본 연구는 전문가 기반(전통적 수업 프로그램 설계)의 방식과 ChatGPT 기반(최근 OpenAI에서 공개한 ChatGPT의 최신 버전, ChatGPT-4를 이용한 수업 프로그램 설계)의 방식으로 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하고 이를 비교·분석함으로써 향후 학교 현장에서 ChatGPT를 활용한 수업(원예 교육을 중심으로)을 설계하는데 기여하고자 하였다. 이를 위하여 식용식물프로젝트학습 및 ChatGPT의 교육적 활용에 대한 선행연구를 탐색하고 먼저 ChatGPT 기반 학습의 비교군이 되는, 전문가 기반 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하였다. 이어 ChatGPT를 활용한 동 주제 프로그램을 개발하였는데 선행 절차로 프로그램 개발 관련 프롬프트(명령어)를 선정하는 ‘프롬프트엔지니어링’을 실시하여 프로그램의 완성도를 높였다. 양 프로그램 개발 후에는 각각의 내용을 비교·분석하였다. 그리고 ChatGPT를 이용한 ...
본 연구는 전문가 기반(전통적 수업 프로그램 설계)의 방식과 ChatGPT 기반(최근 OpenAI에서 공개한 ChatGPT의 최신 버전, ChatGPT-4를 이용한 수업 프로그램 설계)의 방식으로 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하고 이를 비교·분석함으로써 향후 학교 현장에서 ChatGPT를 활용한 수업(원예 교육을 중심으로)을 설계하는데 기여하고자 하였다. 이를 위하여 식용식물프로젝트학습 및 ChatGPT의 교육적 활용에 대한 선행연구를 탐색하고 먼저 ChatGPT 기반 학습의 비교군이 되는, 전문가 기반 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하였다. 이어 ChatGPT를 활용한 동 주제 프로그램을 개발하였는데 선행 절차로 프로그램 개발 관련 프롬프트(명령어)를 선정하는 ‘프롬프트엔지니어링’을 실시하여 프로그램의 완성도를 높였다. 양 프로그램 개발 후에는 각각의 내용을 비교·분석하였다. 그리고 ChatGPT를 이용한 수업 설계 시의 장점·단점을 분석하여 교육적 적합성을 살펴보고 실제 학교 현장에서의 활용 가능성에 대한 교사 인식 조사를 실시하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 초등학교 6학년 학생을 대상으로 한 전문가 기반 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 목표는 ‘식용식물프로젝트학습을 통한 학생의 식습관 개선’으로 설정하였으며 이를 위한 10차시의 소프로젝트학습 프로그램을 계획하였다. 둘째, ChatGPT 기반 프로그램 개발을 위한 프롬프트 엔지니어링을 실시하여 ‘일반-특수(General-to-Specific)검색적 접근’과 ‘구체적 사례 제공(Few-shot learning)’ 원칙을 설정하였다. 셋째, 프롬프트 엔지니어링 실시 결과를 바탕으로 전문가 기반 프로그램과 동 주제의 ChatGPT 기반 프로그램을 개발하였다. 프로그램 개발 단계로는 체제 중심 교육 설계 모형인 ‘ADDIE’ 모형을 참고하여, ‘시연’, ‘주제목차선정’, ‘교안작성’, ‘평가 및 환류’ 4단계 절차를 고안하여 적용하였다. 또한 각 개발 단계의 핵심 프롬프트를 선정하여 일반화를 도모했다. 넷째, 전문가 및 ChatGPT 기반 수업 설계를 비교한 결과 ChatGPT 기반 수업 설계는 수업자의 시간과 노력을 절약할 수 있으며, 학생 맞춤형 수업 설계가 가능하고, 교육의 최신 경향을 반영한 수업 설계가 수월하며, 다양한 수업 자료를 발굴·적용하는 데 유리하다는 점에서 강점을 보였다. 또한, ChatGPT 기반 수업 설계는 교사의 창의적 수업 설계가 제한될 수 있고, 부정확한 정보 제공의 가능성이 있으며, 수업자의 목적 및 의도에 맞는 수업안 작성이 어렵고, 비현실적 수업 설계의 가능성이 있다는 점에서 단점을 보였다. 다섯째, ChatGPT에 대한 교사 인식 조사를 실시한 결과 대다수의 교사들은 ChatGPT에 대하여 관심을 가지고 있으나 수업 계획 및 수업 활동에 ChatGPT를 활용하는 경우는 많지 않은 것으로 나타났다. 교사들은 전문가 기반 프로그램과 ChatGPT 기반 프로그램의 비교에서, ChatGPT 기반 프로그램의 장점으로는 ‘시간과 노력의 절약’과 ‘다양한 수업 자료의 발굴 및 적용’을 주로 선택하였고, 단점으로는 ‘부정확한 정보 제공의 가능성’과 ‘비현실적 수업 설계의 가능성’을 주로 선택하였다. 여섯째, 설문에 응답한 교사들은 수업 설계 과정에 ChatGPT를 이용하더라도 미래 교사 역할의 중요성이 현재보다 강화되거나 비슷할 것이라고 전망하였으며, 미래 교사는 AI 기술 활용 책임자이자 전문가로서, ChatGPT를 주도적, 비판적으로 활용할 수 있어야 한다고 판단하였다. 이 연구는 ChatGPT를 이용한 수업을 계획할 때 적용할 수 있는 구체적 방법의 일례를 제시하고 수업 계획 시 고려해야 할 여러 측면을 살펴봄으로써, 원예 교육을 중심으로 ChatGPT를 이용한 수업 설계에 도움을 주고자 하였다. 앞으로 효과적인 ChatGPT 활용 교육을 위해서는 본 연구 결과 외에도 다양한 수업 계획 및 실천 사례 연구가 필요할 것이다. 특히 초등학교 원예 교육에 ChatGPT를 활용하는 다양한 시도와 연구가 요구된다. 또한 ChatGPT와 같은 AI 챗봇의 교육적 활용에 관한 실질적인 교사 연수 및 교육이 실시될 필요가 있으며 AI 기술의 발달에 따라 많은 변화가 예상되는 미래 학교 현장의 교사 역할에 대한 추가 연구도 이루어져야 할 것으로 보인다.
본 연구는 전문가 기반(전통적 수업 프로그램 설계)의 방식과 ChatGPT 기반(최근 OpenAI에서 공개한 ChatGPT의 최신 버전, ChatGPT-4를 이용한 수업 프로그램 설계)의 방식으로 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하고 이를 비교·분석함으로써 향후 학교 현장에서 ChatGPT를 활용한 수업(원예 교육을 중심으로)을 설계하는데 기여하고자 하였다. 이를 위하여 식용식물프로젝트학습 및 ChatGPT의 교육적 활용에 대한 선행연구를 탐색하고 먼저 ChatGPT 기반 학습의 비교군이 되는, 전문가 기반 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하였다. 이어 ChatGPT를 활용한 동 주제 프로그램을 개발하였는데 선행 절차로 프로그램 개발 관련 프롬프트(명령어)를 선정하는 ‘프롬프트엔지니어링’을 실시하여 프로그램의 완성도를 높였다. 양 프로그램 개발 후에는 각각의 내용을 비교·분석하였다. 그리고 ChatGPT를 이용한 수업 설계 시의 장점·단점을 분석하여 교육적 적합성을 살펴보고 실제 학교 현장에서의 활용 가능성에 대한 교사 인식 조사를 실시하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 초등학교 6학년 학생을 대상으로 한 전문가 기반 식용식물프로젝트학습 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 목표는 ‘식용식물프로젝트학습을 통한 학생의 식습관 개선’으로 설정하였으며 이를 위한 10차시의 소프로젝트학습 프로그램을 계획하였다. 둘째, ChatGPT 기반 프로그램 개발을 위한 프롬프트 엔지니어링을 실시하여 ‘일반-특수(General-to-Specific)검색적 접근’과 ‘구체적 사례 제공(Few-shot learning)’ 원칙을 설정하였다. 셋째, 프롬프트 엔지니어링 실시 결과를 바탕으로 전문가 기반 프로그램과 동 주제의 ChatGPT 기반 프로그램을 개발하였다. 프로그램 개발 단계로는 체제 중심 교육 설계 모형인 ‘ADDIE’ 모형을 참고하여, ‘시연’, ‘주제목차선정’, ‘교안작성’, ‘평가 및 환류’ 4단계 절차를 고안하여 적용하였다. 또한 각 개발 단계의 핵심 프롬프트를 선정하여 일반화를 도모했다. 넷째, 전문가 및 ChatGPT 기반 수업 설계를 비교한 결과 ChatGPT 기반 수업 설계는 수업자의 시간과 노력을 절약할 수 있으며, 학생 맞춤형 수업 설계가 가능하고, 교육의 최신 경향을 반영한 수업 설계가 수월하며, 다양한 수업 자료를 발굴·적용하는 데 유리하다는 점에서 강점을 보였다. 또한, ChatGPT 기반 수업 설계는 교사의 창의적 수업 설계가 제한될 수 있고, 부정확한 정보 제공의 가능성이 있으며, 수업자의 목적 및 의도에 맞는 수업안 작성이 어렵고, 비현실적 수업 설계의 가능성이 있다는 점에서 단점을 보였다. 다섯째, ChatGPT에 대한 교사 인식 조사를 실시한 결과 대다수의 교사들은 ChatGPT에 대하여 관심을 가지고 있으나 수업 계획 및 수업 활동에 ChatGPT를 활용하는 경우는 많지 않은 것으로 나타났다. 교사들은 전문가 기반 프로그램과 ChatGPT 기반 프로그램의 비교에서, ChatGPT 기반 프로그램의 장점으로는 ‘시간과 노력의 절약’과 ‘다양한 수업 자료의 발굴 및 적용’을 주로 선택하였고, 단점으로는 ‘부정확한 정보 제공의 가능성’과 ‘비현실적 수업 설계의 가능성’을 주로 선택하였다. 여섯째, 설문에 응답한 교사들은 수업 설계 과정에 ChatGPT를 이용하더라도 미래 교사 역할의 중요성이 현재보다 강화되거나 비슷할 것이라고 전망하였으며, 미래 교사는 AI 기술 활용 책임자이자 전문가로서, ChatGPT를 주도적, 비판적으로 활용할 수 있어야 한다고 판단하였다. 이 연구는 ChatGPT를 이용한 수업을 계획할 때 적용할 수 있는 구체적 방법의 일례를 제시하고 수업 계획 시 고려해야 할 여러 측면을 살펴봄으로써, 원예 교육을 중심으로 ChatGPT를 이용한 수업 설계에 도움을 주고자 하였다. 앞으로 효과적인 ChatGPT 활용 교육을 위해서는 본 연구 결과 외에도 다양한 수업 계획 및 실천 사례 연구가 필요할 것이다. 특히 초등학교 원예 교육에 ChatGPT를 활용하는 다양한 시도와 연구가 요구된다. 또한 ChatGPT와 같은 AI 챗봇의 교육적 활용에 관한 실질적인 교사 연수 및 교육이 실시될 필요가 있으며 AI 기술의 발달에 따라 많은 변화가 예상되는 미래 학교 현장의 교사 역할에 대한 추가 연구도 이루어져야 할 것으로 보인다.
This study aimed to contribute to the design of lessons (focusing on horticultural education) in schools using ChatGPT, by developing and comparing edible plant project learning programs based on expert knowledge (traditional curriculum design) and ChatGPT (recently released ChatGPT-4 by OpenAI).
This study aimed to contribute to the design of lessons (focusing on horticultural education) in schools using ChatGPT, by developing and comparing edible plant project learning programs based on expert knowledge (traditional curriculum design) and ChatGPT (recently released ChatGPT-4 by OpenAI). To achieve this, a review of previous studies on edible plant project learning and educational use of ChatGPT was conducted, and an expert-based edible plant project learning program, which serves as a control group for the ChatGPT-based learning, was developed. Subsequently, a program on the same topic using ChatGPT was developed, with 'prompt engineering' to select relevant prompts (commands) as a preliminary procedure, thus enhancing the program's completion. After developing both programs, the content was compared and analyzed. Furthermore, the advantages and disadvantages of using ChatGPT in lesson design were analyzed to examine educational suitability, and a survey was conducted on teachers' perception of its applicability in actual school situations. The conclusions drawn from this study are as follows: First, an expert-based edible plant project learning program was developed for sixth-grade elementary students. The program's objective was set to 'improve students' eating habits through edible plant project learning,' and a ten-lesson subproject learning program was planned to achieve this goal. Second, prompt engineering was conducted for ChatGPT-based program development, setting the principles of 'General-to-Specific' search approach and 'providing specific examples (Few-shot learning).' Third, based on the results of prompt engineering, expert-based and ChatGPT-based programs on the same topic were developed. The 'ADDIE' model, a systematic education design model, was referred to for program development stages, devising a four-step procedure of 'demonstration,' 'topic selection,' 'lesson plan development,' and 'evaluation and feedback.' Key prompts for each development stage were selected to facilitate generalization. Fourth, a comparison between expert-based and ChatGPT-based lesson design revealed that ChatGPT-based lesson design could save instructors' time and effort, enable personalized lesson planning, easily incorporate the latest trends in education, and be advantageous in discovering and applying diverse educational materials. However, it was also found that it could limit teachers' creative lesson planning, potentially provide inaccurate information, make it difficult to prepare a lesson plan according to the teacher's purpose and intention, and possibly lead to unrealistic lesson planning. Fifth, a survey on teachers' perception of ChatGPT showed that while most teachers were interested in ChatGPT, its use in lesson planning and activities was not widespread. In the comparison between expert-based and ChatGPT-based programs, teachers primarily chose 'saving time and effort' and 'discovery and application of various teaching materials' as the advantages of the ChatGPT-based program, and 'potential for providing inaccurate information' and 'possibility of unrealistic lesson planning' as disadvantages. Sixth, teachers who responded to the survey anticipated that the role of future teachers would be strengthened or similar even if ChatGPT is used in lesson design. They determined that future teachers should be responsible for using AI technology and act as experts, being able to use ChatGPT proactively and critically. This study aimed to provide an example of a specific method that can be applied when planning a lesson using ChatGPT, and to help in lesson design utilizing ChatGPT, focused on horticulture education, by examining various aspects to consider during lesson planning. For effective education utilizing ChatGPT in the future, additional research into various lesson planning and practical case studies will be required beyond the results of this study. In particular, a variety of attempts and studies applying ChatGPT to elementary school horticulture education are needed. Furthermore, there is a need for substantial teacher training and education regarding the educational use of AI chatbots like ChatGPT. As the development of AI technology is expected to bring about significant changes in the future, additional research on the role of teachers in the school field should also be conducted.
This study aimed to contribute to the design of lessons (focusing on horticultural education) in schools using ChatGPT, by developing and comparing edible plant project learning programs based on expert knowledge (traditional curriculum design) and ChatGPT (recently released ChatGPT-4 by OpenAI). To achieve this, a review of previous studies on edible plant project learning and educational use of ChatGPT was conducted, and an expert-based edible plant project learning program, which serves as a control group for the ChatGPT-based learning, was developed. Subsequently, a program on the same topic using ChatGPT was developed, with 'prompt engineering' to select relevant prompts (commands) as a preliminary procedure, thus enhancing the program's completion. After developing both programs, the content was compared and analyzed. Furthermore, the advantages and disadvantages of using ChatGPT in lesson design were analyzed to examine educational suitability, and a survey was conducted on teachers' perception of its applicability in actual school situations. The conclusions drawn from this study are as follows: First, an expert-based edible plant project learning program was developed for sixth-grade elementary students. The program's objective was set to 'improve students' eating habits through edible plant project learning,' and a ten-lesson subproject learning program was planned to achieve this goal. Second, prompt engineering was conducted for ChatGPT-based program development, setting the principles of 'General-to-Specific' search approach and 'providing specific examples (Few-shot learning).' Third, based on the results of prompt engineering, expert-based and ChatGPT-based programs on the same topic were developed. The 'ADDIE' model, a systematic education design model, was referred to for program development stages, devising a four-step procedure of 'demonstration,' 'topic selection,' 'lesson plan development,' and 'evaluation and feedback.' Key prompts for each development stage were selected to facilitate generalization. Fourth, a comparison between expert-based and ChatGPT-based lesson design revealed that ChatGPT-based lesson design could save instructors' time and effort, enable personalized lesson planning, easily incorporate the latest trends in education, and be advantageous in discovering and applying diverse educational materials. However, it was also found that it could limit teachers' creative lesson planning, potentially provide inaccurate information, make it difficult to prepare a lesson plan according to the teacher's purpose and intention, and possibly lead to unrealistic lesson planning. Fifth, a survey on teachers' perception of ChatGPT showed that while most teachers were interested in ChatGPT, its use in lesson planning and activities was not widespread. In the comparison between expert-based and ChatGPT-based programs, teachers primarily chose 'saving time and effort' and 'discovery and application of various teaching materials' as the advantages of the ChatGPT-based program, and 'potential for providing inaccurate information' and 'possibility of unrealistic lesson planning' as disadvantages. Sixth, teachers who responded to the survey anticipated that the role of future teachers would be strengthened or similar even if ChatGPT is used in lesson design. They determined that future teachers should be responsible for using AI technology and act as experts, being able to use ChatGPT proactively and critically. This study aimed to provide an example of a specific method that can be applied when planning a lesson using ChatGPT, and to help in lesson design utilizing ChatGPT, focused on horticulture education, by examining various aspects to consider during lesson planning. For effective education utilizing ChatGPT in the future, additional research into various lesson planning and practical case studies will be required beyond the results of this study. In particular, a variety of attempts and studies applying ChatGPT to elementary school horticulture education are needed. Furthermore, there is a need for substantial teacher training and education regarding the educational use of AI chatbots like ChatGPT. As the development of AI technology is expected to bring about significant changes in the future, additional research on the role of teachers in the school field should also be conducted.
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