뇌신경정보학연구사업 기억 및 학습 2002년 11월 15일 전남대학교 박태진
기억/학습의 인지기전 및 신경기전을 규명하고 2차년도 연구 목표 기억/학습의 인지기전 및 신경기전을 규명하고 모형화를 시도하는데, 특히 기억 정보처리 및 기억전략 특성, 협동학습 원리를 밝히고 지능적 학습/교수 시스템 개발을 도모하며, 정보탐색기술과 추론/학습기술 연구의 기반자료를 제공함.
김명원 숭실대학교 박태진 전남대학교 직급별 참여연구원 책 임 급 2 명 선 임 급 1 명 원 급 13 명 기 타 0 명 계 16 명 소속기관별 참여연구원 출 연(연) 명 국공립(연) 명 대 학 16 명 산 업 계 명 기 타 계 16 명 기억학습 협동학습 박태진 전남대학교 정혜선 한림대학교 직급별 참여연구원 직급별 참여연구원 책 임 급 1 명 선 임 급 1 명 원 급 10 명 기 타 0 명 계 12 명 책 임 급 1 명 선 임 급 0 명 원 급 3 명 기 타 0 명 계 4 명 소속기관별 참여연구원 소속기관별 참여연구원 출 연(연) 명 국공립(연) 명 대 학 12 명 산 업 계 명 기 타 계 12 명 출 연(연) 명 국공립(연) 명 대 학 4 명 산 업 계 명 기 타 계 4 명
전체 과제 연구 계획 1 차년도 2 차년도 3 차년도 추론/학습기술 연구 정보탐색기술 연구 • 기억 인지신경기전 연구 • 기억전략모형 개발 • 교수 가능 에이전트 개발 • 협동학습 기전 연구 • 다중기억체계 모형 및 기억증진 모형 구축 • 학습환경 모델링 및 교수가능 에이전트 실용화 • 뇌기억 부호화/인출 상호작용 및 효율성 • 학습환경 분석 정보탐색기술 연구
기억/학습 연구체계도 감각양상 단어/그림 암묵기억 외현기억 전전두 피질 내측두영역 측두피질 해마 두정피질 시각피질 인지조작 기억검사 기억상승기전 부호화/인출 인지신경 모형 부호화/인출 상호작용기전 부호화 인출 기억감퇴 (노화)기전 기억증진모형 다중기억체계 다중기억체계 기반 일화기억 기억노화 의미기억 개념표상 협동학습 기전 협동학습, 교수가능 에이전트 모델링 명제표상 사용자 행동패턴 도식 컴퓨터 기반 사용자
2차년도 세부과제 연구목표 기억전략 및 기억 인지신경기전 연구 교수 가능 에이전트 개발 협동학습 기전 연구 기억 학습 기억전략 연구 다중기억체계 인지신경기전 연구 교수 가능 에이전트 개발 학습-교수활동 및 상호작용특성 규명 에이전트 학습알고리듬 및 피이드백 기법 개발 협동학습 기전 연구 상호작용기전 연구 메시지보드 사용 분석
기억전략과 학습유형에 따른 기억효과 기억전략 연구 연구목표: 기억전략과 학습유형에 따른 기억효과 및 기억 학습 효과 학습유형 (시각/언어) 기억전략 (심층/표층) 학습재료 (그림/글) 좌/우 뇌 활성화패턴 연구목표: 기억전략과 학습유형에 따른 기억효과 및 좌/우 뇌 활성화패턴 연구 연구내용1: 기억전략과 학습유형간 상호작용이 학습효과에 미치는 영향 실험 기억전략: 심층전략/표면전략 학습유형: 시각형/언어형 기억검사: 암묵기억검사/외현기억검사 상위인지검사: DRM패러다임, 상위유목 연구내용2: 학습유형, 학습재료, 기억전략에 따른 좌/우 뇌 활성화패턴 fMRI 실험 학습재료: 그림/글 연구내용3: 처리깊이, 작업기억 특성에 기초한 기억증진 전략 및 훈련 초벌모형 연구 연구의의 학습유형에 따른 기억전략효과 검증: 학습유형에 적절한 기억전략 개발의 필요성 제안 학습유형과 기억전략에 따른 뇌 사용영역 검증: 학습에 있어 개인 특유의 배경지식의 중요성 시사 작업기억 특성에 기초한 기억증진 전략 훈련 초벌모형 개발
간격효과의 인지신경기전 기억 인지신경기전 연구 연구목표: 기억인출 정확성의 전기생리신호 및 뇌 신경상관물 규명 연구내용1: 간격효과에 따른 정확인출 및 인출부담의 ERP 실험 부호화: 반복제시간격 조작 기억검사: 재인기억검사+확신도평정 반응속도/정확성 측정 및 분석 ERP측정(19개소) 및 분석: P300 진폭 및 잠재기 연구결과: 반응속도/정반응율: 고확신-정확재인에서 간격효과 확인 ERP자료 분석중 연구내용2: 간격효과의 뇌신경상관물 실험 event-fMRI 설계중 연구의의: 정확재인의 전기생리적 신호 검증: 인출 정확성의 변별적 전기생리신호 파악 간격효과의 기저 뇌구조물 검증: 결핍처리이론과 부호화변산성이론 비교
교수가능 에이전트 개발 교수 가능 에이전트 개발 연구목표: 학습-교수활동 상호작용특성 규명 및 에이전트의 학습 알고리듬과 피이드백 기법 개발 Learning by Teaching 학습자의 동기 유도 및 인지적 학습효과 학습전략 및 기술 습득과 전이 TA의 배경: self-explanation Collaborative Learning Situated Learning Anchored Instruction Distributed Cognition Reciprocal Teaching Intelligent Tutoring System Personalized systems of Instruction TA에서 학습자의 활동: Comprehension Explaining Organizing Summarizing Questioning Answering Revising Providing Feedback
개발 중인 TA의 특성II 개발 중인 TA의 특성I TA개발을 위한 기초 연구 TA와 ITS 결합 tutor와 tutee 역할 다양한 보조 도구 사용 풍부한 Resource 제공 Teaching 단계/기술/전략 cue 제시 학습자의 선택 및 자율성 확대 TA의 identity 구성 교수 목표 설정 Smart Teaching tool 선택 개발 중인 TA의 특성II 다양한 상호작용 활동 유도 다양한 유형의 Q/A 다양한 피이드백 제공 (TA & 학습자) 상호작용 인터페이스 제공 강화체계 도입 다른 학습자와의 상호작용 TA를 slow learner로 설정 느린 이해 많지만 다양한 질문 오개념 혹은 잘못된 mental model 제시 TA의 활용 동기가 낮은 학습자에 초점 학교 수업과 연결 기본적 teaching skill 훈련 학습자의 자율성/통제권 네트워크 활용 Team-teaching Best TA Competition TA개발을 위한 기초 연구 Peer-tutoring 과정에서의 protocol 분석 설명 과정 질문/응답 과정 피이드백 유형 Concept map의 유형 구분과 효과 측정 인지적 효과 전이 효과 교수 내용 분석 TA 설계
개발 중인 TA Prototype 배우기 교사모임 가르치기 학습목표 가르치기 전략 Smart tool 학습자료 질문/답하기 나: 안녕, 명랑~ 반가워~ 명랑: 선생님~ 안녕하세요!!! 나: 오늘은 아주 재미있는 것을 배워보자꾸나 명랑: 와~~ 신난다!! 무엇인데요???? 학습목표 가르치기 전략 Smart tool 학습자료 배우기 질문/답하기 실력을 볼까요?
협동학습 상호작용기전 연구 협동학습 기전 연구 연구목표: 협동학습에서 상호작용이 기억과 연구내용: 연구결과: 연구의의: 개인 Computer & 도구 개인 인지과정 공유 인지과정 연구목표: 협동학습에서 상호작용이 기억과 학습에 미치는 영향 규명 협동학습 상황에서 대인간 상호작용 컴퓨터를 통한 상호작용 컴퓨터와의 상호작용 연구내용: Dam건설에 관한 개념적 지식 측정 Dam건설에 대한 찬반 토론 상호작용 조작: - 개인학습 - Unprompted collaborative learning - Prompted collaborative learning 연구결과: 상호작용 유형 분석 - Face-to face 협동학습유형 분석 메시지보드상의 분석(예정) 연구의의: 상호작용 기전 파악 상호작용을 기반으로 하는 학습시스템의 설계와 평가
1차년도 2차년도 3차년도 기억/학습 2단계 연차별 목표 및 연구내용 기억상승작용의 경계조건 및 정교화 기억전략 연구 부호화/인출 상호작용 기전 및 기억감퇴의 기초요인 연구 Face-to-face 협동학습 기전 및 인터넷사용자 행동 자료 수집 및 정리 연구 2차년도 기억전략 연구 및 기억훈련 초벌 모형 개발 다중 기억체계 인지신경기전 연구 협동학습기전 연구 및 교수 가능 에이전트 개발 3차년도 기억상승 인출 모형 및 기억증진 모형 구축 최적 기억수행 모형 개발 협동학습 및 교수 가능 에이전트 모델링
부호화/인출 상호작용 기전 및 기억감퇴요인 연구 기억/학습 세부과제내 연계도 기억상승 경계조건 및 기억전략 연구 부호화/인출 상호작용 기전 및 기억감퇴요인 연구 협동학습 학습기전 및 인터넷 사용자 행동 자료 수집 및 정리 연구 기억전략 연구 및 기억전략훈련 초벌모형 개발 다중기억체계 인지신경 기전 협동학습 기전 및 교수가능에이전트 초벌모형 개발 기억인출, 처리전략 모형 및 기억증진 모형 개발 1 차년도 (2001) 2 차년도 (2002) 3 차년도 (2003) 협동학습 및 교수가능 에이전트 모델링
예상결과 및 활용방안 기억전략과 학습유형간 상호작용 특성 일화기억 인출의 인지신경기전 기억증진전략 모형 구축을 위한 기반 자료 제공 학습유형에 적절한 기억전략 개발에 활용 일화기억 인출의 인지신경기전 기억인출 정확성과 인출부담을 고려한 인지신경모형 구축 기억증진모형 구축을 위한 기반자료 제공 학습-교수활동 및 협동학습상황의 상호작용 특성 상호작용 기반의 학습시스템 설계 및 평가 교수가능 에이전트 개발 기억/학습의 인지신경 모형 추론과 정보탐색을 위한 지식표현 및 인출, 정보 분석/분류 등에 활용
세미나 개최 내용 및 일정 1차 세미나 기억전략의 개인차 진단 간격효과의 인지신경기전 발표 내용 개최 일자 1차 세미나 기억전략의 개인차 진단 간격효과의 인지신경기전 교수가능 에이전트 데모 버젼 시연 및 소개 교수가능 에이젼트의 설계: 인지/동기 측면에서의 효과 타인을 통한 학습 2002년 9월 13일 (성균관대) 2차 세미나 (예정) 연구 중간성과 발표 및 평가 2002년 12월 중 3차 세미나 연구 최종성과 발표 및 평가 2003년 4월 중