생성형 인공지능 기반 학술적 글쓰기 교수학습 플랫폼 개발

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the era of new media, characterized by short-form content, the necessity of education to foster critical thinking skills is greater than ever. Academic writing education, which fundamentally aims to cultivate critical thinking, appears to be the most suitable discipline to meet these contemporary demands.
Admittedly, academic writing education continues in many educational settings. Since the advent of generative AI, various attempts have been made to utilize it to achieve educational goals. However, most efforts remain at the level of grafting generative AI onto existing classroom processes. In these cases, learners typically use existing chatbots according to situational needs, such as drafting an outline or deepening a logical structure they have established. While this partial utilization may enhance learning effects to some extent, it is insufficient. Academic writing requires personalized guidance tailored to individual proficiency levels—aiming for the cultivation of critical thinking rather than mere knowledge transfer—and such fragmentary application is inadequate.
Accordingly, this study proposes a new teaching and learning method for academic writing through a generative AI-based platform. Rather than using generative AI partially based on learner needs, the platform enables students to build academic writing competencies by stepping through the entire curriculum. Simultaneously, it allows teachers to monitor and guide the learning process of both the entire class and individual students via a teacher dashboard.
The platform was developed by comprehensively reflecting the "Essay Writing" curriculum as a subject that follows academic writing procedures, actively leveraging the functions of generative AI. It implements three distinct units—Summarizing, Evaluating, and Arguing—allowing learners to build their competencies stage by stage. The platform utilizes generative AI to create reading passages, generate topics and related materials, retrieve and display public service advertisements from the web, and generate various types of charts and statistical tables. It also provides automated assessments of learners' activities. A distinctive feature of this platform is its use of Google Sheets as a database; all learning activities generated or input by students are uploaded to Google Sheets, which are then visualized in various forms on the teacher dashboard. This structure ensures a self-directed learning process for students while enabling efficient management by instructors.
Technically, the platform integrates seven learning modules into a single Express.js-based server to simplify operation and deployment, and it centralizes shared resources such as AI API clients and session stores to enhance efficiency. By leveraging the asynchronous I/O characteristics of Node.js, it handles multiple AI API calls simultaneously, and a single-port design simplifies CORS settings and Nginx configuration. The API follows a RESTful structure with the pattern `/api/module/action`, and all responses are unified in the `{success, data/error}` format to simplify client-side parsing. The platform integrates three AI providers—OpenAI, Anthropic, and Google—to utilize the strengths of each model and ensure availability. Practical techniques such as the `safeChatCompletion()` function to avoid Korean prompt encoding issues and a 5-step Fallback authentication method were applied. In terms of security, sensitive headers are removed via middleware, `httpOnly` cookies and environment variable-based secret management are applied, and the principle of Graceful Degradation is implemented to ensure the server starts normally even in the absence of an API key.

국문 초록 (Abstract)

숏폼으로 대변되는 뉴미디어의 시대에 비판적 사고력 함양을 위한 교육의 필요성이 과거 어느 때보다도 커지고 있다. 그리고 비판적 사고력 함양을 기본 목적으로 삼는 교과로서의 학술적 글쓰기 교육이야말로 이러한 시대적 필요에 부응할 수 있을 것으로 보인다.
물론 많은 교육 현장에서 학술적 글쓰기 교육이 이 시간에도 지속되고 있다. 그리고 생성형 인공지능의 등장 이후로 이를 활용하여 교육의 목표에 도달하고자 하는 노력도 다양한 방법으로 시도되고 있다. 하지만 대부분의 노력들은 기존의 교육과정에 따른 수업 과정 속에 생성형 인공지능을 접목하는 수준에서 머물고 있다. 학습자들이 글의 개요를 작성하거나, 자신이 세운 논리 구조를 심화시키고자 할 때와 같이 상황에서 요구하는 필요에 따라 기존 챗봇을 활용하는 것이다. 물론 이 정의 활용 방안도 어느 정도 학습 효과를 높여줄 수 있을 것이다. 하지만 객관적 지식의 전달이 아니라, 개개인의 비판적 사고력 함양이 목표인 학술적 글쓰기 교과에 있어서는 학습자 개개인의 실력 차이에 따른 맞춤형 지도가 반드시 필요하고, 이와 같은 부분적 활용 방법은 충분한 방법으로 보기 어렵다.
이에 본 연구자는 생성형 인공지능에 기반한 학술적 글쓰기 교수학습 플랫폼을 통해 학술적 글쓰기 교육과 관련한 새로운 교수학습 방법을 제안하고자 하였다. 생성형 인공지능을 학습자의 필요에 따라 부분적으로 활용하는 것이 아니라, 전체적인 교육과정을 단계적으로 밟아가면서 학술적 글쓰기 역량을 함양할 수 있으며, 교사용 대시보드를 통해 학급 단위나 학생 개개인의 학습 과정을 살피고 지도할 수 있도록 하였다.
본 플랫폼은 학술적 글쓰기 절차를 따르는 교과로서의『논술』교육과정을 전반적으로 반영하여 개발하였으며, 생성형 인공지능의 기능을 적극 활용하였다. 요약하는 글쓰기, 평가하는 글쓰기, 주장하는 글쓰기의 세 단원을 그대로 구현하여 학습자들이 단계별로 자신의 역량을 쌓아갈 수 있도록 하였다. 또한 생성형 인공지능을 통해 제시문을 생성하거나, 논제 및 관련 자료 등을 생성할 수 있도록 하였고, 웹상의 공익광고를 불러와서 출력하거나 다양한 형식의 차트 및 통계표를 생성할 수 있도록 하였으며, 학습자들의 학습 활동에 대해 평가를 제시할 수 있도록 하였다. 본 플랫폼의 또 다른 특징은 구글 시트를 데이터베이스로 구성하여 학습자들이 생성하거나 입력한 모든 학습 활동을 업로드하고, 구글 시트의 데이터를 교사용 대시보드에 다양한 시각화 방법으로 출력되도록 하여 학습자의 자기주도적 학습 과정을 보장하면서도 교수자에 의한 효율적인 관리가 가능하도록 하였다는 점이다.
본 플랫폼은 7개 학습 모듈을 Express.js 기반 단일 서버로 통합하여 운영과 배포를 단순화하고, AI API 클라이언트와 세션 스토어 등 공유 리소스를 일원화하여 효율성을 높였다. Node.js의 비동기 I/O 특성을 활용해 다수의 AI API 호출을 동시 처리하며, 단일 포트 설계로 CORS 설정과 Nginx 구성을 간소화했다. API는 /api/모듈명/동작 패턴의 RESTful 구조를 따르며, 모든 응답을 {success, data/error} 형식으로 통일하여 클라이언트 파싱을 단순화했다. OpenAI, Anthropic, Google 세 AI 제공업체를 통합하여 각 모델의 강점을 활용하고 가용성을 확보했으며, 한글 프롬프트 인코딩 문제를 회피하는 safeChatCompletion() 함수와 5단계 Fallback 인증 방식 등 실용적인 기법을 적용했다. 보안 측면에서는 민감한 헤더를 미들웨어에서 제거하고, httpOnly 쿠키와 환경변수 기반 시크릿 관리를 적용했으며, API 키 부재 시에도 서버가 정상 시작되는 Graceful Degradation 원칙을 구현했다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제2장 관련 연구 5
• 제1절 학술적 글쓰기와 비판적 사고 5
• 1. 의미와 목표 5
• 2. 학술적 글쓰기 역량 강화를 위한 단계별 학습 구조 7
• 제2절 학술적 글쓰기와 교과로서의논술 12
• 1. 2022 개정 교육과정과 학술적 글쓰기 12
• 2. 교과로서의논술 19
• 제3절 생성형 AI와 학술적 글쓰기 23
• 1. 글쓰기 교육을 위한 생성형 AI 활용 원칙 23
• 2. 글쓰기 교육에서의 생성형 AI 활용의 실제 31
• 3. 현행 생성형 AI 활용 학술적 글쓰기 교수학습의 문제 40
• 제3장 플랫폼 설계 44
• 제1절 설계 방향 44
• 1. 논술 교과 교육과정에 따를 것 44
• 2. 도구교과로서의 교육목표에 충실할 것 45
• 3. 생성형 AI의 기능을 최대한 활용할 것 47
• 4. 학습자에 대한 개별적 지도가 가능할 것 48
• 제2절 사용자 여정에 따른 플랫폼 구조 49
• 1. 전체 플랫폼 구조 49
• 2. 학생용 플랫폼 구조 51
• 3. 교사용 대시보드 구조 52
• 제3절 사용자 인터페이스 구성 53
• 1. 메인페이지 53
• 2. 논증 구분하기 55
• 3. 요약하기/분석하기 58
• 4. 논리적 평가하기 72
• 5. 주장하는 글쓰기 84
• 4장 플랫폼 구현 102
• 제1절 시스템 기반 및 공통 구조 102
• 1. 서버 아키텍처 및 API 설계 102
• 2. 사용자 인증 및 권한 관리 114
• 3. 프론트엔드 공통 패턴 및 최적화 124
• 제2절. 학생용 학습 모듈 구현 131
• 1. 논증 구분하기 131
• 2. 요약하기/분석하기 156
• 3. 논리적 평가하기 188
• 4. 주장하는 글쓰기 196
• 제3절 데이터 관리 및 로깅 215
• 1. Google Sheets 연동 215
• 2. Google Sheets API 초기화 219
• 3. 필수 시트 구조 221
• 4. 활동 로그 저장 223
• 5. 사용자 응답 기록 225
• 6. 데이터 조회(캐시 활용) 227
• 제4절 교사용 모니터링 시스템 228
• 1. 통계 대시보드 230
• 2. 학생 활동 상세 조회 238
• 3. 문제 배포 및 반 관리 244
• 4. 시트 상태 확인 254
• 5장 결론 및 제언 257
• 참 고 문 헌 260
• ABSTRACT 263