초․중등교육에서의 생성형 AI 활용 수업 설계 원리 개발 연구
Development of Instructional Design Principles for Generative AI in Primary and Secondary Education
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초록
급변하는 디지털 전환 사회에서 생성형 AI의 등장은 미래 사회와 직업 세계에서 요구하는 역량의 방향을 재정립하고 있다. 생성형 AI의 잠재력과 사회에 미칠 영향으로 인해 생성형 AI와의 협력 역량이 주목받으면서 교육 현장에서도 이에 대한 논의가 고조되고 있다. 생성형 AI가 지닌 부정적 영향을 감소시키고 교육적 효과를 극대화하기 위해 본 연구에서는 초․중등교육에서 생성형 AI를 활용한 수업 설계 원리를 개발하였다. 선행문헌, 수행자 심층 면담, 아카이브 기반 질적 분석을 통해 초기 설계 원리를 도출한 후 전문가 타당화, 사용자 타당화를 거쳐 이를 수정․보완하였다. 현장 적용 타당화는 충북 소재 A 중학교에서 6명의 교사와 1, 2학년 166명 학생을 대상으로 이 설계 원리를 적용한 수업을 실시하였고, 학습자의 학업성취도와 프롬프트 엔지니어링의 유의미한 변화를 대응 표본 t-검정으로 확인하였다. 최종적으로 ‘협력 목적 설정의 원리’, ‘교육 환경 준비의 원리’, ‘윤리 예방 교육의 원리’, ‘교수 방법 혁신의 원리’, ‘프롬프트 기반 학습의 원리’, ‘윤리 책임 강조의 원리’, ‘학습 과정 점검의 원리’와 26개의 설계 지침을 도출하였다. 연구 결과를 바탕으로 생성형 AI 활용 수업과 최종 설계 원리의 교육적 의의에 대한 시사점을 제안하였다.
Abstract
In a rapidly evolving digital society, generative artificial intelligence (AI) is transforming the competencies required by the future professional world. As the societal impact of AI increases, the collaborative competencies to work with generative AI are drawing increased attention, especially in education. This study developed instructional design principles for integrating generative AI into primary and secondary education to minimize potential drawbacks and enhance learning benefits. The principles were initially derived through a literature review, in-depth interviews with practitioners, and an archive-based qualitative analysis and then refined through expert and user validation. Field validation took place at a middle school in Chungbuk Province, with the participation of six teachers and 166 students in Grades 7 and 8. Paired t-tests demonstrated significant improvements in students’ academic performance and engineering skills. In addition to 26 design guidelines, seven design principles were identified: establishing collaborative goals, preparing the educational environment, developing ethical awareness education, applying innovative teaching methods, adopting prompt-based learning, prioritizing ethical responsibility, and monitoring the learning process. Drawing on the study’s findings, the implications for the educational value of generative AI-based instruction and the finalized principles are discussed.