WO2017195923A1 - 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템 - Google Patents

계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템 Download PDF

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WO2017195923A1
WO2017195923A1 PCT/KR2016/005329 KR2016005329W WO2017195923A1 WO 2017195923 A1 WO2017195923 A1 WO 2017195923A1 KR 2016005329 W KR2016005329 W KR 2016005329W WO 2017195923 A1 WO2017195923 A1 WO 2017195923A1
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content
education
engineering
simulation
program
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Application number
PCT/KR2016/005329
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English (en)
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Inventor
박선례
김우현
이종숙
조금원
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한국과학기술정보연구원
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/20—Education
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry

Definitions

  • the present invention relates to a computational science engineering education content service system, and more specifically, to the education of computational science engineering that authors and provides educational content that makes it easy for anyone to learn subjects in the computational science engineering field through linkage with a simulation program. It relates to a content service system.
  • An object of the present invention is to provide an educational content service system of computational science and engineering that authors and provides educational content that makes it easy for anyone to learn subjects in the field of computational science and engineering by linking with a simulation program.
  • a storage unit for storing simulation programs in the field of computational science engineering is received, the contents of learning for a specific field of computational science and metadata of the simulation program are input, and the loading of the simulation program from the storage unit is performed.
  • an education service server for an education content service of computational science and engineering comprising an authoring unit for simulating metadata as an input value and generating education content by linking the learning content to the simulation result.
  • the education service server may further include a content manager that searches for and provides the corresponding content from the storage when a content search is requested from the client terminal.
  • the content management module searches for and recommends education content related to the learning content or equations from the storage unit, and provides the education content. It may include a content providing module for converting and providing in accordance with the specifications of the client terminal.
  • the education service server may further include a program management unit for registering or recommending a simulation program in the field of computational science and engineering.
  • the program management unit When the program management unit is requested to register a simulation program in the field of computational science and engineering, when a program search request signal including a registration module, learning contents or equations for registering the registered simulation program is stored in the storage unit, the program management unit stores the received program. It may include a program recommendation module for recommending a simulation program associated with the learning content or equation from the.
  • the authoring unit an input module for receiving the learning contents and the metadata of the simulation program for the specific computational science and engineering field, a program interworking module for applying the metadata input through the input module to the simulation program as an input value, and simulating it; It may include a generation module for generating education content by interlocking the learning content input through the input module to the simulation result generated by the program linkage module, and a storage module for storing the education content generated in the generation module in the storage unit.
  • the authoring unit may further include an SNS interworking module that registers the generated education content in a social network service server, collects the education content registered in the social network service server, and stores the education content.
  • SNS interworking module that registers the generated education content in a social network service server, collects the education content registered in the social network service server, and stores the education content.
  • the education service server transmits a simulation request signal including the learning content for the specific computational science engineering field, the simulation program metadata to the external server, and the learning content is linked to the simulation result from the external server. It may further include an external linkage unit for receiving the training content.
  • a client terminal authoring or receiving education contents for a specific computational science engineering field by accessing an education service server through a communication network, learning contents of a specific computational science engineering field from the client terminal, and Receiving a metadata of a simulation program, loading the simulation program to simulate the metadata as an input value, and integrating the learning content into the simulation result to create an educational content of the computational science and engineering server including a training service server.
  • An educational content service system is provided.
  • the education service server When the education service server receives a content search request signal including learning content or equations from a client terminal, the education service server searches for and recommends education content capable of calculating the learning content or equation, and is requested to provide the recommended education content.
  • the requested educational content may be converted and provided according to the specification of the client terminal.
  • the computational science engineering educational content service system loads the simulation program when the simulation request signal including the learning content for the specific computational science engineering field and the metadata of the simulation program is received from the educational service server.
  • the metadata may be further simulated as an input value, and the external server may be provided to the education service server by authoring education content by interlocking the learning content with the simulation result.
  • FIG. 1 is a view showing an educational content service system of computational science and engineering in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an education service server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the authoring unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the content manager of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of a program manager shown in FIG. 2.
  • Each component expressed below may be implemented entirely in hardware or software alone, but may be implemented in a combination of various hardware and software that perform the same function, or two or more components may be implemented together by one hardware or software. have.
  • FIG. 1 is a view showing an educational content service system of computational science and engineering in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the education content service system of computational science and engineering includes a client terminal 100 and an education service server 200, which are connected through a wired or wireless communication network.
  • computational science engineering refers to the fields of nanophysics, computational heat fluid, computational chemistry, etc.
  • wired / wireless communication networks are all communication networks capable of data communication using various protocols such as mobile communication networks, wired and wireless public networks or dedicated networks such as the Internet, and the like. This includes short-range communication (eg, Bluetooth, RF communication, etc.), data cable connection, and USB connection.
  • the client terminal 100 accesses the education service server 200 to author or receive education content.
  • a user who provides education in the field of computational science and engineering may access the education service server 200 through the client terminal 100 and author the education content directly according to the intended education content.
  • the education service server 200 receives the learning contents and metadata of a simulation program for a specific computational science engineering field from the client terminal 100, and loads the corresponding simulation program to simulate the metadata as input values.
  • the educational contents are authored by linking the learning contents with the simulation results.
  • the education service server 200 receives a content search request signal including learning content or equations from the client terminal 100
  • the education service server 200 searches for and recommends education content related to the learning content or equations, and recommends education.
  • the requested educational contents may be converted and provided according to the specifications of the client terminal 100.
  • the client terminal 100 refers to a device that connects to the education service server 200 through a communication network and authors or receives education content.
  • the client terminal 100 may transmit and receive various data via a communication network according to a user's key manipulation.
  • Tablet PC Tablet PC
  • Laptop Laptop
  • PC Personal Computer
  • Smartphone Smart Phone
  • PDA Personal Digital Assistant
  • Mobile Communication Terminal It can be either.
  • the education service server 200 generates education content based on teaching design in order to effectively deliver a learning content corresponding to a field of computational science engineering such as nanophysics, computational heat fluid, computational chemistry, etc. to a plurality of learners.
  • the generated educational content may be freely available without being dependent on the type (eg, various devices such as mobile and PC) of the client terminal 100.
  • the education service server 200 teaches learners to directly experience and learn difficult specialized application fields by linking a simulation program (eg, Solver) previously developed for education in the field of computational science engineering with a web-based open courseware program. Serve content.
  • a simulation program eg, Solver
  • the education service server 200 may provide simulation programs embedded in open courseware and responsive web, or send data input by the learner to the supercomputing server and receive the result data to utilize visualization technology in the open courseware. It can be implemented in
  • the education service server provides an education service independent from the type and model of the client terminal 100 or a communication method.
  • the education service server retains the web / wap server function as an operating system. Therefore, anyone who does not have hardware equipment and lacks Web / Wap server technology can provide educational content in the field of computational science and engineering through the education service server.
  • the education service server 200 may communicate with other electronic devices through various communication standards, and may be implemented through an electronic device capable of performing various data processing operations.
  • the education service server 200 may be implemented in the form of a server device, and may be implemented in the form of various electronic devices in addition to the server device.
  • the education service server 200 may be implemented in the form of a single electronic device, or may be implemented in the form of a combination of two or more electronic devices.
  • the computational science engineering educational content service system of the present invention may be written by the educational service server 200 using the separate external server 300 without authoring the educational content directly.
  • the education service server 200 transmits data input from the client terminal 100 to the external server 300, and the external server 300 authors the education content and transmits it to the education service server 200.
  • the external server 300 When the external server 300 receives a simulation request signal from the education service server 200 including learning contents for a specific computational science engineering field and metadata of a simulation program, the corresponding simulation program is loaded and metadata is input. Simulate and link the learning content to the simulation result to author the education content and provide it to the education service server 200.
  • the external server 300 may include a super computing server, a cloud server, and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of an education service server according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram showing in detail the functions of the authoring unit shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a content management unit shown in FIG. 5 is a block diagram specifically illustrating a function of the program management unit illustrated in FIG. 2.
  • the education service server 200 includes a communication unit 210, a storage unit 220, an authoring unit 230, a visualization processing unit 240, and a content management unit 250.
  • the communication unit 210 is a communication means for interconnecting the education service server 200 and the client terminal through a communication network.
  • a wireless communication module such as mobile communication or satellite communication, a wired communication module such as the Internet, and a local area such as Wi-Fi, etc. It may include a wireless communication module.
  • the storage unit 220 stores simulation programs, educational contents, and the like, in the field of computational science and engineering.
  • the storage unit 220 stores a program necessary for controlling the operation of the education service server 200 and data generated while executing the program.
  • the storage unit 220 may include various kinds of memory devices.
  • the authoring unit 230 receives the learning contents for a specific computational science engineering field and metadata of a simulation program, loads the simulation program from the storage unit 220, and simulates the metadata as an input value.
  • the educational content is generated by linking the learning contents.
  • the authoring unit 230 includes an input module 231, a program interworking module 232, a generation module 233, a storage module 234, and an SNS interworking module 235.
  • the input module 231 receives the learning content for the specific computational science engineering field and metadata of the simulation program from the client terminal.
  • the learning content may include a theoretical background, equations, and the like in the field of computational science and engineering.
  • the metadata of the simulation program is data for executing the simulation program, and may include simulation model information and parameters, and the parameter may be a condition or a value for executing the selected simulation program.
  • the user can input the learning content and the metadata in a standardized form.
  • the program interworking module 232 acquires a corresponding simulation program input through the input module 231 from the storage unit 220, and converts the metadata input through the input module 231 into the obtained simulation program as an input value. Apply and simulate.
  • the generation module 233 generates training contents by linking the learning contents input through the input module to the simulation result generated by the program interworking module 232.
  • the generated educational content may be content including learning content and a simulation result.
  • the storage module 234 stores the training content generated by the generation module 233 in the storage 220.
  • the SNS interworking module 235 registers the training content generated in the generation module 233 in the social network service server, collects the training content registered in the social network service server, and stores the training content registered in the social network service server.
  • the visualization processor 240 visualizes the educational content generated by the authoring unit 230 in various forms such as 2D and 3D.
  • the content manager 250 searches for and provides relevant education content from the storage 220 when a content search is requested from the client terminal.
  • the content manager 250 reads at least one or more educational contents from the storage 220 and manages the content in units of independent content execution.
  • the content manager 250 includes a content search module 251 and a content providing module 252.
  • the content search module 251 searches for and recommends education content related to the learning content or capable of calculating the equation from the storage unit 220.
  • the content providing module 252 When the content providing module 252 is requested to provide the searched or recommended education content from the client terminal, the content providing module 252 converts the requested education content according to the specification of the client terminal and provides it. Therefore, the educational content of the present invention may be freely available without being dependent on the type of the client terminal (for example, various devices such as mobile and PC).
  • the education service server 200 may further include a program management unit 260 for registering or recommending a simulation program in the field of computational science engineering.
  • the program manager 260 includes a registration module 261 and a program recommendation module 262.
  • the registration module 261 When the registration module 261 is requested to register a simulation program in the field of computational science and engineering, the registration module 261 registers the requested simulation program in the storage unit 220.
  • the program recommendation module 262 searches for and recommends a simulation program related to the learning content or equations from the storage unit 220.
  • the education service server 200 transmits a simulation request signal including a learning content for a specific computational science engineering field and a simulation program input to an external server, and the learning content is linked to a simulation result from an external server. It may further include an external link unit 270 for receiving the training content.
  • each of the communication unit 210, the storage unit 220, the authoring unit 230, the visualization processing unit 240, the content managing unit 250, the program managing unit 260, and the external interworking unit 270 executes a program on the computing device.
  • Each may be implemented by a processor or the like required for execution.
  • the communication unit 210, the storage unit 220, the authoring unit 230, the visualization processing unit 240, the content managing unit 250, the program managing unit 260, and the external interworking unit 270 are physically independent components. It may be implemented or may be implemented in a functionally separated form in one processor.
  • the computational science engineering educational content service method can be written as a program, codes and code segments constituting the program can be easily inferred by a programmer in the art.
  • the program relating to the method for calculating the contents of the computational science engineering education content may be stored in a readable media that can be read by the electronic device, and read and executed by the electronic device.
  • the technical features and implementations described herein may be embodied in digital electronic circuitry, implemented in computer software, firmware, or hardware, including the structures and structural equivalents described herein, or a combination of one or more of these. It can be implemented.
  • An implementation that implements the technical features described herein is also a module relating to computer program instructions encoded on a program storage medium of tangible type for controlling or by the operation of a computer program product, ie a processing system. It may be implemented.
  • the "electronic device readable information storage medium" described in this specification includes all media that contribute to providing instructions to a processor for program execution.
  • the present invention includes, but is not limited to, nonvolatile media such as data storage devices, optical disks, magnetic disks, and the like, volatile media such as dynamic memory, and the like, and transmission media such as coaxial cables, copper wires, and optical fibers.

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Abstract

본 발명은 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템에 관한 것으로서, 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램들이 저장된 저장부, 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 상기 저장부로부터 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동시켜 교육 컨텐츠를 생성하는 저작부를 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버가 제공된다.

Description

계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템
본 발명은 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시뮬레이션 프로그램과의 연동을 통해 계산과학공학 분야의 과목을 누구나 쉽게 배울 수 있게 하는 교육 컨텐츠를 저작 및 제공하는 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템에 관한 것이다.
최근에는 열유체, 물리, 화학, 구조동역학, 전산설계 등의 계산과학 분야의 교육 및 연구에 슈퍼컴퓨터 및 고성능 네트워크 기반의 사이버 인프라에서 수치적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 복잡한 공학 문제를 해결하는 최적의 방법론 및 기법들의 연구의 필요성이 증대되고 있다.
한편, 나노물리, 전산열유체, 계산화학 등의 계산과학공학 분야는 판서와 파워포인트 자료를 이용한 설명으로는 이해하기 어려우며, 이를 개선하기 위한 방안으로 온라인 동영상 강의를 도입하고 있다.
그러나, 온라인 동영상 강의 또한 파워포인트 자료를 이용한 단방향 설명으로 이루어져 실질적인 학습 내용 전달에 한계가 있다.
본 발명의 목적은 시뮬레이션 프로그램과의 연동을 통해 계산과학공학 분야의 과목을 누구나 쉽게 배울 수 있게 하는 교육 컨텐츠를 저작 및 제공하는 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램들이 저장된 저장부, 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 상기 저장부로부터 상기 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성하는 저작부를 포함하는 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버가 제공된다.
상기 교육 서비스 서버는 클라이언트 단말로부터 컨텐츠 검색이 요청되면 상기 저장부로부터 해당 컨텐츠를 검색하여 제공하는 컨텐츠 관리부를 더 포함할 수 있다.
상기 컨텐츠 관리부는, 상기 클라이언트 단말로부터 학습내용 또는 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 저장부로부터 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된 교육 컨텐츠를 검색하여 추천하는 컨텐츠 검색모듈, 상기 교육 컨텐츠를 상기 클라이언트 단말의 사양에 맞게 변환하여 제공하는 컨텐츠 제공모듈을 포함할 수 있다.
또한, 교육 서비스 서버는 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램을 등록하거나 추천하는 프로그램 관리부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로그램 관리부는, 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램의 등록이 요청되면, 등록 요청된 시뮬레이션 프로그램을 상기 저장부에 등록하는 등록모듈, 학습내용 또는 방정식을 포함하는 프로그램 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 저장부로부터 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된 시뮬레이션 프로그램을 추천하는 프로그램 추천모듈을 포함할 수 있다.
상기 저작부는, 상기 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받는 입력모듈, 상기 시뮬레이션 프로그램에 입력모듈을 통해 입력된 메타데이터를 입력값으로 적용하여 시뮬레이션하는 프로그램 연동모듈, 상기 프로그램 연동모듈에서 생성된 시뮬레이션 결과에 입력모듈을 통해 입력된 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성하는 생성모듈, 상기 생성모듈에서 생성된 교육 컨텐츠를 저장부에 저장하는 저장모듈을 포함할 수 있다.
상기 저작부는 또한, 상기 생성된 교육 컨텐츠를 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록하고, 상기 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록된 교육 컨텐츠를 수집하여 상기 저장부에 저장하는 SNS 연동모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 교육 서비스 서버는 상기 입력된 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용, 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호를 외부 서버로 전송하고, 상기 외부서버로부터 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용이 연동된 교육 컨텐츠를 수신하는 외부 연동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신망을 통해 교육 서비스 서버에 접속하여 특정 계산과학공학 분야에 대한 교육 컨텐츠를 저작하거나 또는 제공받는 클라이언트 단말, 상기 클라이언트 단말로부터 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 상기 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 저작하는 교육 서비스 서버를 포함하는 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템이 제공된다.
상기 교육 서비스 서버는 클라이언트 단말로부터 학습내용 또는 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 학습내용 또는 방정식의 계산이 가능한 교육 컨텐츠를 검색하여 추천하고, 상기 추천된 교육 컨텐츠의 제공이 요청된 경우, 요청된 교육 컨텐츠를 상기 클라이언트 단말의 사양에 맞게 변환하여 제공할 수 있다.
한편, 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템은 상기 입력된 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용, 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호가 상기 교육 서비스 서버로부터 수신된 경우, 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 저작하여 상기 교육 서비스 서버로 제공하는 외부 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시뮬레이션 프로그램과의 연동을 통해 계산과학공학 분야의 과목을 누구나 쉽게 배울 수 있다.
또한, 계산과학공학 분야의 교육 컨텐츠를 저작할 때 메타데이터 형식으로 입력하여 제작하므로 컨텐츠 추천/검색/관리의 효율성과 활용도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교육 서비스 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 저작부의 기능 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 컨텐츠 관리부의 기능 블록도이다.
도 5는 도 2에 도시된 프로그램 관리부의 기능 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 이해시키기 위해 도식화된 도면이므로 실제로 구현되는 형태와는 상이할 수 있다.
이하에서 표현되는 각 구성부는 온전히 하드웨어 또는 소프트웨어만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수도 있으며, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 계산과학공학의 교육 컨텐츠 서비스 시스템은 클라이언트 단말(100)과 교육 서비스 서버(200)를 포함하고, 이들은 유무선 통신망을 통해 연결된다. 여기서, 계산과학공학은 나노물리, 전산열유체, 계산화학 등의 분야를 의미하고, 유무선 통신망은 이동통신망, 인터넷과 같은 유, 무선 공중망이나 전용망 등과 같이 다양한 프로토콜을 이용하여 데이터 통신이 가능한 모든 통신망을 포괄하는 것으로, 근거리 통신 방식(예 : 블루투스, RF 통신 등)이나 데이터 케이블 접속, USB 접속 등도 포함한다.
클라이언트 단말(100)은 교육 서비스 서버(200)에 접속하여 교육 컨텐츠를 저작하거나 제공받는다. 계산과학공학분야의 교육을 제공하는 사용자는 클라이언트 단말(100)을 통해 교육 서비스 서버(200)에 접속하여 의도된 교육 내용에 맞게 직접 교육 컨텐츠를 저작할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 교육 서비스 서버(200)는 클라이언트 단말(100)로부터 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 저작한다. 다른 한편으로, 교육 서비스 서버(200)는 클라이언트 단말(100)로부터 학습내용 또는 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된 교육 컨텐츠를 검색하여 추천하고, 추천된 교육 컨텐츠의 제공이 요청되면 요청된 교육 컨텐츠를 클라이언트 단말(100)의 사양에 맞게 변환하여 제공할 수 있다.
클라이언트 단말(100)은 통신망을 통하여 교육 서비스 서버(200)에 접속하여 교육 컨텐츠를 저작하거나 제공받는 장치로, 사용자의 키 조작에 따라 통신망을 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
교육 서비스 서버(200)는 나노물리, 전산열유체, 계산화학 등의 계산과학공학 분야에 해당하는 학습 내용을 다수의 학습자에게 효과적으로 전달하기 위해 교수설계에 근거한 교육 컨텐츠를 생성한다. 이때, 생성된 교육 컨텐츠는 클라이언트 단말(100)의 종류(예컨대, 모바일, PC 등 다양한 기기)에 종속되지 않고 자유롭게 이용이 가능한 형태일 수 있다.
교육 서비스 서버(200)는 계산과학공학 분야 교육을 위해 기 개발된 시뮬레이션 프로그램(예컨대, Solver)과 웹기반 오픈 코스웨어 프로그램의 연동을 통해 어려운 전문 응용 분야를 학습자가 직접 체험하고, 배울 수 있도록 교육 컨텐츠를 서비스한다. 이때, 교육 서비스 서버(200)는 시뮬레이션 프로그램을 오픈코스웨어와 반응형 웹에 임베디드하여 제공하거나, 학습자가 입력하는 데이터를 슈퍼컴퓨팅 서버에 보낸 후 결과 데이터를 받아 가시화 기술을 활용하여 오픈 코스웨어 내에서 구현할 수 있다.
교육 서비스 서버는 클라이언트 단말(100)의 종류 및 모델이나 통신방식으로부터 독립적인 교육 서비스를 제공한다. 이를 위해, 교육 서비스 서버는 웹/왑 서버 기능을 운영체제로서 보유한다. 따라서, 하드웨어 장비가 없고 웹/왑 서버 기술이 부족한 사용자 누구라도 교육 서비스 서버를 통해 계산과학공학 분야의 교육 컨텐츠를 제공할 수 있다.
한편, 교육 서비스 서버(200)는 다양한 통신 규격을 통해 다른 전자 장치들과 통신할 수 있고, 다양한 데이터 처리 연산을 수행할 수 있는 전자 장치를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 교육 서비스 서버(200)는 서버(Server) 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 서버 장치의 형태 이외에도 다양한 전자 장치의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 교육 서비스 서버(200)는 단일의 전자 장치의 형태로 구현되거나, 둘 이상의 전자 장치가 결합 된 형태로 구현될 수 있다.
이러한 교육 서비스 서버(200)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.
한편, 본 발명의 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템은 교육 서비스 서버(200)가 직접 교육 컨텐츠를 저작하지 않고 별도의 외부 서버(300)를 이용하여 교육 컨텐츠를 저작할 수도 있다. 이 경우, 교육 서비스 서버(200)는 클라이언트 단말(100)로부터 입력된 데이터를 외부 서버(300)로 전송하고, 외부 서버(300)는 교육 컨텐츠를 저작하여 교육 서비스 서버(200)로 전송한다.
외부 서버(300)는 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호가 교육 서비스 서버(200)로부터 수신되면, 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하고, 그 시뮬레이션 결과에 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 저작하여 교육 서비스 서버(200)로 제공한다. 여기서, 외부 서버(300)는 슈퍼 컴퓨팅 서버, 클라우드 서버 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교육 서비스 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 3은 도 2에 도시된 저작부의 기능을 구체적으로 나타낸 블럭도, 도 4는 도 2에 도시된 컨텐츠 관리부의 기능을 구체적으로 나타낸 블럭도, 도 5는 도 2에 도시된 프로그램 관리부의 기능을 구체적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 교육 서비스 서버(200)는 통신부(210), 저장부(220), 저작부(230), 가시화 처리부(240), 컨텐츠 관리부(250)를 포함한다.
통신부(210)는 통신망을 통해 교육 서비스 서버(200)와 클라이언트 단말을 상호 연결시키는 통신 수단으로서, 예를 들어 이동통신, 위성통신 등의 무선 통신모듈, 인터넷 등의 유선 통신모듈, 와이파이 등의 근거리 무선 통신모듈 등을 포함할 수 있다.
저장부(220)에는 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램, 교육 컨텐츠 등이 저장된다.
또한, 저장부(220)는 교육 서비스 서버(200)의 동작 제어 시 필요한 프로그램과 그 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장한다. 이러한 저장부(220)는 다양한 종류의 메모리 소자를 포함하여 구현될 수 있다.
저작부(230)는 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 저장부(220)로부터 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성한다.
도 3을 참조하면, 저작부(230)는 입력모듈(231), 프로그램 연동모듈(232), 생성모듈(233), 저장모듈(234), SNS 연동모듈(235)을 포함한다.
입력모듈(231)은 클라이언트 단말로부터 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받는다. 여기서, 학습내용은 해당 계산과학공학 분야의 이론적 배경, 방정식 등을 포함할 수 있다. 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터는 시뮬레이션 프로그램을 실행시키기 위한 데이터로, 시뮬레이션 모델정보, 파라미터 등을 포함할 수 있고, 파라미터는 선택한 시뮬레이션 프로그램을 실행시키기 위한 조건이나 값일 수 있다. 사용자는 학습내용과 메타 데이터를 표준화된 형태로 입력할 수 있다.
프로그램 연동모듈(232)은, 입력모듈(231)을 통해 입력된 해당 시뮬레이션 프로그램을 저장부(220)로부터 획득하고, 획득된 시뮬레이션 프로그램에 입력모듈(231)을 통해 입력된 메타데이터를 입력값으로 적용하여 시뮬레이션한다.
생성모듈(233)은, 프로그램 연동모듈(232)에서 생성된 시뮬레이션 결과에 입력모듈을 통해 입력된 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성한다. 이때 생성된 교육 컨텐츠는 학습내용과 시뮬레이션 결과를 포함하는 컨텐츠일 수 있다.
저장모듈(234)은, 생성모듈(233)에서 생성된 교육 컨텐츠를 저장부(220)에 저장한다.
SNS 연동모듈(235)은, 생성모듈(233)에서 생성된 교육 컨텐츠를 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록하고, 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록된 교육 컨텐츠를 수집하여 저장부(220)에 저장한다.
가시화 처리부(240)는, 저작부(230)에서 생성된 교육 컨텐츠를 2D, 3D 등의 다양한 형태로 가시화한다.
컨텐츠 관리부(250)는, 클라이언트 단말로부터 컨텐츠 검색이 요청되면 저장부(220)로부터 해당 교육 컨텐츠를 검색하여 제공한다.
컨텐츠 관리부(250)는 저장부(220)로부터 적어도 하나 이상의 교육 컨텐츠를 읽어들여 각각의 독립된 컨텐츠 실행 단위로 관리한다.
도 4를 참조하면, 컨텐츠 관리부(250)는 컨텐츠 검색모듈(251)과 컨텐츠 제공모듈(252)을 포함한다.
컨텐츠 검색모듈(251)은, 학습내용이나 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 학습내용과 관련되거나 또는 상기 방정식의 계산이 가능한 교육 컨텐츠를 저장부(220)로부터 검색하여 추천한다.
컨텐츠 제공모듈(252)은, 클라이언트 단말로부터 상기 검색 또는 추천된 교육 컨텐츠의 제공이 요청된 경우, 요청된 교육 컨텐츠를 클라이언트 단말의 사양에 맞게 변환하여 제공한다. 그러므로 본 발명의 교육 컨텐츠는 클라이언트 단말의 종류(예컨대, 모바일, PC 등 다양한 기기)에 종속되지 않고 자유롭게 이용 가능한 형태일 수 있다.
한편, 교육 서비스 서버(200)는 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램을 등록 또는 추천하는 프로그램 관리부(260)를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프로그램 관리부(260)는 등록모듈(261)과 프로그램 추천모듈(262)을 포함한다.
등록모듈(261)은, 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램의 등록이 요청되면, 등록 요청된 시뮬레이션 프로그램을 저장부(220)에 등록한다.
프로그램 추천모듈(262)은, 학습내용 또는 방정식을 포함하는 프로그램 검색 요청 신호가 수신된 경우, 저장부(220)로부터 상기 학습내용 또는 방정식에 관련된 시뮬레이션 프로그램을 검색하여 추천한다.
또한, 교육 서비스 서버(200)는 입력된 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용, 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호를 외부 서버로 전송하고, 외부서버로부터 시뮬레이션 결과에 학습내용이 연동된 교육 컨텐츠를 수신하는 외부 연동부(270)를 더 포함할 수 있다.
한편, 통신부(210), 저장부(220), 저작부(230), 가시화 처리부(240), 컨텐츠 관리부(250), 프로그램 관리부(260), 외부 연동부(270) 각각은 컴퓨팅 장치 상에서 프로그램을 실행하기 위해 필요한 프로세서 등에 의해 각각 구현될 수 있다. 이처럼 통신부(210), 저장부(220), 저작부(230), 가시화 처리부(240), 컨텐츠 관리부(250), 프로그램 관리부(260), 외부 연동부(270)는 물리적으로 독립된 각 구성에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되는 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 방법에 관한 프로그램은 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(Readable Media)에 저장되고, 전자장치에 의하여 읽혀지고 실행될 수 있다.
본 명세서에서 기술한 기술적 특징과 이를 실행하는 구현물은 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 기술하는 구조 및 그 구조적인 등가물 등을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 조합으로 구현 가능하다. 또한 본 명세서에서 기술한 기술적 특징을 실행하는 구현물은 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 처리 시스템의 동작을 제어하기 위하여 또는 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어에 관한 모듈로서 구현될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 기술한 " 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체"는 프로그램 실행을 위해 명령어를 프로세서로 제공하는데 기여하는 모든 매체를 포함한다. 구체적으로 데이터 스토리지 디바이스, 광디스크, 자기 디스크 등과 같은 비휘발성 매체, 동적 메모리 등과 같은 휘발성 매체와 데이터를 전송하는 동축 케이블, 구리 와이어, 광섬유 등과 같은 전송 매체를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 실시 형태로 실시될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 또한, 도면에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 예시적으로 도시된 순서에 불과하며, 다른 추가적인 단계들이 제공되거나, 일부 단계가 삭제될 수 있음은 물론이다.
따라서 이상에서 기술한 실시예들은 예시적인 것일 뿐이며, 그 범위를 제한해놓은 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램들이 저장된 저장부; 및
    특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 상기 저장부로부터 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성하는 저작부;
    를 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  2. 제1항에 있어서,
    클라이언트 단말로부터 컨텐츠 검색이 요청되면, 상기 저장부로부터 해당 컨텐츠를 검색하여 제공하는 컨텐츠 관리부를 더 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨텐츠 관리부는,
    상기 클라이언트 단말로부터 학습내용 또는 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신된 경우, 상기 저장부로부터 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된 교육 컨텐츠를 검색하여 추천하는 컨텐츠 검색모듈;
    상기 추천된 교육 컨텐츠를 상기 클라이언트 단말의 사양에 맞게 변환하여 제공하는 컨텐츠 제공모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  4. 제1항에 있어서,
    계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램을 등록 또는 추천하는 프로그램 관리부를 더 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로그램 관리부는,
    계산과학공학 분야의 시뮬레이션 프로그램의 등록이 요청되면, 등록 요청된 시뮬레이션 프로그램을 상기 저장부에 등록하는 등록모듈;
    학습내용 또는 방정식을 포함하는 프로그램 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 저장부로부터 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된시뮬레이션 프로그램을 추천하는 프로그램 추천모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저작부는,
    상기 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받는 입력모듈;
    상기 입력모듈을 통해 입력된 해당 시뮬레이션 프로그램을 저장부로부터 획득하고, 입력모듈을 통해 입력된 메타데이터를 획득된 시뮬레이션 프로그램에 입력값으로 적용하여 시뮬레이션하는 프로그램 연동모듈;
    상기 프로그램 연동모듈에서 생성된 시뮬레이션 결과에 입력모듈을 통해 입력된 학습내용을 연동하여 교육 컨텐츠를 생성하는 생성모듈; 및
    상기 생성모듈에서 생성된 교육 컨텐츠를 저장부에 저장하는 저장모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생성된 교육 컨텐츠를 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록하고, 상기 소셜 네트워크 서비스 서버에 등록된 교육 컨텐츠를 수집하여 상기 저장부에 저장하는 SNS 연동모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입력된 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호를 외부 서버로 전송하고, 상기 외부서버로부터 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용이 연동된 교육 컨텐츠를 수신하는 외부 연동부를 더 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스를 위한 교육 서비스 서버.
  9. 통신망을 통해 교육 서비스 서버에 접속하여 특정 계산과학공학 분야에 대한 교육 컨텐츠를 저작하거나 제공받는 클라이언트 단말; 및
    상기 클라이언트 단말로부터 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용 및 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 입력받고, 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동시켜 교육 컨텐츠를 저작하는 교육 서비스 서버;
    를 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 교육 서비스 서버는, 상기 클라이언트 단말로부터 학습내용이나 방정식을 포함하는 컨텐츠 검색 요청 신호가 수신되면, 상기 학습내용 또는 방정식과 관련된 교육 컨텐츠를 검색하여 추천하고, 상기 추천된 교육 컨텐츠의 제공이 요청되면, 요청된 교육 컨텐츠를 상기 클라이언트 단말의 사양에 맞게 변환하여 제공하는 것을 특징으로 하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 입력된 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용과 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호가 상기 교육 서비스 서버로부터 수신되면 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 상기 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하고, 그 시뮬레이션 결과에 상기 학습내용을 연동시켜 교육 컨텐츠를 저작하여 상기 교육 서비스 서버로 제공하는 외부 서버를 더 포함하는 계산과학공학 교육 컨텐츠 서비스 시스템.
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