생성형 AI 기반 메타인지 전략이 프로그래밍 초보자의 사고력과 수용성에 미치는 영향 : MetaPrompt 활동 중심으로
The Effects of Generative AI-based Metacognitive Strategies on Novice Programmers’Thinking Skills and Acceptability : Focusing on MetaPrompt Activities
The present study analysed the effects of metacognitive strategy activities utilising generative artificial intelligence (i.e. ChatGPT) on the computational thinking (CT), problem-solving skills (PS), and programming difficulty perception of novice programming learners. Following the implementation of MetaPrompt activities on a sample of 75 college students residing in the Seoul metropolitan area over a period of four weeks, a significant enhancement in CT and PS was observed, accompanied by a decline in the perception of difficulty level. Greater improvements were observed among those with programming experience, and qualitative analysis revealed that most learners perceived the MetaPrompt activity positively. However, some learners with high difficulty levels were reluctant to use ChatGPT, revealing a lack of learning initiative and usage experience. Consequently, it is imperative that education on functional understanding and strategic utilisation be conducted in parallel in AI-based classes. The present study provides empirical evidence that MetaPrompt is an effective strategic learning tool for promoting thinking and alleviating difficulties among beginners. The study offers practical implications for future AI-based customized instructional design.
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본 연구는 생성형 인공지능(ChatGPT)을 활용한 메타인지 전략 활동이 초보 프로그래밍 학습자의 컴퓨 팅 사고력(CT), 문제해결력(PS), 프로그래밍 어려움 인식에 미치는 영향을 분석하였다. 수도권 대학생 75 명을 대상으로 4주간 MetaPrompt 활동을 적용한 결과, CT와 PS가 유의미하게 향상되었고, 어려움 인식 수준은 감소하였다. 프로그래밍 경험자에게서 더 큰 향상 폭이 확인되었으며, 정성 분석에서는 대다수 학습자가 MetaPrompt활동을 긍정적으로 인식하였다. 그러나 어려움 수준이 높은 일부 학습자는 ChatGPT 활용에 소극적이었고, 학습 주도성과 사용 경험의 부족을 드러냈다. 이에 따라 생성형 AI 활용 수업에서는 기능 이해와 전략적 활용을 위한 사전교육이 병행되어야 한다. 본 연구는 MetaPrompt가 전 략적 학습 도구로서 초보자의 사고 촉진과 어려움 완화에 효과적임을 실증적으로 보여주며, 향후 AI 기 반 맞춤형 교수 설계에 실천적 시사점을 제공한다.
목차
국문초록 / ABSTRACT Ⅰ. 서론 1. 연구의 필요성과 목적 Ⅱ. 이론적 배경 1. 메타인지 전략과 프로그래밍 학습 2. 생성형 AI의 프로그래밍 교육적 활용과 메타인지 지원 Ⅲ. 연구 방법 1. 연구 절차 2. 연구 대상 3. 수업 자료 개발 4. 연구 도구 5. 자료 수집 및 분석 방법 Ⅳ. 연구 결과 1. 사전-사후 학습자의 변화 분석 2. 학습자 특성에 따른 차이 분석 3. 사후 분석 결과 Ⅴ. 결론 및 시사점 참고문헌
에듀테인먼트(Edutainment)는 에듀케이션(education)과 엔터테인먼트(entertainment)의 합성어로 게임을 하듯 즐기면서 학습할 수 있도록 하는 교육을 말한다.
에듀테인먼트는 학습과정에서 즐거움을 느낄 수 있도록 수업에서의 오락성 즉, 도전성, 몰입, 모험성 등이 중요한 요소로 고려한다. 에듀테인먼트 영역에서는 학습자들이 학습과정에서 재미요소를 통해 학습동기를 강화하고 학습효과를 높이는 전략의 사용을 강조한다. 그 동안 교육의 변화에 대한 요구는 엄청나게 변화하였음에도 불구하고, 학교교육이나 평생교육에서는 강의중심 수업이 주류를 이루고 있으며, 실질적인 변화는 아직도 많이 부족한 상황이다.
이러한 상황에서 한국에듀테인먼트학회는 고대부터 중시되어 왔던 암기중심의 교육에서 벗어나 즐겁고 흥미로운 교육 즉, 엔터테인먼트를 지향하는 교육을 통해 학습자와 교수자가 모두 만족할 수 있는 혁신적 변화를 추구하고자 한다. 학교와 사회에서 이루어지는 모든 교육에서 학습자에게는 흥미와 재미, 즐거움을 통한 학습에 대한 연구를 중심으로 다루며, 교수자에게는 즐거움과 보람을 느낄 수 있도록 하는 교육을 다룬다. 또한 한국에듀테인먼트학회는 교육이 이루어지는 모든 영역에서 오락성 즉, 엔터테인먼트를 강조하고, 이를 통한 학습효과를 탐구하는데 중점을 두고 연구하는 학회이다.