빅 히스토리를 활용한 AI 기반 융합질문 생성 교육용 서비스 ‘OASIS’ 개발 = Development of an AI-Based Educational Service for Generating Convergence Inquiries Utilizing Big History: OASIS

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 중등학교 학생들의 융합역량을 증진시키기 위해 빅 히스토리를 활용한 AI 기반 융합질문 생성 교육용 서비스 OASIS(Online AI-based Service for Inquiry Studies)를 고안하고, 그 효과 및 만족도 평가를 목적으로 한다.
세 단계의 모델 개선을 통해 중점 모델 OASIS를 구축하고 고등학교 1학년 학생 128명을 대상으로 OASIS 사용 전후 융합역량 검사를 실시하였다. 또한 동일 학생들과 교육전문가 15명을 대상으로 사용자 만족도 조사를 진행하여 효과 및 만족도를 평가하였다.
OASIS는 ChatGPT를 활용하여 입력된 키워드에 대한 다학문의 정보를 제공함으로써 간학문적 이해를 높이고, 융합질문 생성 및 상호작용 활동을 통해 융합역량을 함양할 수 있도록 구성되었다. 융합역량 검사 및 사용자 만족도 조사 결과, OASIS 사용이 학생들의 융합역량 증진에 도움이 되었고 정보의 유용성 측면에서 높은 만족도가 나타났다. 반면 정보의 부정확성 및 느린 로딩 속도 등 한계점도 있었다. 추후 이러한 한계점을 보완하면 중등 융합교육 현장에서 유용하게 사용될 가능성이 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to design an AI-based educational service using Big History to enhance convergence competency in secondary school students and to evaluate the effectiveness and satisfaction of the designed service, OASIS(Online AI-based Service for Inquiry Studies).
Through three stages of model improvement, the core model OASIS was developed.
Convergence competency tests were conducted on 128 first-year high school students before and after using OASIS. Additionally, the effectiveness and user satisfaction were evaluated by a user satisfaction survey conducted with the same students and 15 educational experts.
OASIS utilizes ChatGPT to provide multidisciplinary information on input keywords, thereby enhancing interdisciplinary understanding. The service is structured to foster convergence competency through the creation of convergence inquiries and interactive activities. The results of the convergence competency tendency test and user satisfaction survey indicated that the use of OASIS helped enhance students' convergence competency and showed high satisfaction regarding the usefulness of information. However, limitations such as the inaccuracy of information and slow loading speeds were noted. Addressing these limitations could improve the service’s applicability in secondary education for fostering convergence.

참고문헌 (Reference)

1 홍병선, "현행 융합교육에 대한 진단과 융합역량 제고 방안" 10 (10): 13-35, 2016

2 배수정, "학습자가 만든 탐색적 질문에 대한 평가가 질문의 양과 질에 미치는 영향-평가 예고와 동료 평가의 효과를 중심으로" 서울대학교 대학원 2017

3 노상우 ; 안동순, "학문융합 관점에서 본 현대교육의 이론적-실천적 변화 모색" 10 (10): 67-88, 2012

4 이보름 ; 박호걸 ; 백성혜, "포디프레임. 지오지브라. 3D 펜을 활용한 융합교육 프로그램이 초등학교 4학년 영재학생들의 창의·융합 역량에 미치는 영향" 36 (36): 73-88, 2020

5 권혁수 ; 김어진 ; 박현주 ; 배영권 ; 이동국 ; 이현동 ; 이효녕 ; 최성연 ; 함형인, "초·중등학교의 융합교육 운영 현황 실태조사" 45 (45): 336-348, 2021

6 한국교육과정평가원, "초, 중등 학교 교육에서 창의·융합 인재 양성을 위한 융합교육의 가능성 탐색" 한국교육과정평가원 2014

7 장성민, "챗GPT가 바꾸어 놓은 작문교육의 미래-인공지능 시대, 작문교육의 대응을 중심으로-" 56 (56): 7-34, 2023

8 김왕동, "창의적 융합인재에 관한 개념 틀 정립 : 과학기술과 예술 융합 관점" 11 (11): 97-119, 2012

9 류대성, "창의적 융합역량 진단 도구 개발 및 타당화 연구" 한국교원대학교 대학원 2018

10 홍효정 ; 이재경, "창의·융합적 사고역량 강화를 위한 교양교육과정 개발 방향 탐색" 9 (9): 163-192, 2015

11 오찬숙, "제4차 산업혁명 시대를 대비하는 교육방안으로서 융합교육프로그램 효과 분석 : 중학생 대상 미래핵심역량을 중심으로" 32 (32): 1-36, 2018

12 김기봉, "인류세를 위한 교양, 빅 히스토리" 16 (16): 11-22, 2022

13 유재진, "인공지능을 활용한 지리교육 연구-ChatGPT 기반 질의·응답을 중심으로-" 33 (33): 162-173, 2023

14 허희옥 ; 강신천, "인공지능융합교육을 위한 수업설계 방법 제안" 27 (27): 71-85, 2024

15 최서연 ; 임철일, "인공지능 튜터링 시스템 기반 초등학교 수학 수업 설계원리 및 지침 개발" 39 (39): 969-1009, 2023

16 백희정, "인공지능 시대 독자의 질문 생성과 읽기 교육" 68 : 119-155, 2023

17 송혜빈 ; 조영환, "인간-AI 협력 역량 향상을 위한 활동중심수업 설계원리 개발" 29 (29): 145-173, 2023

18 이동영 ; 윤진아 ; 남윤경, "융합적 문제해결력 검사 도구" 41 (41): 670-683, 2020

19 박기문 ; 최유현 ; 홍준희 ; 이규녀 ; 문성환 ; 태진미 ; 이경표 ; 민봉기 ; 노경숙, "융합인재교육의 핵심역량 구성요인에 대한 타당성 연구" 14 (14): 214-234, 2014

20 충남삼성고등학교, "융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서" 한국과학창의재단 2018

21 김혜영, "융합교육의 체계화를 위한 융합교육의 방향과 기초융합교과 설계에 대한 제언" 7 (7): 11-38, 2013

22 이재준, "융합교육 연구동향 분석" 7 (7): 83-117, 2021

23 이효근, "선생님이 들려주는 빅히스토리" 와이스쿨 2018

24 양수연 ; 고유라 ; 신효정 ; 주세형, "생성형 인공지능은 교사의 교육적 질문 생성 역할을 대신할 수 있는가－ChatGPT가 생성한 읽기 질문의 활용 가능성에 대한 교사 인식 연구－" (136) : 117-165, 2023

25 김소연, "생성형 AI 시대 거대언어모델의 기술 동향" 41 (41): 25-33, 2023

26 김윤지, "빅 히스토리를 적용한 교양 과학사 융합교육의 사례 연구" 13 (13): 81-98, 2019

27 배한극, "빅 히스토리(Big History)의 이론과 문제점" 46 : 409-444, 2011

28 Christian, D., "빅 히스토리 - 우주와 지구, 인간을 하나로 잇는 새로운 역사" Woongjin Bookclub 2022

29 한송희, "대화형 생성 AI(인공지능)ChatGPT를 활용한 한국어 말하기 연구" 23 (23): 651-674, 2023

30 성은모 ; 오헌석 ; 김윤영, "대학교육에서 산업형 융합인재 육성을 위한 융합프로젝트 교수학습모형 탐구" 25 (25): 543-580, 2013

31 이왕원 ; 정지연 ; 김문조, "대졸취업자의 임금에 대한 인지적·비인지적 능력의 효과에 관한 연구 : 융합인재론의 경험적 검증" 10 (10): 47-76, 2015

32 신진욱, "근대와 폭력" 38 (38): 1-31, 2004

33 유영만, "교육 테크놀로지와 교육에서의 지식융합의 전망" 2009 (2009): 43-55, 2009

34 이성혜 ; 김범석 ; 박소영, "과학 분야 좋은 질문의 특성에 관한 탐색적 연구" 33 (33): 477-501, 2023

35 Dillon, J. T., "The multidisciplinary study of questioning" 74 (74): 147-165, 1982

36 Howells, K, "The future of education and skills: education 2030: the future we want"

37 Chi, M. T., "The ICAP framework : Linking cognitive engagement to active learning outcomes" 49 (49): 219-243, 2014

38 Rothstein, D., "Teaching students to ask their own questions" 27 (27): 1-2, 2011

39 Braßler, M., "Teaching education for sustainable development at university level" 245-257, 2016

40 Simon, R. B., "Teaching big history" Univ of California Press 2015

41 Nachmias, R., "Taxonomy of Scientifically Oriented Educational Websites" 10 (10): 93-104, 2001

42 Nunnally J. C., "Psychometric theory" McGraw-Hill 1994

43 White, R., "Probing understanding" Routledge 2014

44 황요한, "PROMPT 리터러시 시대의 도래에 관한 고찰 : 영어교육을 위한 ChatGPT 와 DALL· E 의 활용을 중심으로" 22 (22): 263-288, 2023

45 Drake, S., "Meeting Standards through Integrated Curriculum"

46 Allen, I. E., "Likert scales and data analyses" 40 (40): 64-65, 2007

47 Dellermann, D., "Hybrid intelligence" 61 (61): 637-643, 2019

48 King, A., "Guiding knowledge construction in the classroom : Effects of teaching children How to question and how to explain" 31 (31): 338-368, 1994

49 Wang, J., "Evaluation and Analysis of Hallucination in Large Vision-Language Models"

50 Steiner, G, "Competences for complex real-world problems: toward an integrative framework"

51 이슬기, "ChatGPT 활용 글쓰기에서 질문 전략의 교수 방안 설계와 적용-SMART 전략을 중심으로-" 98 (98): 119-150, 2024

52 Voros, J., "Big history as a scaffold for futures education" 10 (10): 263-278, 2018

53 Spier, F, "Big history and the future of humanity" John Wiley & Sons 2015

54 McComas, W. F., "Asking more effective questions"

55 Krathwohl, D. R., "A revision of Bloom’s Taxonomy : An overview" 41 (41): 212-218, 2002