초등수학교육에서 인공지능 활용의 실제- 초등수학 수업지원시스템 ‘똑똑! 수학탐험대’를 중심으로-
The Use of Artificial Intelligence in Elementary Mathematics Education -Focusing on the math class support system "Knock-knock! Math Expedition"-
1
조회
0
다운로드
35
인용
0
참고문헌
키워드
초록
오늘날 인공지능은 우리 사회 전반에서 키워드가 되었고, 교육 분야도 예외가 아니라 인공지능의 교육적 활용은 미래 교육의 대비에서 필수적인 논의라 하겠다. 본 연구는 국내 공교육 최초의 인공지능활용 초등수학 수업지원시스템인 ‘똑똑! 수학탐험대’를 분석하고, 수학교육에서 인공지능 활용이 지향해야 할 방향에 대해 논의하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, ‘똑똑! 수학탐험대’의 이해 및 현장 적합성 탐색을 주요 내용으로 한다. ‘똑똑! 수학탐험대’는 학습 측면과 관리 측면에 해당하는 양 기능을모두 포함하고 있으며, 탑재된 콘텐츠는 활용 주체에 따라 교사 주도적 활용 콘텐츠와 학생의 자율적활용 콘텐츠로 구별할 수 있었다. 특히 ‘교과활동’ 및 ‘평가’ 콘텐츠의 경우 2015 개정 교육과정에 따른 교과서의 단원 및 차시에 따라 구성되어 있어 교실에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 ‘인공지능 추천활동’은 학생의 진단 활동 결과를 기반으로 학생의 수준을 진단, 분석하여 학습 콘텐츠를 제공하는 것으로, 이를 통해 학습 데이터를 축적하고 축적된 데이터에 기초하여 학생 개인의수준에 적합한 맞춤형 학습을 제공할 것이 기대된다. 한편, ‘똑똑! 수학탐험대’의 현장 적합성을 파악하고자 활용 경험이 있는 교사 3명을 대상으로 반구조화된 면담을 실시하였다. 면담 내용은 ‘똑똑! 수학탐험대’의 활용 정도, 콘텐츠 활용, 시스템의 전반적인 활용에 관한 것이다. 면담 분석 결과, 주로 각차시에서 학습한 개념이나 원리를 익히고 적용하는 시간에 교과서의 보조교재로서의 활용 빈도가 높은 것으로 나타났다. 가장 많이 사용한 콘텐츠는 ‘교과활동’이며, 가장 효과적인 콘텐츠로 ‘평가’, ‘교구’, ‘교과활동’을 꼽았다. 시스템의 가장 큰 장점으로 학생들이 흥미롭게 참여한다는 점, 수업시간 내내 학습이 지속적으로 이루어질 수 있다는 점을 들었다. 그러나 단순한 형태로 반복되는 콘텐츠, 복잡한 회원 가입 절차, 불안정한 시스템 등의 단점도 발견되어 보완이 필요하다고 하였다. 이러한 결과를바탕으로 ‘똑똑! 수학탐험대’가 효과적인 수업 보조도구로 개선될 가능성을 제안하였다. 또한, 이를 위해 물리적 환경 구축 및 적극적 교사 연수가 필수적이며, 학교 현장의 실질적 요구인 평가와의 연계방안에 대한 고려 또한 필요함을 주장하였다.
Abstract
Nowadays, artificial intelligence(AI) has become a keyword in our society, and the educational useof AI requires essential discussions in preparation for future education. This study aims to analyze"Knock-knock! Math Expedition," the first AI based elementary mathematics class support system inKorea, and discuss where to the use of AI in math education. To this end, the main focus is onunderstanding the system "Knock-knock! Math Expedition" and exploring its suitability to school. "Knock-knock! Math Expedition" contains the functions in relation to both the learning and itsmanagement, and also the contents both teacher-led and students-driven. In particular, in the caseof "math activity" and "evaluation" contents, their organization according to the textbooks under the2015 revised curriculum can be useful in the classroom. In addition,“AI Recommendation Activity”diagnoses students' levels based on the results of their activities, which are expected to accumulatelearning data and provide adaptive learning suitable for each student’s level. In order to figure out itssuitability to school, semi-structured interviews were conducted for three teachers who hadexperience in using the system. The interview was about the method and frequency of utilization of"Knock-knock! Math Expedition", the use of contents, and the overall utilization of the system. Theinterview analysis showed that the frequency of use as auxiliary tools is high, the most used contentwas “math activity”, and the most effective contents were “evaluation”, “teaching instrument” and“math activity”. The biggest advantage of the system was students’ spontaneous participation. However, shortcomings such as repetition of simple exercises, complexity of membership procedures,and unstable systems were also found. Based on these results, we discussed the needs and possibilityfor improvement of the "Knock-knock! Math Expedition" as an effective teaching aid.
참고문헌 (21)
- 강영석, "고등학교 수학과 교육과정의 행렬단원 변천 내용 연구", 석사, 수학교육전공, pp.2014
- 고호경, "인공지능(AI) 역량 함양을 위한 고등학교 수학 내용 구성에 관한 소고", 한국학교수학회논문집, 23(2), pp.223~237 (2020), 한국학교수학회[DOI]
- 교육부, "수학과 교육과정", 교육부 고시: 제 2020-236호, ~ (2020)
- "인공지능, 학교 속으로!-인공지능(AI), 초등 수학 공부 도우미로, 고교 진로 선택 과목으로 도입-" (2020)[URL]
- 박만구, "수학교육에서 인공지능의 활용 동향", 한국초등교육, 31, pp.91~102 (2020), 초등교육연구원[DOI]
- 박만구, "AI를 활용한국내외 온라인 수학학습 사이트 분석 및 시사점", 한국수학교육학회 국제수학교육학술대회 프로시딩, pp.40~44 (2020)
- 신동조, "수학교육에서 인공지능(AI) 활용에 관한 예비수학교사의 인식 분석", 수학교육 논문집, 34(3), pp.215~234 (2020), 한국수학교육학회
- 신동조, "초·중등교육에서 인공지능: 체계적 문헌고찰", 수학교육학연구, 30(3), pp.531~552 (2020), 대한수학교육학회
- 이은경, "국내외 초·중등학교 인공지능 교육과정 분석", 컴퓨터교육학회 논문지, 23(1), pp.37~44 (2020), 한국컴퓨터교육학회
- 이지혜, "수학교육의 변화와 인공지능과의 연관성 탐색", 수학교육 논문집, 32(1), pp.23~36 (2018), 한국수학교육학회[DOI]
- 이지혜, "인공지능을 활용한 맞춤형 수학학습 프로그램 개발", East Asian Mathematical Journal, 36(2), pp.273~289 (2020), 영남수학회
- 인공지능(AI) 활용 초등수학 수업지원시스템 개발 방안 연구, "이현숙", 한국과학창의재단, ~ (2019)
- 미래사회대비 교육과정, 교수학습, 교육평가 비전 연구(Ⅰ):초･중등학교 교과교육의방향, "주형미", 한국교육과정평가원, ~, pp.연구보고 RRI 2016-10 (2016)
- 한형종, "인공지능 활용 교육에 대한 초등교사 인식 분석", 디지털융복합연구, 18(7), pp.47~56 (2020), 한국디지털정책학회[DOI]
- 지능정보사회 대비 학교 교육의 방향 탐색, "홍선주", 한국교육과정평가원, ~, pp.연구자료 ORM 2016-26-9 (2016)
- "Partnership for 21st century learning" (2020)[URL]
- Grawemeyer, B., "Affective learning : improving engagement and enhancing learning with affect-aware feedback", User Modeling and User-Adapted Interaction, 27(1), pp.119~158 (2017)
- Hansen, A., "Learning mathematics from multiple representations: Two design principles", 12th International Conference on Technology in Mathematics Teaching (2015)
- Holmes, W., "인공지능 시대의 미래교육" (2019), 박영스토리
- "Learning Compass 2030" (2020)[URL]
- 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)