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초록

영어

This study aimed to develop design principles for a generative AI chatbot supporting self-explanation learning among elementary students, and to evaluate the usability of the implemented system, SEED (Self-Explanation Eliciting Dialogue). Initial principles were derived through literature review and needs analysis with elementary teachers and students, then refined through two rounds of expert validity review. The finalized six principles and nine guidelines—covering developmental appropriateness, inquiry-driven learning, role-reversal interaction, psychological safety, teacher collaboration, and growth visualization—all demonstrated acceptable validity. A small-scale exploratory usability evaluation with experts and elementary students confirmed positive results across usability dimensions. This study contributes systematic design principles for LLM-based teachable agents in elementary education and offers a practical model for AI tools that address the limitations of individualized teacher feedback.

한국어

본 연구는 초등학생의 자기 설명 학습을 지원하는 생성형 AI 챗봇의 설계 원리를 도출하고, 이를 기반으로 구현한 시스템 SEED(Self-Explanation Eliciting Dialogue)의 사용성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 선행 연구 고찰과 초등 교사 및 학생 대상 요구 분석을 토대로 초기 설계 원리를 도출하였다. 이후 2차에 걸친 전문가 타당성 검토를 통해 최종적으로 학습자 발달 수준 반영, 질문 중심 학습 촉진, 역할 전환 기반 상호작용, 심리적 안전감 제공, 교사 협력 지원, 챗봇 성장 시각화의 6개 설계 원리와 9개 세부 지침을 도출하였으며, 모든 지침은 타당성을 확보하였다. 도출된 설계 원리를 기반으로 LLM 기반 티처블 에이전트 챗봇 SEED를 구현하였으며, 전문가와 초등학생을 대상으로 한 소규모 탐색적 사용성 평가에서 긍정적 결과를 확인하였다. 본 연구는 LLM 기반 티처블 에이전트를 초등 교육 맥락에 적용하기 위한 체계적 설계 원리를 제시하고 그 타당성과 사용성을 실증하였다는 점에서 학문적 의의를 가지며, 교사의 개별 피드백 한계를 보완는 AI 협력 도구의 설계 모델을 제공한다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 선행 연구
2.1. 자기 설명 학습과 스캐폴딩
2.2. 프로테제 효과와 티처블 에이전트
2.3. 생성형 AI 기반 교육용 챗봇
3. 연구 방법
3.1. 연구 방법 및 절차
3.2. 연구 참여자
3.3. 연구 도구
4. 연구 결과
4.1. 요구 분석 및 설계 원리 도출
4.2. 설계 원리 기반 시스템 구현
4.3. 사용성 평가 결과
5. 결론 및 제언
참고문헌

키워드

저자

• 이서연 [ Seoyeon Lee | 서울대현초등학교 ]
• 구덕회 [ Dukhoi Koo | 서울교육대학교 정보교육과 ] 교신저자

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발행기관

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• 간행물명

  정보교육학회논문지 [Journal of The Korean Association of Information Education]

• 간기

  격월간

• pISSN

  1229-3245

• 수록기간

  1997~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 374 DDC 375