AI챗봇을 활용한 초등학교 저학년 학생의 읽기 유창성 향상 방안 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 인공지능(AI) 기반 읽기 학습 챗봇을 개발하여 초등학교 1 학년 학생의 읽기 유창성(정확성, 속도, 표현성) 향상 효과를 검증하는 데 있 다. 최근 초등 저학년 문해교육에서 개별 피드백과 반복 연습 제공의 어려움 이 제기되는 가운데 AI 기반 읽기 도구의 실제 학습 효과를 확인하는 데 연 구의 의의가 있다. 이를 위해 A광역시 S초등학교 1학년 1개 학급 12명을 대 상으로 단일집단 사전·사후 설계를 적용하였으며 초기 문해력 검사 도구를 활 용해 자모 이름대기, 단어 읽기, 읽기 유창성, 단어 받아쓰기를 측정하였다. AI챗봇은 Streamlit 환경에서 Clova STT·TTS와 GPT-4를 연동하여 학생의 읽기를 실시간 인식·분석하고 정확도 산출과 개별 피드백을 자동 제공하도록 설계하였다. 특히 음성 오류 탐지, 맞춤형 격려 피드백, 반복 연습 기능을 통 해 학습자가 스스로 읽기 오류를 점검하고 개선할 수 있도록 구성하였다. 프 로그램은 약 12주 동안 매일 아침 운영되었으며 학습 로그는 대시보드를 통해 정량·정성 자료로 시각화하였다. 자료 분석은 SPSS 30.0을 사용하여 정규성 검정, 대응표본 t-검정, 단순 선형 회귀분석을 실시하였다. 연구 결과, 자모 이름대기, 단어 읽기, 읽기 유창성에서 사전·사후 점수 차이 가 통계적으로 유의하게 향상되었으며(p < .01), 단어 받아쓰기는 유의한 차이 가 확인되지 않았다. 또한 AI 챗봇 사용 횟수와 읽기 정확도는 유의한 정적 관계를 보였고(R = .757, R² = .573, p < .001), 연습 횟수가 증가할수록 정확 도가 꾸준히 상승했다. 설문·면담에서는 챗봇이 읽기 자신감과 학습 동기 향 상에 긍정적으로 작용한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 AI 챗봇이 초등 저학년의 자모 인식, 단어 해독, 읽기 유창성 향상을 지원하는 개별화 피드백 도구로서 교육적 가능성이 높음을 보여준다. 또한 교사에게는 학습 데이터를 바탕으로 학생 특성을 진단하고 지도할 수 있 는 실천적 모델을 제공한다. 본 연구는 학교 현장에서 AI 기반 맞춤형 읽기 교육이 문해력 격차 완화에 도움을 줄 수 있음을 실증적으로 검증하였다. 주요어: 인공지능, AI 챗봇, 읽기 유창성, 초기 문해력, 초등학교 1학년

목차 (Table of Contents)

• 국문 초록 i
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 방법 3
• 3. 연구의 제한점 4
• Ⅱ. 이론적 배경 및 선행 연구5
• 1. 인공지능을 활용한 교육 5
• 가. 인공지능 교육 패러다임의 변화5
• 나. 인공지능 기반 학습 도구의 효과 7
• 2. 초기 읽기 능력의 발달 9
• 가. 초기 문해력의 개념 9
• 나. 읽기 발달의 인지적·언어적 과정 11
• 다. 읽기 유창성 13
• Ⅲ. 연구 방법 18
• 1. 연구 대상 및 연구 절차18
• 가. 연구 대상 18
• 나. 연구 대상의 한글해득 정도18
• 다. 읽기 능력의 측정 및 분석 19
• 2. 연구 절차 22
• 3. AI챗봇 개발 및 적용 24
• 가. 개발 배경 및 목적 24
• 나. 챗봇의 주요 기능 구성 27
• 다. 학습 데이터와 및 교사 지원 기능30
• 라. 대시보드의 기능 32
• Ⅳ. 연구 결과 및 해석38
• 1. 읽기 능력의 변화 분석 38
• 가. 읽기능력에 대한 사전 검사38
• 나. 읽기능력에 대한 사후 검사39
• 다. 정규성 검정 40
• 라. 읽기능력에 사전·사후 차이 비교 41
• 마. AI챗봇의 회기에 따른 읽기 정확도 분석 43
• 바. 요약 및 해석 44
• 2. AI챗봇에 대한 학습자 반응 분석 46
• 가. 설문조사 결과46
• 나. 학습자 면담 결과46
• 다. 결과 종합 및 해석 47
• 3. 수업 성찰 및 프로그램 개선 47
• 가. 수업 성찰 47
• 나. 프로그램 운영의 한계 48
• 다. 프로그램 개선 방향 49
• Ⅴ. 결론 및 제언 51
• 1. 결론51
• 2. 제언52
• 참고 문헌54
• 영문 초록57
• 부 록 59