생성형 AI 기반 통계적 탐구 문제 설정 수업의 기회와 도전

• 영문명: Opportunities and Challenges in Generative AI-Based Instruction for Formulating Statistical Investigative Questions
• 발행기관: 대한수학교육학회
• 저자명: 류경민(Kyoungmin Ryu) 신보미(Bomi Shin)
• 간행물 정보: 『수학교육학연구』제35권 2호, 221~244쪽, 전체 24쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.05.31

국문 초록

본 연구는 학생들이 생성형 AI를 활용하여 통계적 탐구 문제를 설정하는 수업 사례를 분석함으로써, 생성형 AI가 교수⋅학습에 미치는 시사점을 탐색하고자 하였다. 연구 문제를 해결하기 위해 중학교 1학년 학생 20명을 대상으로 생성형 AI를 활용하여 통계적 탐구 문제 설정과 자료 수집 계획을 설계하는 수업을 진행하였다. 분석 결과, 생성형 AI를 활용하여 설정한 통계적 탐구 문제는 변수와 모집단이 명확히 정의되고, 자료의 변이성을 설명하도록 요구하는 특징을 나타냈다. 그러나 설정한 문제에 대한 학생들의 이해는 표본과 모집단을 혼동하고, 자료의 변이성을 설명하지 못하는 등 기술의 수준에 도달하지 못하는 특징을 드러내었다. 학생들은 ‘체계적인 프롬프트 설계하기’, ‘작업 단계를 세분화하기’와 같은 프롬프트 작성 전략을 이용해 생성형 AI와 생산적으로 상호작용하였으나, 일부 학생들은 프롬프트 작성 전략을 효과적으로 사용하지 못하였다. 이러한 결과는 생성형 AI가 통계적 탐구 문제를 설정하는데 도움을 줄 수 있지만, 학습자의 실질적인 이해를 심화시키는 데에는 한계가 있음을 시사한다. 따라서 학습자의 이해를 발전시키는 교사의 실천이 중요하며, 학생들이 생성형 AI를 효과적으로 사용할 수 있도록 프롬프트 기반 의사소통 역량을 강화하는 방안을 모색할 필요가 있음을 제언한다.

영문 초록

This study analyzed a classroom case in which students used generative AI to formulate statistical investigative questions, aiming to explore the implications of generative AI in teaching and learning. To address the research questions, a lesson was conducted with 20 first-year middle school students, where they used generative AI to formulate statistical investigative questions and design data collection plans. The analysis revealed that the questions formulated with generative AI were characterized by clearly defined variables and populations and required students to address the variability of data. However, students demonstrated limited understanding of these problems, often confusing samples with populations and failing to explain data variability. Students employed prompting strategies such as “Specify structured prompts” and “Split complex tasks into simpler subtasks” to interact productively with generative AI, though some students did not use these strategies effectively. These findings suggest that while generative AI can support students in formulating statistical investigative questions, it has limitations in fostering deeper student understanding. Therefore, it is important for teachers to engage in practices that foster deeper student understanding and to develop instructional approaches that support students’ effective prompt use with generative AI.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 이론적 배경

Ⅲ. 연구 방법

Ⅳ. 결과 분석

Ⅴ. 결론 및 논의

REFERENCES

키워드

통계적 탐구 문제 설정 생성형 AI 프롬프트 작성 전략 formulating Statistical Investigative Questions generative AI prompting strategy