AI 자습실의 참여가 자기조절학습에 미치는 효과 분석: K 고등학교를 중심으로 = Analyzing the impact of participation in an AI-assisted study room on self-regulated learning: A case of K High School

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 K 고등학교 AI 자습실이 자기조절학습에 미치는 영향을 양적, 질적으로 검증하고자 하는 것이다. AI 자습실은 인공지능 기술 기반의 CNN 딥러닝 기법을 적용하여 머리 움직임과 시선의 움직임을 파악하고 실시간으로 뇌파를 측정하여 집중력을 측정하는 기술이 사용되었다. 연구 대상은 실험집단 45명과 SPSS 28.0프로그램의 PSM매칭을 사용하여 추출된 통제집단 45명으로 구성되었다. 실험집단은 AI 자습실을 6주 동안 70분씩 2번, 매주 4회 AI 자습실을 이용하고 사전검사, 사후검사와 추후검사에 참여하였고 통제집단은 실험집단과 동일한 시점에 3번의 검사에 참여하였다. 동질성 검정, 집단 간 차이, 반복 측정 분산분석을 실시하였고, 사후검사 결과를 바탕으로 6명 학생을 대상으로 심층 면접 인터뷰를 통해 AI 자습실 사용에 대한 경험을 분석하였다. 연구결과는 첫째, AI 자습실 효과에 대한 자기조절학습의 반복 측정 분산분석결과, 실험집단과 통제집단 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 둘째, AI 자습실 경험에 대한 면담 결과에 의하면 자기조절학습지수 상승 집단은 AI 자습실 경험에 대해 대체로 긍정적으로 인식하고 AI 자습실 사용이 학습동기 유지에 도움이 되었다고 응답한 반면에 무변화와 하락 집단은 집중력 측정 기계 착용에 대한 불편함 때문에 오히려 학습집중에 방해가 되었다고 응답하였다.




교육적 함의점 : 본 연구는 인공지능 기반의 학습환경이 자기조절학습 향상 가능성을 실증적으로 점검하였다는 점에서 중요한 교육적 함의점이 있다. 학교 현장의 안착과 학습자에게 유용한 효과를 끌어내기 위해 인공지능 기반 학습환경을 설계하고 구현할 때, 학습자 친화적으로 학습환경을 설계하고 구현할 필요가 있으며, 학습자 맞춤형 교육적 지원이 동반되어야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to quantitatively and qualitatively evaluate the effects of an artificial intelligence(AI)-assisted study room on self-regulated learning at K High School. The AI-assisted study room employs convoluted neural network (CNN) deep learning techniques based on AI technology to monitor head and gaze movements, and utilizes real-time electroencephalogram(EEG) measurements to assess concentration levels. The research sample comprised 45 students in the experimental group and 45 students in the control group, selected using propensity score matching with the SPSS 28.0 program. The experimental group used the AI-assisted study room for 70 minutes, twice a week over six weeks, and participated in pre-tests, post-tests, and follow-up tests. The control group took the same three tests at corresponding intervals. Homogeneity tests and repeated measures ANOVA were conducted. Based on the post-test results, in-depth interviews were held with six students to analyze their experiences with the AI-assisted study room. The findings are as follows: First, repeated measures ANOVA for self-regulated learning revealed no significant differences between the experimental and control groups affirming the effectiveness of the AI-assisted study room. Second, interview results indicated that students with increased self-regulated learning indices in the experimental group generally reported positive experiences and perceptions with the AI assisted study room, stating that it helped maintain their learning motivation. In contrast, students in the no change and decrease groups reported that the discomfort caused by wearing concentration measurement devices hindered their learning concentration.




Educational Impact and Implications : This study holds important educational implications as it empirically examined the potential of AI-assited learning environments to enhance self-regulated learning. For AI-based learning environments to be established in schools and to ensure their positive impact on learners, they need to be designed and implemented in a learner-friendly manner and accompanied by learner-tailored educational support.