생성형 AI를 활용하는 예각에 대한 삼각비 수업 분석
Analysis of a trigonometric ratios lesson for acute angles using generative AI
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초록
본 연구는 생성형 AI를 수학 수업에 통합하여 학습자 중심 환경을 구축하기 위한 교수학적 방안을 탐색하였다. 특히, 예각에 대한 삼각비 수업 자료를 Ruthven(2009)의 수업 실행 양상의 구조화 이론 분석틀에 근거한 자기 실행 분석을 통해 생성형 AI의 수업 통합 방안을 모색했다. 연구 결과 첫째, 교사는 학생들의 예상치 못한 반응을 통해 교수‧학습 과정 스크립트가 조정되며 대체 경로를 탐색하였고 생성형 AI의 출력 오류를 다룰 때 반성적 추론 기회를제공하였으나 오류 원인을 파악하는 데 어려움도 관찰되었다. 둘째, 결과의 적절성에 대한 반성이 포함된 활동 주기가 나타났으며 교사는 표상 간 연결을 돕는안내자이자 토론을촉진하는 촉진자로서의 역할을 수행하였다. 셋째, 자원 체계 측면에서 교사는 생성형 AI에 대한 규범을 수립하였고 기존 기술과의 조정을 통해 삼각비 개념과 도구에대한 이해를 심화할 수 있었다. 이 결과는 수학 개념학습에서 생성형 AI 통합의 가능성과 한계 이해에 시사점을 제공한다.
Abstract
This study explores instructional strategies for integrating generative AI into mathematics classrooms to establish a learner-centered learning environment. In particular, lesson materials on trigonometric ratios for acute angles were developed, and a self-study of teaching practice analysis was conducted based on Ruthven’s (2009) framework of structuring features of classroom practice to examine how generative AI can be integrated into mathematics lessons. The findings reveal the following: First, teachers adjusted the curriculum script in response to students’ unexpected reactions, exploring alternative pathways. While they provided opportunities for reflective reasoning when addressing errors in AI-generated outputs, challenges were observed in identifying the causes of such errors. Second, activity templates that included reflection on the appropriateness of AI-generated results emerged. Teachers played the role of guides in helping students connect multiple representations and acted as facilitators to promote discussion. Third, from the perspective of the resource system, teachers established norms for the use of generative AI and deepened students’ understanding of trigonometric concepts and instrument by coordinating generative AI with existing technologies. These findings offer insights into the potential and limitations of integrating generative AI into mathematics concept learning.