초·중·고등학교에서의 AI 기반 수업 연구 동향과 효과 분석에 대한 체계적 문헌분석
A Systematic Literature Review on Research Trends and Educational Effects of AI Education in Elementary, Middle, and High Schools
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초록
최근 교육 현장에서 AI 활용 수업에 관한 관심이 높아지고 있으며, 인지적 성취뿐 아니라 창의력, 문제해결력, 정의적 역량 등 다양한 교육 효과가 기대되고 있으므로, 본 연구는 국내 초·중·고등학생을 대상으로 한 AI 기반 수업의 연구 동향과 교육적 효과를 체계적으로 분석하여 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해 PRISMA 가이드라인에 따라 국내 학술지에 게재된 논문 104편을 선정하고, 문헌분석을 실시하였다. 그 결과, AI 수업은 주로 초등 고학년 중심으로 영어, 수학, 과학 교과에서 정규 수업 형태로 적용되었고, 정의적·사회정서적 역량과 학업 및 인지적 성취 등에서 긍정적 효과가 있는 것으로 나타났다. 생성형 AI, 챗봇, 기계학습 도구가 주로 활용되었으며, 중재 기간은 4~6차시의 단기 프로그램이 많았다. 효과 측정은 주로 설문지 중심의 평가 도구가 활용되었다. 본 연구는 향후 AI 교수·학습 설계의 실제에 기초 자료로 활용될 수 있다.
Abstract
Recently, interest in AI-integrated instruction has been growing in educational settings, with expectations for outcomes such as cognitive achievement, creativity, problem-solving skills, and affective competencies. Accordingly, this study aimed to systematically analyze research trends and educational effects of AI-based instruction targeting K–12 students in South Korea, based on 104 studies selected using PRISMA guidelines. Results indicated that AI instruction was mainly applied in upper elementary regular classes, especially in English, math, and science, showing positive effects on socio-emotional and cognitive outcomes. Tools like generative AI, chatbots, and machine learning were frequently used, typically in short-term interventions of 4–6 sessions, and effects were mainly measured through surveys. This study offers foundational insights for the practical design of future AI-based instruction.