표제지
국문초록
목차
Ⅰ. 서론 15
1. 연구의 필요성 및 목적 15
2. 연구문제 22
3. 연구의 의의 23
4. 용어의 정의 27
가. 협력학습 27
나. 인공지능 챗봇 27
다. 인공지능 챗봇 설계원리 27
Ⅱ. 이론적 배경 29
1. 교육에서의 인공지능 챗봇 29
가. 인공지능 챗봇 개념 및 특성 29
나. 인공지능 챗봇의 교육적 효과 및 활용 38
2. 협력학습의 특성 및 요인 47
가. 협력학습의 개념 및 특징 47
나. 협력학습의 요인 49
다. 협력학습의 문제와 해결방안 54
3. 협력학습을 지원하는 인공지능 챗봇 설계 56
가. 협력학습 지원도구 56
나. 협력학습과 인공지능 챗봇의 활용 가능성 57
다. 협력학습 지원 인공지능 챗봇 설계요인 59
Ⅲ. 연구방법 61
1. 설계원리 개발 66
가. 선행문헌 분석 66
나. 사례 분석 70
2. 설계원리 타당화 71
가. 내적 타당화 71
나. 외적 타당화 83
Ⅳ. 연구결과 94
1. 초기 설계원리 94
가. 선행문헌 분석 결과 94
나. 사례분석 결과 96
다. 초기 설계원리 102
2. 내적 타당화 결과 109
가. 1차 전문가 타당화 결과 109
나. 2차 전문가 타당화 결과 120
다. 3차 전문가 타당화 결과 131
라. 사용성 평가 분석 결과 142
마. 인공지능 챗봇 150
3. 외적 타당화 결과 160
가. 학습자 반응 분석 결과 160
나. 교수자 반응 분석 결과 172
4. 최종 설계원리 182
가. 설계원리의 가정 및 특징 182
나. 설계요소 183
다. 설계원리 및 상세지침 187
Ⅴ. 논의 및 결론 201
1. 논의 201
가. 교육용 인공지능 챗봇의 설계 201
나. 인공지능 챗봇을 활용한 협력학습의 효과 206
다. 협력학습에 영향을 미치는 요인 209
2. 결론 213
3. 제언 215
참고문헌 217
부록 245
[부록 1] 1차 전문가 타당화 설문지 246
[부록 2] 4차 설계원리에 대한 사용성 평가 설문지 264
[부록 3] 인공지능 챗봇에 대한 전문가 검토 설문지 271
[부록 4] 인공지능 챗봇에 대한 전문가 검토 분석 결과 280
[부록 5] 인공지능 챗봇에 대한 사용성 평가 설문지 287
[부록 6] 협력학습 효과 측정 설문지 289
[부록 7] 교수학습과정안 297
[부록 8] 인공지능 챗봇에 반영된 설계원리 306
[부록 9] 인공지능 챗봇 시나리오 313
Abstract 318
〈표 Ⅱ-1〉 인공지능 챗봇에 활용되는 기술적 특징과 교육적 시사점 31
〈표 Ⅱ-2〉 인공지능 챗봇의 종류 38
〈표 Ⅱ-3〉 협동학습과 협력학습의 차이점 47
〈표 Ⅲ-1〉 설계·개발 연구의 주요 특징 61
〈표 Ⅲ-2〉 설계·개발 연구의 대표적 유형 62
〈표 Ⅲ-3〉 전문가 타당화 참여자 정보 72
〈표 Ⅲ-4〉 설계원리에 대한 전문가 타당화 평가 항목 74
〈표 Ⅲ-5〉 초기 설계원리 개발과정에 대한 전문가 타당화 평가 문항 75
〈표 Ⅲ-6〉 설계원리 전반에 대한 전문가 타당화 평가 문항 76
〈표 Ⅲ-7〉 설계원리에 대한 사용성 평가 참여자 정보 78
〈표 Ⅲ-8〉 설계원리 전반에 대한 사용성 평가 문항 79
〈표 Ⅲ-9〉 학습자 반응 분석 참여자 정보 83
〈표 Ⅲ-10〉 학습자 면담 참여자 정보 84
〈표 Ⅲ-11〉 12차시 협력학습 수업계획안 86
〈표 Ⅲ-12〉 협력학습 효과 측정도구 88
〈표 Ⅲ-13〉 협력학습 과제물 평가 루브릭 89
〈표 Ⅲ-14〉 교수자 반응 분석 대상자 정보 93
〈표 Ⅳ-1〉 선행연구로부터 도출한 초기 설계요소 95
〈표 Ⅳ-2〉 사례 분석 결과 97
〈표 Ⅳ-3〉 협력학습을 지원하는 인공지능 챗봇 초기 설계원리 103
〈표 Ⅳ-4〉 초기 설계원리 개발과정에 대한 전문가 타당화 결과 109
〈표 Ⅳ-5〉 초기 설계요소에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 110
〈표 Ⅳ-6〉 초기 설계원리 전반에 대한 전문가 타당화 결과 111
〈표 Ⅳ-7〉 초기 설계원리 및 상세지침에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 112
〈표 Ⅳ-8〉 초기 설계원리에 대한 전문가 의견 및 수정사항 119
〈표 Ⅳ-9〉 2차 설계요소에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 121
〈표 Ⅳ-10〉 2차 설계원리 전반에 대한 전문가 타당화 결과 122
〈표 Ⅳ-11〉 2차 설계원리 및 상세지침에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 123
〈표 Ⅳ-12〉 2차 설계원리에 대한 전문가 의견 및 수정사항 130
〈표 Ⅳ-13〉 3차 설계요소에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 132
〈표 Ⅳ-14〉 3차 설계원리 전반에 대한 전문가 타당화 결과 133
〈표 Ⅳ-15〉 3차 설계원리 및 상세지침에 대한 전문가 타당화 결과(n=5) 134
〈표 Ⅳ-16〉 3차 설계원리에 대한 전문가 의견 및 수정사항 141
〈표 Ⅳ-17〉 4차 설계원리 및 상세지침에 대한 사용성 평가 분석 결과(n=3) 143
〈표 Ⅳ-18〉 인공지능 챗봇에 대한 사용성 평가 분석 결과 150
〈표 Ⅳ-19〉 인공지능 챗봇 사용에 따른 협력학습 효과에 대한 Mann-Whitney U검정 결과 160
〈표 Ⅳ-20〉 인공지능 챗봇 사용에서 협력학습 효과 간 Spearman 상관분석 결과(n=18) 162
〈표 Ⅳ-21〉 인공지능 챗봇을 사용한 학습자 면담 분석 결과 163
〈표 Ⅳ-22〉 교수자 면담 분석 결과 172
〈표 Ⅳ-23〉 협력학습을 지원하는 인공지능 챗봇 최종 설계요소 183
〈표 Ⅳ-24〉 협력학습을 지원하는 인공지능 챗봇 최종 설계원리 및 상세지침 188
[그림 Ⅱ-1] 외국어 학습용 챗봇의 유형 36
[그림 Ⅱ-2] 인공지능 챗봇 'Ellie' 42
[그림 Ⅱ-3] 인공지능 챗봇 '코봇' 43
[그림 Ⅱ-4] 가상현실에서 인공지능 챗봇이 구현된 화면 44
[그림 Ⅲ-1] 연구 단계별 절차 및 산출물 65
[그림 Ⅲ-2] 분석할 논문 선별 과정을 나타낸 Prisma 다이아그램 67
[그림 Ⅲ-3] 선행문헌 분석 화면 일부 69
[그림 Ⅲ-4] 설계원리에 대한 사용성 평가 절차 및 내용 78
[그림 Ⅲ-4] 인공지능 챗봇 개발 과정 80
[그림 Ⅲ-5] 외적 타당화 절차 및 내용 84
[그림 Ⅲ-6] 프로젝트 기반의 협력학습 수업 설계모형 87
[그림 Ⅲ-7] 협력학습 결과물 1: 패들렛 90
[그림 Ⅲ-8] 협력학습 결과물 2: 인공지능 어플리케이션 프로토타입 90
[그림 Ⅲ-9] 협력학습 결과물 3: 구글 문서 92
[그림 Ⅳ-1] 'AI 펭톡' 대화 화면 98
[그림 Ⅳ-2] '듀오링고' 화면별 특징 99
[그림 Ⅳ-3] 'Mathway' 사용 화면 100
[그림 Ⅳ-4] '이루다' 대화 화면 101
[그림 Ⅳ-5] 소속감 형성의 원리를 반영하여 구현된 대화 화면 152
[그림 Ⅳ-6] 공유 문서로 연계해주는 대화 화면 153
[그림 Ⅳ-7] 협력학습 단계에 따라서 안내를 제공하는 대화 화면 154
[그림 Ⅳ-8] 팀 맞춤형 피드백을 제공하는 대화 화면 155
[그림 Ⅳ-9] 사회적 조절을 지원하는 대화 화면 156
[그림 Ⅳ-10] 긍정적인 답변을 제공하는 대화 화면 157
[그림 Ⅳ-11] 챗봇이 먼저 대화를 시도하는 화면 158
[그림 Ⅳ-12] 공감하는 대화 화면 159
[그림 Ⅳ-13] 공개교육자료를 연계해주는 대화 화면 159
[그림 Ⅴ-1] 인공지능 챗봇의 교육적 역할 202
[그림 Ⅴ-2] 협력학습에 영향을 미치는 요인 210