본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

수학교육에서 인공지능(AI) 활용에 관한 예비수학교사의 인식 분석

An Analysis Prospective Mathematics Teachers’ Perception on the Use of Artificial Intelligence(AI) in Mathematics Education

신동조
한국수학교육학회|2020.09|수학교육 논문집 (Communications of Mathematical Education)|제34권 제3호|pp. 215-234

2

조회

0

다운로드

33

인용

0

참고문헌

키워드

인공지능artificial intelligence교사의 역할mathematics educationteacher roleprospective mathematics teachers예비수학교사수학교육

초록

AI 시대의 함께 교육에서도 AI 활용의 필요성이 제기된다. 본 연구의 목적은 예비수학교사가 인식하는 미래 수학교육에서 AI의 필요성과 AI 활용에서 교사의 역할을 조명하는 것이다. 연구 결과, 교수 측면에서 예비교사들은 학교수학에 AI 활용이 시대적 요구이며, 다양한 유형의 수업 구현과 정확한 지식 및 정보를 전달할 수 있지만, 인지적·감정적 상호작용에 한계가 있다고 하였다. 학습 측면에서 AI는 개별화 학습을 제공하고, 학교 수업 외 보충학습에 활용할 수 있고, 학습 흥미를 자극할 수 있지만, 학생들의 주체적 사고 능력을 저해할 수 있다고 하였다. 평가의 측면에서 AI는 객관적이고 공정하며 교사의 업무를 감소할 수 있지만 서·논술형 문항과 과정 중심 평가에서 한계가 있다고 하였다. AI 활용에서 예비교사들이 생각하는 교사의 역할은 수업, 감정적 상호작용, 비정형화된 평가, 상담이었고, AI의 역할은 개별화 학습, 기계적 학습, 정형화된 평가와 행정 업무로 나타났다.

Abstract

With the advent of the AI, the need to use AI in the field of education is widely recognized. The purpose of this study is to shed light on how prospective mathematics teachers perceive the need for AI and the role of teachers in future mathematics education. As a result, with regard to teaching, prospective teachers recognized that the use of AI in school mathematics is a demand of a new era, that various types of lesson can be implemented, and that accurate knowledge and information can be delivered. On the other hand, they recognized that AI has limitations in having cognitive and emotional interactions with students. As for mathematics learning, the prospective teachers recognized that AI can provide individualized learning, be used for supplementary learning outside of school, and stimulate students’ interest in learning. However, they also said that learning through AI could undermine students’ ability to think on their own. With regard to assessment, the prospective teachers recognized that AI is objective, fair and can reduce teachers’ workload, but they also said that AI has limitations in evaluating students’ abilities in constructed-response items and in process-focused assessment. The roles of teachers that the prospective teachers think were to conduct a lesson, emotional interaction, unstructured assessment, and counseling, and those of AI were individualized learning, rote learning, structured assessment, and administrative works.

참고문헌 (48)

  1. "인공지능(AI) 국가전략" (2019), 과학기술정보통신부[URL]
  2. 권선아, "대학의 인공지능 도입과 인공지능교수에 대한 학습자 인식", 교육종합연구, 16(3), pp.77~101 (2018), 교육종합연구원
  3. 김동중, "교사의 담론적 역량의 개념화를 위한 사례 연구", 학교수학, 21(2), pp.291~318 (2019), 대한수학교육학회[DOI]
  4. 김홍겸, "미래교육에서의 인간 교사와 인공지능 교사의 상호보완적 관계에 대한 소고", 교육문화연구, 24(6), pp.189~207 (2018), 교육연구소[DOI]
  5. 남민우, "지능정보사회 학교교육에 대한 현장 교사의 인식에 나타나는 특징 연구", 교육발전, 38(2), pp.129~153 (2018), 사범대학 부설 교육연구소
  6. 박수진, "미래 영어교육에 대한 초등영어교사의 인식 연구", 경인교육대학교 교육연구원 교육논총, 39(4), pp.123~144 (2019), 교육연구원[DOI]
  7. 박종향, "인공지능기술과 인공지능교사에 대한 인식 분석: 초·중·고등학생의 관점에서", 한국교원교육연구, 34(2), pp.169~192 (2017), 한국교원교육학회[DOI]
  8. 석주연, "인공지능 시대 교사의 역할-국어교사의 직무 사례를 중심으로-", 인문학연구, (55), pp.361~390 (2018), 인문학연구원
  9. 송신철, "미래 지능정보사회의 교육에 대한 예비 과학 교사들의 인식 조사", 생물교육, 45(3), pp.404~417 (2017), 한국생물교육학회[DOI]
  10. 유기웅, "질적 연구방법의 이해" (2018), 박영사
  11. 임종헌, "4차 산업혁명사회에서 교육의 방향과 교원의 역량에 관한 탐색적 연구", 한국교육, 44(2), pp.5~32 (2017), 한국교육개발원[DOI]
  12. 최민영, "인공지능 교육의 현황과 학교 및 교사의 역할 변화 예측", 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집, 23(2), pp.85~88 (2019)
  13. Aksoy, E., "Using data mining techniques examination of the middle school students"attitude towards mathematics in the context of some variables", International Journal of Education in Mathematics Science and Technology, 4(3), pp.210~228 (2016)
  14. Ally, M., "Competency profile of the digital and online teacher in future education", International Review of Research in Open and Distributed Learning, 20(2), pp.302~318 (2019)
  15. Araya, R., "Teaching modeling skills using a massively multiplayer online mathematics game", World Wide Web, 17(2), pp.213~227 (2014)
  16. Bywater, J. P., "The teacher responding tool : Scaffolding the teacher practice of responding to student ideas in mathematics classrooms", Computers & Education, 139, pp.16~30 (2019)
  17. Cabestrero, R., "Some insights into the impact of affective information when delivering feedback to students", Behaviour & Information Technology, 37(12), pp.1252~1263 (2018)
  18. Chassignol, M., "Artificial intelligence trends in education : a narrative overview", Procedia Computer Science, 136, pp.16~24 (2018)
  19. Artificial intelligence for education: Knowledge and its assessment in AI-enabled learning ecologies, "Cope, B.", Educational Philosophy and Theory. Advance online publication, ~ (2020)
  20. Cukurova, M., "Artificial intelligence and multimodal data in the service of human decision‐making : A case study in debate tutoring", British Journal of Educational Technology, 50(6), pp.3032~3046 (2019)
  21. "Building an ai world: Report on national and regional ai strategies" (2018)[URL]
  22. Frey, C. B., "The future of employment : How susceptible are jobs to computerisation?", Technological Forecasting and Social Change, 114, pp.254~280 (2017)
  23. Gabriel, F., "A machine learning approach to investigating the effects of mathematics dispositions on mathematical literacy", International Journal of Research & Method in Education, 41(3), pp.306~327 (2018)
  24. Guilherme, A., "AI and education : the importance of teacher and student relations", AI & Society, 34(1), pp.47~54 (2019)
  25. Holmes, W., "인공지능 시대의 미래교육" (2019), 박영스토리
  26. Huang, X., "Intelligent tutoring systems work as a math gap reducer in 6th grade after-school program", Learning and Individual Differences, 47, pp.258~265 (2016)
  27. Ibanez, M. B., "Support for augmented reality simulation systems : The effects of scaffolding on learning outcomes and behavior patterns", IEEE Transactions on Learning Technologies, 9(1), pp.46~56 (2015)
  28. Jacobs, V. R., "Professional noticing of children"s mathematical thinking", Journal for Research in Mathematics Education, 41(2), pp.169~202 (2010)
  29. Kim, D., "Learning analytics to support self-regulated learning in asynchronous online courses : A case study at a women's university in South Korea", Computers & Education, 127, pp.233~251 (2018)
  30. Li, W., "Effects of a personalized navigation support approach on students"context-aware ubiquitous learning performances", Journal of Educational Technology & Society, 22(2), pp.56~70 (2019)
  31. A future that works : Automation, employment, and productivity, "Manyika, J.", McKinsey Global Institute, ~ (2017)
  32. Martin, T., "Learning fractions by splitting : Using learning analytics to illuminate the development of mathematical understanding", Journal of the Learning Sciences, 24(4), pp.593~637 (2015)
  33. Masci, C., "Student and school performance across countries : A machine learning approach", European Journal of Operational Research, 269(3), pp.1072~1085 (2018)
  34. McCarthy, J., "A proposal for the Dartmouth summer research project on artificial intelligence", AI Magazine, 27(4), pp.12~14 (1955)
  35. An application of Chinese dialogue-based intelligent tutoring system in remedial instruction for mathematics learning, "Pai, K. C.", Educational Psychology. Advance online publication, ~ (2020)
  36. Implementing an adaptive intelligent tutoring system as an instructional supplement, "Phillips, A.", Educational Technology Research and Development. Advance online publication, ~ (2020)
  37. Rajendran, R., "Personalized affective feedback to address students"frustration in ITS", IEEE Transactions on Learning Technologies, 12(1), pp.87~97 (2018)
  38. Learning fractions with and without educational technology: What matters for high-achieving and low-achieving students?, "Reinhold, F.", Learning and Instruction. Advance online publication, ~ (2020)
  39. Roll, I., "Evolution and revolution in artificial intelligence in education", International Journal of Artificial Intelligence in Education, 26(2), pp.582~599 (2016)
  40. Russell, S, J., "Artificial intelligence: A modern approach" (2016), Prentice Hall
  41. Ryoo, K., "Designing automated guidance for concept diagrams in inquiry instruction", Journal of Research in Science Teaching, 53(7), pp.1003~1035 (2016)
  42. Schwarz, B. B., "Orchestrating the emergence of conceptual learning : A case study in a geometry class", International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 13(2), pp.189~211 (2018)
  43. Shin, D., "A systematic review on data mining for mathematics and science education", International Journal of Science And Mathematics Education. Advance online publication (2020)
  44. Can an orchestration system increase collaborative, productive struggle in teaching-by-eliciting classrooms?, "VanLehn, K.", Interactive Learning Environments. Advance online publication, ~ (2019)
  45. Hu, W., "Research on the role predicament of teachers in the era of artificial intelligence", US-China Education Review, 8(6), pp.273~278 (2018)
  46. Wu, H. M., "Computerized dynamic adaptive tests with immediately individualized feedback for primary school mathematics learning", Journal of Educational Technology & Society, 20(1), pp.61~72 (2017)
  47. Zhao, Y., "How do teachers face educational changes in artificial intelligence era", 2018 International Workshop on Education Reform and Social Sciences, pp.47~50 (2018)
  48. Zhou, J-S., "The transformation of teachers’ role in the new era of intelligence education", 2019 International Conference on Advanced Education and Management, pp.297~301 (2019)

관련 논문AI추천

수학교육에서의 인공지능 활용에 대한 초등 교사의 인식 탐색권민성, 김정원, 방정숙한국수학교육학회 · 초등수학교육2023 · 제26권 제4호수학교육에서 인공지능 활용에 대한 초등 교사와 중등 수학 교사의 인식 분석김정원한국수학교육학회 · 수학교육2024 · 제63권 제2호도구로서 인공지능과 교과로서 인공지능에 대한 중등 수학 교사의 인식 탐색권민성, 김지현, 심영훈한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2023 · 제37권 제2호수학교육에서 인공지능 활용 가능성박만구한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2020 · 제34권 제4호AI 기반 수학 교수·학습에 대한 체계적 문헌 고찰: AI의 역할과 교사의 역할을 중심으로권오남, 윤정은한국수학교육학회 · 수학교육2024 · 제63권 제3호예비교사의 인공지능 지원시스템에 대한 평가: 똑똑! 수학탐험대를 중심으로손태권, 송윤오, 여승현한국수학교육학회 · 수학교육2024 · 제63권 제2호

이 간행물의 다른 논문 (9건)

언택트(Untact) 디지털 전환(DT) 시대의 대학수학교육 사례함윤미, 이재화, 이상구, 박경은pp. 201-214예비수학교사들의 디자인 사고(Design Thinking) 기반 교육실습 활동 경험 분석이지연, 김훈주pp. 235-256예비수학교사의 MKT 함양을 위한 프로그램 개발 및 효과에 관한 연구한혜숙, 옥보명pp. 257-276수학교육적 가치에 대한 예비 초등교사와 현직 초등교사의 인식 비교조수윤, 임민재, 방정숙pp. 277-297고등학생들의 수학 학습양식과 MBTI 성격기질별 특징강윤수pp. 299-324
원문 보기