본 연구에서는 게임 영상과 같은 생성된 영상으로부터 물체를 인식하는 심층 학습 기반 모델의 성능을 향상 시키는 방법을 제시한다. 특히, 실제 영상으로 훈련된 물체 인식 모델에 대해서 게임 영상으로 추가 훈련을 수행함으로써 물체 인식 성능이 향상됨을 검증한다. 본 연구에서는 심층 학습 기반의 물체 인식 모델들 중에서 가장 널리 사용되는 YoloV2 모델을 이용한다. 이 모델에 대해서 8 종류의 다양한 게임에서 샘플링한 160장의 게임 영상을 적용해서 물체 인식 모델을 다시 훈련하고, IoU와 정확도를 측정해서 본 연구에서 주장하는 게임 영상을 이용한 훈련이 효과적임을 입증한다.

본 논문에서는 생성 모델로 색칠하기 게임에서 사용 가능하도록 임의의 선화와 원하는 컬러링 스타일을 입력하면 자동으로 컬러링 영상을 생성하는 신경망 모델인 FillingGAN을 제안한다. 제안된 모델은 스타일 영상의 특징을 추출하는 오토 인코더 구조의 모듈과 추출된 스타일 영상의 특징을 선화에 적용해서 이미지를 생성하는 GAN 모델로 구성된다. GAN 모델은 선화에서 추출된 구조와 스타일 영상에서 추출된 색 정보를 이용해서 채색 영상을 생성하는 과정을 수행하며, 이를 위해서 선화의 구조와 스타일 영상의 색 정보를 유지하는 손실 함수를 설계한다. 우리의 모델은 선화의 고유한 특징을 보존하며 스타일이 적용된 이미지를 생성한다.

최근, 여러 분야에서의 AI가 빠르게 성장하였고 게임에서도 큰 발전이 있었다. 게임 AI에 대한 접근 방법은 여러 가지가 있다. 먼저 지도 학습 기반 접근 방법은 게임 플레이 데이터에서 학습하고, 플레이 행동을 흉내 낸다. 그러나, 지도 학습 기반 접근 방법은 입력 자질을 선형 조합하므로, 복잡한 문제에는 성능 향상에 한계가 있다. 선형 조합에 따른 성능 한계를 개선하기 위해, 딥 뉴럴 네트워크 기반 접근방법은 지역적 특성 및 전역적 특성을 개별적으로 각각 표현하기 위해 둘 이상의 뉴럴 네트워크를 사용한다. 그러나 딥 뉴럴 네트워크 기반 접근방법은 충분한 학습 집합이 필요하다. 학습 집합을 준비해야 하는 부담을 줄이기 위해서, 강화 학습 기반 접근 방식은 Agent가 먼저 Action을 하고 이에 따른 보상을 분석하여 학습한다. 즉, 이 접근방법은 Agent가 최대 보상을 받도록 학습한다. 본 논문에서는 강화 학습을 통해 여러 게임에서 학습하는 AI를 제안한다. 제안하는 AI 모델은 개별 게임에서 Local Agent가 플레이하고, 여러 Local Agent에서 Global Agent를 학습한다. 실험 결과, 한 게임에서 학습한 Agent는 학습했던 게임에서는 우수한 성능을 보여주었지만, 새로운 게임에서는 성능이 떨어졌다. 반면에, 두 게임에서 학습한 제안하는 Agent는 학습한 게임과 새로운 게임 모두에서 잘 적응했다.

모바일 게임 시장이 스마트폰 중심으로 변화되기 시작하면서 모바일 게임에서는 오토 플레이 시스템이 적용되기 시작하였다. 오토플레이 시스템은 버튼 한번으로 게임을 자동으로 진행하는 시스템 이며 현재 거의 대부분의 모바일 게임에서 적용되었고 PC게임에서 까지 이러한 시스템이 적용되고 있다. 하지만 이러한 오토 플레이 시스템의 성능은 매우 비효율적으로 행동하고 있으며 본 논문에서는 플레이어의 행동 패턴을 기반으로 학습한 인공지능을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 인공지능 모델은 플레이어가 게임을 진행하면서 게임 데이터와 플레이어가 입력한 버튼 값을 학습 데이터로 저장하고 학습데이터를 DNN(Deep Neural Network) 신경망 모델을 사용하여 학습하였다. 게임에서는 플레이어가 중복적으로 다른 버튼을 동시에 누르기 때문에 Output Layer를 다층으로 분류하여 학습을 진행했다. 본 논문 실험에서는 20명의 실험자들에게 제안하는 인공지능 모델을 사용함으로써 결과를 기록하였고 트랙을 일정하게 벽을 부딪치지 않고 달린 플레이어 데이터만 제대로 학습되어 결과를 얻을 수 있었고 그렇지 않은 플레이어의 데이터는 캐릭터가 제대로 이동하지 않아 결과 값을 얻을 수가 없었다. 또한 간단한 아케이드 게임을 만들어 강화학습과 비교하였으며 강화학습보다 성능은 좋지 않았지만 학습속도가 약 10배 빨랐다.

As mobile devices are becoming ubiquitous, more users encompassing different are groups are enjoying mobile games. There are two types of mobile games – games mandating a certain type of learning and games not requiring any sophisticated learning such as casual games. In this paper, we first define th the degree of learning and compare the acceptance of these two types of mobile games on two different ages groups, i.e., 2~30 age group and 40~50 age group. For this experiment, we recruited 20 users, 10 users per each group, and each participant responds to our survey after playing 15 games with different degrees of difficulty. Our survey results show that 1) both age groups are more engaged in popular games, 2) 20~50 age group is less engaged in brain-teasing games and social network games, 3) both age groups feel difficult as more learning is required, and 4) 20~30 age group quickly learns new games if those are similar to the games they played before.

On the knowledge based society is demanding for competent subjects who can create new knowledge and apply it as well as possess self-directed learning abilities. Even when it comes to instructing underachievers, changes in the systematic education program is being required. Underachievers show difference in learning ability with other students as their grade level increases and this leads to a decline in understanding about what is learned during class. Accordingly, this results in the loss of the desire to learn and is causing underachievement to become more serious. In this paper, arithmetic section was selected amongst all the other sections in an elementary mathematics textbook. In order to minimize the learning deficit of underachievers, recomposition was made with contents and stages appropriate for the instruction of underachievers to develop a self-directed learning model and implement the Scratch game program. As a result of applying the program of this study on underachievers who are in third grade of elementary school, it was analyzed that their competence of arithmetic operation was enhanced and that it also increased their level of interest about learning.

Recently the creative education is being discoursed actively for the primary and the secondary school in Korea. It makes students get the creativity and the alternative knowledge which is merged in the new solution for solving some problems that they can meet in their life. On the other hand, Game Based Learning (G-Learning) has been approved it's educational effects not only in Korea but also all over the world. This study tried to consider G-Learning as educational methods for improving the creativity. To put it concretely, the purpose of this study is inquiry useful strategies for designing the G-Learning considering factors for the creativity. There are many scholars who has been researching about the creativity factors such as Guilford, Torrance, Anderson or Clark and so on. This study inquired some strategies into the G-Learning considering creativity factors by Guilford and Torrance who had researched creativity factors for the primary and the secondary school students. For the game design theory, this study examined Whitton's one because he had reported one of the most comprehensive game design strategies. Finally, this study inquired game design strategies based on merging the creativity factors by Guilford with the game design strategies by Whitton. It suggests useful strategies for the game designer who are willing to develop some games for improving students' creativity directly or creativity strategies as necessary factors for the G-Learning.

This paper proposes an educational smartphone applicaiton which usages augmented reality and GPS on a smartphone to lead a learner's experience, and which provides games on cultural properties to keep the learner's interests. The proposed educational app is based on Keller's ARCS model system. To acquire knowledge through experience by using a GPS on a smartphone, the learner solves problems on cultural properties located in which the learner stays and thus the learner can keep her/his interest and increase her attention. Also, using augmented reality gives encouragement and rewards to the learner, increases her confidence and satisfaction, and helps her/him continue learning.

최근 새롭게 등장하고 있는 구성주의 학습이론들은 기존의 전통적인 학습이론이 제공하지 못하는, 차별화된 학습자 중심 학습을 위한 교수설계적 시사점을 제공하고 있다. 따라서 이러한 구성주의 학습이론들은 현재 정보화 사회의 테크놀로지를 기반으로 하는 학습자 중심 학습에 적절하고 효과적인 실천적 방안을 제시할 수 있다. 특히, 학습자 주도적인 테크놀로지의 활용과 학습자의 자발적 참여를 위한 오락적 요소가 충분히 반영된 환경으로서 교육용 게임은 게임세대라 할 수 있는 지금의 학습 세대에게 적합한 학습자 중심 학습 환경이다. 따라서 교육용 게임의 설계를 위한 관점으로 구성주의적 학습 이론의 특성을 고찰하면서 설계 원리에 대한 시사점을 도출하는 연구가 필요하다. 본 연구는 구성주의 학습이론으로서 최근 부각되고 있는 활동이론, 분산인지, 생태심리학의 관점에서 이론적 배경이자 실천적 방안으로 교육용 게임의 설계 원리에 대한 시사점을 도출하고자 한다. 이것은 향후 학습자 중심 학습을 위한 상황별, 유형별 교육용 게임의 설계 원리를 구체적으로 탐색하는 데에 이론적 기반 및 논의점이 될 수 있을 것으로 기대한다.

최근 구성주의 학습이론은 교육패러다임의 변화를 이론적으로 대변해 주고 실천적 대안을 제시해 줄 수 있는 교육에 있어서의 포스트모더니즘이라고도 불리며 객관주의에 상대되는 의미로 사용되기도 한다. 정보화 사회의 교육적 패러다임은 학습자 중심이다. 구성주의는 그러한 패러다임과 맥을 같이 함으로써 현재는 컴퓨터이용학습, 게임 기반학습, 교육용게임설계 등에 이론적 배경과 그 실천적 방안을 제시해주는 학습이론으로써 각광을 받고 있어 재미와 함께 교육성을 강조하는 교육용게임디자인연구에서도 연구가 필요하다. 이러한 구성주의 학습 이론을 고찰하고 사례를 살펴 결론적으로 시사점을 정리하여 체계적이고 교육성 있는 교육용 게임 디자인 연구 및 기획에 참고가 되고자 한다.

행맨, 크로스퍼즐, 매칭등과 같은 많은 영어 단어 학습용 게임들이 보드 형태 또는 컴퓨터 게 임 형태로 개발되었다. 이들 컴퓨터 게임 대부분은 전략형 게임 플레이를 채택하기에 이런 스 타일의 게임을 좋아하지 않는 학습자들에게는 게임의 고유 특성인 즐거움을 주는데 한계가 있 다. 본 논문에서는 청소년 및 성인 대상의 1인용 자동차 주행 게임을 중심으로 새로운 영어 단 어 암기를 위한 시스템을 제안한다. 본 시스템의 핵심인 자동차 주행 게임에서 학습자는 차를 운전하면서, 트랙 상에 아이템처럼 나타나는 영어 단어 텍스트와 충돌하여서 점수를 획득하게 된다. 학습자는 화면상에 노출된 영어 단어를 주행 중에 지속적으로 보면서, 영어 단어를 뇌리 에 새기게 된다. 우리의 실험 결과, 우리의 게임을 통한 영어 단어의 기억 효과는 만족할 수준 이고, 학습 도구로서의 본 시스템에 대한 만족도도 높았다. 또한 기본 영어 단어 학습용 게임들 이 이미 알고 있는 단어 대한 기억 강화에 적합하지만 우리의 게임은 새로운 단어 암기에도 사 용할 수 있다.

교육 현장에서 감정은 기억, 학습 성취, 동기부여에 있어 핵심적으로 중요한 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 초등학교 아동들을 대상으로 감정적 개입(emotional engagement)을 촉진하기 위해 기능성 게임을 학습 현장에서 활용할 수 있는지를 확인해보고자 하였다. 이를 위해 영어 학습용 기능성 게임 '워드 콜렉트리안'을 이용하여 탐색 연구를 진행하였다. 워드 콜렉트리안은 인터액션을 통한 단어의 동적 시각화와 맥락 영상의 제시를 통한 상황 인지, 완성된 단어의 배치를 통한 단어에 대한 애착 고취 등을 활용하여 아동들이 감정적으로 영단어 학습에 효과적으로 개입할 수 있도록 설계하였다. 1차 프로토타입을 활용한 기초 실험 결과 워드 콜렉트리안이 학습 효과와 감정 개입의 효과를 모두 불러일으킬 수 있는 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 음악게임을 활용한 음악 감상 교육의 효과 및 만족도를 살펴보았다. 이를 위해 경기도 G초등학교 4학년 남녀학생 107명을 대상으로 실험을 실시하였다. 연구결과 음악 게임을 활용한 수업이 음악 감상을 한 수업보다 학습평가와 학습몰입도에 있어서 높게 나타났고, 특히 만족도에서는 확연히 높은 결과가 나타났다. 또한 학습몰입도와 학습만족도는 학습평가에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 스마트 기기를 학교 정규 수업에 적용하여 학습 콘텐츠 설계 방향을 제시하는데 기여할 것으로 본다.

본 연구의 목적은 게임을 활용한 학습이 교육현장에서 교수-학습을 지원하는 방법으로 활용되기 위해 교사들의 인식을 조사하여 분석하는데 있다. 이는 게임기반학습의 확산을 위한 중요한 지표로 활용할 수 있을 것이다. 본 연구의 결과를 종합해보면, 첫째, 교사들이 게임을 사용하는데 있어 교육과정과 관련된 학습주제와 내용을 지닌 게임을 찾는데 어려움이 있다는 것이다. 둘째, 학습자의 다양한 수준에 따른 게임 활용 수업을 준비하는데 많은 시간이 소요된다는 것이다. 셋째, 교사가 게임을 수업에 활용하기 위해 관련기관에서 다양한 정보와 지침을 제공해야할 필요가 있다는 것이다. 마지막으로, 행-재정적인 지원이 체계적으로 이루어져야할 필요가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 초등학생의 알고리즘적 사고와 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 메타인지 전략을 가미한 게임 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 우선 Polya의 4단계 문제해결과정에 ‘예언’, ‘자기 평가’, ‘자기 강화’의 단계를 추가한 후 게임 프로그래밍 특성에 맞게 일부 수정하고 메타인지 전략을 가미하여 게임 프로그래밍 수업 모형을 설계하였다. 설계된 모형을 토대로 초중등 정보통신기술교육지침과 ACM의 K-12 컴퓨터교육과정 중 알고리즘과 프로그래밍 내용 요소를 참고하여 게임 프로그래밍 학습 내용을 구성하였다. 구성한 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 메타인지 전략을 활용한 게임 프로그래밍 학습은 초등학생의 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 최근 정보통신기술교육 운영지침의 개정으로 프로그래밍 교육과 알고리즘 교육이 초등학교에서도 필요하게 되었고 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수․학습 전략을 기반으로 한 게임 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다.

최근 e-러닝에서의 몰입 학습을 위해 게임의 재미(fun) 요소를 활용하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. 본 연구에서는 게임을 e-러닝에 접목시키는 본격적으로 시도에 앞서, 학습 전략으로서 게임의 효과성에 대한 이론과 관련 선행 연구를 분석하였다. 수용자가 게임에 몰입하는 이유로서 커뮤니티 속성, 빠른 피드백, 그리고 스토리텔링 요소가 제시되었다. 게임이 학습에 미치는 효과는 개별학습의 경우는 인지유연성 이론, 구조주의학습이론, 성찰적 실천 이론에 의해서, 협력학습의 경우는 사회문화적 구성주의와 상황주의 이론에 의해서 설명될 수 있었다. 각 이론적 관점별로 관련 선행연구 사례 분석을 통해 이러한 이론적 관점들의 타당성이 확인되었다. 이러한 분석 결과, 게임이 갖고 있는 몰입 학습의 장치들이 정규 교육 또는 e-러닝과 접목되기 위해서는 수업 설계 전략이나 동기 전략에 대한 연구 이전에, 보다 근본적인 차원에서 학습을 보는 패러다임의 변화와 입시 중심, 분과 교과 중심의 전통적인 교육 체제의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.