소융대 해커톤 후기 Teach Me

때는 12월 중순 해커톤에 나가고 싶었던 나는 어찌저찌하여 팀원들을 열심히 모았다.

팀원 모으는데  AI와 프론트엔드는 아는 사람이 있었기에 쉽게 구했지만 해커톤의 꽃인 디자이너가 없는 상황..

 

 

 

 

나는 에브리타임에서 디자이너 공고글을 열심히 올렸다 (기대는 안했지만) 

이게 왠걸 연락이 왔다!!! 

 

 

 

그 이후부터는 당연히 순조롭게 팀원이 꾸려졌고 꽁이꽁설꽁돌 팀이 탄생하였따 (우리 집 고양이 3마리 이름조)

 

 

그렇게 해커톤 당일이 되었고 내 이름표를 받았당

 

 

그렇게 주제가 주어지고 우리 조는 곰곰히 고민하던 끝에 AI의 번쩍이는 아이디어로 

챗지피티를 역으로 가르쳐서 학생들의 학습을 도모하자는 아이디어가 나왔다.

 

대충 기획은 아래와 같았다..

기획 문서

학생들이 AI에게, 배운 걸 설명하면서 더 잘 배우고, 선생님은 학생들의 학습 상태를 쉽게 볼 수 있는 서비스예요.

protégé effect : 프로테제 효과

프로테제 효과는 연구에 의해 뒷받침 되는 학습 전략입니다.

최고의 학습 방법은 내가 얻은 지식을 남에게 설명해보는 것이다.

프로테제 효과는 연구에 의해 뒷받침되는 학습 전략입니다. 설득력 있는 예는 “Teachable Agent”에 대한 2009년 연구 에서 나옵니다 . 가르칠 수 있는 에이전트는 가르친 방식에 따라 추론할 수 있는 디지털 캐릭터입니다.

이러한 에이전트와 상호작용한 학생들은 상호작용하지 않은 학생들에 비해 학습에서 상당한 향상을 보였습니다. 다시 말해, 시뮬레이션된 교육조차도 프로테제 효과를 활성화할 수 있습니다.

그 외에도 이를 뒷받침하는 연구자료들이 많이 있습니다.

• (1984) 가르치는 행위가 시험보다 내재적 동기를 더 많이 증가시키는 것으로 나타났습니다 .
  • Quality of learning with an active versus passive motivational set.
• (2014) '가르칠 수 있다는 기대'가 '집과 교실에서 학습 효율성'을 높이는 것으로 나타났습니다.
  • Expecting to teach enhances learning and organization of knowledge in free recall of text passages
• (2016) 따르면 가르칠 준비를 하면서 배우는 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 1.3배 더 많은 메타인지적 전략을 사용하는 것으로 나타났습니다.
  • Learning by preparing to teach: Fostering self-regulatory processes and achievement during complex mathematics problem solving.

저희 팀은 해당 효과를 적극적으로 이용하여 학습자의 학습 과정과 흐름을 교수자가 쉽게 트래킹 할 수 있는 서비스를 기획했습니다.

해당 서비스의 중요 포인트

1. “가르치는 행위”로 부터 얻는 동기부여와 메타인지 효과

여러 연구에 따르면 가르치는 행위는 학습자로 하여금 동기부여를 얻게하며 메타인지적 전략을 자연스럽게 사용하게 되어 학습 효과가 올라갑니다. 또한 AI의 적절한 수준의 질의로 학생의 대답을 이끌어냅니다.

2. 학생의 이해수준에 대한 평가 기능

일반적으로 많이 존재하는 학생의 질문을 받아주는 AI는 그저 질문을 하는 목적으로 사용하기에 해당 데이터를 통해 학생들의 이해수준에 대해 알기 힘든 반면, 해당 서비스는 본인이 이해한 지식을 AI에게 설명하는 구조이기에 데이터로 학생들의 이해수준을 평가할 수 있습니다.

3. 학생과 교수자에게 학습 보고서 제공

학생은 본인이 이끌어낸 지식이 교수자의 의도에 비교하여 어느정도 수준이였는지 AI의 반 정성적인 평가를 시각화하여 볼 수 있으며, 교수자는 여러명의 학생의 표준화된 메타데이터를 획득할 수 있음.

 

생략..

 

 

그렇게 완성된 디자인 

 

 

이번 해커톤은 예선과 본선으로 나누어져 예선에 올라간 팀만 밤을 새는 구조였다.

예선 떨어지면 개발할 필요 없으니까 설렁 설렁 프론트 개발을 하였고 결과만 기다렸당

.

.

.

 

이게 왠걸 예선에 붙어버렸다!!

개발 열일 해야겠지?

 

 

그렇게 열심히 개발을 하였고 기간이 거의 다 끝나가던 와중

API 응답 연결이 안되 결국 더미 데이터로 구현 호소를 하기로 하였다 (나의 능력 부족인걸 ㅜㅜ)

 

const DummyReport: React.FC = () => {
  return (
    <ScoreBox>
      <TotalScore>총 점수 19점</TotalScore>
      <SubScore>
        <SubTitle>학습 중점사항 1: 10점</SubTitle>
        <SubDescription>
          산과 염기의 정의와 특성을 명확히 설명하였으며, 산과 염기의 화학적
          성질과 실생활에서의 의미를 잘 이해하고 있다
        </SubDescription>
      </SubScore>
      <SubScore>
        <SubTitle>학습 중점사항 2: 9점</SubTitle>
        <SubDescription>
          산-염기 반응 과정, 특히 중화 반응에 대해 논리적이고 체계적으로
          설명하였으며, 실생활에서의 적용 사례를 적절히 제시하였다.
        </SubDescription>
      </SubScore>
    </ScoreBox>
  );
};

 

const evaluateDummyData = {
  input: {
    Class: "Introduction to Chemistry",
    Focus:
      "1. 산과 염기의 정의와 특성을 정확히 설명할 수 있는가?  \n2.산-염기 반응 과정(예: 중화 반응)을 논리적으로 서술할 수 있는가? \n3.산-염기 반응이 실생활에서 어떻게 활용되는지 사례를 제시할 수 있는가?",
    History:
      "AI: 산과 염기에 대해 배웠다면서? 산은 정확히 뭘 의미해? \nUser: 산은 수용액에서 H⁺ 이온을 내놓는 물질을 말해. 대표적으로 염산(HCl) 같은 물질이 있어. 산의 특성으로는 신맛이 나고, 금속과 반응해서 수소 기체를 발생시키는 게 있어. \nAI: 아, 그래서 산이 금속을 부식시킨다고 하는 거구나. 염기는 뭐야? \nUser: 염기는 수용액에서 OH⁻ 이온을 내놓는 물질을 말해. 예를 들어, 수산화나트륨(NaOH)이 있어. 염기는 쓴맛이 나고, 미끌미끌한 촉감을 가진다는 특징이 있어. \nAI: 산과 염기가 만나면 어떤 반응이 일어나? \nUser: 산과 염기가 만나면 중화 반응이 일어나. 중화 반응은 H⁺ 이온과 OH⁻ 이온이 결합해서 물(H₂O)을 생성하고, 나머지 이온들로 염(salt)이 만들어지는 반응이야. \nAI: 그러면 중화 반응은 실생활에서 어디에 쓰여? \nUser: 대표적으로 위산 과다를 치료할 때 제산제를 사용하는 예를 들 수 있어. 제산제는 염기성 물질로 위산과 반응해서 중화시키는 역할을 해. 또 하나는 농업에서 토양의 산성을 조절할 때 석회(염기성 물질)를 사용하기도 해. \nAI: 중화 반응이 이렇게 실생활에 많이 쓰이다니 흥미롭다! 그런데 산과 염기의 강도는 어떻게 결정되는 거야? \nUser: 산과 염기의 강도는 이온화되는 정도에 따라 결정돼. 강산은 거의 100% 이온화돼서 H⁺ 이온을 많이 내놓고, 강염기도 완전히 이온화돼서 OH⁻ 이온을 많이 생성해. 반면, 약산과 약염기는 부분적으로만 이온화돼. \nAI: 이온화라는 말이 재밌네. 그럼 강산이나 강염기를 다룰 때 조심해야겠네? \nUser: 맞아. 강산이나 강염기는 부식성이 강해서 피부나 금속을 손상시킬 수 있어. 그래서 실험할 때 항상 보호 장비를 착용해야 해. \nAI: 보호 장비가 중요한 이유를 이제 알겠어. 그런데 산과 염기가 모두 들어 있는 용액도 있을까? \nUser: 물론 있어. 예를 들어, 암모니아(NH₃) 같은 약염기를 물에 녹이면 약산과 약염기의 성질을 모두 가진 완충 용액을 만들 수 있어. 이런 용액은 pH 변화를 막아주는 역할을 해. \nAI: 완충 용액이 pH를 유지하는 데 도움이 되는구나! 생물학에서도 쓰일 것 같은데? \nUser: 맞아. 혈액이 대표적인 예야. 혈액에는 탄산 완충 시스템이 있어서 pH를 약 7.4로 유지해. 이 시스템이 없으면 혈액이 산성화되거나 염기성으로 변해서 생명에 치명적인 영향을 줄 수 있어. \nAI: 혈액의 pH까지 완충 용액이 관여한다니 대단하다. 너 덕분에 산과 염기에 대해 훨씬 잘 이해했어.",
    Lecture: "Acid-Base Reactions",
  },
  config: {},
  kwargs: {},
};

const evaluateResponseDummyData: EvaluateResponse = {
  output: {
    score: ["8.125", "7.25", "8.375"],
    insight:
      "평균 점수 분석 결과, 학생들은 광합성과 세포 호흡의 기본 개념과 생태계 내의 에너지 흐름을 잘 이해하고 있는 것으로 보입니다. 특히, 이들 과정의 상호 연결성을 잘 이해하고 있으며, 에너지 전환의 중요성을 인식하고 있습니다. 그러나, 많은 학생들이 세부 메커니즘에 대한 이해가 부족하며, 세포 소기관의 역할이나 루비스코와 같은 특정 효소의 기능을 명확히 설명하지 못했습니다. 교육 솔루션은 세포 호흡과 광합성의 세부 과정과 관련된 심화 학습 자료를 제공하고, 무산소 상태에서의 대체 경로와 같은 특수한 상황에 대한 이해를 강화하는 데 중점을 두어야 합니다. 이를 통해 학생들이 보다 깊이 있고 체계적인 과학적 이해를 얻을 수 있을 것입니다.",
  },
  metadata: {
    run_id: "c2ee2256-f1d3-4f07-9004-76c11312f465",
    feedback_tokens: [],
  },
};

 

열심히 구현 호소를 한 코드들 ㅋㅋㅋ

 

 

그렇게 우리는 본선에서 금상을 타게 되었다. 수상을 처음해보아서 정말 기뻤다!

 

해커톤은 할 때마다 느끼지만 밤새는 것이 너무 힘들다 ㅠ