사례기반추론(CBR)이란? ② 문제해결과정 및 구성요소

안녕하세요 에듀몬입니다. 지난 시간에는 이전의 사례들을 현재의 문제 상황에 적용, 수정, 분석하는 상호작용을 통하여 새로운 해결책을 만들어내고 사례들을 쌓아가는 사례기반추론(CBR)의 개념과 특징에 대해 알아보았습니다. 이번 시간에는 사례기반추론(CBR)의 문제해결과정 및 구성요소에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 사례기반추론(CBR)의 문제해결과정

 

  사례기반추론 방법이 처리해야 하는 주요 과제는 현재 문제 상황을 파악하고, 새로운 문제와 유사한 과거 사례를 찾아, 이 사례를 사용하여 현재 문제에 대한 해결책을 제안하고, 해결책을 평가하고, 이러한 경험을 통해 시스템을 업데이트하는 것입니다. 이는 현재 성공된 문제는 미래에 유사한 문제를 해결하기 위해서 저장되고, 실패하더라도 같은 실수를 피하고자 실패의 원인을 점검하는데 이러한 모든 과정은 경험으로 축적되는 것입니다. 사례기반추론에서 ‘사례’는 일반적으로 ‘문제 상황’을 의미합니다. 문제 상황이란 현재 상태와 목표 상태 간의 간격이 발생한 것을 말하며 이러한 간격이 생기면 인간은 문제 상태를 벗어나려고 합니다.

  현재 직면하고 있는 문제와 가장 유사성을 띠고 있는 경험 사례가 있고, 그 문제를 성공적으로 해결한 A의 사례 방안이 있다면 문제 상황에 알맞도록 과거 경험 사례의 해결방안을 수정하여 현재의 문제 상황에 적용하여 문제를 해결합니다. 이러한 문제해결의 과정에서 새로운 문제 상황을 설명하기 위해 오래된 사례를 사용하며 가장 유사한 사례가 문제의 해결책이 되는 것입니다.

  일반적으로 사례기반 방법은 단일 영역(single-domain) 사례에 대한 색인화나 매칭 전략에 중점을 두지만 사례기반추론에서는 다른 영역의 과거 사례를 기반으로 새로운 문제를 해결하는 방법을 특성화하는데도 종종 사용된다는 점에서 차이점이 있습니다.

 

 

 

 

2. 사례기반추론(CBR)의 구성요소

 

  사례기반추론의 과정은 검색(retrieve), 재사용(reuse), 수정(revise), 저장 (retain)의 절차로 구성되어있습니다. 검색과정에서는 문제를 해결하는데 사용할 수 있는 이전 사례들을 검색합니다. 검색된 사례는 재사용 단계에서 사용하게 되며 사용에 적절하지 않을 때에는 검색된 사례를 상황에 맞게 직접 변경할 수 있습니다. 다음으로 도출된 사례는 저장 단계에서 최종적으로 저장되어 새로운 사례 및 경험이 생성되는 것입니다.

 

 1) 검색(retrieve)

  

  검색 과정은 문제 상황과 유사한 과거의 사례들을 사례 베이스로부터 추출하는 것을 의미합니다. 즉, 학습자는 문제 상황을 해결하기 위하여 사례, 경험이 모여 있는 사례 베이스로부터 현재 문제 상황과 비슷한 사례를 선정합니다. 문제 상황과 사례가 유사할수록 문제 상황을 해결하는데 쉽다는 것이 기본 가정이지만 최근의 연구에서는 점차 유사성 기반에서 벗어난 다양한 접근 방식에 관한 연구도 이루어지고 있습니다.

 

 2) 재사용(reuse)

 

  검색 과정에서 선정된 사례는 문제 상황을 해결할 수 있도록 필요한 정보를 파악하여 이용하는 재사용 과정을 거칩니다. 선정된 사례가 현재 문제 상황에 적용 가능할 경우 사례는 수정되지 않고 사용될 것입니다. 선정된 유사한 사례와 직면한 문제의 유사도가 높을수록 재사용의 확률이 높아지며 적절한 해결법을 포함하고 있을 가능성이 커집니다. 그러나 선정된 사례가 문제 상황을 해결하는데 간극이 발생한다면 재사용이 어려워집니다. 이러면 사례를 재구조, 재조정해야 합니다.

 

 3) 수정(revise)

 

  검색 과정에서 선정된 사례가 현재 문제 상황을 해결하는 데 효과적이지 못할 경우, 사례를 문제 해결에 적합하도록 수정작업이 이루어지게 됩니다. 재사용한 사례가 현재 문제와 다르면 다를수록, 문제 해결에 적용한 결과가 실망스럽거나 실패한 경우에 수정의 폭이 커집니다. 즉, 재사용 사례들의 내용이 새로운 문제 상황에 잘 적용하도록 조정되며 적응되는 과정이 일어납니다.

 

 4) 저장(retain)

 

  저장에서는 재사용 단계에서 성공적으로 적용된 사례나, 수정의 단계를 거쳐 새롭게 생성된 사례들이 최종적으로 사례 베이스에 저장되는 단계입니다. 이렇게 저장된 사례들은 개인의 지식과 경험이 되는 것입니다. 기존 사례의 해결방법이 수정된 해결방법보다 문제해결에 적절한지, 적절하지 않은지 혹은 문제해결에 실패 했는지와 같은 내용이 문제의 성격이나 해결방안과 함께 추론자의 개인별 기준에 따라서 조직화한 후 저장됩니다. 이러한 과정을 통하여 저장된 사례들은 학습자가 향후 새로운 문제 상황에 직면하였을 때 이용될 수 있을 것입니다.

 

 

※ 참고문헌: 사례기반추론(CBR)을 활용한 초등 환경사 교육프로그램 방안(김진아, 2021)