서울대학교 교육학과를 졸업한 후, 동 대학에서 교육공학 석사 학위를, 미주리대학교에서 정보과학과 학습공학 박사 학위를 취득했다. 싱가포르 난양공과대학교 국립교육원에서 약 2년간 선임연구원으로 재직했으며, 2013년부터 서울대학교 교육학과 교수로 재직 중이다. 그와 함께 2023년 국내 최초로 설립된 서울대학교 학습과학연구소의 초대 소장을 역임하고 있다.

주요 연구 분야는 학습과학과 교육공학이며, 인공지능과 같은 첨단 테크놀로지를 활용해 우리나라 교육의 난제를 해결하고자 노력했다. 획일적인 학교 교육을 학습자 중심의 맞춤형 교육으로 전환하고 인공지능과 함께하는 교육 시스템을 구축하는 방안을 연구하고 있다. 특히 디지털 학습 과정에서 멀티모달 데이터를 수집해 학습자의 역량을 진단하고 최적의 학습경험을 설계하는 연구를 진행 중이다.

교육부와 교육청의 인공지능 및 미래교육 관련 자문위원으로 활동했으며, 국내외 저명 학술지에 수십 편의 논문을 발표했다. 주요 공저서로 『문제해결과 학습 디자인: David H. Jonassen 교수님의 연구를 되돌아보며』(2019), 『교육공학과 수업』(2021), 『인공지능 시대, 교사가 만드는 미래학교』(2022) 등이 있다.