디지털 교구와 디지털 인간을 탑재한 디지털교과서의 교수·학습 효과
Educational Impact of Digital Textbooks Embedded with Digital Tools for Teaching and Virtual Humans
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초록
디지털 기반 교육이 성공하려면 테크놀로지를 어떻게 교과에 활용할까를 고민하는 하향식(Top Down)뿐만 아니라, 교육과정에 최적화된 테크놀로지가 무엇인가를 고민하는 상향식(Bottom Up)도 동시에 추진되어야 한다. 본 연구에서 개발한 디지털교과서 프로토타입은 에듀테크 업계에서 구현해야 할 대시보드 기능과 AI 보조 교사 기능보다는 교육 공동체에서 구현해야 할 비계(Scaffolding) 기능에 중점을 두고 개발되었다. 이 프로토타입의 핵심은 디지털 교구(Digital tools for teaching and learning)와 디지털 인간(Digital Human)을 탑재한 것이다. 본 연구에서 개발한 디지털교과서 프로토타입의 교육적 효과를 검증하기 위해 서울특별시 소재 S 중학교 2학년 학급들을 실험군(2개 학급, 42명), 대조군(2개 학급, 42명)으로 임의 할당한 후, 교사와 과목 변인을 통제한 상태에서 디지털교과서 기반 교육(실험군)과 서책형 교과서 기반 교육(대조군)을 제공하였다. 발표 능력의 사전-사후 측정 결과 실험군과 대조군의 효과 크기(Cohen’s d, Effect Size)는 대조군이 1.179, 실험군이 1.686이었다. 실험군의 효과 크기(1.686)는 기준(0.8 이상)을 두 배 초과하는 매우 고무적인 결과이다. 디지털교과서가 디지털 기반 교육을 선도하기 위해서는 기존 서책형 교과서 콘텐츠를 이북 수준으로 구현한 수준이 아니라, 디지털 교구(메타버스, 디지털 휴먼, 데이터 기반 평가)를 장착한 강력한 교육적 비계로 고도화되어야 한다.
Abstract
This study developed a digital textbook prototype, emphasizing its scaffolding functions for the educational community rather than the dashboard features or AI-assistant teacher functions typically associated with the Edutech industry. The prototype includes digital teaching and learning tools, including an AI Digital Human. To evaluate its educational effectiveness, second-grade students at S Middle School were randomly assigned to an experimental group (two classes, 42 students) or a control group (two classes, 42 students). The experimental group received instructions from a digital textbook, whereas the control group received instructions from traditional textbooks. The pre- and post-tests measuring presentation skills revealed a Cohen’s d effect size of 1.179 for the control group and 1.686 for the experimental group. The effect size of 1.686 in the experimental group is particularly notable, exceeding the standard benchmark of 0.8 by a significant margin. For digital textbooks to effectively advance digital-based education, they must evolve into robust educational scaffolding tools, incorporating digital teaching aids like the metaverse, AI Digital Humans, and data-driven assessments rather than merely replicating traditional textbook content in an e-book format.
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