ChatGPT를 활용한 과학 모델링 수업: 교육적 가능성 탐색

• 영문명: Science modeling lessons using ChatGPT: Exploring educational possibilities
• 발행기관: 학습자중심교과교육학회
• 저자명: 조향정(Hyang Jung Jo) 유선아(Sun A Ryu)
• 간행물 정보: 『학습자중심교과교육연구』제25권 8호, 117~137쪽, 전체 21쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.04.30

국문 초록

목적 본 연구는 모형 탐구 수업에서 인공지능 챗봇인 ChatGPT의 교육적 가능성을 탐색하며 인공지능이 교육 환경에서 어떻게 통합될 수 있는지, 그리고 그 효과가 학생들의 핵심역량 향상에 대한 태도와 개념 형성에 도움이 되었는지 분석하였다. 방법 본 연구는 교육과정의 목표와 내용을 기반으로 수업을 구성하고, 수업의 학습 목표를 학생들이 효과적으로 달성할 수 있게 평가 방식이 긴밀히 연계되는 교육과정-수업-평가 일체화 관점에서 설계 및 실행되었다. 우선, 모형 탐구 활동에 적합한 연구 주제를 선정한 후, CoRe를 분석하고 프롬프트를 탐구하였다. 프롬프트 결과를 바탕으로 ChatGPT 4를 활용해 문항을 제작한 후 제작된 문항은 전문가 집단의 도움을 받아 내용 타당도를 검증받았다. 이 과정에서 모형 탐구 활동 단계에서 학생들이 스스로 학습 목표에 도달할 수 있도록 미리 프롬프트를 분석하고 이를 바탕으로 수업 중 프롬프트 안내지를 작성하였다. 이러한 모형 탐구 활동은 세포분열, 기체 운동, 상태변화를 주제로 진행되었고 중학교 3학년 학생들을 대상으로 4시간의 정규 수업과 1시간의 방과 후 시간에 진행되었다. 활동 전·후 학생들은 ‘핵심역량 태도 진단’ 설문에 참여하였고 사후 설문은 모형 탐구 & ChatGPT 4 활동 관련 설문이 추가되었다. 마지막 평가와 인터뷰가 진행되었다. 결과 본 연구를 통해 모형 탐구 수업에 ChatGPT 4의 활용 가능성, 평가 문항 제작 가능성을 보았으며, 이를 통해 학생들의 핵심역량태도 변화와 개념 형성에 어느 정도 긍정적임을 알 수 있었다. 이는 교육과정-수업-평가의 일체화에 ChatGPT 4가 일정 역할을 할 수 있다는 것을 보여주었다. 결론 본 연구를 통해 인공지능이 교육환경에 통합하기 위해서 프롬프트에 대한 연구가 필요하며 ChatGPT의 활용은 기초학력이 부진한 학생들에게 적절한 역할을 할 수 있다는 잠재력을 보여주었다.

영문 초록

Objectives This study explores the the educational potential of ChatGPT, an artificial intelligence chatbot, in model nquiry lessons, how artificial intelligence can be integrated in the educational environment. Specially, this study analyzed was whether its effects helped form students' attitudes about enhancing core competencies and formation concepts. Methods This study was designed and implemented from the perspective of curriculum-class-assessment integration. In this approach, lessons were structured based on the curriculum's goals and content, with evaluation methods closely aligned to help students effectively achieve the learning objectives of the lesson. First, after selecting a research topic suitable for model inquiry activities, CoRe was analyzed and prompts were explored. Based on the prompt results, questions were created using ChatGPT 4, and the content validity of the questions was verified with the help of a group of experts. In this process, we analyzed the prompts in advance so that students could reach their own learning goals during the model inquiry activity stage, and based on this, we created a prompt guide during lesson. This model inquiry activity was conducted on the topics of cell division, gas movement, and state changes, and activities were carried out for 4 hours of regular class and 1 hour of after-school time for third-year middle school students. Results Through this study, it was educational potential to design lessons and create evaluation questions using ChatGPT 4, which was positive to some extent in changing students' attitudes toward core competencies and was help the concept formation. This shows that ChatGPT 4 can play a role in the integration of curriculum-lesson-evaluation. Conclusions Through this study, research on prompts is needed to integrate artificial intelligence into the educational environment, and the use of ChatGPT has shown the potential to play an appropriate role for students with Low academic achievement.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 결과 및 논의

Ⅳ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

프롬프트 역량 모형 질문 ChatGPT prompt competence model question