결과는 전술한 저장부(140)에 저장될 수 있다. 저장된 평가 결과는 다음번의 수학 학습 시, 풀이 등급을 결정하기 위해 참조될 수 있다.
통신부(170)는 유무선 네트워크를 통해 외부 장치(도시되지 않음)와 통신한다. 예를 들어, 통신부(170)는 외부 장치로부터 수학 학습 어플 어플리케이션을 수신한다. 이를 위해 통신부(170)는 유선 통신 방식 및/또는 무선 통신 방식을 지원한다. 무선 통신 방식으로는 무선 통신 방식으로는 와이브로(Wireless Broadband Internet), 와이파이(WiFi), 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE), 울트라와이드밴드(Ultra Wide Band, UWB) 및 근거리무선통신(Near Field Communication, NFC)을 예로 들 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수학 학습 장치(100)에 대해서 설명하였다. 상술한 바와 같은 수학 학습 장치(100)는 학습자가 개인적으로 소지한 유무선 통신 장치일 수 있다. 유무선 통신 장치로는 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone; Personal Communication Service phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA; Personal Digital Assistant), 왑폰(WAP phone; Wireless Application Protocao phone), 모바일 게임기, 스마트폰(Smart phone) 및 태블릿(tablet)을 예로 들 수 있다.
또한, 예시된 바와 같은 유무선 통신 장치는 학습자의 머리, 얼굴, 팔, 팔목, 손가락, 허벅지, 또는 발목 등의 신체에 착용 가능한 착용형 장치(wearable device)일 수도 있다. 이러한 착용형 장치는 신체 일부에 부착될 수 있는 패치 형태로 구현되거나, 밴드 형태로 구현되거나, 헬맷 형태로 구현되거나, 안경 형태로 구현될 수 있다.
다음으로, 수학 학습 장치(100)를 통해 표시되는 수학 학습 화면에 대해서 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 수학 문제의 풀이 등급들 중에서 상위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들의 일 예를 도시한 도면들이다.
도 3을 참조하면, 수학 학습 화면(300)은 수학 문제 및 복수의 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)을 포함한다. 예를 들어, 수학 문제는 화면의 위쪽에 배치되고, 복수의 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)은 화면의 둘레를 따라 배치된다. 그러나 수학 문제 및/또는 복수의 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)의 배치 위치가 예시된 경우로 반드시 한정되는 것은 아니며, 그 배치 위치는 다양하게 변경될 수도 있다. 다른 예에 따르면, 학습자가 수학 문제 및/또는 복수의 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)의 배치 위치를 사전에 변경할 수 있도록 구현될 수도 있다. 각각의 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)에 대한 구체적인 설명은 도 11 내지 도 17을 참조하여 후술하기로 한다.
도 3의 수학 학습 화면(300)에서 각 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)을 제외한 영역은 입력 영역인 것으로 이해될 수 있다. 입력 영역은 학습자가 수학 문제에 대한 풀이 과정을 필기할 수 있는 영역이다. 따라서, 각 기능 아이콘(330, 340, 350, 360, 370, 380, 390)을 제외한 영역이 입력 영역이라는 것은 수학 문제가 표시되어 있는 영역도 입력 영역에 해당함을 의미한다.
도 3은 수학 학습 화면(300)에 수학 문제의 풀이 과정이 표시되지 않은 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 학습자는 입력 영역에 수학 문제의 풀이 과정을 직접 필기할 수 있다.
입력 영역에 필기된 수식이 인식되면, 인식된 수식과 기 저장되어 있는 풀이 과정의 수식(예를 들면, 도 2에 도시된 풀이 과정: 200)이 서로 일치하는지에 대한 판단이 이루어진다. 판단 결과, 인식된 수식과 기 저장된 풀이 과정의 수식이 서로 일치하지 않는다면, 도 4와 같이, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호가 출력된다. 도 4를 참조하면, 인식된 수식의 주변에 연필 모양의 아이콘(310)을 표시함으로써, 알림 신호를 시각적으로 출력한 것을 알 수 있다.
도 5 내지 도 7은 수학 문제의 풀이 등급들 중에서 상위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들의 다른 예를 도시한 도면들이다.
도 5는 수학 학습 화면(300)에 풀이 과정이 표시된 경우를 도시하고 있다. 수학 문제의 풀이 과정이 총 4개의 단계를 포함한다고 가정하면, 풀이 과정의 각 단계는 모두 빈칸으로 표시될 수 있다. 이 때, 복수의 빈칸들(322A, 322B, 322C, 322D) 중에서 첫 번째 단계에 대응하는 제1 빈칸(322A)이 강조된다. 빈칸을 강조하는 방법으로는 빈칸의 테두리 색상, 테두리 굵기, 테두리 종류, 음영 및 점멸 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 방법이 사용된다. 도 5는 제1 빈칸(322A)의 테두리 종류를 일점 쇄선으로 표시함으로써, 제1 빈칸(322A)을 강조한 것을 알 수 있다.
도 5와 같은 상태에서 학습자가 풀이 과정의 첫 번째 단계에 해당하는 수식을 입력 영역에 필기하면 필기된 수식이 인식된다. 인식된 수식은 도 6과 같이, 제1 빈칸(322A)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후 제1 빈칸(322A)의 내부에 표시된다. 이 때, 인식된 수식과 기 저장되어 있는 풀이 과정의 수식이 서로 일치한다면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 빈칸(322A)의 강조 표시가 해제되어 제1 빈칸(322A)의 테두리가 실선으로 표시되고, 제2 빈칸(322B)이 강조되어 제2 빈칸(322B)의 테두리가 일점 쇄선으로 표시된다.
도 6과 같은 상태에서 학습자가 두 번째 단계에 해당하는 수식을 입력 영역에 필기하면, 필기된 수식이 인식되고, 인식된 수식은 제2 빈칸(322B)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후, 제2 빈칸(322B)의 내부에 표시된다. 이 때, 인식된 수식과 기 저장된 풀이 과정의 수식이 서로 일치하지 않는다면, 도 7과 같이, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호가 출력된다. 도 7을 참조하면, 제2 빈칸(322B)의 테두리의 모양을 이점 쇄선으로 표시함으로써, 알림 신호를 시각적으로 출력한 것을 알 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 빈칸(322B)의 테두리 색상을 붉은색으로 표시함으로써, 알림 신호를 시각적으로 출력할 수도 있다.
도 8 내지 도 10은 수학 문제의 풀이 등급들 중에서 중위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들을 도시한 도면들이다.
도 8은 수학 학습 화면(300)에 풀이 과정이 표시된 경우를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 풀이 과정은 복수의 빈칸(324A, 324B, 324C, 324D)을 포함한다는 점에 있어서 도 5에 도시된 풀이 과정과 유사하다. 그러나 도 5는 학습자가 풀이 과정의 각 단계별로 완전한 수식을 입력해야 하는데 비하여, 도 8은 학습자가 풀이 과정의 각 단계별로 일부 수식만을 입력하면 된다. 따라서, 학습자는 도 5의 수학 학습 화면(300)에 비하여 보다 수월하게 풀이 과정을 입력할 수 있다.
도 8과 같이, 첫 번째 단계의 제1 빈칸(324A)이 강조된 상태에서 사용자가 제1 빈칸(324A)에 들어가야할 수식을 입력 영역에 필기하면 필기된 수식이 인식된다. 인식된 수식은 도 9와 같이, 제1 빈칸(324A)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후 제1 빈칸(324A)의 내부에 표시된다. 이 때, 인식된 수식과 기 저장되어 있는 풀이 과정의 수식이 서로 일치한다면, 도 9와 같이, 제1 빈칸(324A)의 강조 표시가 해제되어 제1 빈칸(324A)의 테두리가 실선으로 표시되고, 제2 빈칸(324B)이 강조되어 제2 빈칸(324B)의 테두리가 일점 쇄선으로 표시된다.
도 9와 같은 상태에서 학습자가 제2 빈칸(324B)에 들어가야할 수식을 입력 영역에 필기하면, 필기된 수식이 인식되고, 인식된 수식은 제2 빈칸(324B)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후, 제2 빈칸(324B)의 내부에 표시된다. 이 때, 인식된 수식과 기 저장된 풀이 과정의 수식이 서로 일치하지 않는다면, 도 10에 도시된 바와 같이, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호가 출력된다. 도 10을 참조하면, 인식된 수식의 글자를 실선이 아닌 점선으로 표시함으로써, 알림 신호를 시각적으로 출력한 것을 알 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 인식된 수식의 글자 색상을 붉은색으로 표시함으로써, 알림 신호를 시각적으로 출력할 수도 있다.
도 11 내지 도 18은 수학 문제의 풀이 등급들 중에서 하위 등급이 선택된 경우에 표시되는 수학 학습 화면들을 도시한 도면들이다.
도 11은 수학 학습 화면(300)에 풀이 과정이 표시된 경우를 도시하고 있다. 도 11에 도시된 풀이 과정은 복수의 빈칸(326A, 326B, 326C, 326D)을 포함한다는 점에 있어서 도 8에 도시된 풀이 과정과 유사하다. 그러나 도 8은 학습자가 풀이 과정의 각 단계별로 일부 수식을 입력해야 하는데 비하여, 도 11은 학습자가 풀이 과정의 각 단계별로 숫자만을 입력하면 된다. 따라서, 학습자는 도 8의 수학 학습 화면(300)에 비하여 보다 수월하게 풀이 과정을 입력할 수 있다.
도 11과 같은 상태에서, 도 12와 같이, 연습장 아이콘(340)이 제1 방향(예를 들어, 오른쪽에서 왼쪽 방향)으로 드래그되면, 도 13과 같이, 풀이 과정을 연습해볼 수 있는 연습장 영역(342)이 수학 문제 및 풀이 과정 위에 중첩 표시된다. 연습장 영역(342)은 불투명 또는 반투명하게 표시된다. 이 때, 연습장 영역(342)의 투명도는 사전에 학습자에 의해 설정될 수 있으며, 설정된 값은 수학 학습 과정 중에 변경 가능하도록 구현될 수 있다.
이처럼 연습장 영역(342)이 표시된 후, 학습자는 도 13과 같이, 연습장 영역(342)에 수식을 필기해봄으로써, 풀이 과정을 연습할 수 있다. 또한, 연습장 영역(342)의 일측에는 실행 취소 아이콘(344) 및 삭제 아이콘(346)이 배치된다. 실행 취소 아이콘(344)이 선택될 때마다 연습장 영역(342)에 필기되어 있는 수식들 중에서 가장 나중에 입력된 획(stroke)부터 차례로 삭제된다. 이에 비하여 삭제 아이콘(346)이 선택되면, 연습장 영역(342)에 필기되어 있는 수식들 전체가 한꺼번에 삭제된다.
도 13은 연습장 영역(342)이 반투명한 검정색으로 표시된 경우를 도시하고 있으나, 연습장 영역(342)의 투명도 및/또는 색상은 학습자가 자신의 취향에 맞게 사전에 설정할 수 있으며, 설정된 값은 수학 학습 과정 중에 변경 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 학습자가 연습장 영역(342) 중에서 임의의 영역을 터치하는 경우, 연습장 영역(342)의 투명도 및/또는 색상을 변경할 수 있는 메뉴가 표시될 수 있으며, 학습자는 표시된 메뉴를 통해 원하는 투명도 및/또는 색상을 지정할 수 있다.
도 13과 같은 상태에서, 사용자가 손가락이나 스타일러스 펜으로 연습장 영역(342) 또는 연습장 아이콘(340)을 터치한 상태에서 손가락이나 스타일러스 펜의 위치를 이동시키면, 도 14에 도시된 바와 같이, 연습장 영역(342)의 위치가 이동된다. 즉, 손가락이나 스타일러스 펜에 의해 터치된 지점의 위치를 따라 연습장 영역(342)의 위치도 이동된다.
도 13과 도 14를 비교하면, 도 14의 연습장 아이콘(340)은 도 13의 연습장 아이콘(340)에 비하여, 오른쪽 및 아래쪽으로 이동된 것을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도 14에 도시된 연습장 영역(342)의 세로 길이는 도 13에 도시된 연습장 영역(342)의 세로 길이와 동일한 것을 알 수 있다. 이는, 연습장 영역(342)의 크기가 디스플레이(121)의 크기보다 훨씬 크다는 것을 의미한다. 이처럼 디스플레이(121)의 크기보다 큰 크기의 연습장 영역(342)을 제공하되, 연습장 영역(342)의 위치가 자유롭게 이동될 수 있도록 구현하면 학습자는 디스플레이(121)의 크기에 구애받지 않고 연습장 영역(342)에 수식을 자유롭게 필기할 수 있다. 또한, 연습장 영역(342)에 필기된 수식으로 인해 수학 문제를 확인하기 어려워지더라도, 학습자는 연습장 영역(342)의 위치를 이동시켜, 수학 문제를 확인할 수 있다.
한편, 도 13과 같은 상태에서, 연습장 영역(342)이 제2 방향(예를 들어, 왼쪽에서 오른쪽 방향)으로 드래그되면, 중첩 표시되었던 연습장 영역(342)이 사라진다. 이 때, 연습장 영역(342)에 필기되어 있던 수식은 필기된 상태 그대로 저장부(140)에 저장된다. 따라서, 연습장 아이콘(340)이 제1 방향으로 다시 드래그되는 경우, 연습장 영역(342)에는 학습자가 필기하였던 수식이 그대로 표시된다. 이러한 연습장 아이콘(340)은 하나 이상 배치될 수 있으며, 화면에 표시되는 연습장 아이콘(340)의 개수는 학습자에 의해 변경될 수 있다.
중첩 표시되었던 연습장 영역(342)이 사라진 상태에서, 도 15와 같이, 제1 빈칸(326A)에 들어가야할 수식(예를 들어, 숫자 8)이 입력 영역에 필기되면, 필기된 수식이 인식된다. 인식된 수식은 제1 빈칸(326A)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후 제1 빈칸(326A)의 내부에 표시된다. 이 때, 인식된 수식과 기 저장되어 있는 풀이 과정의 수식이 서로 일치한다면, 도 16과 같이, 제1 빈칸(326A)의 강조 표시가 해제되어 제1 빈칸(326A)의 테두리가 실선으로 표시되고, 제2 빈칸(326B)이 강조되어 제2 빈칸(326B)의 테두리가 일점 쇄선으로 표시된다.
한편, 풀이 과정이 기준치 이상으로 진행된 경우, 도 17과 같이, 모범 답안 아이콘(350)이 활성화된다. 모범 답안 아이콘(350)이 제1 방향으로 드래그되면, 도 18과 같이, 모범 답안을 포함하는 모범 답안 영역(352)이 수학 문제 및 풀이 과정 위에 중첩 표시된다. 이 때, 각 빈칸에 대한 모범 답안은 해당 빈칸에 중첩 표시된다. 구체적으로, 제2 빈칸(326B)에 대한 모범 답안인 '-7'이라는 숫자는 제2 빈칸(326B)에 중첩 표시된다. 그리고 제3 빈칸(326C)에 대한 모범 답안인 '7'이라는 숫자는 제3 빈칸(326C)에 중첩 표시된다. 도 18은 정답이 기재되는 제3 빈카
도 18은 모범 답안 영역(352)이 반투명한 검정색으로 표시된 경우를 도시하고 있으나, 모범 답안 영역(352)의 투명도 및/또는 색상은 학습자가 자신의 취향에 맞게 사전에 설정할 수 있으며, 설정된 값은 수학 학습 과정 중에 변경 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 학습자가 모범 답안 영역(352) 중에서 임의의 영역을 터치하는 경우, 모범 답안 영역(352)의 투명도 및/또는 색상을 변경할 수 있는 메뉴가 표시될 수 있으며, 학습자는 표시된 메뉴를 통해 원하는 투명도 및/또는 색상을 지정할 수 있다.
도 18과 같은 상태에서, 모범 답안 영역(352)이 제2 방향으로 드래그되면, 중첩 표시되었던 모범 답안 영역(352)이 사라진다. 그리고 도도 17의 화면이 다시 표시된다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수학 학습 방법을 도시한 흐름도이다.
수학 학습 어플리케이션이 실행 명령이 입력되면, 수학 학습 어플리케이션이 구동된다(S700).
상기 S700 단계 이후에는, 학습자로부터 학년, 학기, 단원 및 소단원 등의 항목들에 대한 정보를 입력받는 단계(도시되지 않음)가 추가될 수 있다. 이후, 수학 문제의 풀이 등급이 결정된다(S705). 예를 들어, 풀이 등급은 상위 등급, 중위 등급, 하위 등급 중 하나로 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 S705 단계는 이전의 수학 학습 중에 사용되었던 풀이 등급, 학습자의 수학 학습 수준을 평가한 평가 결과, 또는 학습자가 선택한 풀이 등급에 기초하여 현재의 수학 학습을 위한 풀이 등급을 결정하는 단계를 포함한다.
이후, 학습자가 선택하거나 입력한 정보에 해당하는 수학 학습 화면(300)이되, 상기 S705 단계에서 결정된 풀이 등급에 대응하는 종류의 풀이 과정을 포함하는 수학 학습 화면(300)이 표시된다(S710). 예를 들어, 학습자가 학년, 학기, 단원 및 소단원으로, '초등학교 6학년', '6학년 1학기', '방정식' 및 '일차 방정식'을 각각 선택하였고, S705 단계에서 결정된 풀이 등급이 하위 등급이라면, 도 11의 수학 학습 화면(300)이 표시된다.
이후, 풀이 과정의 N번째 빈칸이 강조된다(S715). 여기서, N은 1 이상의 자연수이다. S715 단계에서는 풀이 과정의 N번째 빈칸이 강조됨과 동시에 수식 인식 기능이 활성화된다.
이후, 수학 학습 화면(300)에서 기능 아이콘이 선택되었는지에 대한 판단이 이루어진다(S720).
S720 단계의 판단 결과, 기능 아이콘이 선택된 경우, S715 단계에서 활성화되었던 수식 인식 기능이 비활성화되면서, 선택된 기능 아이콘에 대응하는 동작이 실행된다(S725).
예를 들어, 도 11에서 목록 아이콘(330)이 선택된 경우, 수학 학습 목록이 화면에 중첩 표시된다. 도 11에서 연습장 아이콘(340)이 선택된 경우에는 도 13과 같이, 풀이 과정을 연습해볼 수 있는 연습장 영역(342)이 화면에 중첩 표시된다. 도 11에서 난이도 하향 조절 아이콘(370)이 선택된 경우에는 현재 표시되어 있는 수학 문제보다 난이도가 낮은 수학 문제가 화면에 표시된다. 반대로 난이도 상향 조절 아이콘(380)이 선택된 경우에는 현재 표시되어 있는 수학 문제보다 난이도가 높은 수학 문제가 화면에 표시된다.
도 11에서 모범 답안 아이콘(350)은 비활성화된 상태이므로, 선택되더라도 아무런 변화가 생기지 않는다. 만약, 입력 영역에 필기된 내용이 있는 상태에서 초기화 아이콘(360)이 선택되었다면, 입력 영역에 필기되어 있던 내용들이 모두 삭제된다. 기능 아이콘에 대응하는 동작이 실행된 후에는 수식 인식 기능이 다시 활성화된다.
S725 단계 이후, 도 15와 같이, 학습자가 입력 영역에 수식을 필기하면, 입력 영역에 필기된 수식이 수식 인식부(130)에 의해 인식된다(S730). 인식된 수식은 제1 빈칸(326A)의 크기에 맞게 크기가 조정된 후, 제1 빈칸(326A)의 내부에 표시된다.
이후, 기 저장된 풀이 과정의 수식(예를 들어, 도 2의 풀이 과정 : 200)과 인식된 수식이 서로 일치하는지에 대한 판단이 이루어진다(S735).
S735 단계의 판단 결과, 기 저장된 풀이 과정의 수식과 인식된 수식이 서로 일치하지 않는 경우, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호가 시각적 신호, 촉각적 및 청각적 신호 중 적어도 하나로 출력된다(S740). 알림 신호를 시각적 신호로 출력하는 방법으로는, 인식된 수식을 시각적으로 강조하는 방법, 인식된 수식의 주변에 아이콘을 표시하는 방법, 인식된 수식이 표시되어 있는 빈칸을 시각적으로 강조하는 방법 등을 예로 들 수 있다.
S735 단계의 판단 결과, 기 저장된 풀이 과정의 수식과 인식된 수식이 서로 일치하는 경우, N번째 빈칸의 강조 표시가 해제되고, N+1번째 빈칸이 강조된다(S745). 즉, 도 16과 같이, 제1 빈칸(326A)의 강조 표시가 해제되고, 제2 빈칸(326B)이 강조된다.
이후, 수학 문제의 풀이 과정이 기준치 이상 진행되었는지에 대한 판단이 이루어진다(S750).
S750 단계의 판단 결과, 수학 문제의 풀이 과정이 기준치 이상 진행된 경우, 도 17과 같이 모범 답안 아이콘(350)이 활성화된다(S755).
이후, 학습자가 입력한 명령에 따라, 도 18과 같이 모범 답안 영역(352)이 화면에 중첩 표시되거나, 표시되어 있던 모범 답안 영역이 표시 해제된다(S760).
이후, 수학 문제의 풀이 과정이 완료되었는지에 대한 판단이 이루어진다(S765).
S765 단계의 판단 결과, 해당 수학 문제의 풀이 과정이 완료되지 않은 경우(예를 들어, 수학 문제의 답이 인식되지 않은 경우), S720 단계부터 다시 수행된다.
S765 단계의 판단 결과, 수학 문제의 풀이 과정이 완료된 경우(예를 들어, 수학 문제의 답이 인식된 경우), 수학 학습이 완료되었는지에 대한 판단이 이루어진다(S770).
이 때, 수학 학습의 완료 여부는 학습자가 수학 문제 세트에 포함되어 있는 모든 수학 문제에 대한 풀이를 완료하였는지에 따라 결정된다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 수학 문제의 주변에 "문제1/10"이라고 표시되어 있는 것을 알 수 있다. 이는 수학 문제 세트에 총 10개의 수학 문제가 포함되어 있으며, 현재 표시되어 있는 수학 문제가 첫 번째 수학 문제임을 나타낸다. 이와 같은 경우, 학습자가 정답 여부에 상관 없이, 총 10개의 수학 문제에 대한 풀이를 완료한 상태라면, 수학 학습이 완료된 것으로 판단된다.
S770 단계의 판단 결과, 수학 학습이 완료되지 않은 경우라면, 수학 문제의 풀이 등급을 결정하는 단계(S705) 또는 수학 학습 화면을 표시하는 단계(S710)부터 다시 수행된다. S710 단계기 다시 실행되면, 학습자가 바로 이전에 풀었던 수학 문제와 동일한 수학 문제 또는 그 다음번의 수학 문제가 포함된 수학 학습 화면이 표시될 수 있다. 또한, 상기 수학 학습 화면은 자동으로 표시될 수도 있고, 학습자로부터 명령을 입력받은 경우에 표시될 수도 있다. 수학 학습 화면의 자동 표시 여부는 사전에 학습자에 의해 설정될 수 있다.
S770 단계의 판단 결과, 수학 학습이 완료된 상태라면, 수학 학습 중에 인식된 풀이 과정이 저장되고, 저장된 풀이 과정에 기초하여 학습자의 수학 학습 수준이 평가된다(S775). 상기 S775 단계에서의 평가 결과는 다음번의 수학 학습 시, 풀이 등급을 결정하기 위해 참조될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예들을 설명하였다. 전술한 실시 예들에 더하여, 본 발명의 실시 예들은 전술한 실시 예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM, Blu-Ray, DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송매체를 포함할 수 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (18)

  1. 수학 문제의 풀이 등급을 결정하는 단계;
    상기 수학 문제, 상기 수학 문제의 풀이 과정 및 복수의 기능 아이콘을 포함하는 수학 학습 화면을 디스플레이를 통해 표시하는 단계;
    상기 수학 문제의 풀이 과정에 포함된 하나 이상의 빈칸 중에서 N번째 빈칸을 강조하는 단계;
    상기 수학 학습 화면의 입력 영역에 필기된 수식을 인식하는 단계;
    상기 인식된 수식이 기 저장된 풀이 과정의 수식과 일치하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라, 상기 하나 이상의 빈칸 중에서 N+1번째 빈칸을 강조하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수학 문제의 풀이 과정에 포함된 빈칸의 개수, 배치 위치 및 면적 중 적어도 하나는 상기 결정된 풀이 등급에 따라 결정되는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결정된 풀이 과정 등급이 하위 등급일수록 상기 빈칸의 개수가 증가하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 결정된 풀이 과정 등급이 하위 등급일수록 상기 빈칸의 면적이 감소하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영역은 상기 복수의 기능 아이콘이 표시된 영역을 제외한 영역인, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인식된 수식은
    상기 N번째 빈칸의 크기에 맞게 표시되는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 강조하는 단계는
    상기 빈칸의 테두리 색상, 테두리 굵기, 테두리 종류, 음영 및 점멸 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 판단 결과에 따라, 풀이 과정이 잘못되었음을 알리는 알림 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 알림 신호를 출력하는 단계는,
    상기 인식된 수식을 강조하는 단계;
    상기 인식된 수식이 표시되어 있는 상기 N번째 빈칸을 강조하는 단계; 및
    상기 인식된 수식의 주변에 아이콘을 표시하는 단계 중 적어도 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기능 아이콘은
    수학 학습 목록을 표시하기 위한 목록 아이콘, 연습장을 표시하기 위한 하나 이상의 연습장 아이콘, 상기 수학 문제의 모범 답안을 표시하기 위한 모범 답안 아이콘, 상기 수학 학습 화면을 초기화하는 초기화 아이콘, 상기 수학 문제보다 쉬운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 하향 조절 아이콘, 상기 수학 문제보다 어려운 수학 문제를 표시하기 위한 난이도 상향 조절 아이콘, 상기 수학 문제와 관련된 단서를 표시하기 위한 단서 아이콘, 상기 수학 문제를 다른 시간에 다시 보기를 원하는 경우 나중에 쉽게 바로 찾아갈 수 있도록 하기 위한 즐겨찾기 아이콘, 상기 수학 문제의 이전 수학 문제를 표시하기 위한 이전 수학 문제 표시 아이콘, 및 상기 수학 문제의 다음 수학 문제를 표시하기 위한 다음 수학 문제 표시 아이콘 중 적어도 하나를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연습장 아이콘이 제1 방향으로 드래그되면, 상기 수학 문제에 대한 풀이 과정을 필기할 수 있는 연습장 영역을 중첩 표시하는 단계;
    상기 연습장 영역이 제2 방향으로 드래그되면, 상기 연습장 영역을 표시 해제하는 단계; 및
    상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용을 필기된 상태로 저장하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연습장 영역은 상기 디스플레이의 크기보다 큰 크기를 가지는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연습장 영역은 상기 연습장 영역을 표시하기 위한 연습장 아이콘 또는 상기 연습장 영역이 터치된 상태에서 상기 터치된 지점의 위치가 이동되는 경우, 상기 터치된 지점의 위치를 따라 이동되는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 연습장 영역은 실행 취소 아이콘 및 삭제 아이콘 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 실행 취소 아이콘이 사용자에 의해 선택될 때마다 상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용 중에서 가장 나중에 입력된 획부터 차례로 삭제되며,
    상기 삭제 아이콘이 선택되는 경우, 상기 연습장 영역에 필기되어 있는 내용 전체가 한꺼번에 삭제되는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 연습장 영역을 중첩 표시하는 단계는 활성화되었던 수식 인식 기능을 비활성화하는 단계를 포함하고,
    상기 연습장 영역을 표시 해제하는 단계는 비활성화되었던 수식 인식 기능을 활성화하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 수학 문제에 대한 풀이 과정이 기준치 이상 진행된 경우, 상기 모범 답안 아이콘을 활성화시키는 단계;
    상기 모범 답안 아이콘이 제1 방향으로 드래드되면, 상기 수학 문제의 풀이 과정이 포함된 모범 답안 영역을 중첩 표시하는 단계; 및
    상기 모범 답안 영역이 제2 방향으로 드래그되면, 상기 모범 답안 영역을 표시 해제하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 모범 답안 영역을 중첩 표시하는 단계는
    상기 수학 문제의 모범 답안을 상기 하나 이상의 빈칸에 중첩 표시하는 단계를 포함하는, 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 필기된 수식 인식을 이용한 수학 학습 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램.
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