
서울대학교 학습과학연구소의 프로젝트는 규모가 크고 다양한 연구진이 참여하며 어려운 문제를 해결하기 위해 장기간 추진하는 프로젝트입니다.
AI Collaboration
최근에 인간처럼 생각하고 행동하는 인공지능이 많이 등장하고 있고, 의료, 법률, 경영, 교육, 예술 등의 분야에서 인공지능과 협력하는 경우가 점차 증가하고 있습니다.
그렇기 때문에 인공지능 리터러시 교육에서 프로그래밍 기술을 가르치는 것도 중요하지만 어떻게 하면 인공지능과 더불어 살아갈 수 있는지를 가르치는 것도 매우 중요합니다.
본 연구는 인공지능과 협력하기 위해서 인간에게 필요한 역량에 무엇이 있는지를 정의하고 해당 역량을 향상시키기 위한 수업과 평가방법을 개발하고자 합니다.
본 연구는 한국연구재단으로부터 2022년부터 3년 동안 인문사회분야 중견연구자지원을 받아 진행되고 있으며, 미래 사회의 핵심 역량이 될 인공지능과의 협력 역량을 탐구한다는 점에서 앞으로 교육계에 많은 시사점을 줄 것으로 기대됩니다.


Learning Data
멀티모달 데이터를 활용한 학습과 발달 연구
최근 디지털 기술의 발전으로 청소년들의 생활과 학습 환경이 급격히 변화하고 있습니다. 이러한 변화 속에서 청소년들이 건강하게 성장하고 필요한 역량을 갖추기 위해서는 그들의 발달 과정을 깊이 있게 이해하는 것이 매우 중요합니다.
본 연구는 청소년들의 전인적 성장을 이해하기 위해, 초기 청소년기(초6~중2) 학생들의 다양한 특성과 발달 단계를 종합적으로 살펴보고자 합니다. 기존의 단편적인 연구 방식에서 벗어나 뇌파, 영상, 인터넷 사용 기록, 심리 상태 등 다양한 데이터를 통합적으로 분석함으로써 디지털 시대를 살아가는 청소년들의 학습과 발달 과정을 다각도에서 이해하고자 합니다.
이 연구는 디지털 시대를 살아가는 청소년들의 발달 특성을 종합적으로 이해함으로써, 미래 교육 설계에 실질적인 시사점을 제공할 것으로 기대됩니다.
Learning data
2025년부터 AI 디지털 교과서가 전국적으로 보급됨에 따라 학습 데이터의 양이 크게 증가할 것으로 예상되지만, 이를 체계적으로 수집, 저장, 관리, 분석, 활용하기 위한 방안에 대한 연구는 아직 부족한 실정입니다.
학습과학연구소는 한국연구재단의 인문사회연구소지원사업에 선정되어, 2024년부터 6년 동안 지속 가능한 학습 데이터 생태계 구축을 위해 교육적, 기술적, 제도적 기반을 마련하는 데 초점을 맞추고자 합니다.
본 연구는 국가 차원의 학습 데이터 표준을 수립하고, 공교육 학습 데이터 생태계를 설계하며 그 구성 요소를 도출하는 것을 목표로 합니다. 또한, 학습 데이터를 둘러싼 주요 쟁점을 파악하고, 국가 차원에서 학습 데이터를 효과적으로 분석하고 활용하기 위한 구체적인 실천 방안을 제안합니다.


Learner's Diversity and Equity

학업실패는 단순한 성적 부진을 넘어, 학습자의 인지적·정서적·사회적 발달 전반에 영향을 미치는 복합적 문제로 인식되고 있습니다. 이는 개인의 능력이나 노력의 부족에 국한되지 않으며, 가정과 지역사회 환경, 사회정서적 요인, 교육 시스템 등 다양한 요소가 상호작용한 결과로 나타납니다.
학습과학연구소는 이러한 다면적 문제를 학습과학의 관점에서 재조명하고, 느린 학습자(slow learner)와 기초학력 미달 학생 같은 포괄적 개념을 중심으로 학업실패의 원인과 양상을 분석하고자 합니다. 본 연구는 국내외 문헌과 전문가 면담을 통해 학업실패 관련 논의와 지원 사례를 종합적으로 탐색하고, 초·중등학교 교사 및 학생을 대상으로 한 현장 기반 요구분석을 수행함으로써 실질적 지원 방향을 모색합니다.
이를 통해 학업실패의 진단·예측 및 지원 방법에 관한 후속 실증연구 계획을 수립하고, 교육 현장의 요구를 반영한 실천적 연구 기반을 마련하여 학습자의 다양성과 교육의 형평성을 증진하는 데 기여하고자 합니다.
Learner's Diversity and Equity
일부 교사들은 수동적 학습이나 암기식 훈련이 고차적 사고 활동보다 기초학력 미달 학생에게 더 효과적이라고 생각하는 등 잘못된 신념을 가지고 있습니다.
이러한 뉴로미스는 기초학력 미달 학생을 위한 효과적인 지원 전략 도출을 방해할 뿐만 아니라, 디지털 전환 시대의 새로운 교육 기술인 AI를 수용하고 활용하는 양상에도 영향을 미칠 수 있습니다.
본 연구는 초등교사가 기초학력 미달 학생에 대해 가지고 있는 뉴로미스가 무엇인지 탐색하고, 이러한 뉴로미스가 AI 기반 교육에 대한 인식과 어떤 관련성을 가지는지 파악함으로써 교사 교육과 AI 기반 교육 실천 전략에 대한 시사점을 도출하고자 합니다.


AI Collaboration
AI 기반 에듀테크 평가 프레임워크 개발
최근 교육 현장에서 AI 기반 에듀테크의 도입이 빠르게 확산되고 있습니다. 그러나 이러한 기술을 교육적으로 안전하고 효과적으로 활용하기 위한 평가 체계와 프레임워크는 아직 미흡한 실정입니다.
AI 기술이 급속도로 발전함에 따라, 해당 기술의 교육적 적합성과 안전성, 그리고 학습 효과를 체계적으로 검증할 수 있는 평가 기준과 절차가 필요합니다.
이에 본 연구는 AI 기반 에듀테크와 이를 활용한 수업을 평가할 수 있는 프레임워크를 개발하고, 학교 현장의 실증 데이터를 통해 그 타당성과 활용 가능성을 검증하고자 합니다.
연구를 통해 검증된 평가 프레임워크를 바탕으로, ① 학교와 정책 수준의 의사결정 지원, ② 국내 에듀테크 품질 개선 및 학습 효과 향상, ③ 교사와 학부모가 신뢰할 수 있는 AI 에듀테크 생태계 구축에 기여하고자 합니다.
Learning Data
멀티모달 학습분석(Multimodal Learning Analytics, MLA)이 학습자의 다양한 인지·정서·행동 데이터를 통합적으로 분석하여 보다 정밀한 학습 과정 이해와 맞춤형 교육 지원을 가능하게 하므로 최근 학습과학 연구에서 멀티모달 학습분석의 중요성이 급격히 증가하고 있습니다.
멀티모달 학습분석 연구를 효과적으로 수행하기 위해서는 시선추적기(Eye-Tracker), 뇌파 측정 장비(EEG), 근적외 분광 장비(fNIRS), 심박 변이도 측정 장비(HRV) 등의 장비가 필요하며, 이를 통해 학습자의 시각적 주의, 감정 반응, 신경생리학적 변화를 실시간으로 분석할 수 있습니다.
수집한 멀티모달 데이터의 신뢰도를 확보하기 위해 안전하고 효과적인 사용이 요구되므로 명확하고 체계적인 가이드라인을 개발할 필요가 있고, 장비의 적극적인 활용을 위해 장비를 활용한 구체적인 연구 사례를 발굴하는 것이 중요합니다.
본 프로젝트에서 개발하는 멀티모달 데이터 수집 및 분석에 대한 가이드라인과 연구 사례는 학습과학 연구 경험이 부족한 대학원생과 연구자에게 유용한 정보를 제공하고 학습과학 연구를 활성화 하는 데 기여할 수 있을 것입니다.

AI Collaboration
AI를 활용한 교수학습 지원 수요가 증가함에 따라, 멀티모달 AI Agent 기반 학습용 챗봇을 개발하여 시공간을 초월한 개인 맞춤형 학습을 지원하는 것을 목표로 한다.
본 프로젝트는 교과교육 전문가 그룹, 교수학습 데이터 평가 전문가 그룹, AI 기술 연구자 문단, 현장 중심의 교사 자문그룹의 협업 체제를 통해 실제적인 교수학습 지원 시스템을 개발한다.
현재, 국어,영어,수학,사회,과학 5개 교과의 학습을 지원하는 교과용 챗봇과 창의성 개발, 자기주도학습을 목표로 하는 2개의 비교과 챗봇을 운영중이며, 추후 전 과목으로 확대할 예정이다.
Project
연도
2023.2 ~ 2023.12
본 사업은 현직 및 예비 교원의 AI·디지털 역량 강화를 위해 국가, 교육청, 대학, 전문가, 민간 등이 소통·개방·협업하는 지원체제 구축 및 운영을 통하여 종합적으로 지원하고 운영하는 것을 목표로 한다.
AIEDAP 사업 수행기관은 연구개발기관을 통한 과제 수행과 권역별 시범사업을 관리 및 운영한다. 2022년부터 진행된 AIEDAP 사업의 연구 결과를 바탕으로 더욱 깊이 있는 연구 결과를 도출하고 이를 권역별 특성과 여건을 고려하여 시범사업을 운영하고 지역 맞춤형 예비·현직 교원 대상 AI·디지털 역량 강화 연수 체계 구축한다.
한편, AIEDAP 연구개발기관으로서
Project
인천 미래형 혁신학교 미래형 교육과정 개발
연도
2023.3 ~ 2023.12
본 사업은 교사의 미래형 교육과정 개발 역량 강화하기 위한 연구를 진행한다. 이를 위해 학교별 교육과정의 자율권을 확대하여 미래형 교육과정 개발하고자 한다. 또한, 전문적 학습 공동체 운영을 통한 상향적 학교 교육과정 연구를 지향한다.
Project
국제백신연구소(IVI) 교육과정 개발 컨설팅
연도
2023.3 ~ 2023.12
본 연구에서는 국제백신연구소(IVI)에서 운영하는 백신⬝바이오의약품 생산 관련 교육과정을 체계적으로 개발하여 학습 효과성을 극대화하는 것을 목표로 한다. 이해관계자 요구분석을 실시하고 미래형 교육 방법론을 도입한 모듈을 개발하며, 효과적인 운영을 위한 가이드라인 및 소통 체계를 개발한다.
Project
구글 알버스 프로젝트
연도
2023.4 ~ 2023.12
본 연구는 Google for Education Products (Chromebooks 과 Google Workspace for Education)을 사용하여 교실에서 일어나는 디지털 혁신과 교육 방법의 변화에 미치는 영향에 관해 다룬다.
Project
온라인 한의학 교육 사업
연도
2023.5 ~ 2023.12
본 사업은 온라인 한의학 교육의 활성화를 위하여 한의학 주식회사 7일과 협약하여 교육 포럼 및 한의학 분야의 우수 강사 양성을 위한 워크숍을 진행하고 효과적인 한의학 교수법 콘텐츠 개발한다.
Project
강원도교육청 메타버스 도서관
연도
2023.9 ~ 2023.12
본 사업은 강원도교육청에서 메타버스 도서관을 설립하기 위한 이론적 타당성을 확보하고 메타버스 도서관을 체계적이고 내실화하여 운영하는 것을 목표로 한다.
Project
2023년 교원양성기관 미래교육센터 운영 사업(이하 FT)
연도
2023.7 ~ 2023.12
본 사업에서는 한국과학창의재단의 지원으로 미래교육혁신센터 운영 중점 및 특화과제를 수행한다. 예비교원 및 현직교원의 AI·디지털 역량 강화를 위해 예비교원 양성 대학 교수자 지원, AI·디지털 역량과 관련된 각종 프로그램 운영, 다양한 수업모형 개발 및 학교 디지털 인프라 개선을 수행하고 있다.
FT 과제 1. 예비교원의 디지털 활용 및 현장 역량 강화 연구
본 사업은 예비교원의 디지털 기반 교육 역량과 현장 연량 강화를 목표로 한다. 이를 위해 교직 및 전공 과목의 교육과정을 개발 및 개선하고, 실습환경을 개선한다. 이를 위해 2022년 AIEDAP AI디지털 역량 강화를 위한 중등 예비교원 양성체제 개선 사업에서 도출한 교육과정 프로토타입을 바탕으로 사범대학의 정규 교과목을 개발하고, 기존 사범대학 교과목들을 개선할 수 있도록 컨설팅 및 기타 지원을 제공한다. 한편, 사범대학에 재학 중인 예비교원과 중등학교의 현장교원을 연결하는 협력체계(PIN, Preservice-Inservice Network)를 구축하여 운영한다. AI·디지털 기반 교수설계역량 향상을 목표로 예비 교원과 현장 교원 간 1인 멘토-멘티 체계를 구축한 후 멘토링 활동 및 수업 콘테스트를 진행한다.
FT 과제 2. 초중등 교육 협력 지원 사업
본 사업은 현직교원의 디지털 활용 능력과 미래형 교수 방법 적용 역량을 향상하기 위한 플랫폼을 개발하여 적용하고, 시·도교육청과 협조를 통해 창의적 체험활동을 운영한다. 또한, 현직교원의 미래교육의 방향 탐색을 돕고자 포럼 및 자료집을 제작하여 배포한다. 메타버스를 활용한 수업을 실행할 수 있도록 돕는 연수 프로그램을 실행한다. 일례로 한국교육학술정보원(KERIS)과 2022년 공동으로 제작한 가이드라인을 기반으로 메타버스를 교육적으로 활용하고자 하는 초·중등 현직 및 예비교원을 위한 연수 프로그램을 기획 및 운영한다. 연수는 강의뿐 아니라 다양한 메타버스 기기 및 플랫폼을 직접 체험해보고 메타버스 수업 환경을 구축해보는 등 다채롭게 구성하고자 한다.
FT 과제 3. 지역 미래교육 생태계 구축 사업
본 사업은 지역별 미래교육 혁신 플랫폼 구성과 교수자 량 강화을 통해 지역 미래교육 생태계를 구축하고자 한다. 이를 위해 자자체 및 교육청 교육사업과 연계하여 미래형 혁신학교 교육과정을 개발하고, 학교 디지털 인프라 구축 및 교육과정 설계·운영과 콘텐츠 개발에 주력하고 있다. 또한 교수자 코티칭 및 워크숍을 통해서 교수자 역량 강화를 도모한다. 이를 위해 데이터과학 기반 초등 AI-STEAM 교수학습모형 개발 및 적용 연구를 수행한다. 이는 초등학생의 컴퓨팅 사고력과 데이터 리터러시 역량, 교과 핵심역량(과학과 역량, 수학과 역량) 향상을 위한 AI-STEAM 교수학습모형을 개발하고 현장 적용을 통해 효과성 및 모형의 타당성을 검증하고자 한다. 또한, 인공지능 코스웨어 수학 교과 교수자용 대시보드 개발연구를 통해 교육 현장에서 교수자의 AI·디지털 기반 수업설계와 수업 운영을 지원하기 위하여 초등 수학 교과 맥락에서 AI 코스웨어 활용을 위한 교수자용 대시보드를 개발한다.
FT 특화 과제. 에듀테크 기반 디지털 전문성 강화 특화 연구사업
본 사업은 교과별 에듀테크를 활용한 수업설계 모형 개발 및 적용을 목표로 한다. 이를 위해 첫째, 문제해결력 향상을 위한 가상세계 활용 게임 기반 교수 설계 모형 개발을 수행한다. 본 사업은 중등교육 맥락에서 가상세계를 활용한 게임 기반 교수 설계 모형을 개발하여 학습자의 문제해결력 향상을 도모하는 프로젝트이다. 둘째, 생성 AI 기반 챗봇을 활용한 중등 영어 교과 수업 설계 모형을 개발한다. 본 사업에서는 중등 영어 교육 맥락에서 학습자의 영어 의사소통 능력 향상을 위해 생성 AI 기반 챗봇을 활용한 교수 설계 모형을 개발하고자 한다.
Project
대학연대 융복합 플랫폼 사업
연도
2023.7 ~ 2024.2
본 사업은 서울대학교의 인적, 물적 인프라를 활용하여 지방소멸, 대학소멸에 대응하기 위한 지역대학 중심의 ‘대학연대 융복합 플랫폼’을 구축함으로써 수도권-지역대학 상호협력을 통한 미래인재 양성 체계를 개발하는 프로젝트이다.