교육용 챗봇 활용 연구는 오랫동안 연구되어 왔는데 최근 들어 챗 GPT를 비롯해 다양한 생성형 AI 기술이 빠르게 발전하다 보니 교육 분야에서도 이를 활용하기 위한 다양한 시도와 연구들이 이루어지고 있습니다. 서울시 교육청에서도 이를 지원하기 위해 생성형 AI 교육자료를 발간한 바 있습니다.
(서울시교육청)생성형 AI 교육자료-ChatGPT 사례 중심으로(자료집) (2).pdf
이전 연구들에서는 교사가 질문-답변 데이터셋을 만들어 챗봇을 제작하고, API를 활용해 학생들이 이용할 수 있도록 하는 연구가 주를 이뤘습니다.
최근 GPTs가 무료 사용자들도 사용할 수 있게 되면서 챗봇 공유가 더욱 용이해졌습니다. 이로 인해 챗 GPT를 활용한 챗봇 제작, 사용이 더 대중화 될 것이라 생각합니다. 또 학생들이 직접 챗 GPT로 챗봇을 제작하고 학습에 활용하는 사례도 늘것이라 예상했습니다.
이런 경우 학생들이 교과서를 바탕으로 많은 질문-응답 데이터셋을 만드는 방법은 접근하기 어렵다고 생각해 교과서 PDF 파일을 직접 이용해 챗봇의 답변 성능을 향상하는 방법을 연구하고 합니다.
그래서 이번 주에는 중학교 2학년 1단원 물질의 구성 파트의 교과서를 업로드 해 일반적인 답변과 자료를 기반으로 하는 챗봇의 답변 수준을 분석해 보았습니다. 또 교과서를 분화하여 자료로 답변하는 경우 차이가 있는지 살펴보았습니다.
다음에는 커스텀 인스트럭션 설정에 따른 답변 차이, 외부 링크를 답변 출처로 지정했을 때 답변 차이 등을 분석해 보려고 합니다.
이 과정에서 활용한 AI는 다음과 같습니다.
1. GPT(이전 명칭 GPTs) 이용해 참고 논문 찾기
🦄 Scholar GPT
https://chatgpt.com/g/g-kZ0eYXlJe-scholar-gpt
🦄 Consensus
https://chatgpt.com/g/g-bo0FiWLY7-consensus
GPT를 활용해 각 목차별 논문을 추천하 니 좋았습니다. 물론 논문과 주제 일치도가 아쉬운 경우가 있지만 이 정도면 따로 검색해서 찾는 것보다 매우 편리합니다.
2. 참고문헌 옵시디언에 정리하기
# 논문 요약
## 서론
### 1.1 연구 배경 및 필요성
- **논문 1**: [학생-교사 상호작용 지원을 위한 챗봇](https://consensus.app/papers/supporting-studentteacher-interaction-through-chatbot-mendoza/6eac020ae57252a19f867f8f1385c00d/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '챗 봇은 학교와 대학에서 정보 제공 및 상호작용을 지원하는 도구로 중요성이 커지고 있다. 이 논문에서는 교사와 학생 간의 상호작용을 지원하기 위해 챗봇을 제안하고 평가하였다. 특히 중학교 3학년 학생과 교사를 대상으로 한 실험 결과, 챗봇이 긍정적인 인상을 주었다.'
- **논문 2**: [E-러닝에서의 챗봇](https://consensus.app/papers/chatbot-elearning-hussain/5311cf64d0c75983b6e3b55157972c06/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 교육 부문에서 챗봇의 개발과 적용을 설명하며, 챗봇이 학생들에게 적절한 답변을 제공하는 데 있어 얼마나 효과적인지를 실험적으로 보여주고 있다. 챗봇은 자연어 처리 기술을 사용하여 학생들의 질문을 인식하고 답변을 제공하도록 설계되었다.'
### 1.2 연구 목적
- **논문 3**: [학생을 위한 교육 지원 시스템으로서의 챗봇](https://consensus.app/papers/chatbot-education-support-system-student-clarizia/dcba781ee4fb54d9a980328e5ab7a8a4/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문에서는 교육 지원 시스템으로서 챗봇의 프로토타입을 개발하고, 이를 통해 학생들이 자연어 처리 기술을 활용해 질문에 대한 답변을 받을 수 있도록 하는 시스템을 제안하였다. 실험 결과, 챗봇이 학생들에게 유용한 도구로 작용할 수 있음을 보여주었다.'
## 이론적 배경
### 2.1 챗봇(Chatbot)의 정의 및 원리
- **논문 4**: [교육 지원 시스템으로서의 챗봇](https://consensus.app/papers/chatbot-educational-support-system-khidir/8be1682cfd515e51b9881e403dcb6ce8/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '챗봇은 인공지능을 이용해 학생과 교직원의 상호작용을 향상시키고, 반복적인 작업을 자동화하여 교육의 질을 높이는 도구로 사용된다. 사회 구성주의 접근 방식을 사용하여 인터랙티브 튜터 역할을 수행하는 챗봇의 개발 사례를 설명하고 있다.'
### 2.2 ChatGPT와 GPTs의 원리와 특징
- **논문 5**: [교육에서 챗봇 사용의 재발견: 체계적인 문헌 검토](https://consensus.app/papers/rediscovering-chatbots-education-literature-review-pérez/dc357a4599df5a78b182d6649f1843aa/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 교육 분야에서 챗봇의 현재 사용 사례와 개발 동향을 체계적으로 검토하였다. 챗봇이 학생들의 학습 경험을 향상시키고, 교직원 및 교육 서비스 개선에 어떻게 기여할 수 있는지를 다루고 있다.'
### 2.3 중학교 2학년 과학 교과 내용 분석
- **논문 6**: [교육 기관 지원 시스템으로서의 챗봇](https://consensus.app/papers/chatbot-support-system-educational-institutions-villanueva/6ba316b26f8c5241bcc0fadb9b51911f/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 교육 기관에서 챗봇이 정보 제공과 상호작용을 통해 교육 서비스를 향상시키는 방법을 설명한다. 특히, 챗봇의 아키텍처와 사용 기술을 검토하고, 이를 통해 효율적인 정보 검색과 상호작용을 가능하게 한다.'
## 연구 방법
### 3.1 중학교 2학년 과학 교과서 PDF 데이터 가공
- **논문 7**: [교육 분야에서 챗봇 기술 사용에 대한 연구 검토](https://consensus.app/papers/examination-studies-chatbot-technology-field-education-durak/535c055d5dae58ce959acd186f0ab3ea/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 교육 분야에서 챗봇의 활용에 대한 기존 연구를 검토하여, 챗봇 기술이 교육 환경에서 어떻게 적용되고 있는지에 대한 종합적인 분석을 제공한다. 이를 통해 교육 챗봇의 개발 및 적용에 대한 인사이트를 제공한다.'
### 3.2 ChatGPT의 GPTs 모델 파인튜닝
- **논문 8**: [교육 챗봇을 위한 시퀀스-투-시퀀스 모델 성능](https://consensus.app/papers/sequence-sequence-model-performance-education-chatbot-palasundram/59e64aea489c5c9787735dc2db08806a/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 시퀀스-투-시퀀스 모델을 사용하여 교육 챗봇을 구현하고 그 성능을 평가하였다. 시퀀스-투-시퀀스 모델의 다양한 설정과 질문 변형에 대한 답변 생성 성능을 실험적으로 분석하였다.'
### 3.3 GPTs 챗봇 시스템 설계
- **논문 9**: [교육에서 챗봇의 트렌드와 잠재적 분포 탐구: 체계적인 검토](https://consensus.app/papers/exploring-trend-potential-distribution-chatbot-nee/ff7155398a2859b692334e6aea305cb2/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 교육 분야에서 챗봇의 활용 동향과 잠재적 분포를 체계적으로 검토하였다. 이를 통해 챗봇이 교육 도구로서 어떻게 기여할 수 있는지, 그리고 미래 연구 방향을 제시하였다.'
## 결과 및 분석
### 4.1 GPTs 챗봇 개발 결과
- **논문 10**: [혼합 학습 환경에서의 교육용 챗봇](https://consensus.app/papers/chatbot-blended-learning-environment-stupina/4b407c43d7c65f00bb512d04e6c4ff39/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 프로그래밍 언어 과정에서 자율 학습을 촉진하기 위한 챗봇 인터페이스를 개발하고, 이를 혼합 학습 환경에서 활용한 결과를 다룬다. 학생들이 자율적으로 학습할 수 있도록 돕는 도구로 챗봇을 사용하였다.'
### 4.2 응답 결과 분석
- **논문 11**: [협력 학습을 위한 교육용 챗봇: 중학교에서의 디자인 실험 결과](https://consensus.app/papers/educational-chatbots-collaborative-learning-results-burkhard/35a531963e03543b8e1d15e6a815cef8/?utm_source=chatgpt)
- 요약: '이 논문은 협력 학습 환경에서 챗봇을 활용하여 학생들이 팀 기반 과제를 수행하도록 설계된 챗봇의 효과를 평가하였다. 첫 번째 디자인 주기에서 학교 수업에 적용하여 긍정적인 피드백을 얻었다.'
### 4.3 시사점 및 제언
- **논문 12**: [교육을 위한 챗봇 - 트렌드, 이점 및 도전 과제](https://consensus.app/papers/chatbots-education-trends-benefits-challenges-georgescu/0abbc2cbce725368a658c0e7e09440b2
3. 옵시디언 페이지 간 연결
옵시디언 병아리라 단축키도 자꾸 헷갈리고 간단한 노트간 연결과 태그도 gpt에게 물어가며 한땀 한땀 사용해 봅니다. 구요한 파트너님이 잘 설명해 주셨는데 익숙해지는데 시간이 걸리네요. 요즘 거의 붕어 수준의 기억력이라 ㅠ.ㅠ
아~ ‘여기’를 누루면 챗봇 개발 페이지로 넘어가길 원했는데 아니되는군요. 오늘은 여기가 한계인가봅니다. 이렇게 간단한 부분에서 막히면 의욕이 사라집니다 ㅠ.ㅠ 더 해보고 내용 보충해보겠습니다.
#11기연구지식관리