생성형 인공지능 챗봇을 활용한 수학과 인공지능 융합 수업 모형 개발

고보경,임철일,신병철 한국교육공학회 2024 교육공학연구 Vol.40 No.1

인공지능의 교육적 활용을 넘어 미래인재의 창의적 문제해결역량 향상을 위한 인공지능 융합 교육의 필요성이 강조되고 있다. 하지만 교과-인공지능 융합 수업의 사례와 전략에 대한 연구는 여전히 충분하지 않다. 이에 본 연구는 수학 교과에서 생성형 인공지능을 활용한 인공지능 융합 교육의 가능성을 탐색하고 이를 수업 모형의 형태로 개발하였다. 이를 위해 설계개발연구 방법론에 따라서 문헌 고찰 및 교사 인터뷰를 통해 초기모형을 개발하고, 인공지능 기반 수학교육 전문가 4인을 대상으로 2회의 전문가 타당화를 통해 수업 모형을 수정․보완하였다. 이에 따른 최종 수업 모형의 외적 타당성 확보를 위해 수원의 S 고등학교 1학년 8개 반 총 204명을 대상으로 모형을 적용하여 수업을 실행하고 설문 및 면담을 실시하였다. 연구결과, 학습자의 인공지능 리터러시 수준과 수학적 문제해결력에서 유의한 변화가 관찰되었으며, 학습자의 긍정적 반응이 확인되었다. 본 연구를 통해 수학과 인공지능 융합 수업의 특징, 생성형 인공지능의 AI 융합 교육 활용 가능성 및 한계, 교원의 인공지능 융합 교육역량의 중요성에 대한 시사점이 제시되었다. Emphasis on the importance of AI convergence education for enhancing the creative problem-solving abilities of young learners is increasing, in addition to its educational applications. However, studies examining the practical implementation and strategies of AI convergence education remain scarce. Consequently, this study aims to investigate the feasibility of incorporating AI convergence education, particularly utilizing generative AI, within mathematics subjects. The study seeks to develop an instructional model and implementation strategy for this purpose. An initial model was formulated through a review of pertinent literature and interviews with practicing teachers following the design and development research methodology. Subsequently, the model underwent two rounds of expert validation involving four experts specializing in AI-based mathematics education. To assess the external validity of the final instructional model, 204 students across 8 first-grade classes at S High School in Suwon participated in tests, surveys, and interviews following the implementation of the model. The findings revealed significant improvements in learners’ AI literacy levels and mathematical problem-solving skills, accompanied by positive feedback from the students. Through this study, insights into the characteristics of mathematics and AI convergence education, the potential and constraints of employing generative AI for AI convergence education, and the significance of educators’ capabilities in AI convergence education were elucidated.

실시간 원격수업에서의 디자인씽킹 기반 프로젝트학습을 위한 교수전략 개발

고보경,임은선,유재혁,이은서,허선영 한국교육공학회 2023 교육공학연구 Vol.39 No.1

미래인재의 핵심 역량인 협업능력, 의사소통능력, 자기주도적 학습 능력을 향상시키기 위한 방법으로 프로젝트학습이 주목받음과 동시에 원격교육에 대한 관심과 저변이 확대되면서 온라인 학습 환경에서 프로젝트학습을 도입하는 시도가 늘고 있다. 하지만 온라인 프로젝트학습의 여러 제한점으로 인하여 수업 설계, 실행, 관리 측면에서의 어려움이 발생하고 있다. 이에 본 연구는 실시간 온라인 수업을 프로젝트학습으로 실행할 때 활용할 수 있는 교수전략을 디자인씽킹 방법론을 기반으로 하여 개발하고 그 타당성을 검증하였다. Richey와 Klein(2007)이 제안한 설계․개발연구 중 모형연구(유형2)를 활용하였으며, 선행연구 분석을 통하여 초기 교수전략을 도출하고, 도출된 초기 전략에 대하여 4인의 전문가를 대상으로 3회의 내적타당화를 실시하였다. 내적타당화를 통하여 전략의 타당성과 한계점을 파악하고 전문가 의견을 반영하여 최종적으로 16개의 전략과 36개의 상세지침을 도출하였다. 원격교육이 적극적으로 활용되는 시점에서 본 연구를 통해 교육 현장에서 개발된 교수전략 및 상세지침을 활용한 질 높은 학습설계와 실행이 이루어지고, 나아가 온라인 프로젝트학습 관련 연구의 확산에 기여할 수 있기를 기대한다.

의과대학 환자안전교육을 위한사례기반 학습모형 개발

고보경,임철일 한국교육공학회 2022 교육공학연구 Vol.38 No.4

The purpose of this study is to develop a learning model for effective and efficient implementation of case-based learning for patient safety education in medical schools and to verify its effectiveness. As patient safety education was designated as mandatory in Korean medical schools nationwide in 2016, the demand and interest in patient safety education in domestic medical education is increasing. However the research on it is still lacking. Therefore, this study developed a learning model and implementation guidelines that systematically support the optimal planning and implementation of patient safety education for student doctors in the medical school by using the design and development research methodology. An initial model and implementation guidelines were developed by synthesizing the contents and methods of a review of the literature, and then the models and implementation guidelines were derived through expert validation over 4 rounds. For external validation, a medical school professor and 29 third-year medical school students participated. As a result of the study, a case-based learning model and 17 implementation guidelines were developed for patient safety education in the medical school. This study is meaningful in that it developed a learning model that comprehensively supports patient safety education for student doctors by exploring the teaching-learning elements for case-based patient safety education. 본 연구의 목적은 의과대학의 환자안전교육 맥락에서 사례기반학습이 효과적이고 효율적으로 실행되기 위한 학습모형을 개발하고 그 효과를 검증하는 데 있다. 2016년 전국 의과대학에 환자안전교육이 필수로 지정되면서 국내 의학교육에서 환자안전교육에 대한 수요와 관심이 증가하고 있으나 환자안전교육에 대한 인식 부족, 변화에 대한 강한 저항감 등으로 인하여 환자안전교육 방법에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 설계․개발연구방법론을 활용해 의과대학 학생의사대상 환자안전교육의 최적화된 계획과 실행을 체계적이고 종합적으로 지원하는 학습모형과 실행지침을 개발하였다. 선행문헌고찰을 통해 국․내외 환자안전교육의 내용과 방법을 종합하여 초기학습모형 및 실행지침을 개발하고, 이후 4차에 걸친 전문가타당화를 통해 모형과 실행지침이 도출하였다. 외적타당화를 위해 의과대학 교수 1명과 본과 3학년 학생 29명 대상으로 본 모형 기반의 수업을 설계 후 실행하여 반응을 평가하고 그 결과를 반영한 형성적수정이 이루어졌다. 연구결과, 의과대학 환자안전교육을 위한 사례기반 학습모형과 17개의 실행 지침이 개발되었다. 학습모형은 1) 수업 목표 확인하기, 2) 사전지식 확인하기, 3) 학습조직 구성하기, 4) 사례 제시하기, 5) 사례분석 지원하기, 6) 환자안전요소 탐색 지원하기, 7) 사례기반 역할극 유도하기, 8) 환자안전 원칙개발 및 적용 촉진하기, 9) 성찰 유도하기의 아홉 단계로 구성되어 있으며, 실행지침은 각 학습 단계 별 하위 절차에 대한 예시 및 해설을 포함하는 형태로 개발하였다. 본 연구는 사례기반 환자안전교육을 위한 교수-학습요소를 종합적으로 탐색해 학생의사대상 환자안전교육을 종합적으로 지원하는 학습모형을 개발하였다는 점에서 의의가 있다.

부산시 일부 중학생의 구강보건교육 경험에 따른 구강보건지식과 행동변화 실태조사

고보경,강현숙,이민경,박혜영,김혜진 한국구강보건과학회 2019 한국구강보건과학회지 Vol.7 No.3

Objectives: The purpose of this study was to examine the effect of toothbrushing instruction and oral education on changing the oral behavior and oral knowledge of students in all grades of middle school. Methods: IRB approval was obtained from March 2018 to December 2018 to protect the subjects ethically. A total of 752 middle school students (grades 1, 2, and 3) in B City D-gu participated in this work. Results: Regarding the frequency of toothbrushing after the education, daily toothbrushing did not occur, once-a-day toothbrushing was reduced to 4.4%, and twice-a-day or more frequent toothbrushing increased by 5.24%. After the education, toothbrushing using the Bass and other recommended methods increased by 25.3%, the use of the horizontal or mixing method increased by 32%, and the use of the vertical or rotary method increased by 6.7%. After lunch, toothbrushing was increased by 15% to 43.9% after education. These results confirmed that the oral education and toothbrushing lessons for the middle school students caused a change in their toothbrushing behavior. Conclusion: Middle school students should be encouraged to change their toothbrushing behavior through oral education. Then, suitable continuous oral education should be prepared.

아토피피부염 환자에서 Interleukin-10, Tumor necrosis Factor-beta (TNF-β) 유전자의 다형성에 관한 연구

고보경,김정수,한훈,이권행,김진우 대한피부과학회 2003 대한피부과학회지 Vol.41 No.5

Bacillus subtilis CJ-3의 항산화력 및 chitinase 특성규명

고보경,최영주 신라대학교 자연과학연구소 2004 自然科學論文集 Vol.13 No.-

전통발효 식품인 간장으로부터 chitinase 활성이 높으면서 갈변반응을 일으키는 균주인Bacillus subtilis CJ-3를 분리하여 균주의 생화학적 특성을 규명하였다. 분리된 균주는 2% colloidal chitin의 첨가에 의하여 chitinase 활성이 현저히 증가되었으며분자량은 대략 31.0 kDa으로 나타났다. 분리된 균주는 항산화 활성을 나타내었으며 갈변반응에 의하여 DPPH 전자공여능법에의한 항산화력은 9.2%에서 63.0%로 증가하였다. 분리된 균주의 최적 생육조건은 최적온도 37℃, 최적 pH 7.0 및 염 농도는 9% NaCl놈도까지는 잘 생육하는 것으로 나타났다. 분리된 균주의 주요 intracellular 유리아미노산은 glutamate로 나타났다. A bacterial strain CJ-3 which produced chitinase was isolated from Korean traditional soy sauce. Strain CJ-3 was identified as Bacillus subtilis. The Bacillus subtilis CJ-3 was cultured in LB medium containing colloidal chitin (0.5, 1.0, 2.0%) and determined molecular weight. The approximate molecular weight of the putative chitinase enzyme was 31.0 kDa and remarkably induced by addition of colloidal chitin. The antioxidant activity of Bacillus subtilis CJ-3 was increased 53% by browning reaction. The Bacillus subtils CJ-3 has an optimum temperature of 37℃, an optimum pH of 7.0-8.0, and stable concentration of 0.5-9.0% sodium chloride. The major intracelluar free amino acid was determined to be glutamate.

국내 교수설계 관련 연구동향 분석:『교육공학연구』에 나타난 주제, 방법, 맥락, 키워드를 중심으로

고보경,임철일,정예일,엄태연 한국교육공학회 2023 교육공학연구 Vol.39 No.2

Instructional design is one of the major areas of Educational technology, and it has been actively researched in various topics, methods, and contexts since the early 1990s in Korea. However, there are not enough studies on the recent trends in the field of instructional design in particular, the research that examines research contexts and methods beyond the trends of research topics. Accordingly, this study analyzed the trend of research on instructional design in Korea by categorizing papers related to instructional design by research topic, context, method, and keywords over a period of about 12 years from 2011 to 2022. A literature analysis framework was developed through previous studies and expert validation. The keywords were collected from the papers and analyzed for centrality and connectivity among the keywords through network text analysis using Netminer 4.0. As a result, the most frequently studied topics in Korean instructional design research over the past 12 years were ‘instructional strategies and methods’, ‘learner’s characteristics’, ‘instructional system design’, ‘message design’, and ‘instructional design theory in general’, and the most frequently used keywords were ‘instructional design’, ‘academic achievement’, ‘flipped learning’, and ‘cognitive load’. The most common research context was ‘higher education’, followed by ‘K-12 education’. Finally, the most frequently used research methods were analyzed as ‘survey research’ and ‘design and development type 2 research’. The implications of this study include strengthening the practicality and prescriptiveness of instructional design, expanding collaborative research, and diversifying the factors for evaluating the effectiveness of instructional design.

전통발효식품으로부터 Chitin 분해 미생물의 분리 및 특성 규명

고보경,최인순,이상현,임채오,이성호,갈상완,최영주 Plant molecular biology and biotechnology research 2004 Plant molecular biology and biotechnology research Vol.2004 No.-

A bacterial strain CJ-3 which produced chitinase was isolated from Korean traditional soy sauce. Using 16S rDNA analysis, the strain CJ-3 was identified as Bacillus atrophaeus. The approximate molecular weight of the putative chitinase enzyme was 31.0 kDa and the enzyme activity was remarkably induced by addition of colloidal chitin (0.5, 1.0, 2.0%). The antioxidant activity was increased 53% by the browning reaction products of B. atrophaeus CJ-3. Escherichia. coli lipopolysaccharides (LPS)-induced production of nitric oxide (NO) was reduced up to 45% by the browning reaction product in RAW264.7 macrophage. Inhibition of cell viability in the presence of LPS was recovered to normal level by the browning reaction product. These results suggest that browning reaction of B. atrophaeus CJ-3 plays an important role for activation of immune system. B. atrophaeus CJ-3 exhibited optimum temperature and pH of 37℃ and pH 7.8~8.0, respectively. The major intracelluar free amino acid was determined to be glutamate.

경관자원관리를 위한 생태계보전부담금 제도 개선방안

고보경,권오성,김진효,나정화 국토지리학회 2023 국토지리학회지 Vol.57 No.3

생태계보전부담금 제도는 자연생태계에 대하여 훼손한 만큼의 비용을 개발사업자에게 부과・징수하는 부담금 형태의 제도로, 본 제도가 효과적으로 운영되기 위해서는 훼손되는 자원의 다기능적 측면을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 경관자원의 다기능적 측면을 고려함과 동시에 생태계보전부담금 제도의 산정방식을 개선하고, 연구대상지에 적용해봄으로써 개선안을 검증하는데 가장 큰 의의를 두었다. 먼저, 경관단위 유형평가를 토대로 하여 단위면적당 부과금액 및 지역계수, 산식구조에 대해 산정방식 개선안을 설정하였다. 연구대상지에 대상으로 산정방식 기존안과 개선안 간의 부과금 및 훼손면적에 대한 비교분석을 실시한 결과, 단위부과금 개선안은 기존안의 6.71배, 지역계수 개선안은 기존안의 4.31배, 단위부과금 및 지역계수 개선안은 기존안의 8.67배가 부과되었다. 특히, 유지 및 향상을 통한 감면금 반영의 개선안에서는 기존안의 8.16배가 부과되었고, 종과 비오톱 보전적, 미시각적 측면에서 6,074m², 휴양 및 자연체험적 측면에서는 10,989m²가 향상되고, 동일면적에 대해 생태계 훼손면적이 감소하였다. 이러한 본 연구의 결과는 자연환경 및 경관자원의 실질적인 가치 도출 및 경관자원의 다기능적 가치를 수용한 생태계보전부담금 제도 개선에 중요한 기초자료로서, 국토 경관자원의 효율적인 보전 및 관리를 위한 토대가 될 것으로 기대된다. The ecosystem conservation cooperation fund is a levy-type system that imposes and collects costs as much as damage to the natural ecosystem from developers, and in order for this system to operate effectively, it is necessary to consider the multifunctional aspects of damaged resources. Therefore, this study was most significant in verifying the improvement plan by considering the multifunctional aspects of landscape resources, improving the calculation method of the ecosystem conservation cooperation fund, and applying it to the research target site. As a result of a comparative analysis of the imposition and damage area between the existing and improved calculation methods, 8.16 times the existing plan was imposed, 6,074m² was improved in terms of species and biotope conservation, micro-angle, and 10,989m² in terms of recreation and natural experience. The results of this study are important in deriving the practical value of natural environment and landscape resources and improving the ecosystem conservation cooperation fund that accepts the multifunctional value of landscape resources, and are expected to serve as the basis for efficient preservation and management of national landscape resources.

전통발효식품으로부터 Chitin 분해 미생물의 분리 및 특성 규명

고보경,최인순,이상현,임채오,이성호,갈상완,최영주 한국생명과학회 2004 생명과학회지 Vol.14 No.3

전통발효 식품인 간장으로부터 chitinase활성이 높으면서 갈변반응을 일으키는 균주인 CJ-3를 분리하여 갈변반응생성물이 면역기능, 항산화력 및 세포활성에 미치는 영향과 생화학적 특성을 규명하였다. 분리된 CJ-3 균주는 16S rDNA 염기서열분석에 의하여 Bacillus atrophaeus로 동정되었으며 분리된 균주의 분자량은 대략 31.0 kDa으로 colloidal chitin(0.5, 1.0, 2.0%)의 첨가에 의하여 chitinase 활성이 현저히 증가되었다 B. atrophaeus CJ-3에 의해서 유도되는 갈변반응물 200${\mu}\ell$ 첨가로 LPS에 의하여 유도되는 nitric oxide (NO) 활성을 45%까지 감소시켰다. MTT 분석을 통한 세포활성에서도 갈변반응물은 LPS에 의하여 세포활성을 정상수준으로 회복하였다. CJ-3. 균주의 DPPH 전자공여능법에 의한 항산화력은 갈변반응에 의하여 약 55% 증가하였다 . 이러한 결과들은 갈변반응생성물은 면역기능 및 세포활성을 증가시키는 것으로 추정된다. 분리된 균주의 최적 생육조건은 최적온도 37$^{\circ}C$, 최적 pH 7.0 및 염 농도는 9% NaCl농도까지는 잘 생육하는 것으로 나타났으며 분리된 균주의 주요 intracellular 유리아미노산은 glutamate로 나타났다. A bacterial strain CJ-3 which produced chitinase was isolated from Korean traditional soy sauce. Using 16S rDNA analysis, the strain CJ-3 was identified as Bacillus atrophaeus. The approximate molecular weight of the putative chitinase enzyme was 31.0 kDa and the enzyme activity was remarkably induced by addition of colloidal chitin (0.5, 1.0, 2.0%). The antioxidant activity was increased 53% by the browning reaction products of B. atrophneus CJ-3. Escherichia. coli lipopolysaccharides (LPS)-induced production of nitric oxide(NO) was reduced up to 45% by the browning reaction product in RAW264.7 macrophage. Inhibition of cell viability in the presence of LPS was recovered to normal level by the browning reaction product. These results suggest that browning reaction of B. atrophaeus CJ-3 plays an important role for activation of immune system. B. atrophaeus CJ-3 exhibited optimum temperature and pH of 37$^{\circ}C$ and pH 7.0∼8.0, respectively. The major intracelluar free amino acid was determined to be glutamate.