주요연구성과

『AI 기반 융합교육의 이론과 실천』(2024.03.). 동문사. ◎ ‘AI 기반 융합교육’을 주제로 ‘인공지능과 학교교육,’ ‘융합지식과 인공지능 기반 학습의 원리,’ ‘디지털 기반 학습환경과 학습 심리,’ ‘컴퓨팅 사고력 함양을 위한 융합수업 설계의 이론과 실천,’ ‘생성형 인공지능을 활용한 교수학습법,’ ‘학업성취도 예측에서 통계분석과 머신러닝의 차이’에 대해 탐색한 학술저서. 연구팀 소속 공동연구원들이 AI 기반 융합교육에 대해 교육과정, 학습심리, 통계 등을 통해 다각도로 접근하였음.

생성형 AI의 등장과 음악 창작 환경의 변화 (미래음악교육연구, 2024.03.) ◎ 최근 생성형 인공지능(AI)의 등장은 음악 창작 활동과 산업 생태계에 근본적인 변화를 가져왔다. 본 연구는 생성형 AI 기술이 음악 창작에 미친 영향을 기존의 MIDI 기술, AI 음악 향상기와 비교하여 그 특징과 기술적 요소, 그리고 음악 창작에 미치는 영향을 분석하였다. 본고의 구체적 연구 문제는 다음과 같다: 첫째, 음악 창작을 보조하는 기술적 툴의 등장에 따라작곡 환경은 어떻게 변화해왔는가?, 둘째, 기존의 AI 음악 향상기와 최근의 생성형 AI 기반음악은 어떤 차별성을 갖고 있는가?, 셋째, 생성형 AI를 기반으로 한 음악 창작의 특징과 효과, 그리고 미래 전망은 어떠한가? 연구 결과 인공지능의 발전은 다양한 알고리즘을 활용하여더 효율적인 음악 창작 및 편집 기능을 제공하게 되었으며, AI 기반의 음악 향상기는 다양한음악 제작 툴을 통해 음악의 품질을 향상시켜 왔다. 하지만 대규모 언어모델과 딥 러닝 알고리즘을 바탕으로 한 생성형 AI 기술로 인해, 일반인들도 보다 쉽게 창의적인 음악을 쉽게 생성할 수 있게 됨으로써, 보다 창의적이고 협력적인 음악 창작의 환경을 만들어주었다. 마지막으로 생성형 AI에 기반한 음악 창작으로 인한 윤리적 문제와 교육적 부작용을 논의하였다.

인공지능의 윤리적 자율성에 대한 초등학생의 인식 변화-Moral machine 활용 수업을 중심으로-(컴퓨터교육학회논문지, 2024.01.) ◎ 본 연구는 미디어를 통해 인공지능이 자율적 판단으로 비윤리적 행동을 하는 이미지를 비판 없이 수용한 초등학생에게 모럴 머신(Moral machine)을 활용한 수업이 인공지능의 윤리적 자율성에 대한 인식에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구의 목표는 다음과 같다. 첫째, 변형된 모럴 머신 활용 수업이 학생들의 인공지능의 윤리적 자율성에 대한 인식을 어떻게 변화시키는가, 둘째, 학생들의 인공지능에 대한 이해 수준과 윤리적 자율성에 대한 인식 사이에 관계성이 있는가, 셋째, 학생들의 인식 변화에 영향을 주는 효과적인 수업 형태는 무엇인가이다. 이를 위해 초등학생을 대상으로 인공지능 개념 수업, 변형된 모럴 머신 활용 수업, 그리고 토론 수업을 실시하였다. 연구 참여자들의 인공지능에 대한 이해 수준과 윤리적 자율성 인식 변화를 파악하기 위해 의미분별검사와 면담을 진행하였다. 연구 결과, 인공지능 이해도가 낮은 학생들은 수업을 통한 인식 변화가 거의 없었으며, 변형된 모럴 머신 활용 수업은 인공지능의 윤리적 자율성에 대한 인식을긍정적으로 변화시켰다. 모럴 머신 활용 수업 프로그램 중 학생들의 인식 변화에 효과적인 수업 형태는 토론이었다. 이러한 결과를 토대로,초등학생들의 인공지능에 대한 인식 변화를 위해 인공지능 이해도를 높이기 위한 수업과 토론 활동의 중요성을 제시하였다.

The Nature of AI Ethics Education in the Posthuman Era(열린교육연구, 2024.01.) ◎ In light of the development and widespread adoption of artificial intelligence (AI), ethical issuessurrounding AI have garnered significant attention in both academia and society. Consequently,this paper explores the theoretical foundations of AI ethics based on posthumanism and seeks tooutline directions for AI ethics education. The core research questions of this study are twofold:first, what are the theoretical foundations of posthuman ethics, and second, what are the practicalconsiderations and educational directions for posthuman AI ethics? The key conclusions of thispaper can be summarized as follows. Firstly, ethical challenges are increasingly important for AIdevelopers, emphasizing the need to establish supervisory systems that highlight ethical elementsand incorporate ethical considerations into algorithm design. Secondly, AI ethics education shouldencompass not only the ethical attitudes of human users but also the ethical roles of AI itself.Thirdly, fundamental ethical considerations related to societal changes in the posthuman era areessential now and in the future. This paper aims to stimulate discussions in academia andeducational settings by providing essential directions for AI ethics and education in anticipation ofa future posthuman society.

생성형 AI 기반 이미지 변환 툴의 활용성과 한계성, 그리고 디자인 교육에의 함의(컴퓨터교육학회논문지, 2023.09.) ◎ 본 연구는 최근 등장한 AI 기반 이미지 생성 도구가 컴퓨터 디자인 과업수행에 미치게 될 영향과 디자인 교육에 대한 시사점을 논의하고자 한다. 이를 위해 본고는 첫째, AI 기반 이미지 생성 기술 네 가지인 생성적 적대 신경망(GANs), 디퓨전(Diffusion), 이미지 분할 기술(SAM), 그리고 대규모 언어모델(LLM)을 기반으로 구현된 여덟 가지 AI 디자인 툴(PhotoRestore,DragGAN, StyleDrop, Dreamfusion, Lasco.ai, Cesium JS, Pictory.ai, VisionPro)의 기능성을 분석하였다. 둘째, 이러한 AI 기반디자인 툴이 디자인 유형별(2D 그래픽 디자인, 사용자 경험 디자인, 웹 디자인, 그리고 3D 모델링 및 애니메이션)로 어떤 활용성과 한계성을 가지는지 분석하였다. 분석결과 디자인 과업 수행 및 교육에 생성형 AI 기술이 도입되면 학습 자료의 시각적표현을 통한 학습 효과 증진, 텍스트를 이미지로 쉽게 변환하여 복잡한 개념의 시각화, 3D 모델로의 이미지 변환을 통한 복잡한 개념의 깊은 이해, 그리고 동영상 이미지나 객체 생성 기술을 통한 가상현실의 활용 등에 매우 유용하게 활용될 수 있음을알 수 있었다. 마지막으로, 이러한 생성형 AI 기술의 등장이 디자인 과업수행과 교육에 미치게 될 영향력과 유의사항에 대해논의하였다.

영어학습 플랫폼으로서의 ChatGPT 활용 방안(영상영어교육, 2023.08.) ◎ This paper aims to explore the potential of ChatGPT to serve as a comprehensive English learning platform forpublic school context by analyzing previous literature and current AI-based chatbots. To this end, the studyinvestigated the potential of ChatGPT through four research questions: First, what are the educational possibilitiesof English learning chatbots?; Second, what are the possibilities and limitations of English learning chatbots whenapplied in classroom lessons?; Third, how can ChatGPT be utilized in classroom lessons?; Fourth, how can ChatGPTbe utilized when applied to an intelligent adaptive learning model? The main conclusions of this discussion are asfollows: First, the capabilities of AI-based English learning chatbots rely on natural language processing abilities,conversation modeling, providing dynamic feedback to learners, and offering personalized learning experienceswhich are lack in existing AI chatbots. Second, conventional English learning chatbots have been utilized in schooleducation as free conversation apps, debate-specific bots, and integrated learning platforms. Third, ChatGPT hasthe potential to be integrated into a language learning platform and applied in formal learning environments. Finally,this paper proposes a plan to utilize ChatGPT in the context of an intelligent adaptive learning model.

The Structural Relationships among online class related factors, zoom fatigue, learning engagement, perceived achievement, and class satisfaction in university online classes.(Education and Information Technologies, 2024.04) ◎ The purpose of this study is to identify the structural relationships among onlineclass related factors, zoom fatigue, learning engagement, perceived achievement,and class satisfaction in a university distance learning context. The study analyzed265 responses from K University in Korea. The key findings of the study are first,situational factors of online class usage, personal factors of online class attitudes,agreeableness and conscientiousness, technical issue of environmental factors, andnon-verbal overload (cognitive) factors of interaction factors had significant effectson zoom fatigue. Second, personal characteristics directly affect the study’s outcomevariables, perceived achievement and class satisfaction in online classes. Third,online class attitude, agreeableness, conscientiousness, technical issue, and nonverbaloverload (cognitive) had significant indirect effects on perceived achievementand class satisfaction through the dual mediation of zoom fatigue and learningengagement. Fourth, zoom fatigue did not have a direct effect on perceived achievementand class satisfaction, but had a negative and significant effect on learningengagement, and learning engagement had a positive and significant direct effecton perceived achievement and class satisfaction. Fifth, learning engagement fullymediated the relationship between zoom fatigue, perceived achievement, and classsatisfaction. Zoom fatigue has a negative and significant effect on learning engagement,and learning engagement has a positive and significant effect on perceivedachievement and class satisfaction. Based on these findings, the study discussesimplications for university instructors on effective design and implementation ofreal-time video lectures and proposes avenues for future research, considering thestudy’s significance and limitations.

잠재계층분석(LCA)을 활용한 아동·청소년 사이버폭력 피해집단 유형 및 영향요인 분석.(청소년학연구, 2024.02.) ◎ 이 연구는 사이버폭력 피해 아동·청소년들이 피해 경험 이후 나타내는 증상을토대로 피해집단 유형을 구분하고, 이러한 피해집단 유형화에 영향을 미치는 요인들을 분석함으로써 아동·청소년의 사이버폭력 피해 예방 및 대응을 위한 효과적인 개입 방안을 모색하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 방송통신위원회와 한국지능정보사회진흥원의 「2022년 사이버폭력 실태조사」자료를 활용하여 분석을 수행한 결과 무위험집단, 학업·관계문제집단, 우울·불안집단, 고위험집단의 4개 피해집단 유형이 확인되었으며, 이러한 피해집단 유형화에는 개인적 요인(성별, 인터넷 이용시간)과 피해 관련 요인(폭력유형별 피해빈도, 가해자 유형, 가해자 수, 피해 지속기간)이 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 사이버폭력 피해예방 및 대응에 있어서 피해 학생의 주 증상 및 개인적 요인과 피해 관련 요인들을 고려한 차별화된 개입이 필요할 뿐 아니라 사이버폭력 피해 학생에 대한 조기스크리닝 절차 구축과 같은 체계적인 대응방안이 마련되어야 함을 시사하는 결과라 할 수 있다. 이상의 분석 결과를 바탕으로 연구의 함의와 제한점이 논의되었다.

초등학생 대상 AR/VR 활용 영어교육 효과: 메타분석.(청소년학연구, 2024.03.) ◎ 본 연구의 목적은 국내에서 초등학생을 대상으로 실시한 가상현실 활용 영어교육의 효과를 추정하고 실천적인 시사점을 도출하는 것이다. 2023년 9월 30일까지 국내에서 발표된 논문들을 탐색 및 분석 대상연구로 선정하였다. 초등학생, 영어, 가상현실, 증강현실, VR, AR의 주제어로 탐색한 논문 중 메타분석에 적합한총 9편의 연구를 선정하였고, 50개의 효과크기를 추출 및 분석하였다. 초등학생을 대상으로 한 가상현실 활용 영어교육의 전체 효과크기는 랜덤효과모형으로 추정했고, 표준화된 평균차이 효과크기로 .26 (.06~.46) 이었다. 결과 변인별로 인지적 영역은 0.37, 정의적 영역은 0.43으로 정의적 영역의 효과크기가 컸다. 인지적영역 중에서는 파닉스, 어휘력, 읽기 및 쓰기 순으로 효과크기가 컸고, 정의적 영역 중에서는 영어자신감, 만족도, 학습몰입 순이었다. 초등학생 3∼4학년(중학년)의 효과크기가 .63, 1∼2학년(저학년)은 .30, 5∼6학년은 0.20 순이었다. 학년별 집단차이가 통계적으로 유의하였다. 본 연구는 가상현실 활용 영어교육 교육과정운영을 위한 증거기반 실천의 기초자료를 제공하였다. 향후 양적 효과 메타분석과 더불어, 가상현실 관련 변인 메타분석, 질적연구 및 혼합연구 등 통합적인 연구가 필요함을 연구의 제한점 및 후속 연구 방향으로 제언하였다.

미래사회에 필요한 유아의 핵심역량과 교육내용에 대한 교사의 인식 연구. (미래유아교육학회지, 2023.11.) ◎ 본 연구는 교육현장에서 유아교육을 실천하고 있는 유아교사들이 미래사회를 살아갈 유아들이 어떤 역량을 갖는 것이 필요한지, 이 역량을 함양하기 위해 유아교육 단계에서 가르칠 필요가 있다고생각하는 교육내용이 무엇이라고 생각하고 있는 지 탐색하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구는 미래교육에 대한 개방형 질문에 대하여 유아교사들이 답한 내용을 의미연결망 방법을 사용하여 분석하였다.그 결과는 다음과 같다. 첫째, 미래사회 필요한 유아의 핵심역량 빈도와 중심성 분석 결과 유아교사들은 ‘창의성’을 미래시대를 살아갈 유아들이 가져야 하는 가장 중요한 핵심 역량으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 창의성을 중심으로 자기주도력, 문제해결능력, 놀이성 등의 핵심어가 서로 연결된 인식구조로 나타났다. 둘째, 미래사회 준비를 위해 가르칠 필요가 있는 교육내용 빈도와 중심성 분석 결과유아교사는 유아교육 단계에서 가르칠 필요가 있는 교육내용으로 ‘자기주도학습’을 꼽았으며, ‘창의력’을 중심으로 ‘자기주도학습’과 ‘놀이중심교육’, ‘더불어 살아가기’가 연계되어 구조화되어 있는 것으로나타났다. 이러한 결과는 급변하는 미래사회를 살아갈 유아들이 갖추어야할 핵심역량은 ‘창의성’이며,미래 인재상에 요구되는 창의력을 신장하기 위한 교육이 유아교육 단계에서 제공해야 함을 시사한다.