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다중양식 학습분석의 교육적 활용 방안 탐색
과학 분야에서 천체망원경, 전자현미경, 유전자가위 등의 기술이 새로운 과학 지식의 발견에 기여하였던 것처럼 교육학 분야에서도 학습 현상을 보다 과학적이고 체계적으로 연구할 수 있는 도구를 개발할 필요가 있다. 최근에 등장한 다중양식 학습분석(multimodal learning analytics)은 다양한 데이터(비디오, 웹로그, 두뇌 활동, 심박변이 등)를 활용하여 실제적인 학습환경에서 학습 현상을 면밀히 분석하고자 합니다. 이 연구에서는 다중양식 학습분석에 대한 선행연구를 체계적으로 검토하고 온라인 학습 맥락에서 구성적 학습(constructive learning) 활동이 유의미 학습에 어떠한 영향을 미치는지를 다중양식 학습분석에 기반하여 탐구합니다. 학습에 몰입하는 정도를 얼굴표정, 심박변이, 피부 전기전도, 두뇌 활동(fNIRS) 등을 이용해서 측정함으로써 구성적 학습의 효과와 개인차를 과학적으로 분석하고자 합니다. 이 연구는 향후 인공지능과 빅데이터 기반의 맞춤형 학습환경을 설계하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것입니다.
연구원: 조영환, 함윤희, 이한솔, 김혜은(서울대학교)
연구지원: 서울대학교(2020. 5. - 2021. 4.)
멀티모달 데이터 기반 학생 종단 연구(1,2,3차년도)
최근 디지털 기술의 발전으로 청소년들의 생활과 학습 환경이 급격히 변화하고 있습니다. 이러한 변화 속에서 청소년들이 건강하게 성장하고 필요한 역량을 갖추기 위해서는 그들의 발달 과정을 깊이 있게 이해하는 것이 매우 중요합니다. 본 연구는 청소년들의 전인적 성장을 이해하기 위해, 초기 청소년기(초6~중2) 학생들의 다양한 특성과 발달 단계를 종합적으로 살펴보고자 합니다. 기존의 단편적인 연구 방식에서 벗어나, 뇌파, 영상, 인터넷 사용 기록, 심리 상태 등 다양한 데이터를 통합적으로 분석함으로써 디지털 시대를 살아가는 청소년들의 학습과 발달 과정을 다각도에서 이해하고자 합니다. 이 연구는 디지털 시대를 살아가는 청소년들의 발달 특성을 종합적으로 이해함으로써, 미래 교육 설계에 실질적인 시사점을 제공할 것으로 기대됩니다.
연구원: 조영환, 강준호, 권가진, 문효열, 이경미, 하민수(서울대학교), 한정윤(서울시립대학교), 김미송(University of Western Ontario), 김혜은(PM), 신부경, 박소미, 강민주, 김안나, 이규민, 조연우, 김영득, 김승범, 박재연, 김상윤, 이소정, 김경태, 이상의, 신선영, 김지은(서울대학교)
연구지원: 서울대학교 (2024. 5. ~ 2027. 2.)
인공지능 기반 영어교육 어플리케이션의 교육 효과 검증(1차년도)
인공지능 기반 어플리케이션이 영어교육을 포함한 다양한 교과교육에 활용되고 있으며 앞으로 더 증가할 것으로 예상됩니다. 그럼에도 불구하고 인공지능 기반 교육 어플리케이션의 효과에 대한 연구는 부족한 실정입니다. 그 이유 중의 하나는 인공지능 기반 교육 어플리케이션을 어떻게 평가해야 하는지에 대한 연구가 부족하기 때문입니다. 1차 연구는 선행문헌 검토를 통해서 인공지능 어플리케이션의 교육적 효과를 평가하는 프레임워크를 개발하고 뤼이드 튜터(산타토익)라는 어플리케이션에 적용하여 그 타당성을 검토하고자 합니다. 뤼이드 튜터는 학습자의 토익성적을 단시간에 효율적으로 올려줄 수 있는 어플리케이션으로 많이 알려져 있지만 학습자의 진정한 영어 실력(예: 커뮤니케이션 스킬) 향상에 얼마나 효과적인지에 대한 연구는 부족합니다. 이 연구에서 개발하는 평가 프레임워크는 영어교육 이외의 다양한 인공지능 기반 교육 어플리케이션을 평가하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것입니다. 한편으로, 인공지능 기반 앱으로 영어를 공부하는 것이 학원에서 공부하거나 혼자서 책으로 공부하는 것보다 더 효과적일까요? 만약 더 효과적이라면 그 이유는 무엇일까요? 2차 연구에서는 이러한 질문에 답하기 위해서 인공지능 기반 영어교육 앱의 학습 효과에 대한 실험연구를 실시합니다. 그리고 인공지능 기반 앱으로 공부할 때 누가 더 학습을 잘하는지, 학습과정의 어떤 활동이 학습결과를 효과적으로 예측할 수 있는지를 연구합니다. 특히, 학습과정에서 웹로그, 얼굴 표정, 생리심리 데이터 등을 수집하여 인공지능 기반 영어학습의 인지적, 메타인지적, 정서적 측면을 다각도로 분석할 계획입니다.
연구원: 조영환, 이현경, 한예진, 김형조, 김혜은, 김우연 (서울대학교)
연구지원: (주)뤼이드(2021. 12. - 2022. 6)
인간-AI 협력 역량 향상을 위한 진단도구와 맞춤형 수업모형 개발(2,3차년도)
최근에 인간처럼 생각하고 행동하는 인공지능이 많이 등장하고 있고, 의료, 법률, 경영, 교육, 예술 등의 분야에서 인공지능과 협력하는 경우가 점차 증가하고 있습니다. 그렇기 때문에 인공지능 리터러시 교육에서 프로그래밍 기술을 가르치는 것도 중요하지만 어떻게 하면 인공지능과 더불어 살아갈 수 있는지를 가르치는 것도 매우 중요합니다. 본 연구는 인공지능과 협력하기 위해서 인간에게 필요한 역량에 무엇이 있는지를 정의하고 해당 역량을 향상시키기 위한 수업과 평가방법을 개발하고자 합니다. 한국연구재단으로부터 2022년부터 3년 동안 인문사회분야 중견연구자지원을 받게 되었습니다. 미래 사회에서 인공지능과 협력하는 것은 모든 사람에게 필요한 핵심 역량이라는 점에서 이 연구는 교육계에 많은 시사점을 줄 것입니다.
연구원: 조영환, 김혜은(PM), 신부경, 한예원, 손연오, 강민주(서울대학교)
연구지원: 한국연구재단 (2022. 7. ~ 2025. 6.)
인공지능(AI) 기반의 대학교육 혁신 방안
급변하는 인공지능 시대에 맞춰 대학 교육의 전면적인 혁신이 요구되고 있으나, 기존의 추상적인 가이드라인은 기술 발전 속도와 현장의 혼란을 해소하기에 역부족입니다. 이에 본 연구는 인공지능과 학습과학 분야의 전문성 및 대학 구성원들의 다양한 관점을 종합하여, 교육목표부터 인프라까지 다각적인 쟁점을 분석하고 합리적인 활용 방안을 모색하고자 합니다. 궁극적으로는 교원과 학생이 현장에서 즉시 적용할 수 있는 구체적인 실행 가이드라인을 개발하고, 미래 융합 인재 양성을 위한 대학 교육의 새로운 비전과 실천적 로드맵을 제시할 것입니다.
연구원: 조영환, 김혜은(PM), 추영선, 이서연, 김예성(서울대학교)
연구지원: 서울대학교 대학혁신센터 (2025. 12. ~ 2026. 5.)
솔라스쿨 활용 교육 지원 사업
한-아프리카 교원 학습 공동체 프로그램 구성 및 운영 참여
연구지원: 한국교육학술정보원 (2022. 9. ~ 2022. 12.)
유니세프 한국위원회 - 유스클럽
세계시민교육 프로그램 기획 및 운영, 몽골 지구촌 캠프 운영 지원 등
기관: 유니세프 한국위원회 (2011. 4. ~ 2013. 2.)