2024년 제 1회 학습과학연구소 세미나

안녕하세요 선생님들! 즐거운 여름 보내고 계시기를 바랍니다 ☀️

지난 7월 4일, 서울대학교 12동에서 2024년 제 1회 학습과학연구소 세미나가 개최되었습니다. 

이번 세미나는 뉴질랜드 University of Otago 심리학과에 계신 Liana Machado 교수님을 초청하여 <Cognitive Brain Health and Functioning in Adults: Performing at Our Best>라는 주제로 진행되었는데요, 노화가 인지기능에 미치는 영향을 확인하고 건강한 인지기능을 유지하기 위한 신체 활동의 중요성을 깨달을 수 있는 뜻깊은 시간이 되었던 것 같습니다.

인지기능은 당연하게도 학업 성취 등에 큰 영향을 미치는, 학습의 영역에서 중요하게 다뤄지는 요소입니다. 이에 본 세미나에서 다뤄졌던 논의사항을 더욱 구체적으로 공유드리고자 합니다.

- 노화와 인지기능

사람의 인지기능은 20대 초반 이후 감소 추세를 보인다고 합니다. 위 사진을 보시면 노화가 진행된 뇌(Old)에 조직 감소가 일어난 것을 확인할 수 있는데요, 이는 정상적인 노화의 현상이라 볼 수 있습니다. 

노화가 진행되면 뇌 혈류 조절 능력 또한 저하됩니다. 이 또한 정상적인 노화 현상이지만, 뇌 인지기능에 부정적인 영향을 미치는 요인이 됩니다. 이처럼 노화가 진행되면 뇌졸중, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 뇌 질환의 위험이 증가할 수 있습니다.

인지기능 중 Visual Motor Processing 과 반응성을 확인할 수 있는 과제가 짧게 소개되었는데요, 무작위로 좌, 우에 나타나는 사각형 중 초록색 사각형은 클릭하고, 빨간색 사각형은 회피하는 방식의 테스크였습니다. 이를 통해 실험을 진행해보면 노화가 진행된 사람이 반응성이 더 떨어지는 결과를 확인할 수 있다고 합니다. 

흥미로운 점은 특히 인지적 부담이 높은 복잡한 과제를 수행할 시 젊은 성인의 경우 전두엽 앞쪽 혈액량이 감소했으나 노인의 경우 증가했다고 합니다. 이는 복잡한 과제를 수행할 때 노인들이 젊은 성인들에 비해 전두엽 앞쪽 뇌 자원을 더 많이 동원한다는 것을 의미합니다. 

- 인지기능을 향상시키는 방법

점차 인지기능이 저하되는 것은 자연스러운 노화(healthy aging)의 현상이지만, 그럼에도 불구하고 평생 학습을 목표로 하기 위해서는 인지기능을 관리할 필요가 있을 것 같습니다 😊

Machado 교수님께서는 인지기능을 향상시킬 수 있는 세가지 방법 1) Dietary management, 2) Brain stimulation, 3) Exercise 중 특히 산소 공급과 혈류량을 개선할 수 있는 신체적인 활동을 강조하셨습니다. 

꼭 강도가 높은 운동이 아니더라도 도움이 되며 '지금'의 운동이 중요하기 때문에 "어렸을 때 운동을 하지 않아서 이미 소용 없어😔"라고 생각하실 필요는 없을 것 같습니다! 

TELD 연구실 선생님들과 틈틈이 운동을 해야겠습니다 😄

- 마스크 착용과 인지기능

COVID-19 팬데믹으로 인해 한때 의무적으로 마스크를 착용했었는데, 뇌와 신체에 공급되는 산소, 즉 Oxygen Availability가 더 나은 인지적 수행과 관계가 있다는 점은 마스크가 인지 기능에 부정적인 영향을 미치지는 않을지 고민하게 하는 것 같습니다.

이와 관련하여 하루 8시간동안 마스크를 쓴 뒤 인지 과제를 수행하는 실험을 진행한 결과, 장시간 마스크를 썼을 때 특히 주의 집중과 관련된 과제(Flanker Compatible) 수행 능력이 유의미하게 더 낮게 나타났다고 합니다. 또한 긍정적인 기분(mood)은 낮아지고 부정적인 기분은 높아진 것으로 나타나 이와 관련된 연구의 필요성이 제시되었습니다.

세미나에서는 이처럼 현재 진행중인 다양한 뇌 관련 연구들이 소개되었습니다. 뇌 건강과 인지기능 향상을 위한 정보는 물론, 노화와 뇌건강에 대해 탐색하는 흥미로운 실험과 연구들을 알게 되어 정말 유익한 시간이었습니다. 📚

다음 학습과학연구소 세미나도 무척 기대됩니다:) 🧠

2024년 1학기 종합세미나

 

6월 25일 2024년 1학기를 마무리하는 종합세미나가 진행되었습니다. 

한 학기 동안 열심히 달려오신 연구실 석사, 박사 선생님들을 응원하는 교수님의 따뜻한 말씀을 시작으로 랩장님께서 TELD 연구실의 목표와 연구 주제, 진로에 대해 설명해주셨습니다.

한 학기 동안 진행했던 세미나, 연구실 나들이, 각종 연구 성과들을 종합하여 보여주셨는데 한 학기 동안 정말 많은 일들이 있었다는 것을 다시금 깨달았습니다. 각 프로젝트 진행 현황과 향후 계획에 대해서도 간단하게 이야기해주셨는데 새롭게 시작하는 신규 프로젝트가 있어서 어떤 연구가 진행될지 기대되었습니다. 

이전에 실시한 연구실 운영 설문조사 결과를 공유하며 어떻게 더 좋은 연구실 문화를 정착시킬 수 있을지도 논의되었습니다. 연구실 구성원의 의견을 반영하여 아래와 같이 새로운 가이드라인을 제작하였는데 구성원들이 연구에 매진할 수 있는 좋은 환경을 만드는 데 이바지할 것이라 생각합니다. 

마지막으로 여름방학에 진행되는 스터디 운영에 대해서 설명해주셨습니다. 이번 스터디의 큰 주제는 설계기반연구(DBR)와 다중양식학습분석(MMLA)이며 각 주별로 관심있는 주제에 발제자로 신청을 할 수 있었습니다.

이번 여름방학에는 쉼과 함께 평소 못 했던 공부들을 하며 건강히 보내시길 바랍니다. 

한 학기 동안 다들 고생 많으셨습니다! 

2024년 6월 석사 포로포절

6월 7일, 6월 26일 10-1동 3층 디스페이스에서 TELD 석사 과정 선생님들의 프로포절이 있었습니다. 

각 프로포절은 15분 발표에 10분 질의응답으로 이루어졌습니다. 

여섯 분의 석사 선생님들께서 아래와 같은 주제들로 발표를 진행해주셨는데 주제들이 다양하고 모두 흥미로워 보였습니다. 

김수연 선생님 '교사-학생 대화 기반 교사 수업 화법 분석 시스템 개발'

한예원 선생님 '동영상 학습에서 ChatGPT와의 자기설명 촉진 대화가 학습자의 학습몰입과 성취도에 미치는 영향', 

김혜준 선생님 '주의집중 향상을 위한 데이터 기반 메타인지 지원전략에 대한 설계기반연구'

신부경 선생님 '생성형 AI를 활용한 확장된 사고 지원이 디지털 학술적 읽기에 미치는 영향'

최지원 선생님 '수학 내재적 동기 향상을 위한 게임기반학습에 대한 설계기반연구'

이재용 선생님 '논증적 글쓰기에서 메타인지가 ChatGPT와의 상호작용에 미치는 영향'

멋지게 발표하시는 선생님들의 모습을 통해 연구자로서의 연구에 대한 애정과 열정을 볼 수 있었습니다. 

각 발표 후에는 교수님들의 진심어린 피드백과 질의응답이 오고 갔습니다. 

석사 선생님들께서 연구 프로포절 준비를 위해 연구실에 항상 늦게까지 남아계셨는데 멋지게 프로포절을 완료하셔서 마음이 한결 가벼워지셨을 것 같습니다. 마지막까지 좀 더 힘내시길 응원하겠습니다!

2024년 6월 박사 프로포절

 6월 3일 월요일 10-1동 3층 디스페이스에서 박사 과정 선생님들의 프로포절이 있었습니다. 

TELD 연구실에서는 사운서 선생님께서 참여하셨는데 20분 발표에 20분  질의응답이 이어졌습니다. 
사운서 선생님의 연구주제는 '예비 교사 대상 VR기기를 활용한 다문화 교육' 이었습니다.
대한민국은 외국인 인구가 2024년 기준 전체 인구의 5%를 초과하여 다인종, 다문화 국가로 접어들었고 10년 전과 비교했을 때 다문화 가정 학생들은 13만 명 증가하여 전체 학생 인구 중 3.5%를 차지하고 있다고 합니다. 

그에 비해 학교나 사범대, 교대에서 이루어지는 다문화 교육은 크게 달라지지 않았는데요. 사운서 선생님께서 연구하는 주제처럼 VR기기를 활용하여 교육을 진행한다면 효과성과 효율성 측면에서 큰 변화가 있을 것이라 생각합니다. 

교수님들께서도 연구의 필요성에 공감하셨고 피드백들을 종합하여 사회에 도움이 되는 멋진 연구 결과가 나올 수 있길 기대합니다! 

2024년 6월 1일 한국교육공학회 춘계학술대회

 안녕하세요 선생님들!

 초여름 답지 않게 선선했던 지난 6월 1일, '디지털 교육혁신의 시대, 교육공학의 역할과 과제'라는 주제로 2024 한국교육공학회 춘계학술대회가 개최되었습니다. ☘️ 디지털 혁신과 전환이라는 키워드가 계속해서 교육공학계를 감돌고 있는데요, 뜻깊은 논의가 오갔던 현장을 공유드리고자 합니다.

 이번 학술대회는 비대칭 인간-기계 협력학습 시스템의 구상에 대한 조일현 교수님의 키노트 강연을 통해 본격적으로 시작되었습니다. 교육공학자인 우리의 도메인은 교수학습시스템의 설계이며 처방 가능한 학습분석학이 필요하다는 말씀이 특히 기억에 남는데요, 앞으로 구성해 나가야 할 복잡한 교수학습/학습분석 시스템의 설계를 위해 많은 연구가 이루어져야 할 것 같습니다.

저희 TELD 연구실의 이현웅 선생님, 추영선 선생님, 은선민 선생님과 졸업하신 장진호 선생님, 금선영 선생님의 발표가 있었습니다. 이현웅 선생님께서는 AI 기반 영어학습양상과 학업성취도 간의 관계 연구, 추영선 선생님께서는 교사와 학생 간 상호작용과 학생 웰빙 간의 관계 탐색을 주제로 발표해주셨고, 장진호 선생님과 은선민 선생님께서는 논증적 글쓰기에서 ChatGPT 프롬프트 스캐폴딩의 효과 연구에 대해 , 금선영 선생님께서는 데이터 기반 맞춤형 수업을 위한 교사 역량 모델 연구에 대해 발표해주셨습니다. 

 연구에 참여하신 모든 선생님들, 그리고 지도해주신 조영환 교수님 정말 고생 많으셨습니다! 덕분에 자랑스러운 TELD 일원이 되기 위해 더욱 노력하게 되는 것 같습니다:)

 김안나 선생님과 저는 이번 학술대회에서 포스터 발표에 도전해보았는데요, 김안나 선생님은 학습분석학에서 정서 연구 동향을 분석하여 발표하셨고, 저는 교사의 XR 활용 역량 강화를 위한 연수 프로그램 개발에 관한 포스터 발표에 참여했습니다. 수업을 들으면서 열심히 준비한 첫 포스터 발표를 통해 포스터-미디어전 장려상과 우수상을 수상할 수 있어 더욱 의미있는 학술대회가 된 것 같습니다.

 또한 이번 학술대회에서는 교육공학연구 편집위원장이신 조영환 교수님과 편집간사를 맡고 계신 추영선 선생님께서 교육공학연구의 최근 연구 동향에 대한 특별 세션을 진행해주셨습니다.

교수님과 추영선 선생님, 한예원 선생님, 손연오 선생님께서 교육공학연구 편집위원회로서 많은 노력을 기울여 주고 계심에 감사드립니다:)

 최신 교육공학연구 흐름을 들으며 최근 테크놀로지, 특히 인공지능에 대한 관심이 많이 증가하고 있다는 것을 다시 한번 느낄 수 있었습니다. 앞으로도 교육공학연구를 통해 교수학습과 테크놀로지에 대한 의미있는 연구들을 기대해 볼 수 있을 것 같습니다.

 이번 2024 한국교육공학회 춘계학술대회를 통해 교육공학의 다양한 최신 연구를 접해볼 수 있었고, 좋은 연구자로 성장할 수 있도록 부단히 노력해야겠다는 생각을 할 수 있었던 것 같습니다. 많은 경험과 가르침을 주시고 계신 조영환 교수님과 선생님들께 다시 한번 감사드립니다:)

2024년 5월 18일 교육정보미디어학회 춘계학술대회

안녕하세요 선생님들!

 지난 5월 18일 토요일, 교육정보미디어학회 춘계학술대회가 '디지털 기반 교육체제로의 대변혁: 협력과 상생을 위한 에듀테크 기반 미래 교육의 방향 모색'이라는 주제로 개최되었습니다. 교육 분야에서도 디지털 전환이 한창인 만큼 의미있는 연구들이 공유되었습니다.

 이상욱 교수님께서는 교육 맥락에서 '낯선' 인공지능과 협업하기 위한 기회와 도전에 대해, Matt Bernacki 교수님께서는 고등교육 맥락에서 멀티모달 학습 분석을 위한 시스템을 구축하고 데이터를 분석하는 방법에 대한 키노트 강연을 진행해주셨습니다. TELD와 학습과학연구소의 관심 주제와 맞닿아 있어서 그런지 굉장히 흥미롭게 들었던 기억이 떠오르는데요:) 조영환 교수님께서도 교육 맥락에서 인공지능을 활용하기 위한 과제와 가능성에 대해 질의하시고 말씀을 나누어주셨습니다. 이처럼 멋진 강연을 통해 학술대회가 본격적으로 시작될 수 있었습니다. 

이번 교육정보미디어학회 춘계학술대회에서는 올해 졸업하신 박소미 선생님과 박사과정의 추영선 선생님께서 각자 흥미로운 연구를 발표해주셨습니다. 박소미 선생님께서는 학습자와 ChatGPT 간 논변적 상호작용이 실제적 문제해결과 학습몰입에 미치는 영향에 대해, 추영선 선생님께서는 충동성이 온라인 문제해결에 미치는 영향 탐색이라는 주제로 발표하셨습니다. 연구에 참여하신 선생님들과 교수님께서 많은 고민과 열정을 담던 모습이 떠오르는 멋진 발표였습니다:)

추영선, 신부경, 김혜준, 한예원, 은선민 선생님께서는 국내 수업분석의 연구동향 파악을 위한 체계적 문헌 고찰이라는 주제로 포스터 발표도 진행해주셨습니다. 

이번 2024 교육정보미디어학회 춘계학술대회에 참여해주신 모든 TELD 선생님들, 그리고 교수님 덕분에 학습과학과 교육공학 연구의 트렌드를 살펴보고 또 이해할 수 있었던 것 같습니다. 늘 열정적인 연구자의 모습을 보여주심에 감사드리며, 다음 달 교육공학회 춘계학술대회도 잘 부탁드립니다:)

+) 최근 학술 대회 트렌드 중 하나는 경품 추첨인 것 같습니다. 1TB 외장 하드 받으신 조교수님 축하드립니다:)

그럼 다음 포스트로 다시 찾아오겠습니다!

5월 16일 세미나 'AI와 디지털 교과서' (튜터러스랩스 박전규 대표님)

 이번 콜로키엄은 'AI와 디지털 교과서'를 주제로 학습과학연구소 AI기반교육연구센터와 사범대학 AI융합교육학과에서 공동으로 주최되었습니다. AI디지털교과서가 출시를 앞두고 교사, 학생, 연구자 등 많은 분들의 관심이 느껴졌습니다.                  

 이 날 강의를 해주신 분은  2024 대한민국 산업대상에서 AI 교육 서비스 부문 K-스타트업 대상을 받은 기업 튜터러스랩스의 박전규 대표님이셨습니다. 튜터러스랩스는 생성형 AI(인공지능), 에듀테크, 음성인식 등의 원천기술을 개발하는 기술집약형 AI 전문기업으로 주요 디지털교과서 AI 엔진뿐만 아니라 국회 실시간 의사 중계 AI 음성인식 기술, 생성형 AI 산업 특화 기술 등에 대해 뛰어난 기술력을 보유하고 있습니다. 

 박전규 대표님은 인공지능을 통해 지식 노동 업무의 효율성이 향상되고 개인 맞춤형 서비스, 교육이 가능한 시대가 도래했다고 말씀하시며 인공지능이 기존에 불가능했던 목표에 대한 인간의 도전을 가능하게 해줄 것이라 강조하셨습니다. 그러나 인공지능 시대에서 발생할 수 있는 가짜뉴스, 확증편향, 소수 기업 플랫폼 독점 등의 문제들을 사전에 인지하고 최소화하는 것 역시 중요하다고 하셨습니다. 

 인공지능은 교육계에서 반응이 아주 뜨겁습니다. 월마트 파운데이션이 2023년 6월에 미국 k-12 선생님, 학생들 각각 1000명을 대상으로 시행한 설문조사에 따르면  63% 선생님들이 이미 chatGPT를 사용하고 있었고, 12-17살의 학생들 중 42%가 ChatGPT를 이용하고 있었다고 합니다. 선생님들은 이미 ChatGPT라는 인공지능을 이용해 수업을 설계하거나 수업에 대한 배경 지식을 얻고 흥미로운 아이디어를 얻는데 인공지능을 사용하고 있었습니다. 교사와 학생, 학부모들은 ChatGPT와 같은 인공지능을 수업에 사용하는 것에 대해 전반적으로 긍정적인 인식을 보였습니다.

 우리나라 교육부에서는 2025년 봄학기에 AI 디지털 교과서를 초등학교 3,4학년과 중학교 1학년, 고등학교 1학년 수학, 영어, 정보교과에 대해 선제적으로 도입할 계획입니다. 영어 교과에서는 AI음성인식 기능을 통해 말하기, 듣기를 연습하고 수학 교과에서는 학생의 수준을 진단하여 맞춤형 학습 제공할 것이라며 큰 기대를 모으고 있습니다. 

 전통적인 교육현장에서 한 명의 교사가 여러 명의 학생들에게 일방적인 강의식 수업을 했다면 디지털 교과서는 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. AI 디지털 교과서는 데이터 과학을 교육에 적용하여 학생들이 본인의 속도에 맞게 개인화된 학습을 제공하고 교사에게는 학생의 학습 데이터를 기반으로 실질적인 지도 가이던스를 제공합니다. 디지털 교과서는 학습자의 학습 데이터를 요약해서 대쉬보드를 통해 학생, 교사, 학부모에게 알리고 교사는 이를 확인하여 맞춤화된 수업을 설계하고 제공할 수 있습니다. 또한 AI 디지털 교과서를 통해서 지식적인 측면뿐만 아니라 학습자의 태도와 정서적인 측면에 대한 정보를 받을 수도 있습니다. 

 AI 디지털 교과서 학습 모델은 크게 기본 모델, 예습모델, 복습모델, 집중케어모델로 구분됩니다. 예습모델, 복습모델, 집중케어모델을 전반적으로 다루고 있는 기본 모델의 흐름은 본 수업 전에 사전학습 자료를 제공하고 진단평가를 통해 학습자의 사전학습지식을 평가하게 됩니다. 추후 교사는 이러한 사전학습 정보를 바탕으로 본 수업을 설계하고 본 수업 이후에 맞춤화된 형성평가가 이루어집니다.

  예습모델의 핵심은 플립러닝처럼 학생들이 온라인 강의로 사전에 학습하고 본 수업에서는 개인화된, 그룹화된 활동과 형성평가를 진행한다는 것입니다. 복습모델은 사전학습 없이 본 수업 후에 형성평가를 통해 능력을 파악하고 맞춤화된 과업을 제시하는 것입니다. 집중케어모델은 일반적인 학생들 외에 부진아 학습, 차상위학생들을 대상으로 추천시스템을 기반으로 한 문제나 활동을 추천해주고 선택적으로 선생님, 대학생, 멘토 등을 통한 튜터링 서포트를 제공해줍니다. 

 디지털교과서에서 가장 중요한 것은 데이터인데 튜터러스랩스에서는 교육과정, 교과서, 교과서 외 출처(EBS 강의영상 등)들로부터 얻은 내용 데이터와 교수학습 지식 데이터를 활용하였습니다. 튜터러스랩스는 이러한 데이터를 기반으로 각 학년, 각 교과에 전문화된 LLM을 만드는 것을 목표로 하고 있습니다. 

 개발 중인 영어 튜터와 수학 튜터에 대해서도 설명을 해주셨습니다. 영어 튜터의 경우, 학습자의 정의적인 면을 고려하여 더빙 챌린지와 같은 게이미피케이션 활동을 적극적으로 도입하고 말하기뿐만 아니라 읽기 학습도 가능하게 제작을 하고 있는 점이 흥미로웠습니다. 

 수학 튜터에서는 전세계의 서술형 수학 문제들을 파인튜닝해서 데이터로 보유하고 있다는 강점이 있었습니다. 또한 소크라테스 문답법을 기반으로 문제를 어떻게 풀지 막히는 친구들에게 질문이나 스캐폴딩을 제공하여 학습자가 풀이 과정을 객관적으로 인지하고 더욱 잘 성취할 수 있는 것으로 보였습니다. 

인공지능이 교육에 끼치는 영향력이 나날이 커지고 있는 지금, AI 디지털 교과서는 학교 교육현장의 모습을 완전히 뒤바꿀 것이라고 생각합니다. 교육 연구자와 현장 전문가, 기술자 등 다양한 교육 이해관계자들이 힘을 합쳐 AI 디지털 교과서를 통해 학습자 맞춤형 학습 환경을 구현한다면 여러 교육 문제들이 해결될 것입니다. 다만 앞서 말씀해주신 것처럼 인공지능으로 인해 교육에 생길 수 있는 부작용들도 함께 고려하는 자세도 필요할 것입니다.