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생성형 인공지능(Generative Artificial Intelligence, GAI)과 학습자 간 상호작용이 학습성과에 미치는 교육적 효과를 메타분석을 통해 종합적으로 규명하고자 하였다. 최근 생성형 AI는 학습자와의 대화, 설명, 피드백을 통해 상호작용적 학습지원 도구로 활용되고 있으나, 그 교육적 효과에 대한 실증 연구 결과는 아직 일관되지 않다. 이에 본 연구는 GAI-학습자 상호작용의 전체 효과를 확인하고, 상호작용 유형, 학습자 및 교육 맥락, 학습성과 유형에 따른 차이를 분석하였다. PRISMA 2020 절차에 따라 54편의 실험·준실험 연구에서 169개 효과크기를 추출하여 분석하였으며, 동일 연구 내 다중 효과크기의 종속성을 고려하기 위해 3수준 메타분석과 강건분산추정(Robust Variance Estimation, RVE)을 적용하였다. 분석 결과, GAI-학습자 상호작용은 전반적으로 큰 효과를 나타냈다(Hedges’ g = 1.053). 상호작용 유형별로는 정교화 피드백 중심 상호작용과 대화형 상호작용에서 상대적으로 큰 효과가 확인되었고, 조절변인 분석에서는 디지털 리터러시, 과제 구조, 개입기간이 모두 유의한 조절효과를 보였다. 학습성과 유형별로는 자기효능감, 자기조절학습, 학업성취 등 인지적·메타인지적 성과에서 큰 효과가 나타난 반면, 학습동기는 중간 수준, 학습몰입은 불확실한 효과를 보였다. 이러한 결과는 생성형 AI의 교육적 효과가 단순한 기술 도입 여부보다 상호작용 설계의 질, 학습자의 준비도, 과제-기술 적합성, 학습 맥락에 의해 달라질 수 있음을 시사한다. 나아가 본 연구는 GAI를 학습자의 사고과정에 개입하는 상호작용적 인지 파트너로 조명하며, 효과적인 GAI 기반 교수설계를 위해 정교화 피드백 중심 상호작용, 디지털 리터러시 지원, 과제-기술 적합성, 반복적·지속적 개입 설계의 필요성을 제시한다.

This study examined the educational effects of interactions between learners and generative artificial intelligence (GAI) through a meta-analysis. Following the PRISMA 2020 guidelines, 169 effect sizes were extracted from 54 experimental and quasi-experimental studies and analyzed. To address the dependency of multiple effect sizes within studies, a three-level meta-analysis and robust variance estimation (RVE) were applied. The results showed that learner-GAI interactions had a large overall effect (Hedges’ g = 1.053). By interaction type, elaborative feedback-centered interactions and conversational interactions showed relatively large effects. Moderator analyses revealed significant effects of digital literacy, task structure, and intervention duration. In terms of learning outcomes, large effects were found for cognitive and metacognitive outcomes such as self-efficacy, self-regulated learning, and academic achievement, whereas learning motivation showed a moderate effect and learning engagement showed an inconclusive effect. These findings suggest that the educational effects of generative AI depend not simply on technology adoption, but on the quality of interaction design, learner readiness, task-technology fit, and the learning context. This study highlights GAI as an interactive cognitive partner that can support learners’ thinking processes and offers implications for effective GAI-based instructional design.

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
K-MOOC 학습자의 학습 패턴에 따른 학업성취 예측모형 및 맞춤형 교수 전략 개발 연구 = Learning pattern-based academic achievement prediction and personalized instructional strategy development in K-MOOC 이유은, 간진숙 p. 631-650
AI 디지털 교육자료의 기술적·교육적 리스크 요인 범주화 연구 = A study on categorizing technical and educational risk factors of AI digital educational materials 이현희, 임정민, 편은진, 김남주 p. 651-677
학습자와 생성형 AI 간 상호작용의 교육적 효과 메타분석 = A meta-analysis of the educational effects of learner-generative AI interactions 전찬주, 김아람, 윤미현 p. 679-700
에이전틱 AI 기반 공동연구자 시스템 구축 경험의 자문화기술지 = Building an agentic AI-based co-researcher system : an autoethnographic reflection of an educational technology researcher : 교육공학 연구자의 성찰 임태형 p. 701-728
생성형 AI를 활용한 한국음악사 수업에서 학습자의 비판적 사고 과정 탐색 = Exploring learners’ critical thinking processes in Korean music history classes using generative AI 권혜진 p. 729-750
XR 시뮬레이션 CPR 교육 프로그램이 남자고등학생의 수행능력 및 인지부하, 자기효능감에 미치는 영향 = Effects of an XR-based CPR simulation education on male high school students’ CPR performance, cognitive load, and self-efficacy 윤고은, 류지헌 p. 751-772
AI 활용 수업 및 평가에 대한 초·중등교사의 인식과 정책 요구 분석 = Elementary and secondary teachers' perceptions and policy implications for AI in instruction and assessment : an importance–performance analysis (IPA) approach : 중요도-수행도 분석(IPA)을 중심으로 임보라, 조민주, 박현빈, 김하은, 정유미 p. 773-806
학습분석을 통한 AI 에듀테크 활용 학습자 참여형 MOOC 개발 = Development of learner-participatory MOOC using AI EduTech through learning analytics 김민지, 임지은 p. 807-827
초등교원의 디지털 리터러시 프로파일 탐색 = Exploring digital literacy profile of elementary teachers : relationship to digital engagement and digital instructional innovation behaviors : 디지털 수업몰입 및 디지털 수업 혁신행동 간의 관계 김유경, 이희원, 송해덕 p. 829-848
Merrill의 교수 제1원리에 근거한 AI 챗봇 기반 논쟁적 글쓰기 수업 설계원리 및 챗봇 프롬프트 개발 = Development of AI chatbot-based instructional design principles and chatbot prompts for teaching argumentative writing on controversial issues : applying Merrill's first principles of instruction 박병준, 이영주 p. 849-881
유능감이 발화 특성, 동기, 사회적 상호의존성 태도에 미치는 영향 = The effects of competence on speech characteristics, motivation, and social interdependence attitudes : a multimodal data analysis : 멀티모달 데이터 분석 이유경, 김이재, 신윤선, 임성연, 민자원, 김반디, 함은혜, 동서연 p. 883-909
대학 수업에서의 생성형 AI 의존 측정도구 개발 및 타당화 = Development and validation of a scale for measuring generative AI dependence in university courses 김민준, 박인우 p. 911-936
국내 생성형 AI 기반 교육 도구 개발에 대한 체계적 문헌 고찰 = A systematic literature review on the development of generative AI-based educational tools in Korea 오석환, 김현진 p. 937-960
의한협진을 위한 간호직무교육 프로그램 개발 연구 = A study on applying the RPISD model to develop a nursing job training program for Korean–Western collaborative treatment : RPISD 모형 적용을 중심으로 이현웅, 강지숙 p. 961-987
AI 기반 사회정서학습을 위한 교수설계전략 개발 = Development of instructional design strategies for AI-based social-emotional learning 박주현, 이은서, 김유민, 이채린, 임철일 p. 989-1021
다층 오케스트레이션 구조를 적용한 생성형 AI 진로상담 시스템의 설계와 기능 발현 분석 = Designing a generative AI career counseling system with multi-layer orchestration : a functional realization analysis 차덕원 p. 1023-1049
AI 디지털 기반 교수학습환경에서의 초등 영어과 맞춤형 수업 설계 모형 개발 = Development of an adaptive instructional design model for elementary English education in AI-enabled digital learning environments 임보라, 이은서, 권혜성, 임철일 p. 1051-1090
디지털 역량 관련 프레임워크 해외사례 분석 연구 = A study on international cases of digital competence frameworks : focusing on EU DigComp 3.0 : EU DigComp 3.0을 중심으로 김지언, 신태섭 p. 1091-1114

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