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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임철일
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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초록· 키워드
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사교육을 통한 선행과 COVID-19 사태로 인해 교실 내 영어 학습의 격차가 커진 상황에서 부진 학생들을 위해 학습 부담은 적으면서 효과를 낼 수 있는 효율적 개인화 학습을 구현하는 것이 중요하다. 독서를 통해 학습하는 영어는 흥미를 유발하고 주도적인 학습으로 효과적인 방안이지만, 자신의 흥미와 수준에 맞는 책을 고르고 개인적으로 읽어야 하기 때문에 교실 상황에서는 실시하기 어려운 것이 현실이다. 특히, 초반의 책 선택 과정은 개별적이고 주도적인 영어 독서 개발 능력을 위해 필수적으로 선행되어야 할 부분이다. 본 연구는 진단 기반의 적응적 학습 시스템과 인공지능 추천 기술을 적용한 개인화된 영어도서 추천 시스템의 설계 원리를 개발하고, 도구를 개발하여 이에 대한 사용자 반응을 확인하고자 하였다.
영어 독서 교육은 외국인 영어 학습자들에게 학습 부담이 적고, 다양한 입력을 활용하게 하는 방법으로, 읽기 능력 향상, 흥미도, 만족도와 사교육비 절감에 효과적이며, 개별 수준과 시간에 자발적으로 참여할 수 있다는 장점을 가져 활발하게 이용되고 있다. 그러나 단체 상황에서의 어려움, 외국어에 대한 불편함으로 인한 거부감, 많은 양의 독서를 해야 하는 비효율성, 그리고 적절한 다독 지도 프로그램이 없다는 문제점을 가지고 있다. 마지막으로 외국인 영어학습자의 영어 수준과 흥미에 적절한 도서를 고르기 쉽지 않다는 문제점이 있다. 온라인으로 영어 독서 교육을 지원하는 도구에 대한 연구들이 다양하게 진행되어 왔으나, 모두 연구 내에서 분석한 특정 읽기 자료를 바탕으로 연구가 진행되어 국내 EFL 학습자와 같은 외국어 학습을 위한 일반적 영어 독서 교육 현장에서는 적용할 수 없다는 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 시중에서 구할 수 있는 영어 도서들을 활용하여 개인화된 추천이 이루어질 수 있는 시스템 개발에 대한 연구를 하고자 하였다.
영어 독서 교육을 위해서 가장 먼저 진행되어야 하는 영어읽기능력의 진단으로는 Lexile 지수와 르네상스러닝 사의 SR 지수, DIBELS, 스콜라스틱 사의 SRC 등이 대표적으로 활용되고 있으나 외국인 학습자들을 위한 기준으로 제시되고 있지는 않으며, 도서 추천이 목적이거나 연계 목록을 제공하지 않는다. 국내 초등학생을 대상으로 개발된 진단이 존재하지만, 아직 효과성을 일반화하기는 어려운 상황이다. 본 시스템의 개발을 위해 수준별 지문을 기반으로 영어 읽기 능력 중 독해력과 어휘력을 진단할 수 있도록 하였다.
도서추천시스템의 개발을 위해서는 진단된 결과를 기반으로 책을 추천할 수 있는 알고리즘과 구조가 설계되어야 한다. 적응적 학습 은 학습자의 다양한 정보를 수집, 분석하여 이에 맞춤화된 학습을 제공하는 방식이다. 이 중 AI 기술을 활용한 적응적 학습 시스템인 ‘지능형 튜터링 시스템(Intelligent Tutor System, ITS)’은 학습자에게 선호도를 고려하여 학습 아이템과 피드백을 제시하고 이해도에 맞춰 난이도와 학습과정을 조절하는 등, 학습자와 필요한 학습 콘텐츠와 활동을 최적으로 맞춰 제시한다. Luckin 외(2016)가 제시한 학습자, 교수, 학습영역의 세가지 모형이 대표적인 설계 모형이며, 본 연구의 도서추천시스템은 ITS의 모형에 맞춰 필요한 요소들을 고려하여 구조를 설계하였다.
본 연구에서 개발하고자 한 추천 시스템은 적응적 학습을 제공하기 위해 기반이 되는 시스템으로, 학습자의 의사결정 과정을 지원하기 위해 개인화된 추천을 제공하는 지능형 시스템이다. 대표적인 추천 방식은 유사한 사용자의 정보를 활용하여 콘텐츠를 추천하는 협업 필터링 방식(Collaborative Filtering, CF), 사용자의 사용 기록을 바탕으로 하는 콘텐츠 기반 추천, 여러 가지를 혼합한 방식, 전문가가 설계한 개념과 개념망을 이용한 온톨로지 기반 추천 방식 등이 있다.
대표적인 도서 추천 시스템으로 Goodreads, Common Sense Media와 읽기 능력 개발 프로그램인 AR Reader가 있으며, 아동 도서에 대한 전문적 추천을 제공하는 연구들도 이루어졌다. 그러나 살펴본 사례들은 모두 EFL 환경을 고려하지 않고 매칭이 이루어지기 때문에 영어 실력이 실제 모국어 학습자보다 낮은 EFL 학습자의 상황에 적합한 책을 추천하지 않았으며, 또한, 대부분의 시스템이 학습자가 시스템에 특정 요구를 입력하면 도서 목록을 제공하는 수동적인 방식으로 적응적인 시스템이 아니었다. 마지막으로 연구적 측면에서 해당 시스템에 대한 체계적 설계 과정에 대한 연구 또한 필요하다.
본 연구는 초등학생의 영어도서추천시스템 제작을 위한 설계 원리와 지침을 개발하고, 해당 도구를 개발하기 위해 유형 1 연구를 수행하였으며, 이에 대한 사용자의 반응을 조사하였다. 선행문헌 검토와 요구 분석을 바탕으로 개발한 설계원리와 지침에 대한 전문가 타당화와 개발한 프로토타입에 대한 사용성 평가를 거쳐 최종 완성된 프로그램에 대한 현장 평가를 진행하였으며, 주요 산출물은 초등학생의 영어독서교육을 위한 도서 추천 시스템의 설계원리와 지침, 해당 시스템의 프로토타입(1-4차), 그리고 최종 완성된 시스템이다.
연구의 결과로 학습자, 콘텐츠, 교수법, 인터페이스의 4가지 영역에 대한 10가지 설계원리와 23개의 세부 지침을 개발하였다. 추천의 개인화를 위한 진단 설계, 즉각적 학습 수준 파악, 개인적 흥미 반영, 추천 기준의 다각화, 적응적 추천, 확장적 독서, 주도적 선택, 외재적 보상, 친근감 형성, 지각된 용이성의 원리를 반영한 시스템이 개발되었다.
개발된 시스템은 학습자, 콘텐츠, 교수 모델, 학습자 인터페이스와 데이터 분석의 구조를 기반으로 하였으며, 가입부터 진단, 추천결과를 확인하고 도서의 저장과 관리로 마무리되는 흐름을 가졌다. 주요 기능은 진단, 추천, 도서 목록의 보관, 메인 대시보드가 있었으며, 기타 외재적 보상의 기능을 포함하여 제작되었다.
제작된 시스템에 대한 현장의 반응은 전반적으로 만족스러웠던 것으로 나타났다. 진단을 어려웠다고 인식하는 학습자도 있었으나, 결과에 대한 활용이 자신에게 적절한 도서를 추천받기 위함임을 인식하여 부담스러워하기보다 문제를 푸는 과정을 즐거웠던 것으로 인식하였다. 결과적으로 사용자의 영어 학습 기간이과 비례하는 것으로 나타났다. 추천 결과를 확인하고 마음에 드는 도서를 담는 과정에서는 다양한 추천 기준을 탐색하고 도서를 보관하고 관리하는 과정을 대부분의 학습자가 즐거워했다.
도출된 결과를 통해 본 연구는 초등학생 EFL 학습자를 위한 도서 추천 데이터베이스와 알고리즘을 제작하는 효과적인 방식을 제안하였으며, 학습 추천을 위한 교수적 제안과 주도적 선택이 공존하여 학습자에게 최적의 추천을 제공할 수 있는 온라인 시스템의 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 외국어 학습 목적의 독서를 위해 비선호 영역과 도전적 수준의 도서 추천을 통한 확장적 독서를 유도할 수 있음을 보여주었다.
학습자의 프로필과 영어 도서 목록 데이터베이스를 구축하고 서로 연계하여 개인화된 추천 시스템을 개발하였으며, 실시간으로 사용자의 행동 로그 기록을 실시간으로 반영한 적응적 추천을 구현하였다. 교육공학의 맥락에서 교수적 접근과 학습적 접근 관점을 모두 수용하여 적용한 연구로서도 의의를 가질 수 있다.
Gap in English learning in the classroom has widened due to through private education and the COVID-19 distancing, It is critical to implement efficient personalized learning that can be effective while reducing the learning burden for students who need additional support. English learning utilizing books is an effective way to induce interest and lead learning.
This study developed design principles and guidelines for the English book recommendation system for elementary school students. It conducted Type 1 design and development research, develop the tool, and investigated users'' reactions to them. As a result, 10 design principles and 23 detailed guidelines were developed. The system was developed based on the following principles: Principle of assessment design for personalized recommendation, instant learning level identification, reflection of personal interest , diversification of recommendation criteria, adaptive recommendation, extended reading, active selection, external reward, formation of affinity, and perceived ease.
The overall response of the field to the manufactured system was found to be satisfactory. Also, it was found that the user''s English learning period was proportional to the proportion. Most learners enjoyed the process of exploring various recommendation criteria, storing and managing books.
This study proposed an effective method of developing a book recommendation database and algorithm for elementary EFL learners, and the effectiveness of an online system that can provide optimal recommendations to learners was confirmed. In addition, it was shown that extended reading can be induced through non-preferred areas and challenging level of book recommendation for reading for foreign language learning purposes.
The study was able to build the database of learners'' profiles and English book lists, develop a personalized recommendation system in conjunction with each other, and implement adaptive recommendations that reflect users'' behavioral log records in real time. It is also meaningful that this study accepted and applied both the instructional and the learning perspective in the context of educational technology.
영어 독서 교육은 외국인 영어 학습자들에게 학습 부담이 적고, 다양한 입력을 활용하게 하는 방법으로, 읽기 능력 향상, 흥미도, 만족도와 사교육비 절감에 효과적이며, 개별 수준과 시간에 자발적으로 참여할 수 있다는 장점을 가져 활발하게 이용되고 있다. 그러나 단체 상황에서의 어려움, 외국어에 대한 불편함으로 인한 거부감, 많은 양의 독서를 해야 하는 비효율성, 그리고 적절한 다독 지도 프로그램이 없다는 문제점을 가지고 있다. 마지막으로 외국인 영어학습자의 영어 수준과 흥미에 적절한 도서를 고르기 쉽지 않다는 문제점이 있다. 온라인으로 영어 독서 교육을 지원하는 도구에 대한 연구들이 다양하게 진행되어 왔으나, 모두 연구 내에서 분석한 특정 읽기 자료를 바탕으로 연구가 진행되어 국내 EFL 학습자와 같은 외국어 학습을 위한 일반적 영어 독서 교육 현장에서는 적용할 수 없다는 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 시중에서 구할 수 있는 영어 도서들을 활용하여 개인화된 추천이 이루어질 수 있는 시스템 개발에 대한 연구를 하고자 하였다.
영어 독서 교육을 위해서 가장 먼저 진행되어야 하는 영어읽기능력의 진단으로는 Lexile 지수와 르네상스러닝 사의 SR 지수, DIBELS, 스콜라스틱 사의 SRC 등이 대표적으로 활용되고 있으나 외국인 학습자들을 위한 기준으로 제시되고 있지는 않으며, 도서 추천이 목적이거나 연계 목록을 제공하지 않는다. 국내 초등학생을 대상으로 개발된 진단이 존재하지만, 아직 효과성을 일반화하기는 어려운 상황이다. 본 시스템의 개발을 위해 수준별 지문을 기반으로 영어 읽기 능력 중 독해력과 어휘력을 진단할 수 있도록 하였다.
도서추천시스템의 개발을 위해서는 진단된 결과를 기반으로 책을 추천할 수 있는 알고리즘과 구조가 설계되어야 한다. 적응적 학습 은 학습자의 다양한 정보를 수집, 분석하여 이에 맞춤화된 학습을 제공하는 방식이다. 이 중 AI 기술을 활용한 적응적 학습 시스템인 ‘지능형 튜터링 시스템(Intelligent Tutor System, ITS)’은 학습자에게 선호도를 고려하여 학습 아이템과 피드백을 제시하고 이해도에 맞춰 난이도와 학습과정을 조절하는 등, 학습자와 필요한 학습 콘텐츠와 활동을 최적으로 맞춰 제시한다. Luckin 외(2016)가 제시한 학습자, 교수, 학습영역의 세가지 모형이 대표적인 설계 모형이며, 본 연구의 도서추천시스템은 ITS의 모형에 맞춰 필요한 요소들을 고려하여 구조를 설계하였다.
본 연구에서 개발하고자 한 추천 시스템은 적응적 학습을 제공하기 위해 기반이 되는 시스템으로, 학습자의 의사결정 과정을 지원하기 위해 개인화된 추천을 제공하는 지능형 시스템이다. 대표적인 추천 방식은 유사한 사용자의 정보를 활용하여 콘텐츠를 추천하는 협업 필터링 방식(Collaborative Filtering, CF), 사용자의 사용 기록을 바탕으로 하는 콘텐츠 기반 추천, 여러 가지를 혼합한 방식, 전문가가 설계한 개념과 개념망을 이용한 온톨로지 기반 추천 방식 등이 있다.
대표적인 도서 추천 시스템으로 Goodreads, Common Sense Media와 읽기 능력 개발 프로그램인 AR Reader가 있으며, 아동 도서에 대한 전문적 추천을 제공하는 연구들도 이루어졌다. 그러나 살펴본 사례들은 모두 EFL 환경을 고려하지 않고 매칭이 이루어지기 때문에 영어 실력이 실제 모국어 학습자보다 낮은 EFL 학습자의 상황에 적합한 책을 추천하지 않았으며, 또한, 대부분의 시스템이 학습자가 시스템에 특정 요구를 입력하면 도서 목록을 제공하는 수동적인 방식으로 적응적인 시스템이 아니었다. 마지막으로 연구적 측면에서 해당 시스템에 대한 체계적 설계 과정에 대한 연구 또한 필요하다.
본 연구는 초등학생의 영어도서추천시스템 제작을 위한 설계 원리와 지침을 개발하고, 해당 도구를 개발하기 위해 유형 1 연구를 수행하였으며, 이에 대한 사용자의 반응을 조사하였다. 선행문헌 검토와 요구 분석을 바탕으로 개발한 설계원리와 지침에 대한 전문가 타당화와 개발한 프로토타입에 대한 사용성 평가를 거쳐 최종 완성된 프로그램에 대한 현장 평가를 진행하였으며, 주요 산출물은 초등학생의 영어독서교육을 위한 도서 추천 시스템의 설계원리와 지침, 해당 시스템의 프로토타입(1-4차), 그리고 최종 완성된 시스템이다.
연구의 결과로 학습자, 콘텐츠, 교수법, 인터페이스의 4가지 영역에 대한 10가지 설계원리와 23개의 세부 지침을 개발하였다. 추천의 개인화를 위한 진단 설계, 즉각적 학습 수준 파악, 개인적 흥미 반영, 추천 기준의 다각화, 적응적 추천, 확장적 독서, 주도적 선택, 외재적 보상, 친근감 형성, 지각된 용이성의 원리를 반영한 시스템이 개발되었다.
개발된 시스템은 학습자, 콘텐츠, 교수 모델, 학습자 인터페이스와 데이터 분석의 구조를 기반으로 하였으며, 가입부터 진단, 추천결과를 확인하고 도서의 저장과 관리로 마무리되는 흐름을 가졌다. 주요 기능은 진단, 추천, 도서 목록의 보관, 메인 대시보드가 있었으며, 기타 외재적 보상의 기능을 포함하여 제작되었다.
제작된 시스템에 대한 현장의 반응은 전반적으로 만족스러웠던 것으로 나타났다. 진단을 어려웠다고 인식하는 학습자도 있었으나, 결과에 대한 활용이 자신에게 적절한 도서를 추천받기 위함임을 인식하여 부담스러워하기보다 문제를 푸는 과정을 즐거웠던 것으로 인식하였다. 결과적으로 사용자의 영어 학습 기간이과 비례하는 것으로 나타났다. 추천 결과를 확인하고 마음에 드는 도서를 담는 과정에서는 다양한 추천 기준을 탐색하고 도서를 보관하고 관리하는 과정을 대부분의 학습자가 즐거워했다.
도출된 결과를 통해 본 연구는 초등학생 EFL 학습자를 위한 도서 추천 데이터베이스와 알고리즘을 제작하는 효과적인 방식을 제안하였으며, 학습 추천을 위한 교수적 제안과 주도적 선택이 공존하여 학습자에게 최적의 추천을 제공할 수 있는 온라인 시스템의 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 외국어 학습 목적의 독서를 위해 비선호 영역과 도전적 수준의 도서 추천을 통한 확장적 독서를 유도할 수 있음을 보여주었다.
학습자의 프로필과 영어 도서 목록 데이터베이스를 구축하고 서로 연계하여 개인화된 추천 시스템을 개발하였으며, 실시간으로 사용자의 행동 로그 기록을 실시간으로 반영한 적응적 추천을 구현하였다. 교육공학의 맥락에서 교수적 접근과 학습적 접근 관점을 모두 수용하여 적용한 연구로서도 의의를 가질 수 있다.
Gap in English learning in the classroom has widened due to through private education and the COVID-19 distancing, It is critical to implement efficient personalized learning that can be effective while reducing the learning burden for students who need additional support. English learning utilizing books is an effective way to induce interest and lead learning.
This study developed design principles and guidelines for the English book recommendation system for elementary school students. It conducted Type 1 design and development research, develop the tool, and investigated users'' reactions to them. As a result, 10 design principles and 23 detailed guidelines were developed. The system was developed based on the following principles: Principle of assessment design for personalized recommendation, instant learning level identification, reflection of personal interest , diversification of recommendation criteria, adaptive recommendation, extended reading, active selection, external reward, formation of affinity, and perceived ease.
The overall response of the field to the manufactured system was found to be satisfactory. Also, it was found that the user''s English learning period was proportional to the proportion. Most learners enjoyed the process of exploring various recommendation criteria, storing and managing books.
This study proposed an effective method of developing a book recommendation database and algorithm for elementary EFL learners, and the effectiveness of an online system that can provide optimal recommendations to learners was confirmed. In addition, it was shown that extended reading can be induced through non-preferred areas and challenging level of book recommendation for reading for foreign language learning purposes.
The study was able to build the database of learners'' profiles and English book lists, develop a personalized recommendation system in conjunction with each other, and implement adaptive recommendations that reflect users'' behavioral log records in real time. It is also meaningful that this study accepted and applied both the instructional and the learning perspective in the context of educational technology.
목차
- I. 서론 11. 연구의 필요성 및 목적 12. 연구 문제 5II. 이론적 배경 61. 초등학생 대상의 영어 독서 교육 6가. 영어 독서 교육 6나. 도서 선정과 읽기 능력 진단 92. 진단 기반 적응적 학습 10가. 적응적 학습과 적응적 학습 시스템 10나. 적응적 학습 시스템의 설계 원리 133. 추천 시스템 16가. 추천 시스템 16나. 영어 도서추천 시스템 사례 18III. 연구 방법 231. 연구 절차 232. 연구 대상 253. 연구 도구 28가. 요구 분석 도구 28나. 설계원리와 지침에 대한 전문가 타당화 도구 29다. 프로토타입의 사용성 및 현장 평가 도구 30라. 개발 도구 334. 자료 수집 및 분석 34IV. 연구 결과 361. 시스템 설계 원리 및 지침 36가. 최종 설계 원리 및 지침 36나. 선행 문헌 검토 및 요구 분석 44다. 초기 설계 원리와 지침 48라. 전문가 검토 결과 512. 적응적 도서 추천 시스템 64가. 최종 산출물 64(1) 구조 및 흐름도 64(2) 주요 기능 68(3) 인터페이스 74나. 프로토타입 사용성 평가 및 수정 76(1) 1차 사용성 평가 결과 76(2) 2차 사용성 평가 결과 80(3) 3차 사용성 평가 결과 81(4) 4차 사용성 평가 결과 873. 적응적 도서 추천 시스템 현장 평가 89가. 시스템 단계별 반응 89나. 사용성 평가 항목별 반응 96V. 논의 및 결론 1001. 논의 1002. 결론 및 제언 103참고문헌 106부록 112Abstract 131
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