공학교육에서 창의성 향상을 위한 스마트 지원 시스템 적용과 효과에 관한 연구

임철일,홍미영,서승일,이찬미 한국교육공학회 2015 한국교육공학회 학술대회발표자료집 Vol.2015 No.2

이 연구의 목적은 공과대 교육에서 창의성 향상을 위한 스마트 지원 시스템(S3CPS)의 적용 가능성과 그 효과를 살펴보는 것이다. 본 연구에서 사용된 스마트 지원 시스템은 Treffinger 외(2003)의 창의적 문제해결 모델에 기반하여 만들어진 온라인 웹 사이트이다(임철일 외, 2011). 스마트 지원 시스템은 2015년 1학기 S대학교 공과대의 D강좌에 총 4주간 적용되었다. D강좌에서는 15주간 학생들이 팀을 이루어 창의적인 로봇을 만드는 프로젝트를 진행하고, 학기말에 로봇 컨테스트를 진행한다. 스마트 지원 시스템은 학생들이 로봇을 제작하기 위해 실시하는 ‘개념설계’단계에서 창의적 로봇 설계를 돕는데 사용되었다. 전체 수강생과 팀장들을 대상으로 개방형 설문조사를, 4개조의 팀장과 조원들을 대상으로 면담을 실시하였다. 이렇게 수집된 자료는 질적으로 분석을 하였다. 연구결과에 따르면, 공과대 수업에 스마트 지원 시스템을 적용하기 위한 세 가지 방안이 확인되었으며 창의적 문제 해결과 팀프로젝트 수행에 미친 효과가 도출되었다. 이러한 연구결과에 기반하여 향후 공학교육에 스마트 지원 시스템이 어떻게 활용되어야 할지 논의하였다.

교사의 교수설계 지원을 위한 AI 코스웨어 대시보드 프로토타입 개발 연구: 초등 수학 교과를 중심으로

임철일,임은선,엄태연,이은서,정예일,임민희 한국교육정보미디어학회 2024 교육정보미디어연구 Vol.30 No.3

디지털 기반의 교육 혁신이 이루어짐에 따라 학습자 데이터를 활용한 AI 코스웨어와 대시보드에 대한주목이 이루어지고 있다. 그러나 학습자용 대시보드에 대한 연구는 활발히 수행되는 한편 교수자의교수설계를 지원하고 학습자에 대한 정보와 피드백을 제공하는 교수자용 대시보드에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서는 초등학교 수학 교육 맥락에서 교사의 교수설계 지원을 위한 AI 코스웨어 대시보드 프로토타입을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 설계․개발 연구방법론의 절차에 따라선행연구 및 사례 분석, 요구분석, 대시보드 설계원리 개발, 초기 프로토타입 개발 및 사용성 평가, 최종 프로토타입 개발 단계로 실시하였다. 선행연구 및 사례 분석과 함께 진행된 현직 초등교사 43인에대한 요구분석을 통해 개별 학습자의 학습 현황에 대한 적절한 직관적인 피드백을 지원하고 개인 맞춤형 교수설계를 지원할 수 있도록 개발되어야 할 필요성을 확인하고, 대시보드 설계원리를 도출하였다. 이를 반영해 초기 프로로타입을 개발하고, 사용성 평가를 거쳐 최종 개발된 교수자용 대시보드 프로토타입은 홈, 학습현황 분석, 성취도 분석, 오답문제 분석, 메시지 및 채팅, 설정의 6개 탭으로 구성된다. 본 연구는 초등학교 수학 교과에 초점을 맞추어 현직교사의 요구를 바탕으로 대시보드 프로로타입을 개발하였다는 점에서 의의가 있으며, AI 디지털교과서의 도입이 추진되고 있는 현 상황에서, AI 코스웨어의 대시보드 프로로타입 구조도를 제시하였다는 점에서도 의의가 있다. As data-based educational innovation proceeds, attention is being paid to AI courseware and dashboards that utilize learner data. While research on learner facing dashboards is actively conducted, research on teacher facing dashboards is insufficient. This study aims to develop a teacher facing dashboard prototype of AI courseware to support instructional design for elementary school mathematics teachers. Following the design and development research methodology, this study proceeded with literature review and case analysis, needs analysis, development of dashboard design principles, initial prototype development and usability test, and final prototype development. Through a needs analysis of 43 in-service elementary school teachers, the necessity for a teacher facing dashboard for instructors that provides appropriate intuitive feedback on individual learners' learning status and supports personalized instructional design was identified, and we derived dashboard design principles from the results. Reflecting these, an initial prototype was developed and after usability test, the finalized prototype consists of six tabs: Home, Learning Status Analysis, Achievement Analysis, Incorrect Answers Analysis, Messaging and Chat, and Settings. This study is significant in that it developed a teacher facing dashboard prototype based on the needs of in-service teachers, and in the current situation where the introduction of AI digital textbooks is being promoted, it also presents a prototype structure for the teacher facing dashboard of AI courseware.

국내 대기업의 인적자원개발을 위한 교육체계의 특성과 정책적 시사점에 관한 연구

임철일 한국기업교육학회 2008 기업교육과인재연구 Vol.10 No.1

This study intended to explore the major characteristics of educational systems in the large corporations in Korea and analyze their policy implications for human resources development. The sub component of the educational systems for corporate were defined: they consist of educational goal, curriculum, educational method, educational evaluation, and educational infra system. Selected human resources development institutes and other relevant literature were analyzed to find out the characteristics of those aspects of educational system. For educational goals, sharing core values, developing core leaders, fostering global leaders, and maintaining change and innovation are emphasized. Competency-based curriculum and other emergent courses of the emphasized educational goals have been developed. Online and blended learning methods besides action learning have been heavily used. The level 3 evaluation have been emphasized, Finally, the linkage system between education and personal management besides other support system has been implemented broadly. Policy implications for human resources development have been suggested as follows: systematic review on corporate educational system; encouraging the reflection of demands in corporate educational system to university courses- emphasizing value and attitude education, implementing competency-based education, and applying new education methods such as blended learning and action learning. 본 연구는 인적자원개발을 위한 국내 대기업의 교육체계에 대한 분석 및 정책적 시사점을 탐색하고자 하였다. 기존의 교육과정 중심에서 벗어나 본 연구에서는 교육체계를 교육의 목적, 교육과정, 교육방법, 교육평가, 교육인프라의 구성으로 재규정하였다. 국내 대기업 교육체계의 하위 요소를 분석한 결과, 교육목적은 핵심인재 혹은 글로벌 인재의 양성, 변화, 혁신이 주를 이루고 있으며, 교육과정에서는 역량중심 교육과정 개발의 관점에서 계층별 교육과정과 직무별 교육과정이 제공됨을 알 수 있었다. 교육방법에서는 온라인 교육, 블랜디드 학습의 급속한 증가와 실천학습의 확산을, 교육평가에서는 학습 평가 및 현업적용도 평가의 적용 시도를 알 수 있었다. 교육인프라에서는 교육과 인사와의 연계 및 학점이수제 도입 등을 확인할 수 있었다. 이상의 대기업 교육체계 특성을 고려하여 국가수준의 인적자원개발 정책에 대한 시사점을 교육체계 분석 관련 연구지원 및 대학교육과의 연계 측면에서 제시하였다.

AI 소양과 교과 교육의 대응 방향

임철일 한국가정과교육학회 2023 한국가정과교육학회 학술대회 Vol.2023 No.2

교수설계를 위한 생성형 AI 기반 챗봇의 활용 방안 탐색: ChatGPT와 RPISD모형을 중심으로

임철일,고보경,정예일,이은서,전민선,김승하 한국교육공학회 2023 교육공학연구 Vol.39 No.4

This study explored the feasibility of integrating ChatGPT, a generative AI-based chatbot, into instructional design, offering implications for its application. Initially, we conducted a literature review and case analysis to gauge the potential of incorporating ChatGPT in instructional design. Subsequently, we developed a plan for using ChatGPT aligned with the steps of Rapid Prototyping for Instructional Systems Design, an instructional design model, utilizing prompts. A feasibility assessment involving four experts was undertaken to refine and enhance the application description. Each expert holds a PhD in instructional design and artificial intelligence with over five years of experience. The outcomes informed the proposal of guidelines for using ChatGPT across analysis, design, development, usability test, implementation, and evaluation phases. To validate the practicality of the guidelines, we conducted focus group interviews with instructional designers experienced in using ChatGPT. The significance of this study lies in highlighting the potential of technology-driven instructional design, given the growing prominence of generative AI-based chatbots in this field. This study also suggests future research directions for technology-driven instructional design.

문화다양성 교육을 위한 교육과정 및 문화예술 기반 교육방법 탐색

임철일,김선희,김성욱 한국다문화교육학회 2014 다문화교육연구 Vol.7 No.2

As cultural diversity is among the most concerned theme in contemporary Korean education, this research investigates curriculum and teaching methods to enhance and appreciate cultural diversity education through the study of culture and arts. This research identify the four areas of educational contents that must be incorporated within cultural diversity curriculum in order to be responsive to the educational needs of the increasingly multicultural society that Korea is becoming: meaning and characteristics of culture, component of cultural diversity, expansion of cultural diversity, and acknowledgement and respect for cultural diversity. Guided by the four considerations above, curriculum designed for primary and secondary school levels have been developed in this research. Furthermore, based on the proposed curriculum, pedagogical strategies centered on cultural and artistic accessibility, have been applied and, in so doing, we developed lesson plans. To reflect to the greatest extent possible on-site applicability of our models, collaborative action research methodology that involve both experts and practitioners alike has been implemented. Finally, utilizing the user-centered design model, which evaluates responses from both students and teachers, against the yardstick of the usability test, optimal curriculum and lesson plans are developed. The results of this research could serve as significant benchmarks against which future selection of educational contents and methodology, which are needed in practice, is made when grappling with cultural diversity education. 이 연구는 문화다양성 교육을 위한 교육과정과 문화예술 기반의 교육방법을 탐색하는 것을 목적으로 수행되었다. 다문화 사회의 도래에 따른 교육적 요구에 대응하기 위하여 문화다양성 관점에 기반을 두고 교육과정에 포함되어야 하는 네 가지 영역의 교육 내용을 확인하였다. 문화의 의미와 특징, 문화 다양성의 요소, 문화다양성의 확산, 문화다양성의 인정과 존중을 중심으로 학교급의 수준을 고려하여 초・중・고등학생을 위한 교육과정을 개발하였다. 제안된 교육과정을 바탕으로 문화예술적 접근에 기반을 둔 교육방법을 적용하여 교수・학습 과정안의 전형을 개발하였다. 교육과정 및 교수・학습 과정안 개발 과정에는 현장 적용성을 최대한 반영하기 위하여 관련 전문가 및 현장 교사와의 협동적 실행 연구 방법론이 적용되었다. 또한 사용자중심 설계 방법론을 활용하여 교사 및 학생들의 반응을 사용성 평가 차원에서 분석하여 최적의 교수・학습 과정안을 개발하였다. 본 연구가 학교 현장의 교사들이 문화다양성 주제를 교육 내용으로 다룰 때 실질적으로 필요한 교육내용과 방법의 선정 과정에 중요한 지침이 되기를 기대한다.

예비교원의 원격교육역량 향상을 위한 교원양성대학의 교과목 개선 사례 연구

임철일,고보경,김한휘,유재혁 한국열린교육학회 2023 열린교육연구 Vol.31 No.5

The COVID-19 pandemic has underscored the need for emergency distance education in the classroom and heightened the demand for remote teaching competencies in pre-service teachers. However, systematic training for pre-service teachers is still lacking. This study aimed to explore and analyze comprehensive course improvements for enhancing remote teaching competencies of prospective teachers. We examined ten courses offered in 2022 at S University's College of Education in Seoul. Through interviews with professors, course improvement needs were identified and suggestions were derived based on the course syllabi. The study resulted in five directions for course improvement: 1) introduction of future-oriented teaching methods, 2) assignment of content creation for online learning, 3) provision of special lectures by in-service teachers, 4) establishment of distance education environments, and 5) implementation of edtech workshops. After applying these measures to the ten courses, all showed significant improvements in remote teaching competencies. Additionally, the author conducted in-depth interviews with course instructors to gather their perceptions of the course improvement process. The resulting qualitative analysis is presented here. This research presents suggestions for curricular and extracurricular interventions to enhance remote teaching competencies in teacher training colleges by proposing strategies for curriculum improvement. As a result, significant discussions and implications for course design and operation have been derived.

교육프로그램 개발을 위한 '간편 교수체제설계' 모형에 관한 개발연구

임철일,이지현,장선영 한국기업교육학회 2007 기업교육과인재연구 Vol.9 No.2

This study aims at formulating a Simple ISD model which can guide the process of developing large-scale training programs or curriculum. While the researchers developed 15 week-training program for administration officers in 'A' university, empirical data was collected to suggest the specific steps or procedures of Simple ISD, and the roles of instructional designers, clients and SMEs. A new Simple ISD model consists of (1) analyzing performance, learners, learning context and tasks, (2) designing education system map, module table, schedule, list of recommended lecturers and (3) developing operating manual, lecturer manual and learner manual. Its specific features are (1) analysis process happens through out the development process, (2) instructional designers, clients and SMEs interact with one another in every steps very actively, and (3) instructional designers engage more in training outcome, i.e. 'transfer', rather than in the training process itself. Simple ISD model is expected to offer useful applications in general corporate instructional design contexts. 본 연구는 교수설계자가 구체적인 교육내용의 선정 및 교육방법에 관한 설계보다는 교육 요구의 맥락에 맞은 교육 프로그램을 내용 전문가와 협의 과정을 거치면서 전체적으로 설계하는 과정을 안내하여 주는 '간편 교수체제설계'(Simple ISD) 모형의 구체적인 단계와 특성을 분석하는데 목적이 있다. 간편 교수체제설계모형은 레피드 프로토타입 방법론과 Seels와 Glasgow의 수행분석 모형을 바탕으로 하고 있다. 개발연구방법론을 활용하여 하나의 교육프로그램을 개발하면서 세부 단계와 각 단계별 결과물, 그리고 교수설계자와 의뢰인, 내용 전문가의 역할을 경험적으로 규명하였다. 간편 교수체제설계 모형의 주요 특징은 교수설계자가 의뢰인 및 내용전문가와 지속적으로 활발하게 의사소통한다는 점과 실제 교육실행하는 시점의 교육내용 및 교육방법에의 설계에 자세히 개입하기 보다는 교육요구를 적절하게 반영하면서 전체 교육내용의 구성 및 교육의 전이 과정설계에 더 관여한다는 점이다. 간편 교수설계모형을 따를 경우 교수설계자는 단순히 강사섭외자의 역할에 머물지 않으면서도 전통적인 ISD 접근의 아이디어를 활용하여 효과적인 교육프로그램을 설계하는데 도움을 받게 된다.

국가 교육 사업의 협력적 거버넌스 실천 사례 분석: 교원의 AIㆍ디지털 역량 강화를 위한 AIEDAP(아이에답) 사업을 중심으로

임철일,박철규,황윤정 한국교육행정학회 2024 교육행정학연구 Vol.42 No.1

본 연구는 교원의 AI·디지털 역량강화를 위한 국가 수준의 교육사업인 ‘AIEDAP(아이에답)’ 사업 분석을 통하여 국가 교육 사업의 협력적 거버넌스 실천에 대한 시사점을 탐색하고자 한다. 이를 위하여 AIEDAP 사업 관련 주요 문헌 자료 분석 및 사업 참여자들과의 면담을 통해 Ansell과 Gash(2008)의 협력적 거버넌스 모델에서 제시하는 네 가지 변인(초기조건, 제도적 디자인, 촉진적 리더십, 협력과정)을 중심으로 AIEDAP 사업의 협력적 거버넌스 체제 구성에 대한 주요 쟁점들에 대해 논의하였다. 분석 결과, AIEDAP 사업은 교원의 AI·디지털 역량강화라는 분야에서 기존의 정부, 학계, 민간으로 흩어져 있던 자원과 지식들의 격차가 확대됨에 따라 협력적 거버넌스 구조 정립의 필요성으로 출발하였음이 확인되었다. 이를 위해 AIEDAP에서는 열린 태도와 유연한 소통체계를 중심으로 하는 협력적 거버넌스 규칙을 만들고, 참여하는 조직들이 자율적으로 다양한 시도들을 실험할 수 있도록 기획되었다. 또한 사업 운영 시에는 중앙부처의 정책적 리더십과 수행기관 및 권역별 사업지원단의 전문적 리더십을 중심으로 다양한 시각을 가진 전문가 집단의 참여와 헌신을 독려한 것으로 나타났다. 마지막으로 사업수행기관에 의해 강조된 대면 회의는 구성원 간 신뢰 구축과 이해 공유의 토대가 되었으며, 이를 통해 조직 간 연계·협력이 활발히 일어나, 결과적으로 다양한 성과가 도출될 수 있었다. 사례 분석 결과에 근거하여, 향후 이와 같은 국가 교육 사업의 협력적 거버넌스를 더욱 효율적으로 실천하기 위한 시사점이 제안되었다. 현장교사를 포함한 다양한 이해관계자들이 적극 참여할 수 있는 체계를 만들고, 사업 추진 전 단계에서 사업 참여 구성원들과 필요한 행정적 협의가 충분히 이루어져야 한다. 무엇보다도 중앙부처 및 사업수행기관과 같은 리더조직을 중심으로 사업 구성원들 간의 지속적인 협력 촉진이 필요하다.

예비교원의 AI⋅디지털 활용 수업설계 역량강화를 위한 교육 프로그램 개발 연구

임철일,지현경,고보경,임은선,민시은 한국교육정보미디어학회 2024 교육정보미디어연구 Vol.30 No.1

본 연구의 목적은 예비교원을 위한 AI⋅디지털 활용 수업설계 역량 개발 교육 프로그램을 개발하고실제 적용을 통해 학습자의 반응을 분석해 프로그램에 대한 효과성 및 개선방안을 검토하는 것이다. 설계개발 연구 방법론에 따라서 AI⋅디지털 역량 개발의 필요성을 알아보고, 국내⋅외의 예비교원 대상의 AI⋅디지털 역량 교육 정책과 프로그램을 검토한 후, 교육 프로그램을 개발하였다. 초기 프로토타입 도출을 위해 2022 개정 교육과정 시안 및 국내⋅외 AI 교육 선행 연구와 사례에서 얻은 시사점을 검토하고, 교수자 및 학습자의 요구를 확인하였다. 초기 프로토타입은 전문가 사용성 평가를 통해수정되었으며 이후 최종 교육 프로그램을 개발하였다. AI⋅디지털 활용 수업설계 역량 개발을 위해총 네 개의 모듈로 구성된 최종 프로그램을 2022년도 하반기 S대학교 사범대학에서 예비교원을 위한AI⋅디지털 활용 수업설계 역량 강화 교육에 적용하였으며, 예비교원들의 반응을 확인하기 위해 설문및 면담을 진행하였다. 설문조사 결과 예비교원들의 교육 프로그램에 대한 만족도는 전반적으로 높게나타났고, 프로그램 전후 AI에 대한 태도, 예비교원의 AI 교수 효능감, 데이터 리터러시 역량에 대한평균이 향상되었으며, 유의미한 차이를 보였다. 학습자 면담 결과 AI 플랫폼과 도구를 체험할 수 있어서 좋았으며, 실제 AI활용 교과융합 수업 사례를 제공하여 도움이 되었고, 팀활동 및 실습 중심의 학습자 주도형 수업 방식을 통해 수업 설계 산출물을 만들 수 있어 의미있었다는 반응을 확인하였다. 본 연구는 예비교원 대상 AI⋅디지털 활용 수업설계 역량 개발 교육 프로그램을 개발함으로써 예비교원들의 AI⋅디지털 활용 수업설계 역량을 향상시키는 구체적인 설계방안을 제시하고 있다. The purpose of this study is to (1) develop an AI⋅digital competency development education program for pre-service teachers and (2) apply it to the field to analyze learner’s response and review the program’s effectiveness in order to make improvements. For the development of the program, this study utilized the method of Rapid Prototype Instructional Systems Development(RPISD). The research team reviewed previous literature, examined the needs of the professors, teachers and pre-service teachers in colleges of education, and conducted the expert usability tests to develop a final education program consisting of four modules. The program was then applied to a workshop for pre-service teachers, and surveys and interviews were conducted to evaluate their responses. The results showed that overall satisfaction with the education program was high, and there were significant differences in attitudes toward AI, AI efficacy of pre-service teachers, and competency for data literacy before and after the program. Learner interviews revealed that experiencing AI platforms and tools and designing classes through learner-centered teaching methods based on AI⋅digital use practices were helpful. This study provides specific design guidelines for developing a program to improve pre-service teachers’ capabilities in AI⋅digital competency development education.