Transcript 기억 학습

뇌신경정보학연구사업
기억 및 학습
2002년 11월 15일
전남대학교
박태진
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.
2
김명원
숭실대학교
박태진
전남대학교
직급별 참여연구원
책임급
선임급
원
급
기
타
2
1
13
0
명
명
명
명
계
16
명
소속기관별 참여연구원
출 연(연)
국공립(연)
대
학
산 업 계
기
타
계
기억학습
협동학습
박태진
전남대학교
정혜선
한림대학교
직급별 참여연구원
직급별 참여연구원
책임급
선임급
원
급
기
타
1
1
10
0
명
명
명
명
책임급
선임급
원
급
기
타
1
0
3
0
명
명
명
명
계
12
명
계
4
명
소속기관별 참여연구원
출 연(연)
국공립(연)
대
학
산 업 계
기
타
계
명
명
12 명
명
12 명
명
명
16 명
명
16 명
소속기관별 참여연구원
출 연(연)
국공립(연)
대
학
산 업 계
기
타
계
4
명
명
명
명
4
명
3
전체 과제 연구 계획
1 차년도
2 차년도
3 차년도
추론/학습기술 연구
• 뇌기억 부호화/인출
상호작용 및 효율성
• 학습환경 분석
• 기억 인지신경기전
연구
• 기억전략모형 개발
• 교수 가능 에이전트
개발
• 협동학습 기전 연구
• 다중기억체계 모형 및
기억증진 모형 구축
• 학습환경 모델링 및
교수가능 에이전트
실용화
정보탐색기술 연구
4
기억/학습 연구체계도
감각양상
단어/그림
인
지
조
작
전전두
피질
내측두영역
측두피질
해마
암묵기억
외현기억
기
억
검
사
부호화
기억상승기전
부호화/인출
상호작용기전
인출
기억감퇴
(노화)기전
다중기억체계
일화기억
두정피질
부호화/인출
인지신경 모형
기억증진모형
다중기억체계
기반
기억노화
시각피질
개념표상
의미기억
협동학습
기전
명제표상
사용자
행동패턴
도식
사용자
협동학습,
교수가능
에이전트 모델링
컴퓨터 기반
5
기억 학습
2차년도 세부과제 연구목표



기억전략 및 기억 인지신경기전 연구

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
6
기억전략 연구
기억전략과 학습유형에 따른 기억효과
 연구목표: 기억전략과 학습유형에 따른 기억효과 및
학습유형
(시각/언어)
학습재료
(그림/글)
좌/우 뇌 활성화패턴 연구
 연구내용1: 기억전략과 학습유형간 상호작용이 학습효과에
기억 학습
효과
미치는 영향 실험
 기억전략: 심층전략/표면전략
학습유형: 시각형/언어형
기억전략
좌/우 뇌
(심층/표층)
 기억검사: 암묵기억검사/외현기억검사
활성화패턴
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
7
기억 인지신경기전 연구
간격효과의 인지신경기전
연구목표: 기억인출 정확성의 전기생리신호 및 뇌 신경상관물 규명
연구내용1: 간격효과에 따른 정확인출 및 인출부담의
760
740
msec




ERP 실험
부호화: 반복제시간격 조작
기억검사: 재인기억검사+확신도평정
반응속도/정확성 측정 및 분석
ERP측정(19개소) 및 분석: P300 진폭 및 잠재기
조건별 반응속도
640
620
600
 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
720
700
680
660
Lag6
Lag0
1회제시
고확신-정확재인
비제시
고확신-정확기각
조건별 정반응율
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
Lag6
Lag0
1회제시
고확신-정확재인
비제시
고확신-정확기각
8
교수 가능 에이전트 개발
교수가능 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
9
 개발 중인 TA의 특성I
 개발 중인 TA의 특성II
 다양한 상호작용 활동 유도
 TA와 ITS 결합
• 다양한 유형의 Q/A
• tutor와 tutee 역할
• 다양한 피이드백 제공 (TA & 학습자)
 Tutor가 지니는 인지적 부담 최소화
• 상호작용 인터페이스 제공
• 다양한 보조 도구 사용
• 강화체계 도입
• 풍부한 Resource 제공
• Teaching 단계/기술/전략 cue 제시
• 다른 학습자와의 상호작용
 학습자의 선택 및 자율성 확대
 TA를 slow learner로 설정
• TA의 identity 구성
• 느린 이해
• 교수 목표 설정
• 많지만 다양한 질문
• Smart Teaching tool 선택
• 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
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개발 중인 TA Prototype
학습목표
가르치기 전략
나: 안녕, 명랑~ 반가워~
명랑: 선생님~ 안녕하세요!!!
나: 오늘은 아주 재미있는 것을 배워보자꾸나
명랑: 와~~ 신난다!! 무엇인데요????
Smart tool
교사모임
11
협동학습 기전 연구
협동학습 상호작용기전 연구
 연구목표: 협동학습에서 상호작용이 기억과
 Dam건설에 관한 개념적 지식 측정
 Dam건설에 대한 찬반 토론
 상호작용 조작:
- 개인학습
- Unprompted collaborative learning
- Prompted collaborative learning
 연구의의:
 상호작용 기전 파악
 상호작용을 기반으로 하는 학습시스템의
설계와 평가
개인
개인 인지과정
의견 변화의 양
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
 연구결과:
 상호작용 유형 분석
- Face-to face 협동학습유형 분석
 메시지보드상의 분석(예정)
공유 인지과정
개인
학습에 미치는 영향 규명
 협동학습 상황에서 대인간 상호작용
 컴퓨터를 통한 상호작용
 컴퓨터와의 상호작용
 연구내용:
Computer & 도구
Individual
Unprompted
Prompted
학습 문장에 포함되지 않은 내용의 학습
3
2.5
2
Pre
Post
1.5
1
0.5
0
Individual
Unprompted
Prompted
12
기억/학습 2단계 연차별 목표 및 연구내용
1차년도



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
13
기억/학습 세부과제내 연계도
1 차년도
(2001)
기억상승 경계조건 및
기억전략 연구
2 차년도
(2002)
기억전략 연구 및 기억전략훈
련 초벌모형 개발
3 차년도
(2003)
기억인출, 처리전략 모형 및
기억증진 모형 개발
부호화/인출 상호작용 기전
및 기억감퇴요인 연구
다중기억체계
인지신경 기전
협동학습 학습기전 및
인터넷 사용자 행동 자료
수집 및 정리 연구
협동학습 기전 및
교수가능에이전트 초벌모형 개발
협동학습 및 교수가능 에이전트 모델링
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예상결과 및 활용방안




기억전략과 학습유형간 상호작용 특성

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
15
세미나 개최 내용 및 일정
발표 내용
개최 일자
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)
-
1차 세미나
2차 세미나
(예정)
연구 중간성과 발표 및 평가
2002년 12월 중
3차 세미나
(예정)
연구 최종성과 발표 및 평가
2003년 4월 중
16