황요한 / 전주대학교 / 인문학 / 생성형 AI 및 메타버스 기반의 영어 교과서 제작 및 효과 검증: TechBoox 프로토타입 개발을 기반으로 / 2024년도 신진연구자지원사업(인문사회) 예비선정
연구목표:
본 연구의 목적은 교육 및 에듀테크 산업에서 일어나고 있는 기술적 발전을 반영하여, 기존의 디지털 교과서의 한계를 넘어서는 동시에 향후 도입될 AI 디지털 교과서의 장점을 반영하는 새로운 형태의 영어 디지털 교과서의 프로토타입을 개발하데 있다. 이를 위해 Textbook을 대체할 수 있는 새로운 용어인 TechBoox(Technology와 Boox의 합성어)를 제안한다. TechBoox는 기존의 Textbook 개념을 넘어서 3차원 가상의 공간에서 학습 하는 메타버스 기술과 맞춤형 학습을 가능하게 하는 생성형 AI 기술을 융합하여 학습자에게 보다 몰입감 있고 상호작용적인 학습 경험을 제공하도록 설계된다. 이를 통해 본 연구에서는 TechBoox가 어떻게 기존 교육 매체와 다른 교육 경험 제공하고 환경을 조성할 수 있는지를 탐구하고 이러한 새로운 형태의 교과서가 학교 현장에서 어떻게 활용될 수 있을지에 대해 체계적인 방안을 제시하고자 한다. 본 연구의 연구 질문은 다음과 같다.
① 생성형 AI와 메타버스 기술을 통합한 미래형 영어 교과서 TechBoox의 프로토타입 개발은 학습자에게 어떤 새로운 학습 경험을 제공하는가?
② TechBoox를 통한 3D 공간에서의 학습은 기존의 2D 디지털 교과서 및 AI 디지털 교과서와 비교하여 학습 효율성과 학습자의 몰입감에 어떤 차이를 보이는가?
③ 새로운 형태의 TechBoox 형태의 교과서가 학교 현장에서의 교육 방법과 학습 환경에 어떤 변화를 가져올 수 있는가?
이를 통해, 본 연구는 생성형 AI 기술과 메타버스의 통합을 통해 컴퓨터 기반 언어교육 분야에 새로운 혁신을 도모하고자 한다.
기대효과:
본 연구의 결과물인 TechBoox는 다양한 기술을 적용한 미래형 교과서의 청사진을 제공하고, 앞으로의 에듀테크 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. TechBoox의 개발과 활용이 교육 분야에서의 지속 가능한 혁신과 발전을 촉진하는 데 있어 중요한 이정표가 될 수 있을 것이다. 구체적인 기대효과는 다음과 같다.
① 교육 환경의 혁신적 변화: TechBoox의 도입은 3D 학습 공간 제공 및 상호작용적인 요소를 통해 전통적인 교실 학습 환경을 넘어서는 새로운 형태의 교육 환경을 제공할 수 있다. 이는 학습자의 참여도와 몰입감을 증진시키며, 학습에 대한 흥미를 높일 수 있다.
② 체험 및 맞춤형 학습 경험 제공: TechBoox는 생성형 AI와 메타버스 기술을 활용하여, 학습자 개인의 요구와 학습 스타일을 고려한 맞춤형 학습 경험을 제공한다. 이를 통해 학습 효율성을 극대화하고, 학습자가 자신에게 맞는 방식으로 지식을 습득할 수 있다.
③ 다양한 교육 콘텐츠의 동시 활용: 메타버스 내에서의 다양한 학습 활동과 에듀테크 도구의 통합을 통해, 교육 콘텐츠를 다양하고 풍부하게 제공할 수 있다. 이는 교사와 학생들에게 다양한 교육 자료와 환경을 한 공간에서 함께 활용할 수 있는 기회를 제공한다.
④ AI 디지털 교과서 도입 그 이후의 교두보 마련: TechBoox는 AI 디지털 교과서의 장점을 기반으로, 더욱 미래 지향적인 교과서의 새로운 모델을 제시한다. 나아가 미래 교육의 방향성을 제시하며, 교육 분야에서 기술 통합의 새로운 가능성을 넓히는 중요한 교두보 역할을 할 것이다.
TechBoox는 교육 현장에서의 적용, 교사 교육 및 전문성 개발, 그리고 미래형 교육 콘텐츠와 환경을 조성하는 데 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이는 교육과정에 맞는 콘텐츠를 쉽게 업데이트하며 학생들에게 더욱 효과적인 학습 경험을 제공하고, 교사들에게 새로운 에듀테크 도구와 방법론을 학습하고 적용하는 기회를 제공한다. 또한, 영어교과에서 TechBoox의 성공적인 적용 사례는 향후 다양한 교과로의 확장 및 교육 콘텐츠 개발에 기여할 수 있을 것이다.
연구요약:
본 연구의 과정을 요약하자면 다음의 네 단계와 같다.
① 기존 영어 디지털 교과서와 AI 디지털 교과서 프로토타입 분석: 이 단계에서는 디지털 교과서의 내용 구성, 학습 활동 및 평가 지원 체계를 평가하여 TechBoox의 효과적인 구성 요소를 파악한다. 또한, AI 디지털 교과서의 맞춤형 학습 제공 방안과 상호작용 강화 방법을 분석한다.
② TechBoox 프로토타입 개발 및 사전 평가: (1) 메타버스 플랫폼 선정, (2) 학습 공간 제작, (3) 학습 콘텐츠 탑재 및 에듀테크 연결, (4) 생성형 AI 아바타 제작 및 탑재를 포함하는 TechBoox 프로토타입 개발 과정을 거친다. 그리고 그 결과물을 전문가 자문 집단을 통해 검증하고 대학생 영어 예비교사들의 TechBoox 사용 수업 시연을 통해 수정 및 보완한다.
③ TechBoox 적용 실험 연구 및 분석: 초등(3개 학급), 중등(2개 학급), 고등(2개 학급) 학생을 대상으로 TechBoox의 효과를 검증하는 실험 연구를 진행한다. 이 단계에서는 TechBoox와 기존 디지털 교과서 사용 학급의 학습 효율성 및 몰입감 차이를 분석하며, 학습자의 상호작용 패턴, 학습 성과, 학습 동기 등을 질적 및 양적 혼합 연구로 평가한다.
④ 후속 조치 보완 및 특허 신청: 실험 및 평가를 통해 드러난 문제점을 해결하고, TechBoox의 교육적 가치를 극대화하기 위해 프로토타입의 기능, 사용성, 교육 콘텐츠 등을 수정 및 보완한다. 이 단계에서는 또한 TechBoox의 활용을 위한 인프라 구축 및 기술 지원 방안을 모색하고, 최신 기술 동향 및 교육학적 접근을 통해 미래 교육 환경에 적합한 콘텐츠 및 학습 방법론을 개발한다. 더 나아가 TechBoox의 실제 Beta 버전 출시하고 이를 기반으로 특허 신청을 진행하여 산학연계를 추진하고자 한다.
이러한 네 단계의 유기적인 연구 과정을 통해, 본 연구는 TechBoox가 제공하는 새로운 차원의 몰입감 있는 학습 환경과 맞춤형 학습 경험이 교육 현장에서 어떤 영향을 미치고, 학습 효율성과 몰입감을 어떻게 변화시키는지를 체계적으로 분석하고자 한다.
키워드:
생성형 AI, 메타버스 에듀테크, 디지털 교과서, 컴퓨터 기반 언어교육
Generative AI, Metaverse, Educational technology, Computer-assisted language learning (CALL)