KR101460090B1 - 클라우드 컴퓨팅 기반 n 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법 - Google Patents

클라우드 컴퓨팅 기반 n 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 학습자의 학업 능력에 맞는 교육 콘텐츠를 수준별로 제공함으로써 일방적인 교육 방식에서 탈피하며, 교육자와 학습자, 학습자와 학습자 간에 자유롭게 학습내용을 상호 교류할 수 있는 장을 마련하여 학습자의 흥미를 유발하고, 자기주도의 학습을 할 수 있도록 하며, 인터넷이 가능한 곳에서는 어디서든지 PC, 스마트(smart) TV, 스마트 폰(phone), 테블릿(tablet) 및 이들의 조합을 포함한 N 스크린 단말기를 이용하여 학습자로 하여금 학습 내용의 진도를 끊임없이 유지, 관리할 수 있도록 하고, 클라우드 컴퓨팅 기반으로 교육자와 학습자 사이의 끊김 없는(seamless) 상호 통신을 지원하는 시스템과 그 방법을 제공한다.
따라서 보충 교육을 원하는 개인뿐만 아니라 교육 환경이 열악한 지역에 저렴하고 높은 수준의 교육 서비스를 제공할 수 있으며, 교육자와 학습자의 맞춤식 교육 서비스를 더욱 용이하게 제공할 수 있고, 세부 주제화된 과목의 구성에서 학습자는 필요한 주제를 집중적으로 학습할 수 있는 장점이 있으며, 학습자들의 학습 참여도를 높여줌으로써 흥미를 유발시키는 효과가 있다.

Description

클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법{A CLOUD COMPUTING BASED N SCREEN SMART EDUCATION SYSTEM AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 학습자의 학업 능력에 맞는 교육 콘텐츠를 수준별로 제공함으로써 일방적인 교육 방식에서 탈피하며, 교육자와 학습자, 학습자와 학습자 간에 자유롭게 학습내용을 상호 교류할 수 있는 장을 마련하여 학습자의 흥미를 유발하고, 자기주도의 학습을 할 수 있도록 하며, 인터넷이 가능한 곳에서는 어디서든지 PC, 스마트(smart) TV, 스마트 폰(phone), 테블릿(tablet) 및 이들의 조합을 포함한 N 스크린 단말기를 이용하여 학습자로 하여금 학습 내용의 진도를 끊임없이 유지, 관리할 수 있도록 하고, 클라우드 컴퓨팅 기반으로 교육자와 학습자 사이의 끊김 없는(seamless) 상호 통신을 지원하는 시스템과 그 방법을 제공하고자 한다.
학원공간의 한계는 인터넷을 매개로 하는 원격교육이라는 사이버(cyber) 교육을 통해 극복되고 있으나, 현재 인터넷을 이용한 교육시스템은 학습자가 강의할 내용이나 교육 콘텐츠를 일방적으로 받아들여야 하며, 기존의 자료를 그대로 반복 활용하는 형태가 대부분이다.
한국 등록특허 제10-1011773호는 교육콘텐츠 개발 및 분류를 통한 수준별 교육 관리 시스템에 관한 것으로, 온라인을 기반으로 하는 교육시스템 특히, 외국어교육시스템에 관한 것으로, 접속한 사용자의 학습능력수준에 맞는 교육콘텐츠만 선별하여 제공함으로써 사용자의 검색 및 자료선별에 소요되는 시간을 절감하고 사용편의성을 높이며, 사용자의 흥미를 유발하기 어려운 전형적인 교육콘텐츠에서 탈피하여 최신의 방송이나 신문, 음악자료 등을 교육콘텐츠로 활용할 수 있도록 하여 컨텐츠의 다양성과 사용자의 흥미를 높일 수 있으며, 학습에 사용되는 교육콘텐츠를 동영상학습에 활용될 수 있는 동영상 교육자료콘텐츠, 강사와의 수업에 활용될 수 있는 강의자료콘텐츠, 사용자의 자기 주도 학습에 활용될 수 있는 자가학습자료콘텐츠 등으로 분류, 가공하여, 사용자가 자신이 원하는 교육콘텐츠를 쉽게 선택하고 제공받을 수 있도록 하여 사용자 편의와 교육효과를 높이고, 사용자의 학습능력수준을 정확하게 검증, 제공할 수 있어 사용자의 수준별 학습을 통한 교육효과를 높일 수 있는 교육관리시스템을 제시하였다.
그러나 이러한 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.
1) 학습자의 검색 및 자료선별에 소요되는 시간을 절감하여 사용편의성을 제공하는 측면에서는 효과적이나, 학습자의 학습 내용의 범위는 교육의 주체가 제공하는 데이터베이스에 범주 된다.
2) 제공하는 교육콘텐츠와 자료선별, 강사와의 수업방식과 기술은 어학 교육에 국한된다.
3) 인터넷망에 국한되므로 다양한 단말 유형, 즉 스마트 폰, 스마트 TV, PC, 태블릿에 동시 적용이 어렵다.
4) 수준별 학습을 위한 시험을 원격전화와 화상통화를 통한 1차 평가, 문제풀이를 통한 2차 평가를 통해 실시 하지만, 논술, 발표, 창의를 요구하는 학문에는 부족함이 많다.
한국 등록특허 제10-1085744호는 클라우드 컴퓨팅 기반 기업 플랫폼 시스템, 서버 및 그 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 기업 임직원을 비롯한 사용자의 통합 계정을 발급하고 관리하기 위한 사용자 계정 모듈, 기업 플랫폼 시스템 별 보안 정책을 수립 및 관리하는 보안 서비스를 제공하기 위한 보안 정책 모듈, 기업 플랫폼 시스템 구축에 필요한 서비스 리포지터리(repository) 및 어플리케이션을 지원하기 위한 어플리케이션 모듈 및 상기 사용자 계정 모듈, 상기 보안 정책 모듈, 상기 어플리케이션 모듈을 포함하는 내부 구성 모듈을 관리하고 통제하는 서버를 포함하여 구성된다. 상기 발명에 의하면, 시스템 구축시 클라우드 컴퓨팅 기반의 공통 플랫폼을 활용하여 용이하게 기업 시스템을 구현할 수 있고, 보다 안정적인 서비스를 유지할 수 있다는 효과가 있다. 그러나 상기 기업 플랫폼 시스템, 서버 및 서비스에는 본원 발명에서 제안하는 교육 서비스에 대해서는 개시하고 있지 않은 것이 본원 발명과의 차이점이다.
1) 학습능력수준에 맞는 교육 콘텐츠만을 선별하여 제공함으로써, 학습자는 자기주도 학습을 가능하게 하는 것은 물론, 질의 또는 새로운 지식이 필요 시 교육자와 실시간 또는 비 실시간으로 학습지도 받을 수 있다. 이러한 진행은 교육자와 학습자만이 아닌 학습자와 학습자 간에도 가능하도록 한다. 즉 교육에 있어서 모두가 참여하는 장을 만들고, 이를 통한 양질의 지식과 정보는 데이터베이스에 지속적으로 저장되도록 한다.
2) 자료선별 및 수업방식은 인문학, 자연과학 전분야에 적용되도록 한다.
3)다양한 단말기의 등장으로 인터넷, 방송망, 이동통신망 등을 통해 사용자는 장소와 시간에 제약 없이 끊김 없는 (seamless) 교육이 이루어지도록 하며, 모든 참여자가 새로운 교육 내용이나 정보를 upload 할 수 있도록 한다. 또한 다양한 단말을 이용하여 그룹 내 모든 참여자는 실시간 또는 비 실시간으로 통신할 수 있도록 한다.
4) 수준별 학습을 위한 시험은 문제풀이뿐만 아니라 논술, 발표, 창의성 등의 모든 사항으로 시행될 수 있으며, 학습자 스스로 수준을 선택할 수 있는 장치도 마련한다.
본원 발명은 기존 발명의 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 클라우드 컴퓨팅 플랫폼; 및 교육자와 학습자가 네트워크를 통해서 상기 플랫폼에 접속하기 위한 복수의 N 스크린 단말기; 를 포함하여 구성되며, 상기 플랫폼은 서버와 데이터베이스를 포함하여 구성되고, 상기 서버는 교육자와 학습자를 분류하고, 학습자를 수준에 따라 분류하며, 또한 정책에 따라 상기 학습자의 교육서비스 범위를 정해주는 운영모듈; 상기 학습자에게 맞는 교육 자료와 콘텐츠를 자동으로 제공하고, 클라우드 컴퓨팅에 기반하여 복수의 N 스크린 단말기 사이에서 끊김 없이(seamless) 교육서비스를 제공하는 콘텐츠 제공 모듈; 복수의 N 스크린 단말기에 대응하는 소프트웨어 애플리케이션을 제공하여 복수의 상기 단말기 상호 간 사용자인터페이스(UI: User Interface)와 콘텐츠를 정합하는 통신 애플리케이션 모듈; 및 교육자와 학습자 및 학습자와 학습자 간에 실시간 및 비 실시간 방식으로 1:1, 1:N 및 N:N으로 음성, 화상 및 텍스트와 이들의 조합을 포함한 대화형 학습을 화이트 패드 공유 혹은 SNS(social network service)를 통해서 지원하는 원격대화 모듈; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 N은 임의의 복수의 사용자(학습자, 교육자 등)를 지칭하는 것이다.
상기 데이터베이스는 사용자 정보를 저장하는 사용자 정보 DB; 교육자료 및 콘텐츠가 저장되는 교육자료 및 콘텐츠 DB; 및 새로운 콘텐츠, 문제풀이, 발굴자료 및 이들의 조합이 엄선되어 저장되는 외부 콘텐츠 DB; 를 포함하여 구성되며,
상기 원격대화 모듈의 상기 텍스트를 통한 대화에서 화이트 패드 공유는 교육자와 학습자 간 및 학습자 간에 인터렉티브한 상호 연결을 통해서 상기 화이트 패드 상에 펜으로 문제 풀이 과정, 코멘트, 보충 설명 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 정보를 실시간으로 압축 전송하여 상기 정보의 양을 최소화하는 것이고, 상기 화이트 패드는 클라우드 컴퓨팅 서버에서 소유하거나 각각의 개별 N 스크린 단말에서 소유하는 것이며,
또한, 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법에 있어서, 상기 방법은, 복수의 학습자가 각각 복수의 N 스크린 단말기에서 네트워크를 통해 클라우드 컴퓨팅 플랫폼의 서버에 회원 가입하기 위해 초기 등록하는 단계; 상기 등록된 학습자가 자신이 원하는 과목과 학습 분야를 선택하고 학습능력 시험을 통해 자동으로 혹은 본인의 희망에 의해 학습수준이 각각 권고 및 정해지는 단계; 및 상기 각 학습자의 상기 정해진 정보가 데이터베이스에 저장되며, 상기 각 학습자가 일정 부분의 학습량을 성취하면 그 단계의 학습능력 시험이 시행되고, 그 평가에 따라 더 높은 단계 혹은 낮은 단계로 새로운 학습단계가 정해지고, 이에 대한 정보가 데이터베이스에 갱신되는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 학습수준은 교육자와 학습자가 접속할 수 있는 레벨과 학습자들 간 수준차에 의한 접속 레벨에 따라 정해지며, 교육자와 학습자들은 과목, 수준, 반에 의해 그룹핑되며, 교육자는 학습자들의 학습 정보를 열람할 수 있으나, 학습자 사이에는 상기 학습자 각자의 허용 여부에 따라 제한적으로 상기 열람이 가능하고,
상기 학습자는 선정된 수준에 따른 교육 진행시 적합한 과제, 콘텐츠, 학습자료 및 이들의 조합을 포함한 자료를 받아볼 수 있으며, 상기 학습자료에서 자료의 소개와 목차에 대한 것은 마크-업 랭귀지(markup language)로 작성되나, 그 밖의 자료는 파워포인트 및 워드와 같은 문서작성 툴로 작성될 수 있으며,
또한, 상기 학습자는 자신의 질문을 그룹 공개 또는 비공개로 상기 클라우드 컴퓨팅 플랫폼상의 공유 저장소에 올려놓을 수 있으며, 상기 질문에 대해서 상기 교육자와 학습자들이 답변에 참여할 수 있고, 특히 상기 화이트 패드(white pad)를 통해 실시간으로 학습지도 및 학습정보의 공유가 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 모든 사용자가 다양한 단말기를 이용하여 참여하고 정보를 교류하는 장을 만들어 학습자들의 학습 참여도를 높여줌으로써 흥미를 유발 시키는 효과가 있으며, 다양한 학문 분야에 적용되도록 하고, 교육자와 학습자의 맞춤식 교육 서비스를 더욱 용이하게 제공할 수 있게 하며, 세부 주제화된 과목의 구성에서 학습자는 필요한 주제를 집중적으로 학습할 수 있는 장점이 있으며, 보충 교육을 원하는 개인뿐만 아니라 교육 환경이 열악한 지역에 저렴하고 높은 수준의 교육 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템의 방송 및 통신망과의 연결도이며,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 플랫폼의 구체적인 구성도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 방법의 수준별 평가 진행 방식에 대한 학습 흐름도이며,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 방법에서 단위 그룹별 학습(교습)을 위한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 N 스크린 스마트 교육 방법의 각종 단말기 간의 연결 관계도이며,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템의 응용소프트웨어를 지원하는 통신모듈의 구성도이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템에서 클라우드 컴퓨팅 방식에서의 학습 진행 연결도이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 N 스크린 스마트 교육 시스템 및 그 방법에 대해서, 이하 첨부한 도면들을 참조하여 본원 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.
이하, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템의 방송 및 통신망과의 연결도이다. 도 1에서 알 수 있듯이 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 (1)이 인터넷망 (2), 방송망 (3), 이동통신망 (4), 위성통신망 (미 도시) 및 이들의 조합을 포함하는 데이터 방송통신망에 접속되고, 상기 시스템의 사용자인 교육자 및 학습자는 상기 방송통신망을 통해서 PC (5), 스마트 폰 (6), 스마트 TV (7), 및 테블릿 (8)을 포함하는 다양한 종류의 단말로 상기 플랫폼 (1)에 접속할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 플랫폼의 구체적인 구성도이다. 본원 발명에 의한 클라우드 컴퓨팅 플랫폼은 교육자와 학습자와 같은 사용자의 계정을 발급하고 관리하며, 상기 플랫폼을 이용한 교육서비스 시스템의 보안 정책을 수립 및 관리하는 보안 서비스를 제공하고, 상기 시스템 구축에 필요한 서비스 리포지터리(repository) 및 어플리케이션을 지원하며, 상기 플랫폼상의 상기 시스템에 필요한 데이터베이스 인프라를 지원하며, 가상화 (virtualization) 기술을 이용하여 상기 플랫폼상의 상기 시스템에 대한 디스크(disk) 리포지터리를 지원하고, 상기 사용자 계정, 상기 보안 정책, 및 상기 어플리케이션을 포함하는 내부 구성과 상기 데이터베이스 및 상기 디스크를 관리하고 통제하는 서버 기능을 포함한다.
본 발명에 의한 교육서비스 시스템을 클라우드 컴퓨팅 기반의 플랫폼을 활용하면 시스템의 구축이 용이하고, 보다 안정적인 서비스를 유지할 수 있으며, 교육서비스를 제공하는 시스템의 전반적인 보안체계 및 사용자 관리가 용이하다. 아울러, 사용자의 수가 증가 혹은 감소함에 따라 새로운 요구조건에 의한 시스템과 데이터베이스의 성능 및 용량을 확장하거나 축소할 비용이 소요되지 않고, 사용자수에 따라 항상 최적의 성능과 용량을 갖춘 인프라를 유지 관리할 수 있다는 장점이 있다.
아울러 본 발명에 의한 상기 교육서비스 시스템은 항상 최신의 소프트웨어와 웹 환경을 상기 클라우드 컴퓨팅 환경 하에서 지원받을 수 있어, 필요에 따라 N 스크린 단말에 항상 최적의 N 스크린 서비스를 제공하는 것이 가능하다.
결국, 본 발명에서 제공하는 교육서비스 시스템은 교육서비스를 이용하는 사용자의 수와 교육서비스의 종류(예를 들어 과목, 레벨(수준), 그룹 등)에 따라 세밀하게 나누어진 (fine-grain partitioned) 인프라를 최적의 비용으로 구축하고, 항상 최신의 소프트웨어 환경에서 N 스크린 서비스를 제공할 수 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이 클라우드 컴퓨팅 기반의 플랫폼 (1)은 서버 (11)와 데이터베이스 (12)로 분류될 수 있으며, 그 내용은 다음과 같다.
서버 (11)는 운영모듈 (111), 콘텐츠 제공 모듈 (112), 통신 애플리케이션 모듈 (113) 및 원격대화 모듈 (114)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 운영모듈 (111)은 사용자 DB 정보로부터 사용자가 교육자인지, 학습자인지 분류하고, 학습자인 경우 학습자의 수준과 그룹에 따라 다시 분류하며, 또한 정책에 따라 교육 서비스 범주를 정해준다.
상기 콘텐츠 제공 모듈 (112)은 서비스 분류된 사용자에게 그에 맞는 교육 자료와 컨텐츠를 자동으로 교육자료 및 콘텐츠 DB (122)에서 검색하여 제공하며, 사용자가 downloading/uploading 할 수 있도록 하며, uploading된 데이터는 외부 콘텐츠 DB (123)로 주제별, 수준별 분류를 하여 저장된다. 또한 클라우드 컴퓨팅과 N 스크린 단말을 지원하기 위하여 사용자가 진행(교육 혹은 학습)한 내용을 단말기 유형과는 상관없이 끊김 없이(seamless) 서비스 되도록 지원한다.
상기 통신 애플리케이션 모듈 (113)은 다양한 단말기에 대응하는 소프트웨어 애플리케이션을 제공하여 PC, 스마트 폰, 스마트 TV, I-Pad를 포함하는 다양한 단말 상호 간에 UI(user interface)와 콘텐츠를 정합할 수 있도록 한다.
상기 원격대화 모듈 (114)은 실시간 및 비 실시간 방식 모두를 제공하며, 실시간 방식에서는 사용자 간 대화는 1:1, 1:N 및 N:N으로 음성, 화상, 텍스트 및 이들의 조합을 포함하는 수단을 통해서 수행하며, 특히 텍스트는 화이트 패드(white pad)를 사용자 간 공유하여 대화형 학습을 할 수 있다. 비 실시간 방식에서는 작성된 교육자료와 콘텐츠를 음성, 화상, 텍스트 등으로 상대방에게 전달한다.
데이터베이스 (12)는 사용자 정보 DB (121), 교육자료 및 콘텐츠 DB (122) 및 외부 콘텐츠 DB (123)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자 정보 DB (121)는 초기 등록시 사용자의 학습능력수준을 테스트하며, 테스트 결과에 따라 적정한 그룹의 일원으로 편입하고 사용자정보 DB (121)에 기록한다. 회원으로 가입된 사용자 (13)는 과목의 각 주제를 이수할 때마다 학습능력수준 시험을 치른 후 수준이 재설정되고 이것은 사용자정보 DB (121)에 update되며, 이러한 정보를 운영모듈 (111)에 제공한다.
상기 교육자료 및 콘텐츠 DB (122)는 원자료와 콘텐츠가 저장되며, 외부 콘텐츠 DB (123)로부터 새로운 자료 및 콘텐츠를 제공받아 지속적으로 DB를 개선하며, 콘텐츠 제공 모듈 (112)에게 선택된 자료와 콘텐츠를 제공한다.
상기 외부 콘텐츠 DB (123)는 새로운 콘텐츠, 문제풀이 및 자료 등을 외부 매체로부터 받아들이는 방식과, 사용자가 과제 수행 과정에서 작성한 발표자료, 문제풀이 및 발굴자료 등을 엄선하여 교육자료 및 콘텐츠 DB (122)에 제공된다.
이하, 도 3을 참조하여 본원 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 방법의 수준별 평가 진행 방식에 대한 학습 흐름도이다.
먼저, 회원으로 가입하기 위해 초기 등록 후 각 원하는 과목(수학, 영어, 역사 등)에서 각 분야, 예를 들어 수학에서 함수, 행렬, 미적분 중 하나를 선택하면 학습능력 시험 후 자동으로 수준(level)이 권고 되거나 본인의 희망에 의해 수준이 정해져 그 정보는 데이터베이스에 저장된다. 회원이 된 후 일정한 학습량을 성취하면(평가된 수준 학습 수행 혹은 선택 수준 학습 수행) 그 단계의 학습능력 시험이 시행되고, 그 평가에 따라 보다 높은 또는 낮은 단계로 정해진다. 이에 대한 정보는 데이터베이스에 update 된다. 그러나 논술, 발표, 등을 고려하는 인문학에서는 이러한 평가 방식은 부족함이 많으므로 자동으로 수준이 정해지는 것이 아닌 교육자가 평가하거나 학습자가 원하는 단계를 자율적으로 선택할 수 있는 장치도 마련된다.
이하, 도 4를 참조하여 본원 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 방법에서 단위 그룹별 학습(교습)을 위한 개념도이다.
다음으로, 사용자 그룹 지정이 필요하며, 예를 들어 교육자와 학습자가 접속할 수 있는 레벨이 정해져야 하며, 학습자들간 수준 차에 의한 접속 레벨이 정해져야 한다. 교육자와 학습자들은 각 과목, 수준(level) 및 반(group) 에 의해 그룹핑 되며, 교육자는 학습자들의 학습 정보는 열람할 수 있으나, 학습자들간에는 열람이 제한될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본원 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 N 스크린 스마트 교육 방법의 각종 단말기 간의 연결 관계도이다.
다음으로, 학습자는 선정된 수준에 따른 교육 진행 시 적합한 과제, 콘텐츠 등을 접속하여 받아 불 수 있다. 학습 자료는 기본적으로 소개와 차례는 HTML로 작성되나, 그 밖의 자료는 파워 포인트, 워드 자료 등으로 구성될 수 있다.
다음으로, 교육자와 학습자는 1:1, 1:N 또는 N:N 대화가 가능하며, 학습자와 학습자간에도 대화가 가능하다. 또한 학습자는 자신의 질문을 그룹 공개 또는 비 공개로 올려놓을 수 있으며, 이러한 질문에 대하여 학습자들 역시 답변에 참여할 수 있다. 이 내용은 클라우드 컴퓨팅 방식을 적용하므로 플랫폼에 upload 하면 된다. 학습자는 과제 풀이를 화이트 패드(white pad)를 이용하여 작성할 수 있으며, 교육자 역시 화이트 패드를 이용하여 채점 및 답안 교정을 하여 학습자는 그것을 열람하여 학습할 수 있다. 이 화이트 패드는 교육자와 학습자가 공유하여 실시간으로 학습 지도할 수 있다.
특히, 전자 화이트 패드 공유 방식을 사용하며, 현재 대부분의 사이버 학습은 강사가 강의를 동영상으로 녹화하여 일대 다수의 강의를 진행하는 일방적인 교육 방식을 진행한다. 1:1 교육을 실시간으로 진행하면 교육이 매우 효과적일 것이다. 교육자와 학습자가 사용할 수 있는 단말기는 PC, 스마트 폰, 스마트 PC, 태블릿 PC 등이 있다. 특히 수학 교습은 키보드의 타이핑이 아닌 펜으로 기술하는 것이 효과적이다. 태블릿 PC에서 그림판 기능이 이러한 기능을 할 수 있으나 매우 제약적이다. 예를 들어 그림판은 한 페이지당 작성하여 Facebook 이나 메일로 내용을 상대에게 전달하므로 교육자와 학습자의 대화가 동시에 이루어지지 않는다. 따라서 수학 교습에서 필요한 인터렉티브한 상호 연결과 자유로이 펜으로 전개하기 위한 기술은 다음과 같다. 교육자와 학습자는 1:1 화상, 음성, 화이트 패드(white pad) 및 이들의 조합으로 구성되는 매체(수단)를 통해서 교습을 진행하며, 하나의 수학 문제에 대해 학습자는 문제 아래 화이트 패드(white pad) 창에 상기 문제의 풀이 과정을 전개하며, 교육자는 상기 전개를 자세히 관찰할 수 있다. 한 문제의 풀이가 끝나거나 그 중간에라도 교육자는 필요 시 풀이 화면에 코멘트 또는 새로운 전개를 실시간으로 보여준다. 그러기 위해서 교육자와 학습자는 화면을 공유한다. 다만, 화면을 연속적으로 보내는 것은 대역폭의 낭비이므로 전송량을 최소화하는 압축 방식을 사용한다.
좀 더 자세하게 살펴보면, 1) 서버에서 화이트 보드를 소유하고, 사용자(교육자와 학습자)가 상기 화이트 보드 상에 원격 접속을 통해서 원하는 문제 풀이를 전개하면, 로컬 사용자 단말기에서 상기 전개된 내용이 각 사용자의 N 스크린 단말에 전송되어 나타나며, 이를 전체 사용자가 공유하면서 화이트 보드에 의한 교육이 이루어진다. 2) 또한 각 사용자는 개별적으로 화이트 보드를 소유하고, 상기 화이트 보드 상에서 전개되는 내용을 일정 주기마다 이미 접속되어 있는 지정된 단말로 전송되며, 상기 전송된 전개 내용이 각 N 스크린 단말에서 상호 동기가 맞추어 진 상태로 보여져서 화이트 보드에 의한 교육이 이루어진다.
상기 화이트 보드의 공유 방식에 따라, 서버 중심의 구조에서는 개별 단말 간의 동기를 맞추는 것이 없어도, 동일한 전개 내용을 각자의 단말에서 볼 수 있고, 상기 화이트 보드를 각 사용자 단말에서 개별적으로 소유하고 있는 구조에서는 각 전개 내용이 다른 단말로 전송되어 상호 동기를 맞추어야 동일한 전개 내용을 각자의 단말에서 볼 수 있다.
화이트 패드를 통한 대화를 위해 송수신 되는 정보의 량을 최소화하기 위해서, 매 전송 주기마다 사용자가 전개하는 펜의 궤적(trajectory)를 추적하여 상기 주기 내에서 사용자가 전개한 영역을 결정한 후, 해당 범위를 나타내는 좌표 정보와 상기 좌표에 포함되는 영역의 텍스트 데이터만 압축하여 전송하고, 수신 측에서는 상기 해당 영역의 정보만을 복원하여 화이트 패드에 상기 주기마다 갱신함으로써, 전체 사용자의 N 스크린 단말 상에 전개되는 내용이 서로 동기화되도록 한다. 이때 만약 해당 전송되어온 좌표에 포함된 영역이 검출되지 않았다면, 전송할 데이터는 없는 것이므로, 상기 텍스트 데이터의 복원을 수행할 필요가 없다.
아울러 상기 화이트 패드를 공유하는 방식에 더하여, SNS(Social Network Service)를 통한 간단한 문자 정보를 동시에 주고 받는 것이 가능하다. 이는 PC의 키보드나, 스마트 기기의 터치스크린을 통해서 간단한 메시지를 주고 받으면서 학습 내용의 보충 설명이나 질문이 가능하도록 하는 구조이다. 상기 SNS를 사용한 메시지 송수신의 장점은 별도의 서버가 필요없이 기존의 SNS 서버를 활용하여 자유 자재로 원하는 정보를 송수신할 수 있으므로, 서버를 구축하는 비용이 들지 않는 잇점이 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본원 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템의 응용소프트웨어를 지원하는 통신모듈의 구성도이다.
N 스크린상에서 이 내용들을 보거나 수정하기 위해서는 각 단말에 따라서 소프트웨어 애플리케이션들이 지원된다. 즉, 스마트 폰에 안드로이드(android) 또는 아이폰(iPhone) 애플리케이션이 필요하다.
이하, 도 7을 참조하여 본원 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다. 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클라우드 컴퓨팅 기반의 N 스크린 스마트 교육 시스템에서 클라우드 컴퓨팅 방식에서의 학습 진행 연결도이다.
N 스크린의 클라우드 컴퓨팅 방식을 이용하므로 학습자는 사용된 단말기 유형과는 상관없이 학습의 맥락을 이어갈 수 있다. 예를 들어 1장을 PC에서 학습하고, 2장을 스마트 폰에서 학습했다 하더라도, 3장을 TV에서 학습할 수 있도록 시간에 따라서 동기를 계속 유지해 준다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이므로, 본 발명의 범위는 상기에서 설명된 실시 예에 국한되어서 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들을 포함하여 결정되어야 한다.
1: 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 2: 인터넷 망 3: 방송망
4: 이동통신망 5: PC 6: 스마트 폰
7: 스마트 TV 8: 테블릿 PC 11: 서버
12: 데이터베이스 13: 사용자
111: 운영모듈 112: 콘텐츠 제공 모듈
113: 통신 애플리케이션 모듈 114: 원격 대화 모듈
121: 사용자 정보 DB 122: 교육자료 및 콘텐츠 DB
123: 외부 콘텐츠 DB

Claims (10)

  1. 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    클라우드 컴퓨팅 플랫폼; 및
    교육자와 학습자가 네트워크를 통해서 상기 플랫폼에 접속하기 위한 복수의 N 스크린 단말기; 를 포함하여 구성되며,
    상기 플랫폼은 서버와 데이터베이스를 포함하여 구성되고,
    상기 서버는,
    교육자와 학습자를 분류하고, 학습자를 수준에 따라 분류하며, 또한 상기 학습자의 교육서비스 범위를 정해주는 운영모듈;
    상기 학습자에게 해당하는 교육 자료와 콘텐츠를 자동으로 제공하고, 클라우드 컴퓨팅에 기반하여 복수의 N 스크린 단말기 사이에서 끊김없이(seamless) 교육서비스를 제공하는 콘텐츠 제공 모듈;
    복수의 N 스크린 단말기에 대응하는 소프트웨어 애플리케이션을 제공하여 복수의 상기 N 스크린 단말기 상호 간 사용자인터페이스(UI: User Interface)와 콘텐츠를 정합하는 통신 애플리케이션 모듈; 및
    교육자와 학습자 및 학습자와 학습자 간에 실시간 및 비 실시간 방식으로 1:1, 1:N 및 N:N으로 음성, 화상 및 텍스트와 이들의 조합을 포함한 대화형 학습을 화이트 패드 공유를 통해서 지원하는 것을 포함하는 원격대화 모듈; 을 포함하며,
    상기 화이트 패드 공유는 서버 중심의 구조에서 개별 단말간의 동기를 맞추는 것이 없어도 동일한 전개 내용을 서로 다른 복수의 디바이스 화면에 자동으로 맞추어서 각 사용자 단말에서 볼 수 있고, 또한 각 사용자가 디바이스를 변경하는 경우에도 끊김없이 볼 수 있으며, 화이트 패드에 전개되는 정보의 량을 줄이기 위해 매 전송 주기마다 사용자가 전개하는 화이트 패드에서의 팬의 궤적을 추적하여 상기 전송 주기 내에서 사용자가 전개한 영역을 결정한 후 해당 범위를 나타내는 좌표 정보와 상기 좌표에 포함된 영역의 텍스트 데이터만 압축하여 전송하고, 수신 측에서는 해당 영역의 정보만을 복원하여 화이트 패드에 상기 주기마다 갱신함으로써, 전체 사용자의 N 스크린 단말 상에 전개되는 내용이 서로 동기화되도록 하며, 상기 수신 측에서는 전송되어온 좌표에 포함된 영역이 검출되지 않았다면 전송할 데이터는 없는 것이므로 상기 텍스트 데이터의 복원을 수행할 필요가 없는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터베이스는 사용자 정보를 저장하는 사용자 정보 DB;
    교육자료 및 콘텐츠가 저장되는 교육자료 및 콘텐츠 DB; 및
    새로운 콘텐츠, 문제풀이, 발굴자료 및 이들의 조합이 저장되는 외부 콘텐츠 DB; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 원격대화 모듈의 상기 텍스트를 통한 대화에서 화이트 패드 공유는 교육자와 학습자 간 및 학습자 간에 인터렉티브한 상호 연결을 통해서 상기 화이트 패드 상에 펜으로 문제 풀이 과정, 코멘트, 보충 설명 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 정보를 실시간으로 압축 전송하여 상기 정보의 양을 줄이기 위한 것이고, 상기 화이트 패드는 클라우드 컴퓨팅 서버에서 소유하거나 각각의 개별 N 스크린 단말에서 소유하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 시스템.
  4. 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    클라우드 컴퓨팅 플랫폼의 서버가 복수의 N 스크린 단말로부터 네트워크를 통해 복수의 학습자에 대한 회원 가입을 지원하기 위해 초기 등록을 받는 단계;
    상기 등록된 학습자에 대해 선택된 과목과 학습 분야에 대한 학습능력 시험을 통해 자동으로 혹은 학습자 본인의 희망에 따라 상기 서버가 학습수준을 각각 권고 및 정하는 단계; 및
    상기 서버는 각 상기 학습자의 상기 권고 및 정해진 학습수준에 대한 정보를 데이터베이스에 저장하며, 상기 각 학습자에 의해서 일정 부분의 학습량이 성취되면 그 단계의 학습능력 시험을 시행하고, 그 평가에 따라 더 높은 단계 혹은 낮은 단계로 새로운 학습단계를 정하고, 이에 대한 정보를 데이터베이스에 갱신하는 단계; 를 포함하며,
    상기 서버는 교육자와 학습자 및 학습자와 학습자 간에 대화형 학습을 화이트 패드 공유를 통해서 지원하고, 상기 화이트 패드 공유는 서버 중심의 구조에서 개별 단말간의 동기를 맞추는 것이 없어도 동일한 전개 내용을 서로 다른 복수의 디바이스 화면에 자동으로 맞추어서 각 사용자 단말에서 볼 수 있고 또한 각 사용자가 디바이스를 변경하는 경우에도 끊김없이 볼 수 있으며, 화이트 패드에 전개되는 정보의 량을 줄이기 위해 매 전송 주기마다 사용자가 전개하는 팬의 궤적을 추적하여 상기 전송 주기 내에서 사용자가 전개한 영역을 결정한 후 해당 범위를 나타내는 좌표 정보와 상기 좌표에 포함된 텍스트 데이터만 압축하여 전송하고, 수신 측에서는 해당 영역의 정보만을 복원하여 화이트 패드에 상기 전송 주기마다 갱신함으로써, 전체 사용자의 N 스크린 단말 상에 전개되는 내용이 서로 동기화되도록 하며, 상기 수신 측에서는 전송되어온 좌표에 포함된 영역이 검출되지 않았다면 전송할 데이터는 없는 것이므로 상기 텍스트 데이터의 복원을 수행할 필요가 없는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 클라우드 컴퓨팅 플랫폼은 서버와 데이터베이스를 포함하여 구성되고,
    상기 서버는,
    교육자와 학습자를 분류하고, 학습자를 수준에 따라 분류하며, 또한 상기 학습자의 교육서비스 범위를 정해주는 운영모듈;
    상기 학습자에게 해당하는 교육 자료와 콘텐츠를 자동으로 제공하고, 클라우드 컴퓨팅에 기반하여 복수의 N 스크린 단말기 사이에서 끊김없이(seamless) 교육서비스를 제공하는 콘텐츠 제공 모듈;
    복수의 N 스크린 단말기에 대응하는 소프트웨어 애플리케이션을 제공하여 복수의 상기 N 스크린 단말기 상호 간 사용자인터페이스(UI: User Interface)와 콘텐츠를 정합하는 통신 애플리케이션 모듈; 및
    교육자와 학습자 및 학습자와 학습자 간에 실시간 및 비 실시간 방식으로 1:1, 1:N 및 N:N으로 음성, 화상 및 텍스트와 이들의 조합을 포함한 대화형 학습을 화이트 패드 공유를 통해서 지원하는 것을 포함하는 원격대화 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 데이터베이스는,
    사용자 정보를 저장하는 사용자 정보 DB;
    교육자료 및 콘텐츠가 저장되는 교육자료 및 콘텐츠 DB; 및
    새로운 콘텐츠, 문제풀이, 발굴자료 및 이들의 조합이 저장되는 외부 콘텐츠 DB; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 원격대화 모듈의 상기 텍스트를 통한 대화에서 화이트 패드 공유는 교육자와 학습자 간 및 학습자 간에 인터렉티브한 상호 연결을 통해서 상기 화이트 패드 상에 펜으로 문제 풀이 과정, 코멘트, 보충 설명 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 정보를 실시간으로 압축 전송하여 상기 정보의 양을 줄이기 위한 것이고, 상기 화이트 패드는 클라우드 컴퓨팅 서버에서 소유하거나 각각의 개별 N 스크린 단말에서 소유하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 학습수준은 교육자와 학습자가 접속할 수 있는 레벨과 학습자들 간 수준차에 의한 접속 레벨에 따라 정해지며, 교육자와 학습자들은 과목, 수준, 반 또는 이들의 조합에 의해 그룹핑되며, 교육자에게는 학습자들의 학습 정보를 열람할 수 있도록 할 수 있으나, 학습자 사이에는 상기 학습자 각자의 허용 여부에 따라 제한적으로 상기 열람이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 학습자에게는 선정된 수준에 따른 교육 진행시 해당하는 과제, 콘텐츠, 학습자료 및 이들의 조합을 포함한 자료를 받아볼 수 있도록 하는 기능을 제공하며, 상기 학습자료에서 자료의 소개와 목차에 대한 것은 마크-업 랭귀지(markup language)로 작성될 수 있으나, 그 밖의 자료는 파워포인트 및 워드와 같은 문서작성 툴로 작성될 수 있는 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 학습자에게는 자신의 질문을 그룹 공개 또는 비공개로 상기 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 상의 공유 저장소에 올려놓을 수 있도록 할 수 있으며, 상기 질문에 대해서 상기 교육자와 학습자들에게 답변에 참여할 수 있도록 하고, 상기 화이트 패드를 통해 실시간으로 학습지도 및 학습정보의 공유가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 클라우드 컴퓨팅 기반 N 스크린 스마트 교육 방법.
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